ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/common/bsdf.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/common/bsdf.c (file contents):
Revision 2.30 by greg, Thu Jun 9 17:09:39 2011 UTC vs.
Revision 2.43 by greg, Sat Oct 13 20:15:43 2012 UTC

# Line 13 | Line 13 | static const char RCSid[] = "$Id$";
13   #define _USE_MATH_DEFINES
14   #include <stdio.h>
15   #include <stdlib.h>
16 + #include <string.h>
17   #include <math.h>
18 + #include <ctype.h>
19   #include "ezxml.h"
20   #include "hilbert.h"
21   #include "bsdf.h"
# Line 36 | Line 38 | const char             *SDerrorEnglish[] = {
38   /* Additional information on last error (ASCII English) */
39   char                    SDerrorDetail[256];
40  
41 + /* Empty distribution for getCDist() calls that fail for some reason */
42 + const SDCDst            SDemptyCD;
43 +
44   /* Cache of loaded BSDFs */
45   struct SDCache_s        *SDcacheList = NULL;
46  
# Line 82 | Line 87 | to_meters(             /* return factor to convert given unit to
87  
88   /* Load geometric dimensions and description (if any) */
89   static SDError
90 < SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wdb)
90 > SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wtl)
91   {
92 <        ezxml_t         geom;
92 >        ezxml_t         node, matl, geom;
93          double          cfact;
94 <        const char      *fmt, *mgfstr;
94 >        const char      *fmt = NULL, *mgfstr;
95  
96 <        if (wdb == NULL)                /* no geometry section? */
97 <                return SDEnone;
98 <        sd->dim[0] = sd->dim[1] = sd->dim[2] = .0;
99 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Width")) != NULL)
100 <                sd->dim[0] = atof(ezxml_txt(geom)) *
101 <                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
102 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Height")) != NULL)
103 <                sd->dim[1] = atof(ezxml_txt(geom)) *
104 <                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
105 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Thickness")) != NULL)
106 <                sd->dim[2] = atof(ezxml_txt(geom)) *
107 <                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
108 <        if ((sd->dim[0] < 0) | (sd->dim[1] < 0) | (sd->dim[2] < 0)) {
109 <                sprintf(SDerrorDetail, "Negative size in \"%s\"", sd->name);
110 <                return SDEdata;
96 >        SDerrorDetail[0] = '\0';
97 >        sd->matn[0] = '\0'; sd->makr[0] = '\0';
98 >        sd->dim[0] = sd->dim[1] = sd->dim[2] = 0;
99 >        matl = ezxml_child(wtl, "Material");
100 >        if (matl != NULL) {                     /* get material info. */
101 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Name")) != NULL) {
102 >                        strncpy(sd->matn, ezxml_txt(node), SDnameLn);
103 >                        if (sd->matn[SDnameLn-1])
104 >                                strcpy(sd->matn+(SDnameLn-4), "...");
105 >                }
106 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Manufacturer")) != NULL) {
107 >                        strncpy(sd->makr, ezxml_txt(node), SDnameLn);
108 >                        if (sd->makr[SDnameLn-1])
109 >                                strcpy(sd->makr+(SDnameLn-4), "...");
110 >                }
111 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Width")) != NULL)
112 >                        sd->dim[0] = atof(ezxml_txt(node)) *
113 >                                        to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
114 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Height")) != NULL)
115 >                        sd->dim[1] = atof(ezxml_txt(node)) *
116 >                                        to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
117 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Thickness")) != NULL)
118 >                        sd->dim[2] = atof(ezxml_txt(node)) *
119 >                                        to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
120 >                if ((sd->dim[0] < 0) | (sd->dim[1] < 0) | (sd->dim[2] < 0)) {
121 >                        if (!SDerrorDetail[0])
122 >                                sprintf(SDerrorDetail, "Negative dimension in \"%s\"",
123 >                                                        sd->name);
124 >                        return SDEdata;
125 >                }
126          }
127 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Geometry")) == NULL ||
128 <                        (mgfstr = ezxml_txt(geom)) == NULL)
127 >        sd->mgf = NULL;
128 >        geom = ezxml_child(wtl, "Geometry");
129 >        if (geom == NULL)                       /* no actual geometry? */
130                  return SDEnone;
131 <        if ((fmt = ezxml_attr(geom, "format")) != NULL &&
132 <                        strcasecmp(fmt, "MGF")) {
131 >        fmt = ezxml_attr(geom, "format");
132 >        if (fmt != NULL && strcasecmp(fmt, "MGF")) {
133                  sprintf(SDerrorDetail,
134                          "Unrecognized geometry format '%s' in \"%s\"",
135                                          fmt, sd->name);
136                  return SDEsupport;
137          }
138 <        cfact = to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
138 >        if ((node = ezxml_child(geom, "MGFblock")) == NULL ||
139 >                        (mgfstr = ezxml_txt(node)) == NULL)
140 >                return SDEnone;
141 >        while (isspace(*mgfstr))
142 >                ++mgfstr;
143 >        if (!*mgfstr)
144 >                return SDEnone;
145 >        cfact = to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
146 >        if (cfact <= 0)
147 >                return SDEformat;
148          sd->mgf = (char *)malloc(strlen(mgfstr)+32);
149          if (sd->mgf == NULL) {
