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root/radiance/ray/src/common/bsdf.c
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Comparing ray/src/common/bsdf.c (file contents):
Revision 2.1 by greg, Wed Jun 17 20:41:47 2009 UTC vs.
Revision 2.3 by greg, Sat Jul 3 02:50:22 2010 UTC

# Line 23 | Line 23 | typedef struct {
23          }       lat[MAXLATS+1];         /* latitudes */
24   } ANGLE_BASIS;
25  
26 < #define MAXABASES       3               /* limit on defined bases */
26 > #define MAXABASES       5               /* limit on defined bases */
27  
28   static ANGLE_BASIS      abase_list[MAXABASES] = {
29          {
# Line 61 | Line 61 | static ANGLE_BASIS     abase_list[MAXABASES] = {
61  
62   static int      nabases = 3;    /* current number of defined bases */
63  
64 + #define  FEQ(a,b)       ((a)-(b) <= 1e-7 && (b)-(a) <= 1e-7)
65  
66 + // returns the name of the given tag
67 + #ifdef ezxml_name
68 + #undef ezxml_name
69 + static char *
70 + ezxml_name(ezxml_t xml)
71 + {
72 +        if (xml == NULL)
73 +                return(NULL);
74 +        return(xml->name);
75 + }
76 + #endif
77 +
78 + // returns the given tag's character content or empty string if none
79 + #ifdef ezxml_txt
80 + #undef ezxml_txt
81 + static char *
82 + ezxml_txt(ezxml_t xml)
83 + {
84 +        if (xml == NULL)
85 +                return("");
86 +        return(xml->txt);
87 + }
88 + #endif
89 +
90 +
91   static int
92   ab_getvec(              /* get vector for this angle basis index */
93          FVECT v,
# Line 71 | Line 97 | ab_getvec(             /* get vector for this angle basis index *
97   {
98          ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
99          int     li;
100 <        double  alt, azi, d;
100 >        double  pol, azi, d;
101          
102          if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
103                  return(0);
104          for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
105                  ndx -= ab->lat[li].nphis;
106 <        alt = PI/180.*0.5*(ab->lat[li].tmin + ab->lat[li+1].tmin);
106 >        pol = PI/180.*0.5*(ab->lat[li].tmin + ab->lat[li+1].tmin);
107          azi = 2.*PI*ndx/ab->lat[li].nphis;
108 <        v[2] = d = cos(alt);
109 <        d = sqrt(1. - d*d);     /* sin(alt) */
108 >        v[2] = d = cos(pol);
109 >        d = sqrt(1. - d*d);     /* sin(pol) */
110          v[0] = cos(azi)*d;
111          v[1] = sin(azi)*d;
112          return(1);
# Line 95 | Line 121 | ab_getndx(             /* get index corresponding to the given ve
121   {
122          ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
123          int     li, ndx;
124 <        double  alt, azi, d;
124 >        double  pol, azi, d;
125  
126          if ((v[2] < -1.0) | (v[2] > 1.0))
127                  return(-1);
128 <        alt = 180.0/PI*acos(v[2]);
128 >        pol = 180.0/PI*acos(v[2]);
129          azi = 180.0/PI*atan2(v[1], v[0]);
130          if (azi < 0.0) azi += 360.0;
131 <        for (li = 1; ab->lat[li].tmin <= alt; li++)
131 >        for (li = 1; ab->lat[li].tmin <= pol; li++)
132                  if (!ab->lat[li].nphis)
133                          return(-1);
134          --li;
# Line 174 | Line 200 | ab_getndxR(            /* get index corresponding to the reverse
200  
201  
202   static void
203 + load_angle_basis(       /* load BSDF angle basis */
204 +        ezxml_t wab
205 + )
206 + {
207 +        char    *abname = ezxml_txt(ezxml_child(wab, "AngleBasisName"));
208 +        ezxml_t wbb;
209 +        int     i;
210 +        
211 +        if (abname == NULL || !*abname)
212 +                return;
213 +        for (i = nabases; i--; )
214 +                if (!strcmp(abname, abase_list[i].name))
215 +                        return;         /* XXX assume it's the same */
216 +        if (nabases >= MAXABASES)
217 +                error(INTERNAL, "too many angle bases");
218 +        strcpy(abase_list[nabases].name, abname);
219 +        abase_list[nabases].nangles = 0;
220 +        for (i = 0, wbb = ezxml_child(wab, "AngleBasisBlock");
221 +                        wbb != NULL; i++, wbb = wbb->next) {
222 +                if (i >= MAXLATS)
223 +                        error(INTERNAL, "too many latitudes in custom basis");
224 +                abase_list[nabases].lat[i+1].tmin = atof(ezxml_txt(
225 +                                ezxml_child(ezxml_child(wbb,