150                  strcpy(SDerrorDetail, "Out of memory in SDloadGeometry");
# Line 156 | Line 186 | SDloadFile(SDData *sd, const char *fname)
186                  ezxml_free(fl);
187                  return SDEformat;
188          }
189 +        wtl = ezxml_child(fl, "FileType");
190 +        if (wtl != NULL && strcmp(ezxml_txt(wtl), "BSDF")) {
191 +                sprintf(SDerrorDetail,
192 +                        "XML \"%s\": wrong FileType (must be 'BSDF')",
193 +                                sd->name);
194 +                ezxml_free(fl);
195 +                return SDEformat;
196 +        }
197          wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
198          if (wtl == NULL) {
199 <                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\": no optical layer'",
199 >                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\": no optical layers'",
200                                  sd->name);
201                  ezxml_free(fl);
202                  return SDEformat;
203          }
204                                  /* load geometry if present */
205 <        lastErr = SDloadGeometry(sd, ezxml_child(wtl, "Material"));
206 <        if (lastErr)
205 >        lastErr = SDloadGeometry(sd, wtl);
206 >        if (lastErr) {
207 >                ezxml_free(fl);
208                  return lastErr;
209 +        }
210                                  /* try loading variable resolution data */
211          lastErr = SDloadTre(sd, wtl);
212                                  /* check our result */
# Line 190 | Line 230 | SDloadFile(SDData *sd, const char *fname)
230          if (sd->tf != NULL && sd->tf->maxHemi <= .001) {
231                  SDfreeSpectralDF(sd->tf); sd->tf = NULL;
232          }
233 +        if (sd->tb != NULL && sd->tb->maxHemi <= .001) {
234 +                SDfreeSpectralDF(sd->tb); sd->tb = NULL;
235 +        }
236                                  /* return success */
237          return SDEnone;
238   }
# Line 218 | Line 261 | SDnewSpectralDF(int nc)
261          return df;
262   }
263  
264 + /* Add component(s) to spectral distribution function */
265 + SDSpectralDF *
266 + SDaddComponent(SDSpectralDF *odf, int nadd)
267 + {
268 +        SDSpectralDF    *df;
269 +
270 +        if (odf == NULL)
271 +                return SDnewSpectralDF(nadd);
272 +        if (nadd <= 0)
273 +                return odf;
274 +        df = (SDSpectralDF *)realloc(odf, sizeof(SDSpectralDF) +
275 +                                (odf->ncomp+nadd-1)*sizeof(SDComponent));
276 +        if (df == NULL) {
277 +                sprintf(SDerrorDetail,
278 +                        "Cannot add %d component(s) to spectral DF", nadd);
279 +                SDfreeSpectralDF(odf);
280 +                return NULL;
281 +        }
282 +        memset(df->comp+df->ncomp, 0, nadd*sizeof(SDComponent));
283 +        df->ncomp += nadd;
284 +        return df;
285 + }
286 +
287   /* Free cached cumulative distributions for BSDF component */
288   void
289   SDfreeCumulativeCache(SDSpectralDF *df)
# Line 244 | Line 310 | SDfreeSpectralDF(SDSpectralDF *df)
310                  return;
311          SDfreeCumulativeCache(df);
312          for (n = df->ncomp; n-- > 0; )
313 <                (*df->comp[n].func->freeSC)(df->comp[n].dist);
313 >                if (df->comp[n].dist != NULL)
314 >                        (*df->comp[n].func->freeSC)(df->comp[n].dist);
315          free(df);
316   }
317  
# Line 300 | Line 367 | SDfreeBSDF(SDData *sd)
367                  SDfreeSpectralDF(sd->tf);
368                  sd->tf = NULL;
369          }
370 +        if (sd->tb != NULL) {
371 +                SDfreeSpectralDF(sd->tb);
372 +                sd->tb = NULL;
373 +        }
374          sd->rLambFront.cieY = .0;
375          sd->rLambFront.spec.flags = 0;
376          sd->rLambBack.cieY = .0;
# Line 387 | Line 458 | SDfreeCache(const SDData *sd)
458                  SDfreeCumulativeCache(sd->rf);
459                  SDfreeCumulativeCache(sd->rb);
460                  SDfreeCumulativeCache(sd->tf);
461 +                SDfreeCumulativeCache(sd->tb);
462                  return;
463          }
464                                          /* remove from list and free */
# Line 416 | Line 488 | SDsampComponent(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX
488          cd = (*sdc->func->getCDist)(inVec, sdc);
489          if (cd == NULL)
490                  return SDEmemory;
491 <        if (cd->cTotal <= 1e-7) {       /* anything to sample? */
491 >        if (cd->cTotal <= 1e-6) {       /* anything to sample? */
492                  sv->spec = c_dfcolor;
493                  sv->cieY = .0;
494                  memset(ioVec, 0, 3*sizeof(double));
# Line 453 | Line 525 | SDmultiSamp(double t[], int n, double randX)
525          unsigned        nBits;
526          double          scale;
527          bitmask_t       ndx, coord[MS_MAXDIM];
528 <        
528 >
529 >        if (n <= 0)                     /* check corner cases */
530 >                return;
531 >        if (randX < 0) randX = 0;
532 >        else if (randX >= 1.) randX = 0.999999999999999;
533 >        if (n == 1) {
534 >                t[0] = randX;
535 >                return;
536 >        }
537          while (n > MS_MAXDIM)           /* punt for higher dimensions */
538                  t[--n] = rand()*(1./(RAND_MAX+.5));
539          nBits = (8*sizeof(bitmask_t) - 1) / n;
# Line 507 | Line 587 | SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT v1, const RREAL
587          case 0:
588                  return SDEargument;
589          }
590 <        if (v1[2] > 0)                  /* front surface query? */
590 >        if (v1[2] > 0) {                /* front surface query? */
591                  rdf = sd->rf;
592 <        else
592 >                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
593 >        } else {
594                  rdf = sd->rb;
595 <        tdf = sd->tf;
595 >                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
596 >        }
597          if (v2 != NULL)                 /* bidirectional? */
598                  if (v1[2] > 0 ^ v2[2] > 0)
599                          rdf = NULL;
# Line 559 | Line 641 | SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVEC
641          } else if (!(inFront | outFront)) {
642                  *sv = sd->rLambBack;
643                  sdf = sd->rb;
644 <        } else /* inFront ^ outFront */ {
644 >        } else if (inFront) {
645                  *sv = sd->tLamb;
646 <                sdf = sd->tf;
646 >                sdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
647 >        } else /* inBack */ {
648 >                *sv = sd->tLamb;
649 >                sdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
650          }
651          sv->cieY *= 1./M_PI;
652                                          /* add non-diffuse components */
# Line 585 | Line 670 | double
670   SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDData *sd)
671   {
672          double          hsum;
673 <        SDSpectralDF    *rdf;
673 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
674          const SDCDst    *cd;
675          int             i;
676                                          /* check arguments */
# Line 595 | Line 680 | SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDDa
680          if (inVec[2] > 0) {
681                  hsum = sd->rLambFront.cieY;
682                  rdf = sd->rf;
683 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
684          } else /* !inFront */ {
685                  hsum = sd->rLambBack.cieY;
686                  rdf = sd->rb;
687 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
688          }
689          if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
690                  hsum = .0;
691          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
692                  hsum += sd->tLamb.cieY;
693                                          /* gather non-diffuse components */
694 <        i = ((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR &&
695 <                        rdf != NULL) ? rdf->ncomp : 0;
694 >        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
695 >                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
696          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse reflection */
697                  cd = (*rdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &rdf->comp[i]);
698                  if (cd != NULL)
699                          hsum += cd->cTotal;
700          }
701 <        i = ((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT &&
702 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
701 >        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
702 >                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
703          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
704 <                cd = (*sd->tf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[i]);
704 >                cd = (*tdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[i]);
705                  if (cd != NULL)
706                          hsum += cd->cTotal;
707          }
# Line 628 | Line 715 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
715          SDError         ec;
716          FVECT           inVec;
717          int             inFront;
718 <        SDSpectralDF    *rdf;
718 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
719          double          rdiff;
720          float           coef[SDmaxCh];
721          int             i, j, n, nr;
# Line 645 | Line 732 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
732          if (inFront) {
733                  *sv = sd->rLambFront;
734                  rdf = sd->rf;
735 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
736          } else /* !inFront */ {
737                  *sv = sd->rLambBack;
738                  rdf = sd->rb;
739 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
740          }
741          if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
742                  sv->cieY = .0;
# Line 655 | Line 744 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
744          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
745                  sv->cieY += sd->tLamb.cieY;
746                                          /* gather non-diffuse components */
747 <        i = nr = ((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR &&
748 <                        rdf != NULL) ? rdf->ncomp : 0;
749 <        j = ((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT &&
750 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
747 >        i = nr = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
748 >                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
749 >        j = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
750 >                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
751          n = i + j;
752          if (n > 0 && (cdarr = (const SDCDst **)malloc(n*sizeof(SDCDst *))) == NULL)
753                  return SDEmemory;
754          while (j-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
755 <                cdarr[i+j] = (*sd->tf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[j]);
755 >                cdarr[i+j] = (*tdf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[j]);
756                  if (cdarr[i+j] == NULL) {
757                          free(cdarr);
758                          return SDEmemory;
# Line 678 | Line 767 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
767                  }
768                  sv->cieY += cdarr[i]->cTotal;
769          }