226 +                                        "ThetaBounds"), "UpperTheta")));
227 +                if (!i)
228 +                        abase_list[nabases].lat[i].tmin =
229 +                                        -abase_list[nabases].lat[i+1].tmin;
230 +                else if (!FEQ(atof(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wbb,
231 +                                        "ThetaBounds"), "LowerTheta"))),
232 +                                abase_list[nabases].lat[i].tmin))
233 +                        error(WARNING, "theta values disagree in custom basis");
234 +                abase_list[nabases].nangles +=
235 +                        abase_list[nabases].lat[i].nphis =
236 +                                atoi(ezxml_txt(ezxml_child(wbb, "nPhis")));
237 +        }
238 +        abase_list[nabases++].lat[i].nphis = 0;
239 + }
240 +
241 +
242 + static void
243   load_bsdf_data(         /* load BSDF distribution for this wavelength */
244          struct BSDF_data *dp,
245          ezxml_t wdb
# Line 184 | Line 250 | load_bsdf_data(                /* load BSDF distribution for this wa
250          char  *sdata;
251          int  i;
252          
253 <        if ((cbasis == NULL) | (rbasis == NULL)) {
253 >        if ((cbasis == NULL || !*cbasis) | (rbasis == NULL || !*rbasis)) {
254                  error(WARNING, "missing column/row basis for BSDF");
255                  return;
256          }
# Line 219 | Line 285 | load_bsdf_data(                /* load BSDF distribution for this wa
285          }
286                                  /* read BSDF data */
287          sdata  = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ScatteringData"));
288 <        if (sdata == NULL) {
288 >        if (sdata == NULL || !*sdata) {
289                  error(WARNING, "missing BSDF ScatteringData");
290                  return;
291          }
# Line 254 | Line 320 | check_bsdf_data(       /* check that BSDF data is sane */
320          struct BSDF_data *dp
321   )
322   {
323 <        double *        omega_arr;
324 <        double          dom, hemi_total;
323 >        double          *omega_iarr, *omega_oarr;
324 >        double          dom, contrib, hemi_total;
325          int             nneg;
326 +        FVECT           v;
327          int             i, o;
328  
329          if (dp == NULL || dp->bsdf == NULL)
330                  return(0);
331 <        omega_arr = (double *)calloc(dp->nout, sizeof(double));
332 <        if (omega_arr == NULL)
331 >        omega_iarr = (double *)calloc(dp->ninc, sizeof(double));
332 >        omega_oarr = (double *)calloc(dp->nout, sizeof(double));
333 >        if ((omega_iarr == NULL) | (omega_oarr == NULL))
334                  error(SYSTEM, "out of memory in check_bsdf_data");
335 +                                        /* incoming projected solid angles */
336          hemi_total = .0;
337 +        for (i = dp->ninc; i--; ) {
338 +                dom = getBSDF_incohm(dp,i);
339 +                if (dom <= .0) {
340 +                        error(WARNING, "zero/negative incoming solid angle");
341 +                        continue;
342 +                }
343 +                if (!getBSDF_incvec(v,dp,i) || v[2] > FTINY) {
344 +                        error(WARNING, "illegal incoming BSDF direction");
345 +                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
346 +                        return(0);
347 +                }
348 +                hemi_total += omega_iarr[i] = dom * -v[2];
349 +        }
350 +        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
351 +                sprintf(errmsg, "incoming BSDF hemisphere off by %.1f%%",
352 +                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
353 +                error(WARNING, errmsg);
354 +        }
355 +        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
356 +        for (i = dp->ninc; i--; )
357 +                omega_iarr[i] *= dom;
358 +                                        /* outgoing projected solid angles */
359 +        hemi_total = .0;
360          for (o = dp->nout; o--; ) {
269 –                FVECT   v;
361                  dom = getBSDF_outohm(dp,o);
362                  if (dom <= .0) {
363 <                        error(WARNING, "zero/negative solid angle");
363 >                        error(WARNING, "zero/negative outgoing solid angle");
364                          continue;
365                  }
366                  if (!getBSDF_outvec(v,dp,o) || v[2] < -FTINY) {
367                          error(WARNING, "illegal outgoing BSDF direction");
368 <                        free(omega_arr);
368 >                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
369                          return(0);
370                  }
371 <                hemi_total += omega_arr[o] = dom*v[2];
371 >                hemi_total += omega_oarr[o] = dom * v[2];
372          }
373          if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
374                  sprintf(errmsg, "outgoing BSDF hemisphere off by %.1f%%",
375                                  100.*(hemi_total/PI - 1.));
376                  error(WARNING, errmsg);
377          }
378 <        dom = PI / hemi_total;          /* normalize solid angles */
378 >        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
379          for (o = dp->nout; o--; )
380 <                omega_arr[o] *= dom;
381 <        nneg = 0;
382 <        for (i = dp->ninc; i--; ) {
380 >                omega_oarr[o] *= dom;
381 >        nneg = 0;                       /* check outgoing totals */
382 >        for (i = 0; i < dp->ninc; i++) {
383                  hemi_total = .0;
384                  for (o = dp->nout; o--; ) {
385                          double  f = BSDF_value(dp,i,o);
386 <                        if (f > .0)
387 <                                hemi_total += f*omega_arr[o];
388 <                        else if (f < -FTINY)
389 <                                ++nneg;
386 >                        if (f >= .0)
387 >                                hemi_total += f*omega_oarr[o];
388 >                        else {
389 >                                nneg += (f < -FTINY);
390 >                                BSDF_value(dp,i,o) = .0f;
391 >                        }
392                  }
393                  if (hemi_total > 1.02) {
394 <                        sprintf(errmsg, "BSDF direction passes %.1f%% of light",
395 <                                        100.*hemi_total);
394 >                        sprintf(errmsg,
395 >                        "incoming BSDF direction %d passes %.1f%% of light",
396 >                                        i, 100.*hemi_total);
397                          error(WARNING, errmsg);
398                  }
399          }
400 <        free(omega_arr);
401 <        if (nneg > 0) {
308 <                sprintf(errmsg, "%d negative BSDF values", nneg);
400 >        if (nneg) {
401 >                sprintf(errmsg, "%d negative BSDF values (ignored)", nneg);
402                  error(WARNING, errmsg);
310 –                return(0);
403          }
404 +                                        /* reverse roles and check again */
405 +        for (o = 0; o < dp->nout; o++) {
406 +                hemi_total = .0;
407 +                for (i = dp->ninc; i--; )
408 +                        hemi_total += BSDF_value(dp,i,o) * omega_iarr[i];
409 +
410 +                if (hemi_total > 1.02) {
411 +                        sprintf(errmsg,
412 +                        "outgoing BSDF direction %d collects %.1f%% of light",
413 +                                        o, 100.*hemi_total);
414 +                        error(WARNING, errmsg);
415 +                }
416 +        }
417 +        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
418          return(1);
419   }
420  
# Line 348 | Line 454 | load_BSDF(             /* load BSDF data from file */
454                  return(NULL);
455          }
456          wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
457 +        load_angle_basis(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
458 +                                "DataDefinition"), "AngleBasis"));
459          dp = (struct BSDF_data *)calloc(1, sizeof(struct BSDF_data));
460          for (wld = ezxml_child(wtl, "WavelengthData");
461                                  wld != NULL; wld = wld->next) {
# Line 434 | Line 542 | r_BSDF_outvec(         /* compute random output vector at giv
542          return(normalize(v) != 0.0);
543   }
544  
437 –
438 – #define  FEQ(a,b)       ((a)-(b) <= 1e-7 && (b)-(a) <= 1e-7)
545  
546   static int
547   addrot(                 /* compute rotation (x,y,z) => (xp,yp,zp) */

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