770 <        if (sv->cieY <= 1e-7) {         /* anything to sample? */
770 >        if (sv->cieY <= 1e-6) {         /* anything to sample? */
771                  sv->cieY = .0;
772                  memset(ioVec, 0, 3*sizeof(double));
773                  return SDEnone;
# Line 706 | Line 795 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
795          if (i >= n)
796                  return SDEinternal;
797                                          /* compute sample direction */
798 <        sdc = (i < nr) ? &rdf->comp[i] : &sd->tf->comp[i-nr];
798 >        sdc = (i < nr) ? &rdf->comp[i] : &tdf->comp[i-nr];
799          ec = (*sdc->func->sampCDist)(ioVec, randX/cdarr[i]->cTotal, cdarr[i]);
800          if (ec)
801                  return ec;
# Line 798 | Line 887 | SDmapDir(FVECT resVec, RREAL vMtx[3][3], const FVECT i
887          VCOPY(resVec, vTmp);
888          return SDEnone;
889   }
801 –
802 – /*################################################################*/
803 – /*######### DEPRECATED ROUTINES AWAITING PERMANENT REMOVAL #######*/
804 –
805 – /*
806 – * Routines for handling BSDF data
807 – */
808 –
809 – #include "standard.h"
810 – #include "paths.h"
811 – #include <ctype.h>
812 –
813 – #define MAXLATS         46              /* maximum number of latitudes */
814 –
815 – /* BSDF angle specification */
816 – typedef struct {
817 –        char    name[64];               /* basis name */
818 –        int     nangles;                /* total number of directions */
819 –        struct {
820 –                float   tmin;                   /* starting theta */
821 –                short   nphis;                  /* number of phis (0 term) */
822 –        }       lat[MAXLATS+1];         /* latitudes */
823 – } ANGLE_BASIS;
824 –
825 – #define MAXABASES       7               /* limit on defined bases */
826 –
827 – static ANGLE_BASIS      abase_list[MAXABASES] = {
828 –        {
829 –                "LBNL/Klems Full", 145,
830 –                { {-5., 1},
831 –                {5., 8},
832 –                {15., 16},
833 –                {25., 20},
834 –                {35., 24},
835 –                {45., 24},
836 –                {55., 24},
837 –                {65., 16},
838 –                {75., 12},
839 –                {90., 0} }
840 –        }, {
841 –                "LBNL/Klems Half", 73,
842 –                { {-6.5, 1},
843 –                {6.5, 8},
844 –                {19.5, 12},
845 –                {32.5, 16},
846 –                {46.5, 20},
847 –                {61.5, 12},
848 –                {76.5, 4},
849 –                {90., 0} }
850 –        }, {
851 –                "LBNL/Klems Quarter", 41,
852 –                { {-9., 1},
853 –                {9., 8},
854 –                {27., 12},
855 –                {46., 12},
856 –                {66., 8},
857 –                {90., 0} }
858 –        }
859 – };
860 –
861 – static int      nabases = 3;    /* current number of defined bases */
862 –
863 – #define  FEQ(a,b)       ((a)-(b) <= 1e-6 && (b)-(a) <= 1e-6)
864 –
865 – static int
866 – fequal(double a, double b)
867 – {
868 –        if (b != 0)
869 –                a = a/b - 1.;
870 –        return((a <= 1e-6) & (a >= -1e-6));
871 – }
872 –
873 – /* Returns the name of the given tag */
874 – #ifdef ezxml_name
875 – #undef ezxml_name
876 – static char *
877 – ezxml_name(ezxml_t xml)
878 – {
879 –        if (xml == NULL)
880 –                return(NULL);
881 –        return(xml->name);
882 – }
883 – #endif
884 –
885 – /* Returns the given tag's character content or empty string if none */
886 – #ifdef ezxml_txt
887 – #undef ezxml_txt
888 – static char *
889 – ezxml_txt(ezxml_t xml)
890 – {
891 –        if (xml == NULL)
892 –                return("");
893 –        return(xml->txt);
894 – }
895 – #endif
896 –
897 –
898 – static int
899 – ab_getvec(              /* get vector for this angle basis index */
900 –        FVECT v,
901 –        int ndx,
902 –        void *p
903 – )
904 – {
905 –        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
906 –        int     li;
907 –        double  pol, azi, d;
908 –        
909 –        if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
910 –                return(0);
911 –        for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
912 –                ndx -= ab->lat[li].nphis;
913 –        pol = PI/180.*0.5*(ab->lat[li].tmin + ab->lat[li+1].tmin);
914 –        azi = 2.*PI*ndx/ab->lat[li].nphis;
915 –        v[2] = d = cos(pol);
916 –        d = sqrt(1. - d*d);     /* sin(pol) */
917 –        v[0] = cos(azi)*d;
918 –        v[1] = sin(azi)*d;
919 –        return(1);
920 – }
921 –
922 –
923 – static int
924 – ab_getndx(              /* get index corresponding to the given vector */
925 –        FVECT v,
926 –        void *p
927 – )
928 – {
929 –        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
930 –        int     li, ndx;
931 –        double  pol, azi, d;
932 –
933 –        if ((v[2] < -1.0) | (v[2] > 1.0))
934 –                return(-1);
935 –        pol = 180.0/PI*acos(v[2]);
936 –        azi = 180.0/PI*atan2(v[1], v[0]);
937 –        if (azi < 0.0) azi += 360.0;
938 –        for (li = 1; ab->lat[li].tmin <= pol; li++)
939 –                if (!ab->lat[li].nphis)
940 –                        return(-1);
941 –        --li;
942 –        ndx = (int)((1./360.)*azi*ab->lat[li].nphis + 0.5);
943 –        if (ndx >= ab->lat[li].nphis) ndx = 0;
944 –        while (li--)
945 –                ndx += ab->lat[li].nphis;
946 –        return(ndx);
947 – }
948 –
949 –
950 – static double
951 – ab_getohm(              /* get solid angle for this angle basis index */
952 –        int ndx,
953 –        void *p
954 – )
955 – {
956 –        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
957 –        int     li;
958 –        double  theta, theta1;
959 –        
960 –        if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
961 –                return(0);
962 –        for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
963 –                ndx -= ab->lat[li].nphis;
964 –        theta1 = PI/180. * ab->lat[li+1].tmin;
965 –        if (ab->lat[li].nphis == 1) {           /* special case */
966 –                if (ab->lat[li].tmin > FTINY)
967 –                        error(USER, "unsupported BSDF coordinate system");
968 –                return(2.*PI*(1. - cos(theta1)));
969 –        }
970 –        theta = PI/180. * ab->lat[li].tmin;
971 –        return(2.*PI*(cos(theta) - cos(theta1))/(double)ab->lat[li].nphis);
972 – }
973 –
974 –
975 – static int
976 – ab_getvecR(             /* get reverse vector for this angle basis index */
977 –        FVECT v,
978 –        int ndx,
979 –        void *p
980 – )
981 – {
982 –        if (!ab_getvec(v, ndx, p))
983 –                return(0);
984 –
985 –        v[0] = -v[0];
986 –        v[1] = -v[1];
987 –        v[2] = -v[2];
988 –
989 –        return(1);
990 – }
991 –
992 –
993 – static int
994 – ab_getndxR(             /* get index corresponding to the reverse vector */
995 –        FVECT v,
996 –        void *p
997 – )
998 – {
999 –        FVECT  v2;
1000 –        
1001 –        v2[0] = -v[0];
1002 –        v2[1] = -v[1];
1003 –        v2[2] = -v[2];
1004 –
1005 –        return ab_getndx(v2, p);
1006 – }
1007 –
1008 –
1009 – static void
1010 – load_angle_basis(       /* load custom BSDF angle basis */
1011 –        ezxml_t wab
1012 – )
1013 – {
1014 –        char    *abname = ezxml_txt(ezxml_child(wab, "AngleBasisName"));
1015 –        ezxml_t wbb;
1016 –        int     i;
1017 –        
1018 –        if (!abname || !*abname)
1019 –                return;
1020 –        for (i = nabases; i--; )
1021 –                if (!strcasecmp(abname, abase_list[i].name))
1022 –                        return;         /* assume it's the same */
1023 –        if (nabases >= MAXABASES)
1024 –                error(INTERNAL, "too many angle bases");
1025 –        strcpy(abase_list[nabases].name, abname);
1026 –        abase_list[nabases].nangles = 0;
1027 –        for (i = 0, wbb = ezxml_child(wab, "AngleBasisBlock");
1028 –                        wbb != NULL; i++, wbb = wbb->next) {
1029 –                if (i >= MAXLATS)
1030 –                        error(INTERNAL, "too many latitudes in custom basis");
1031 –                abase_list[nabases].lat[i+1].tmin = atof(ezxml_txt(
1032 –                                ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1033 –                                        "ThetaBounds"), "UpperTheta")));
1034 –                if (!i)
1035 –                        abase_list[nabases].lat[i].tmin =
1036 –                                        -abase_list[nabases].lat[i+1].tmin;
1037 –                else if (!fequal(atof(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1038 –                                        "ThetaBounds"), "LowerTheta"))),
1039 –                                abase_list[nabases].lat[i].tmin))
1040 –                        error(WARNING, "theta values disagree in custom basis");
1041 –                abase_list[nabases].nangles +=
1042 –                        abase_list[nabases].lat[i].nphis =
1043 –                                atoi(ezxml_txt(ezxml_child(wbb, "nPhis")));
1044 –        }
1045 –        abase_list[nabases++].lat[i].nphis = 0;
1046 – }
1047 –
1048 –
1049 – static void
1050 – load_geometry(          /* load geometric dimensions and description (if any) */
1051 –        struct BSDF_data *dp,
1052 –        ezxml_t wdb
1053 – )
1054 – {
1055 –        ezxml_t         geom;
1056 –        double          cfact;
1057 –        const char      *fmt, *mgfstr;
1058 –
1059 –        dp->dim[0] = dp->dim[1] = dp->dim[2] = 0;
1060 –        dp->mgf = NULL;
1061 –        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Width")) != NULL)
1062 –                dp->dim[0] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1063 –                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1064 –        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Height")) != NULL)
1065 –                dp->dim[1] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1066 –                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1067 –        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Thickness")) != NULL)
1068 –                dp->dim[2] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1069 –                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1070 –        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Geometry")) == NULL ||
1071 –                        (mgfstr = ezxml_txt(geom)) == NULL)
1072 –                return;
1073 –        if ((fmt = ezxml_attr(geom, "format")) != NULL &&
1074 –                        strcasecmp(fmt, "MGF")) {
1075 –                sprintf(errmsg, "unrecognized geometry format '%s'", fmt);
1076 –                error(WARNING, errmsg);
1077 –                return;
1078 –        }
1079 –        cfact = to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1080 –        dp->mgf = (char *)malloc(strlen(mgfstr)+32);
1081 –        if (dp->mgf == NULL)
1082 –                error(SYSTEM, "out of memory in load_geometry");
1083 –        if (cfact < 0.99 || cfact > 1.01)
1084 –                sprintf(dp->mgf, "xf -s %.5f\n%s\nxf\n", cfact, mgfstr);
1085 –        else
1086 –                strcpy(dp->mgf, mgfstr);
1087 – }
1088 –
1089 –
1090 – static void
1091 – load_bsdf_data(         /* load BSDF distribution for this wavelength */
1092 –        struct BSDF_data *dp,
1093 –        ezxml_t wdb
1094 – )
1095 – {
1096 –        char  *cbasis = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ColumnAngleBasis"));
1097 –        char  *rbasis = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"RowAngleBasis"));
1098 –        char  *sdata;
1099 –        int  i;
1100 –        
1101 –        if ((!cbasis || !*cbasis) | (!rbasis || !*rbasis)) {
1102 –                error(WARNING, "missing column/row basis for BSDF");
1103 –                return;
1104 –        }
1105 –        for (i = nabases; i--; )
1106 –                if (!strcasecmp(cbasis, abase_list[i].name)) {
1107 –                        dp->ninc = abase_list[i].nangles;
1108 –                        dp->ib_priv = (void *)&abase_list[i];
1109 –                        dp->ib_vec = ab_getvecR;
1110 –                        dp->ib_ndx = ab_getndxR;
1111 –                        dp->ib_ohm = ab_getohm;
1112 –                        break;
1113 –                }
1114 –        if (i < 0) {
1115 –                sprintf(errmsg, "undefined ColumnAngleBasis '%s'", cbasis);
1116 –                error(WARNING, errmsg);
1117 –                return;
1118 –        }
1119 –        for (i = nabases; i--; )
1120 –                if (!strcasecmp(rbasis, abase_list[i].name)) {
1121 –                        dp->nout = abase_list[i].nangles;
1122 –                        dp->ob_priv = (void *)&abase_list[i];
1123 –                        dp->ob_vec = ab_getvec;
1124 –                        dp->ob_ndx = ab_getndx;
1125 –                        dp->ob_ohm = ab_getohm;
1126 –                        break;
1127 –                }
1128 –        if (i < 0) {
1129 –                sprintf(errmsg, "undefined RowAngleBasis '%s'", rbasis);
1130 –                error(WARNING, errmsg);
1131 –                return;
1132 –        }
1133 –                                /* read BSDF data */
1134 –        sdata  = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ScatteringData"));
1135 –        if (!sdata || !*sdata) {
1136 –                error(WARNING, "missing BSDF ScatteringData");
1137 –                return;
1138 –        }
1139 –        dp->bsdf = (float *)malloc(sizeof(float)*dp->ninc*dp->nout);
1140 –        if (dp->bsdf == NULL)
1141 –                error(SYSTEM, "out of memory in load_bsdf_data");
1142 –        for (i = 0; i < dp->ninc*dp->nout; i++) {
1143 –                char  *sdnext = fskip(sdata);
1144 –                if (sdnext == NULL) {
1145 –                        error(WARNING, "bad/missing BSDF ScatteringData");
1146 –                        free(dp->bsdf); dp->bsdf = NULL;
1147 –                        return;
1148 –                }
1149 –                while (*sdnext && isspace(*sdnext))
1150 –                        sdnext++;
1151 –                if (*sdnext == ',') sdnext++;
1152 –                dp->bsdf[i] = atof(sdata);
1153 –                sdata = sdnext;
1154 –        }
1155 –        while (isspace(*sdata))
1156 –                sdata++;
1157 –        if (*sdata) {
1158 –                sprintf(errmsg, "%d extra characters after BSDF ScatteringData",
1159 –                                (int)strlen(sdata));
1160 –                error(WARNING, errmsg);
1161 –        }
1162 – }
1163 –
1164 –
1165 – static int
1166 – check_bsdf_data(        /* check that BSDF data is sane */
1167 –        struct BSDF_data *dp
1168 – )
1169 – {
1170 –        double          *omega_iarr, *omega_oarr;
1171 –        double          dom, contrib, hemi_total, full_total;
1172 –        int             nneg;
1173 –        FVECT           v;
1174 –        int             i, o;
1175 –
1176 –        if (dp == NULL || dp->bsdf == NULL)
1177 –                return(0);
1178 –        omega_iarr = (double *)calloc(dp->ninc, sizeof(double));
1179 –        omega_oarr = (double *)calloc(dp->nout, sizeof(double));
1180 –        if ((omega_iarr == NULL) | (omega_oarr == NULL))
1181 –                error(SYSTEM, "out of memory in check_bsdf_data");
1182 –                                        /* incoming projected solid angles */
1183 –        hemi_total = .0;
1184 –        for (i = dp->ninc; i--; ) {
1185 –                dom = getBSDF_incohm(dp,i);
1186 –                if (dom <= 0) {
1187 –                        error(WARNING, "zero/negative incoming solid angle");
1188 –                        continue;
1189 –                }
1190 –                if (!getBSDF_incvec(v,dp,i) || v[2] > FTINY) {
1191 –                        error(WARNING, "illegal incoming BSDF direction");
1192 –                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1193 –                        return(0);
1194 –                }
1195 –                hemi_total += omega_iarr[i] = dom * -v[2];
1196 –        }
1197 –        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1198 –                sprintf(errmsg, "incoming BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1199 –                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
1200 –                error(WARNING, errmsg);
1201 –        }
1202 –        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1203 –        for (i = dp->ninc; i--; )
1204 –                omega_iarr[i] *= dom;
1205 –                                        /* outgoing projected solid angles */
1206 –        hemi_total = .0;
1207 –        for (o = dp->nout; o--; ) {
1208 –                dom = getBSDF_outohm(dp,o);
1209 –                if (dom <= 0) {
1210 –                        error(WARNING, "zero/negative outgoing solid angle");
1211 –                        continue;
1212 –                }
1213 –                if (!getBSDF_outvec(v,dp,o) || v[2] < -FTINY) {
1214 –                        error(WARNING, "illegal outgoing BSDF direction");
1215 –                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1216 –                        return(0);
1217 –                }
1218 –                hemi_total += omega_oarr[o] = dom * v[2];
1219 –        }
1220 –        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1221 –                sprintf(errmsg, "outgoing BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1222 –                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
1223 –                error(WARNING, errmsg);
1224 –        }
1225 –        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1226 –        for (o = dp->nout; o--; )
1227 –                omega_oarr[o] *= dom;
1228 –        nneg = 0;                       /* check outgoing totals */
1229 –        for (i = 0; i < dp->ninc; i++) {
1230 –                hemi_total = .0;
1231 –                for (o = dp->nout; o--; ) {
1232 –                        double  f = BSDF_value(dp,i,o);
1233 –                        if (f >= 0)
1234 –                                hemi_total += f*omega_oarr[o];
1235 –                        else {
1236 –                                nneg += (f < -FTINY);
1237 –                                BSDF_value(dp,i,o) = .0f;
1238 –                        }
1239 –                }
1240 –                if (hemi_total > 1.01) {
1241 –                        sprintf(errmsg,
1242 –                        "incoming BSDF direction %d passes %.1f%% of light",
1243 –                                        i, 100.*hemi_total);
1244 –                        error(WARNING, errmsg);
1245 –                }
1246 –        }
1247 –        if (nneg) {
1248 –                sprintf(errmsg, "%d negative BSDF values (ignored)", nneg);
1249 –                error(WARNING, errmsg);
1250 –        }
1251 –        full_total = .0;                /* reverse roles and check again */
1252 –        for (o = 0; o < dp->nout; o++) {
1253 –                hemi_total = .0;
1254 –                for (i = dp->ninc; i--; )
1255 –                        hemi_total += BSDF_value(dp,i,o) * omega_iarr[i];
1256 –
1257 –                if (hemi_total > 1.01) {
1258 –                        sprintf(errmsg,
1259 –                        "outgoing BSDF direction %d collects %.1f%% of light",
1260 –                                        o, 100.*hemi_total);
1261 –                        error(WARNING, errmsg);
1262 –                }
1263 –                full_total += hemi_total*omega_oarr[o];
1264 –        }
1265 –        full_total /= PI;
1266 –        if (full_total > 1.00001) {
1267 –                sprintf(errmsg, "BSDF transfers %.4f%% of light",
1268 –                                100.*full_total);
1269 –                error(WARNING, errmsg);
1270 –        }
1271 –        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1272 –        return(1);
1273 – }
1274 –
1275 –
1276 – struct BSDF_data *
1277 – load_BSDF(              /* load BSDF data from file */
1278 –        char *fname
1279 – )
1280 – {
1281 –        char                    *path;
1282 –        ezxml_t                 fl, wtl, wld, wdb;
1283 –        struct BSDF_data        *dp;
1284 –        
1285 –        path = getpath(fname, getrlibpath(), R_OK);
1286 –        if (path == NULL) {
1287 –                sprintf(errmsg, "cannot find BSDF file \"%s\"", fname);
1288 –                error(WARNING, errmsg);
1289 –                return(NULL);
1290 –        }
1291 –        fl = ezxml_parse_file(path);
1292 –        if (fl == NULL) {
1293 –                sprintf(errmsg, "cannot open BSDF \"%s\"", path);
1294 –                error(WARNING, errmsg);
1295 –                return(NULL);
1296 –        }
1297 –        if (ezxml_error(fl)[0]) {
1298 –                sprintf(errmsg, "BSDF \"%s\" %s", path, ezxml_error(fl));
1299 –                error(WARNING, errmsg);
1300 –                ezxml_free(fl);
1301 –                return(NULL);
1302 –        }
1303 –        if (strcmp(ezxml_name(fl), "WindowElement")) {
1304 –                sprintf(errmsg,
1305 –                        "BSDF \"%s\": top level node not 'WindowElement'",
1306 –                                path);
1307 –                error(WARNING, errmsg);
1308 –                ezxml_free(fl);
1309 –                return(NULL);
1310 –        }
1311 –        wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
1312 –        if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1313 –                        "DataDefinition"), "IncidentDataStructure")),
1314 –                        "Columns")) {
1315 –                sprintf(errmsg,
1316 –                        "BSDF \"%s\": unsupported IncidentDataStructure",
1317 –                                path);
1318 –                error(WARNING, errmsg);
1319 –                ezxml_free(fl);
1320 –                return(NULL);
1321 –        }              
1322 –        load_angle_basis(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1323 –                                "DataDefinition"), "AngleBasis"));
1324 –        dp = (struct BSDF_data *)calloc(1, sizeof(struct BSDF_data));
1325 –        load_geometry(dp, ezxml_child(wtl, "Material"));
1326 –        for (wld = ezxml_child(wtl, "WavelengthData");
1327 –                                wld != NULL; wld = wld->next) {
1328 –                if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wld,"Wavelength")),
1329 –                                "Visible"))
1330 –                        continue;
1331 –                for (wdb = ezxml_child(wld, "WavelengthDataBlock");
1332 –                                wdb != NULL; wdb = wdb->next)
1333 –                        if (!strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wdb,
1334 –                                        "WavelengthDataDirection")),
1335 –                                        "Transmission Front"))
1336 –                                break;
1337 –                if (wdb != NULL) {              /* load front BTDF */
1338 –                        load_bsdf_data(dp, wdb);
1339 –                        break;                  /* ignore the rest */
1340 –                }
1341 –        }
1342 –        ezxml_free(fl);                         /* done with XML file */
1343 –        if (!check_bsdf_data(dp)) {
1344 –                sprintf(errmsg, "bad/missing BTDF data in \"%s\"", path);
1345 –                error(WARNING, errmsg);
1346 –                free_BSDF(dp);
1347 –                dp = NULL;
1348 –        }
1349 –        return(dp);
1350 – }
1351 –
1352 –
1353 – void
1354 – free_BSDF(              /* free BSDF data structure */
1355 –        struct BSDF_data *b
1356 – )
1357 – {
1358 –        if (b == NULL)
1359 –                return;
1360 –        if (b->mgf != NULL)
1361 –                free(b->mgf);
1362 –        if (b->bsdf != NULL)
1363 –                free(b->bsdf);
1364 –        free(b);
1365 – }
1366 –
1367 –
1368 – int
1369 – r_BSDF_incvec(          /* compute random input vector at given location */
1370 –        FVECT v,
1371 –        struct BSDF_data *b,
1372 –        int i,
1373 –        double rv,
1374 –        MAT4 xm
1375 – )
1376 – {
1377 –        FVECT   pert;
1378 –        double  rad;
1379 –        int     j;
1380 –        
1381 –        if (!getBSDF_incvec(v, b, i))
1382 –                return(0);
1383 –        rad = sqrt(getBSDF_incohm(b, i) / PI);
1384 –        multisamp(pert, 3, rv);
1385 –        for (j = 0; j < 3; j++)
1386 –                v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1387 –        if (xm != NULL)
1388 –                multv3(v, v, xm);
1389 –        return(normalize(v) != 0.0);
1390 – }
1391 –
1392 –
1393 – int
1394 – r_BSDF_outvec(          /* compute random output vector at given location */
1395 –        FVECT v,
1396 –        struct BSDF_data *b,
1397 –        int o,
1398 –        double rv,
1399 –        MAT4 xm
1400 – )
1401 – {
1402 –        FVECT   pert;
1403 –        double  rad;
1404 –        int     j;
1405 –        
1406 –        if (!getBSDF_outvec(v, b, o))
1407 –                return(0);
1408 –        rad = sqrt(getBSDF_outohm(b, o) / PI);
1409 –        multisamp(pert, 3, rv);
1410 –        for (j = 0; j < 3; j++)
1411 –                v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1412 –        if (xm != NULL)
1413 –                multv3(v, v, xm);
1414 –        return(normalize(v) != 0.0);
1415 – }
1416 –
1417 –
1418 – static int
1419 – addrot(                 /* compute rotation (x,y,z) => (xp,yp,zp) */
1420 –        char *xfarg[],
1421 –        FVECT xp,
1422 –        FVECT yp,
1423 –        FVECT zp
1424 – )
1425 – {
1426 –        static char     bufs[3][16];
1427 –        int     bn = 0;
1428 –        char    **xfp = xfarg;
1429 –        double  theta;
1430 –
1431 –        if (yp[2]*yp[2] + zp[2]*zp[2] < 2.*FTINY*FTINY) {
1432 –                /* Special case for X' along Z-axis */
1433 –                theta = -atan2(yp[0], yp[1]);
1434 –                *xfp++ = "-ry";
1435 –                *xfp++ = xp[2] < 0.0 ? "90" : "-90";
1436 –                *xfp++ = "-rz";
1437 –                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1438 –                *xfp++ = bufs[bn++];
1439 –                return(xfp - xfarg);
1440 –        }
1441 –        theta = atan2(yp[2], zp[2]);
1442 –        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1443 –                *xfp++ = "-rx";
1444 –                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1445 –                *xfp++ = bufs[bn++];
1446 –        }
1447 –        theta = asin(-xp[2]);
1448 –        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1449 –                *xfp++ = "-ry";
1450 –                sprintf(bufs[bn], " %f", theta*(180./PI));
1451 –                *xfp++ = bufs[bn++];
1452 –        }
1453 –        theta = atan2(xp[1], xp[0]);
1454 –        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1455 –                *xfp++ = "-rz";
1456 –                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1457 –                *xfp++ = bufs[bn++];
1458 –        }
1459 –        *xfp = NULL;
1460 –        return(xfp - xfarg);
1461 – }
1462 –
1463 –
1464 – int
1465 – getBSDF_xfm(            /* compute BSDF orient. -> world orient. transform */
1466 –        MAT4 xm,
1467 –        FVECT nrm,
1468 –        UpDir ud,
1469 –        char *xfbuf
1470 – )
1471 – {
1472 –        char    *xfargs[7];
1473 –        XF      myxf;
1474 –        FVECT   updir, xdest, ydest;
1475 –        int     i;
1476 –
1477 –        updir[0] = updir[1] = updir[2] = 0.;
1478 –        switch (ud) {
1479 –        case UDzneg:
1480 –                updir[2] = -1.;
1481 –                break;
1482 –        case UDyneg:
1483 –                updir[1] = -1.;
1484 –                break;
1485 –        case UDxneg:
1486 –                updir[0] = -1.;
1487 –                break;
1488 –        case UDxpos:
1489 –                updir[0] = 1.;
1490 –                break;
1491 –        case UDypos:
1492 –                updir[1] = 1.;
1493 –                break;
1494 –        case UDzpos:
1495 –                updir[2] = 1.;
1496 –                break;
1497 –        case UDunknown:
1498 –                return(0);
1499 –        }
1500 –        fcross(xdest, updir, nrm);
1501 –        if (normalize(xdest) == 0.0)
1502 –                return(0);
1503 –        fcross(ydest, nrm, xdest);
1504 –        xf(&myxf, addrot(xfargs, xdest, ydest, nrm), xfargs);
1505 –        copymat4(xm, myxf.xfm);
1506 –        if (xfbuf == NULL)
1507 –                return(1);
1508 –                                /* return xf arguments as well */
1509 –        for (i = 0; xfargs[i] != NULL; i++) {
1510 –                *xfbuf++ = ' ';
1511 –                strcpy(xfbuf, xfargs[i]);
1512 –                while (*xfbuf) ++xfbuf;
1513 –        }
1514 –        return(1);
1515 – }
1516 –
1517 – /*######### END DEPRECATED ROUTINES #######*/
1518 – /*################################################################*/

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines