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root/radiance/ray/src/common/bsdf.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/common/bsdf.c (file contents):
Revision 2.21 by greg, Sun Apr 17 17:45:13 2011 UTC vs.
Revision 2.47 by greg, Sun Mar 23 23:15:53 2014 UTC

# Line 10 | Line 10 | static const char RCSid[] = "$Id$";
10   *
11   */
12  
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 32 | Line 35 | const char             *SDerrorEnglish[] = {
35                                  "Unknown error"
36                          };
37  
38 + /* Pointer to error list in preferred language */
39 + const char              **SDerrorList = SDerrorEnglish;
40 +
41   /* Additional information on last error (ASCII English) */
42   char                    SDerrorDetail[256];
43  
44 + /* Empty distribution for getCDist() calls that fail for some reason */
45 + const SDCDst            SDemptyCD;
46 +
47   /* Cache of loaded BSDFs */
48   struct SDCache_s        *SDcacheList = NULL;
49  
50   /* Retain BSDFs in cache list */
51   int                     SDretainSet = SDretainNone;
52  
53 < /* Report any error to the indicated stream (in English) */
53 > /* Report any error to the indicated stream */
54   SDError
55 < SDreportEnglish(SDError ec, FILE *fp)
55 > SDreportError(SDError ec, FILE *fp)
56   {
57          if (!ec)
58                  return SDEnone;
# Line 53 | Line 62 | SDreportEnglish(SDError ec, FILE *fp)
62          }
63          if (fp == NULL)
64                  return ec;
65 <        fputs(SDerrorEnglish[ec], fp);
65 >        fputs(SDerrorList[ec], fp);
66          if (SDerrorDetail[0]) {
67                  fputs(": ", fp);
68                  fputs(SDerrorDetail, fp);
# Line 81 | Line 90 | to_meters(             /* return factor to convert given unit to
90  
91   /* Load geometric dimensions and description (if any) */
92   static SDError
93 < SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wdb)
93 > SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wtl)
94   {
95 <        ezxml_t         geom;
95 >        ezxml_t         node, matl, geom;
96          double          cfact;
97 <        const char      *fmt, *mgfstr;
97 >        const char      *fmt = NULL, *mgfstr;
98  
99 <        if (wdb == NULL)                /* no geometry section? */
100 <                return SDEnone;
101 <        sd->dim[0] = sd->dim[1] = sd->dim[2] = .0;
102 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Width")) != NULL)
103 <                sd->dim[0] = atof(ezxml_txt(geom)) *
104 <                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
105 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Height")) != NULL)
106 <                sd->dim[1] = atof(ezxml_txt(geom)) *
107 <                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
108 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Thickness")) != NULL)
109 <                sd->dim[2] = atof(ezxml_txt(geom)) *
110 <                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
111 <        if ((sd->dim[0] < .0) | (sd->dim[1] < .0) | (sd->dim[2] < .0)) {
112 <                sprintf(SDerrorDetail, "Negative size in \"%s\"", sd->name);
113 <                return SDEdata;
99 >        SDerrorDetail[0] = '\0';
100 >        sd->matn[0] = '\0'; sd->makr[0] = '\0';
101 >        sd->dim[0] = sd->dim[1] = sd->dim[2] = 0;
102 >        matl = ezxml_child(wtl, "Material");
103 >        if (matl != NULL) {                     /* get material info. */
104 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Name")) != NULL) {
105 >                        strncpy(sd->matn, ezxml_txt(node), SDnameLn);
106 >                        if (sd->matn[SDnameLn-1])
107 >                                strcpy(sd->matn+(SDnameLn-4), "...");
108 >                }
109 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Manufacturer")) != NULL) {
110 >                        strncpy(sd->makr, ezxml_txt(node), SDnameLn);
111 >                        if (sd->makr[SDnameLn-1])
112 >                                strcpy(sd->makr+(SDnameLn-4), "...");
113 >                }
114 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Width")) != NULL)
115 >                        sd->dim[0] = atof(ezxml_txt(node)) *
116 >                                        to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
117 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Height")) != NULL)
118 >                        sd->dim[1] = atof(ezxml_txt(node)) *
119 >                                        to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
120 >                if ((node = ezxml_child(matl, "Thickness")) != NULL)
121 >                        sd->dim[2] = atof(ezxml_txt(node)) *
122 >                                        to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
123 >                if ((sd->dim[0] < 0) | (sd->dim[1] < 0) | (sd->dim[2] < 0)) {
124 >                        if (!SDerrorDetail[0])
125 >                                sprintf(SDerrorDetail, "Negative dimension in \"%s\"",
126 >                                                        sd->name);
127 >                        return SDEdata;
128 >                }
129          }
130 <        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Geometry")) == NULL ||
131 <                        (mgfstr = ezxml_txt(geom)) == NULL)
130 >        sd->mgf = NULL;
131 >        geom = ezxml_child(wtl, "Geometry");
132 >        if (geom == NULL)                       /* no actual geometry? */
133                  return SDEnone;
134 <        if ((fmt = ezxml_attr(geom, "format")) != NULL &&
135 <                        strcasecmp(fmt, "MGF")) {
134 >        fmt = ezxml_attr(geom, "format");
135 >        if (fmt != NULL && strcasecmp(fmt, "MGF")) {
136                  sprintf(SDerrorDetail,
137                          "Unrecognized geometry format '%s' in \"%s\"",
138                                          fmt, sd->name);
139                  return SDEsupport;
140          }
141 <        cfact = to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
141 >        if ((node = ezxml_child(geom, "MGFblock")) == NULL ||
142 >                        (mgfstr = ezxml_txt(node)) == NULL)
143 >                return SDEnone;
144 >        while (isspace(*mgfstr))
145 >                ++mgfstr;
146 >        if (!*mgfstr)
147 >                return SDEnone;
148 >        cfact = to_meters(ezxml_attr(node, "unit"));
149 >        if (cfact <= 0)
150 >                return SDEformat;
151          sd->mgf = (char *)malloc(strlen(mgfstr)+32);
152          if (sd->mgf == NULL) {
153                  strcpy(SDerrorDetail, "Out of memory in SDloadGeometry");
# Line 155 | Line 189 | SDloadFile(SDData *sd, const char *fname)
189                  ezxml_free(fl);
190                  return SDEformat;
191          }
192 +        wtl = ezxml_child(fl, "FileType");
193 +        if (wtl != NULL && strcmp(ezxml_txt(wtl), "BSDF")) {
194 +                sprintf(SDerrorDetail,
195 +                        "XML \"%s\": wrong FileType (must be 'BSDF')",
196 +                                sd->name);
197 +                ezxml_free(fl);
198 +                return SDEformat;
199 +        }
200          wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
201          if (wtl == NULL) {
202 <                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\": no optical layer'",
202 >                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\": no optical layers'",
203                                  sd->name);
204                  ezxml_free(fl);
205                  return SDEformat;
206          }
207                                  /* load geometry if present */
208 <        lastErr = SDloadGeometry(sd, ezxml_child(wtl, "Material"));
209 <        if (lastErr)
208 >        lastErr = SDloadGeometry(sd, wtl);
209 >        if (lastErr) {
210 >                ezxml_free(fl);
211                  return lastErr;
212 +        }
213                                  /* try loading variable resolution data */
214          lastErr = SDloadTre(sd, wtl);
215                                  /* check our result */
216 <        switch (lastErr) {
173 <        case SDEformat:
174 <        case SDEdata:
175 <        case SDEsupport:        /* possibly we just tried the wrong format */
216 >        if (lastErr == SDEsupport)      /* try matrix BSDF if not tree data */
217                  lastErr = SDloadMtx(sd, wtl);
218 <                break;
178 <        default:                /* variable res. OK else serious error */
179 <                break;
180 <        }
218 >                
219                                  /* done with XML file */
220          ezxml_free(fl);
221          
# Line 195 | Line 233 | SDloadFile(SDData *sd, const char *fname)
233          if (sd->tf != NULL && sd->tf->maxHemi <= .001) {
234                  SDfreeSpectralDF(sd->tf); sd->tf = NULL;
235          }
236 +        if (sd->tb != NULL && sd->tb->maxHemi <= .001) {
237 +                SDfreeSpectralDF(sd->tb); sd->tb = NULL;
238 +        }
239                                  /* return success */
240          return SDEnone;
241   }
# Line 223 | Line 264 | SDnewSpectralDF(int nc)
264          return df;
265   }
266  
267 + /* Add component(s) to spectral distribution function */
268 + SDSpectralDF *
269 + SDaddComponent(SDSpectralDF *odf, int nadd)
270 + {
271 +        SDSpectralDF    *df;
272 +
273 +        if (odf == NULL)
274 +                return SDnewSpectralDF(nadd);
275 +        if (nadd <= 0)
276 +                return odf;
277 +        df = (SDSpectralDF *)realloc(odf, sizeof(SDSpectralDF) +
278 +                                (odf->ncomp+nadd-1)*sizeof(SDComponent));
279 +        if (df == NULL) {
280 +                sprintf(SDerrorDetail,
281 +                        "Cannot add %d component(s) to spectral DF", nadd);
282 +                SDfreeSpectralDF(odf);
283 +                return NULL;
284 +        }
285 +        memset(df->comp+df->ncomp, 0, nadd*sizeof(SDComponent));
286 +        df->ncomp += nadd;
287 +        return df;
288 + }
289 +
290   /* Free cached cumulative distributions for BSDF component */
291   void
292   SDfreeCumulativeCache(SDSpectralDF *df)
# Line 249 | Line 313 | SDfreeSpectralDF(SDSpectralDF *df)
313                  return;
314          SDfreeCumulativeCache(df);
315          for (n = df->ncomp; n-- > 0; )
316 <                (*df->comp[n].func->freeSC)(df->comp[n].dist);
316 >                if (df->comp[n].dist != NULL)
317 >                        (*df->comp[n].func->freeSC)(df->comp[n].dist);
318          free(df);
319   }
320  
# Line 305 | Line 370 | SDfreeBSDF(SDData *sd)
370                  SDfreeSpectralDF(sd->tf);
371                  sd->tf = NULL;
372          }
373 +        if (sd->tb != NULL) {
374 +                SDfreeSpectralDF(sd->tb);
375 +                sd->tb = NULL;
376 +        }
377          sd->rLambFront.cieY = .0;
378          sd->rLambFront.spec.flags = 0;
379          sd->rLambBack.cieY = .0;
# Line 354 | Line 423 | SDcacheFile(const char *fname)
423                  return NULL;
424          SDerrorDetail[0] = '\0';
425          if ((sd = SDgetCache(fname)) == NULL) {
426 <                SDreportEnglish(SDEmemory, stderr);
426 >                SDreportError(SDEmemory, stderr);
427                  return NULL;
428          }
429          if (!SDisLoaded(sd) && (ec = SDloadFile(sd, fname))) {
430 <                SDreportEnglish(ec, stderr);
430 >                SDreportError(ec, stderr);
431                  SDfreeCache(sd);
432                  return NULL;
433          }
# Line 392 | Line 461 | SDfreeCache(const SDData *sd)
461                  SDfreeCumulativeCache(sd->rf);
462                  SDfreeCumulativeCache(sd->rb);
463                  SDfreeCumulativeCache(sd->tf);
464 +                SDfreeCumulativeCache(sd->tb);
465                  return;
466          }
467                                          /* remove from list and free */
# Line 405 | Line 475 | SDfreeCache(const SDData *sd)
475  
476   /* Sample an individual BSDF component */
477   SDError
478 < SDsampComponent(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVec,
409 <                        double randX, SDComponent *sdc)
478 > SDsampComponent(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, SDComponent *sdc)
479   {
480          float           coef[SDmaxCh];
481          SDError         ec;
482 +        FVECT           inVec;
483          const SDCDst    *cd;
484          double          d;
485          int             n;
486                                          /* check arguments */
487 <        if ((sv == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sdc == NULL))
487 >        if ((sv == NULL) | (ioVec == NULL) | (sdc == NULL))
488                  return SDEargument;
489                                          /* get cumulative distribution */
490 +        VCOPY(inVec, ioVec);
491 +        sv->cieY = 0;
492          cd = (*sdc->func->getCDist)(inVec, sdc);
493 <        if (cd == NULL)
494 <                return SDEmemory;
495 <        if (cd->cTotal <= 1e-7) {       /* anything to sample? */
493 >        if (cd != NULL)
494 >                sv->cieY = cd->cTotal;
495 >        if (sv->cieY <= 1e-6) {         /* nothing to sample? */
496                  sv->spec = c_dfcolor;
497 <                sv->cieY = .0;
426 <                memset(outVec, 0, 3*sizeof(double));
497 >                memset(ioVec, 0, 3*sizeof(double));
498                  return SDEnone;
499          }
429        sv->cieY = cd->cTotal;
500                                          /* compute sample direction */
501 <        ec = (*sdc->func->sampCDist)(outVec, randX, cd);
501 >        ec = (*sdc->func->sampCDist)(ioVec, randX, cd);
502          if (ec)
503                  return ec;
504                                          /* get BSDF color */
505 <        n = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, outVec, inVec, sdc->dist);
505 >        n = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, ioVec, inVec, sdc);
506          if (n <= 0) {
507                  strcpy(SDerrorDetail, "BSDF sample value error");
508                  return SDEinternal;
# Line 457 | Line 527 | SDmultiSamp(double t[], int n, double randX)
527          unsigned        nBits;
528          double          scale;
529          bitmask_t       ndx, coord[MS_MAXDIM];
530 <        
530 >
531 >        if (n <= 0)                     /* check corner cases */
532 >                return;
533 >        if (randX < 0) randX = 0;
534 >        else if (randX >= 1.) randX = 0.999999999999999;
535 >        if (n == 1) {
536 >                t[0] = randX;
537 >                return;
538 >        }
539          while (n > MS_MAXDIM)           /* punt for higher dimensions */
540                  t[--n] = rand()*(1./(RAND_MAX+.5));
541          nBits = (8*sizeof(bitmask_t) - 1) / n;
# Line 480 | Line 558 | SDdiffuseSamp(FVECT outVec, int outFront, double randX
558          SDmultiSamp(outVec, 2, randX);
559          SDsquare2disk(outVec, outVec[0], outVec[1]);
560          outVec[2] = 1. - outVec[0]*outVec[0] - outVec[1]*outVec[1];
561 <        if (outVec[2] > .0)             /* a bit of paranoia */
561 >        if (outVec[2] > 0)              /* a bit of paranoia */
562                  outVec[2] = sqrt(outVec[2]);
563          if (!outFront)                  /* going out back? */
564                  outVec[2] = -outVec[2];
# Line 488 | Line 566 | SDdiffuseSamp(FVECT outVec, int outFront, double randX
566  
567   /* Query projected solid angle coverage for non-diffuse BSDF direction */
568   SDError
569 < SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT vec, int qflags, const SDData *sd)
569 > SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT v1, const RREAL *v2,
570 >                                int qflags, const SDData *sd)
571   {
572 <        SDSpectralDF    *rdf;
572 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
573          SDError         ec;
574          int             i;
575                                          /* check arguments */
576 <        if ((projSA == NULL) | (vec == NULL) | (sd == NULL))
576 >        if ((projSA == NULL) | (v1 == NULL) | (sd == NULL))
577                  return SDEargument;
578                                          /* initialize extrema */
579          switch (qflags) {
# Line 510 | Line 589 | SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT vec, int qflags
589          case 0:
590                  return SDEargument;
591          }
592 <        if (vec[2] > .0)                /* front surface query? */
592 >        if (v1[2] > 0) {                /* front surface query? */
593                  rdf = sd->rf;
594 <        else
594 >                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
595 >        } else {
596                  rdf = sd->rb;
597 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
598 +        }
599 +        if (v2 != NULL)                 /* bidirectional? */
600 +                if (v1[2] > 0 ^ v2[2] > 0)
601 +                        rdf = NULL;
602 +                else
603 +                        tdf = NULL;
604          ec = SDEdata;                   /* run through components */
605          for (i = (rdf==NULL) ? 0 : rdf->ncomp; i--; ) {
606 <                ec = (*rdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, vec, qflags,
607 <                                                        rdf->comp[i].dist);
606 >                ec = (*rdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, v1, v2,
607 >                                                qflags, &rdf->comp[i]);
608                  if (ec)
609                          return ec;
610          }
611 <        for (i = (sd->tf==NULL) ? 0 : sd->tf->ncomp; i--; ) {
612 <                ec = (*sd->tf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, vec, qflags,
613 <                                                        sd->tf->comp[i].dist);
611 >        for (i = (tdf==NULL) ? 0 : tdf->ncomp; i--; ) {
612 >                ec = (*tdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, v1, v2,
613 >                                                qflags, &tdf->comp[i]);
614                  if (ec)
615                          return ec;
616          }
# Line 531 | Line 618 | SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT vec, int qflags
618                  projSA[0] = M_PI;
619                  if (qflags == SDqueryMin+SDqueryMax)
620                          projSA[1] = M_PI;
621 <        }
621 >        } else if (qflags == SDqueryMin+SDqueryMax && projSA[0] > projSA[1])
622 >                projSA[0] = projSA[1];
623          return SDEnone;
624   }
625  
# Line 547 | Line 635 | SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVEC
635          if ((sv == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sd == NULL))
636                  return SDEargument;
637                                          /* whose side are we on? */
638 <        inFront = (inVec[2] > .0);
639 <        outFront = (outVec[2] > .0);
638 >        inFront = (inVec[2] > 0);
639 >        outFront = (outVec[2] > 0);
640                                          /* start with diffuse portion */
641          if (inFront & outFront) {
642                  *sv = sd->rLambFront;
# Line 556 | Line 644 | SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVEC
644          } else if (!(inFront | outFront)) {
645                  *sv = sd->rLambBack;
646                  sdf = sd->rb;
647 <        } else /* inFront ^ outFront */ {
647 >        } else if (inFront) {
648                  *sv = sd->tLamb;
649 <                sdf = sd->tf;
649 >                sdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
650 >        } else /* inBack */ {
651 >                *sv = sd->tLamb;
652 >                sdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
653          }
654          sv->cieY *= 1./M_PI;
655                                          /* add non-diffuse components */
656          i = (sdf != NULL) ? sdf->ncomp : 0;
657          while (i-- > 0) {
658                  nch = (*sdf->comp[i].func->getBSDFs)(coef, outVec, inVec,
659 <                                                        sdf->comp[i].dist);
659 >                                                        &sdf->comp[i]);
660                  while (nch-- > 0) {
661                          c_cmix(&sv->spec, sv->cieY, &sv->spec,
662                                          coef[nch], &sdf->comp[i].cspec[nch]);
# Line 582 | Line 673 | double
673   SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDData *sd)
674   {
675          double          hsum;
676 <        SDSpectralDF    *rdf;
676 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
677          const SDCDst    *cd;
678          int             i;
679                                          /* check arguments */
680          if ((inVec == NULL) | (sd == NULL))
681                  return .0;
682                                          /* gather diffuse components */
683 <        if (inVec[2] > .0) {
683 >        if (inVec[2] > 0) {
684                  hsum = sd->rLambFront.cieY;
685                  rdf = sd->rf;
686 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
687          } else /* !inFront */ {
688                  hsum = sd->rLambBack.cieY;
689                  rdf = sd->rb;
690 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
691          }
692          if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
693                  hsum = .0;
694          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
695                  hsum += sd->tLamb.cieY;
696                                          /* gather non-diffuse components */
697 <        i = ((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR &&
698 <                        rdf != NULL) ? rdf->ncomp : 0;
697 >        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
698 >                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
699          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse reflection */
700                  cd = (*rdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &rdf->comp[i]);
701                  if (cd != NULL)
702                          hsum += cd->cTotal;
703          }
704 <        i = ((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT &&
705 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
704 >        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
705 >                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
706          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
707 <                cd = (*sd->tf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[i]);
707 >                cd = (*tdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[i]);
708                  if (cd != NULL)
709                          hsum += cd->cTotal;
710          }
# Line 620 | Line 713 | SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDDa
713  
714   /* Sample BSDF direction based on the given random variable */
715   SDError
716 < SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVec,
624 <                        double randX, int sflags, const SDData *sd)
716 > SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int sflags, const SDData *sd)
717   {
718          SDError         ec;
719 +        FVECT           inVec;
720          int             inFront;
721 <        SDSpectralDF    *rdf;
721 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
722          double          rdiff;
723          float           coef[SDmaxCh];
724          int             i, j, n, nr;
725          SDComponent     *sdc;
726          const SDCDst    **cdarr = NULL;
727                                          /* check arguments */
728 <        if ((sv == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sd == NULL) |
729 <                        (randX < .0) | (randX >= 1.))
728 >        if ((sv == NULL) | (ioVec == NULL) | (sd == NULL) |
729 >                        (randX < 0) | (randX >= 1.))
730                  return SDEargument;
731                                          /* whose side are we on? */
732 <        inFront = (inVec[2] > .0);
732 >        VCOPY(inVec, ioVec);
733 >        inFront = (inVec[2] > 0);
734                                          /* remember diffuse portions */
735          if (inFront) {
736                  *sv = sd->rLambFront;
737                  rdf = sd->rf;
738 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
739          } else /* !inFront */ {
740                  *sv = sd->rLambBack;
741                  rdf = sd->rb;
742 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
743          }
744          if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
745                  sv->cieY = .0;
# Line 651 | Line 747 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVe
747          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
748                  sv->cieY += sd->tLamb.cieY;
749                                          /* gather non-diffuse components */
750 <        i = nr = ((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR &&
751 <                        rdf != NULL) ? rdf->ncomp : 0;
752 <        j = ((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT &&
753 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
750 >        i = nr = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
751 >                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
752 >        j = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
753 >                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
754          n = i + j;
755          if (n > 0 && (cdarr = (const SDCDst **)malloc(n*sizeof(SDCDst *))) == NULL)
756                  return SDEmemory;
757          while (j-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
758 <                cdarr[i+j] = (*sd->tf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[j]);
759 <                if (cdarr[i+j] == NULL) {
760 <                        free(cdarr);
665 <                        return SDEmemory;
666 <                }
758 >                cdarr[i+j] = (*tdf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[j]);
759 >                if (cdarr[i+j] == NULL)
760 >                        cdarr[i+j] = &SDemptyCD;
761                  sv->cieY += cdarr[i+j]->cTotal;
762          }
763          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse reflection */
764                  cdarr[i] = (*rdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &rdf->comp[i]);
765 <                if (cdarr[i] == NULL) {
766 <                        free(cdarr);
767 <                        return SDEmemory;
768 <                }
675 <                sv->cieY += cdarr[i]->cTotal;
765 >                if (cdarr[i] == NULL)
766 >                        cdarr[i] = &SDemptyCD;
767 >                else
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(outVec, 0, 3*sizeof(double));
772 >                memset(ioVec, 0, 3*sizeof(double));
773                  return SDEnone;
774          }
775                                          /* scale random variable */
776          randX *= sv->cieY;
777                                          /* diffuse reflection? */
778          if (randX < rdiff) {
779 <                SDdiffuseSamp(outVec, inFront, randX/rdiff);
779 >                SDdiffuseSamp(ioVec, inFront, randX/rdiff);
780                  goto done;
781          }
782          randX -= rdiff;
# Line 691 | Line 784 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVe
784          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT) {
785                  if (randX < sd->tLamb.cieY) {
786                          sv->spec = sd->tLamb.spec;
787 <                        SDdiffuseSamp(outVec, !inFront, randX/sd->tLamb.cieY);
787 >                        SDdiffuseSamp(ioVec, !inFront, randX/sd->tLamb.cieY);
788                          goto done;
789                  }
790                  randX -= sd->tLamb.cieY;
791          }
792                                          /* else one of cumulative dist. */
793 <        for (i = 0; i < n && randX < cdarr[i]->cTotal; i++)
793 >        for (i = 0; i < n && randX > cdarr[i]->cTotal; i++)
794                  randX -= cdarr[i]->cTotal;
795          if (i >= n)
796                  return SDEinternal;
797                                          /* compute sample direction */
798 <        sdc = (i < nr) ? &rdf->comp[i] : &sd->tf->comp[i-nr];
799 <        ec = (*sdc->func->sampCDist)(outVec, randX/cdarr[i]->cTotal, cdarr[i]);
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;
802                                          /* compute color */
803 <        j = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, outVec, inVec, sdc->dist);
803 >        j = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, ioVec, inVec, sdc);
804          if (j <= 0) {
805                  sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\" sampling value error",
806                                  sd->name);
# Line 734 | Line 827 | SDcompXform(RREAL vMtx[3][3], const FVECT sNrm, const
827          if ((vMtx == NULL) | (sNrm == NULL) | (uVec == NULL))
828                  return SDEargument;
829          VCOPY(vMtx[2], sNrm);
830 <        if (normalize(vMtx[2]) == .0)
830 >        if (normalize(vMtx[2]) == 0)
831                  return SDEargument;
832          fcross(vMtx[0], uVec, vMtx[2]);
833 <        if (normalize(vMtx[0]) == .0)
833 >        if (normalize(vMtx[0]) == 0)
834                  return SDEargument;
835          fcross(vMtx[1], vMtx[2], vMtx[0]);
836          return SDEnone;
# Line 757 | Line 850 | SDinvXform(RREAL iMtx[3][3], RREAL vMtx[3][3])
850          mTmp[0][1] = vMtx[2][1]*vMtx[0][2] - vMtx[2][2]*vMtx[0][1];
851          mTmp[0][2] = vMtx[1][2]*vMtx[0][1] - vMtx[1][1]*vMtx[0][2];
852          d = vMtx[0][0]*mTmp[0][0] + vMtx[1][0]*mTmp[0][1] + vMtx[2][0]*mTmp[0][2];
853 <        if (d == .0) {
853 >        if (d == 0) {
854                  strcpy(SDerrorDetail, "Zero determinant in matrix inversion");
855                  return SDEargument;
856          }
# Line 784 | Line 877 | SDmapDir(FVECT resVec, RREAL vMtx[3][3], const FVECT i
877          if (vMtx == NULL) {             /* assume they just want to normalize */
878                  if (resVec != inpVec)
879                          VCOPY(resVec, inpVec);
880 <                return (normalize(resVec) > .0) ? SDEnone : SDEargument;
880 >                return (normalize(resVec) > 0) ? SDEnone : SDEargument;
881          }
882          vTmp[0] = DOT(vMtx[0], inpVec);
883          vTmp[1] = DOT(vMtx[1], inpVec);
884          vTmp[2] = DOT(vMtx[2], inpVec);
885 <        if (normalize(vTmp) == .0)
885 >        if (normalize(vTmp) == 0)
886                  return SDEargument;
887          VCOPY(resVec, vTmp);
888          return SDEnone;
889   }
797
798 /*################################################################*/
799 /*######### DEPRECATED ROUTINES AWAITING PERMANENT REMOVAL #######*/
800
801 /*
802 * Routines for handling BSDF data
803 */
804
805 #include "standard.h"
806 #include "paths.h"
807 #include <ctype.h>
808
809 #define MAXLATS         46              /* maximum number of latitudes */
810
811 /* BSDF angle specification */
812 typedef struct {
813        char    name[64];               /* basis name */
814        int     nangles;                /* total number of directions */
815        struct {
816                float   tmin;                   /* starting theta */
817                short   nphis;                  /* number of phis (0 term) */
818        }       lat[MAXLATS+1];         /* latitudes */
819 } ANGLE_BASIS;
820
821 #define MAXABASES       7               /* limit on defined bases */
822
823 static ANGLE_BASIS      abase_list[MAXABASES] = {
824        {
825                "LBNL/Klems Full", 145,
826                { {-5., 1},
827                {5., 8},
828                {15., 16},
829                {25., 20},
830                {35., 24},
831                {45., 24},
832                {55., 24},
833                {65., 16},
834                {75., 12},
835                {90., 0} }
836        }, {
837                "LBNL/Klems Half", 73,
838                { {-6.5, 1},
839                {6.5, 8},
840                {19.5, 12},
841                {32.5, 16},
842                {46.5, 20},
843                {61.5, 12},
844                {76.5, 4},
845                {90., 0} }
846        }, {
847                "LBNL/Klems Quarter", 41,
848                { {-9., 1},
849                {9., 8},
850                {27., 12},
851                {46., 12},
852                {66., 8},
853                {90., 0} }
854        }
855 };
856
857 static int      nabases = 3;    /* current number of defined bases */
858
859 #define  FEQ(a,b)       ((a)-(b) <= 1e-6 && (b)-(a) <= 1e-6)
860
861 static int
862 fequal(double a, double b)
863 {
864        if (b != .0)
865                a = a/b - 1.;
866        return((a <= 1e-6) & (a >= -1e-6));
867 }
868
869 /* Returns the name of the given tag */
870 #ifdef ezxml_name
871 #undef ezxml_name
872 static char *
873 ezxml_name(ezxml_t xml)
874 {
875        if (xml == NULL)
876                return(NULL);
877        return(xml->name);
878 }
879 #endif
880
881 /* Returns the given tag's character content or empty string if none */
882 #ifdef ezxml_txt
883 #undef ezxml_txt
884 static char *
885 ezxml_txt(ezxml_t xml)
886 {
887        if (xml == NULL)
888                return("");
889        return(xml->txt);
890 }
891 #endif
892
893
894 static int
895 ab_getvec(              /* get vector for this angle basis index */
896        FVECT v,
897        int ndx,
898        void *p
899 )
900 {
901        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
902        int     li;
903        double  pol, azi, d;
904        
905        if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
906                return(0);
907        for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
908                ndx -= ab->lat[li].nphis;
909        pol = PI/180.*0.5*(ab->lat[li].tmin + ab->lat[li+1].tmin);
910        azi = 2.*PI*ndx/ab->lat[li].nphis;
911        v[2] = d = cos(pol);
912        d = sqrt(1. - d*d);     /* sin(pol) */
913        v[0] = cos(azi)*d;
914        v[1] = sin(azi)*d;
915        return(1);
916 }
917
918
919 static int
920 ab_getndx(              /* get index corresponding to the given vector */
921        FVECT v,
922        void *p
923 )
924 {
925        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
926        int     li, ndx;
927        double  pol, azi, d;
928
929        if ((v[2] < -1.0) | (v[2] > 1.0))
930                return(-1);
931        pol = 180.0/PI*acos(v[2]);
932        azi = 180.0/PI*atan2(v[1], v[0]);
933        if (azi < 0.0) azi += 360.0;
934        for (li = 1; ab->lat[li].tmin <= pol; li++)
935                if (!ab->lat[li].nphis)
936                        return(-1);
937        --li;
938        ndx = (int)((1./360.)*azi*ab->lat[li].nphis + 0.5);
939        if (ndx >= ab->lat[li].nphis) ndx = 0;
940        while (li--)
941                ndx += ab->lat[li].nphis;
942        return(ndx);
943 }
944
945
946 static double
947 ab_getohm(              /* get solid angle for this angle basis index */
948        int ndx,
949        void *p
950 )
951 {
952        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
953        int     li;
954        double  theta, theta1;
955        
956        if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
957                return(0);
958        for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
959                ndx -= ab->lat[li].nphis;
960        theta1 = PI/180. * ab->lat[li+1].tmin;
961        if (ab->lat[li].nphis == 1) {           /* special case */
962                if (ab->lat[li].tmin > FTINY)
963                        error(USER, "unsupported BSDF coordinate system");
964                return(2.*PI*(1. - cos(theta1)));
965        }
966        theta = PI/180. * ab->lat[li].tmin;
967        return(2.*PI*(cos(theta) - cos(theta1))/(double)ab->lat[li].nphis);
968 }
969
970
971 static int
972 ab_getvecR(             /* get reverse vector for this angle basis index */
973        FVECT v,
974        int ndx,
975        void *p
976 )
977 {
978        if (!ab_getvec(v, ndx, p))
979                return(0);
980
981        v[0] = -v[0];
982        v[1] = -v[1];
983        v[2] = -v[2];
984
985        return(1);
986 }
987
988
989 static int
990 ab_getndxR(             /* get index corresponding to the reverse vector */
991        FVECT v,
992        void *p
993 )
994 {
995        FVECT  v2;
996        
997        v2[0] = -v[0];
998        v2[1] = -v[1];
999        v2[2] = -v[2];
1000
1001        return ab_getndx(v2, p);
1002 }
1003
1004
1005 static void
1006 load_angle_basis(       /* load custom BSDF angle basis */
1007        ezxml_t wab
1008 )
1009 {
1010        char    *abname = ezxml_txt(ezxml_child(wab, "AngleBasisName"));
1011        ezxml_t wbb;
1012        int     i;
1013        
1014        if (!abname || !*abname)
1015                return;
1016        for (i = nabases; i--; )
1017                if (!strcasecmp(abname, abase_list[i].name))
1018                        return;         /* assume it's the same */
1019        if (nabases >= MAXABASES)
1020                error(INTERNAL, "too many angle bases");
1021        strcpy(abase_list[nabases].name, abname);
1022        abase_list[nabases].nangles = 0;
1023        for (i = 0, wbb = ezxml_child(wab, "AngleBasisBlock");
1024                        wbb != NULL; i++, wbb = wbb->next) {
1025                if (i >= MAXLATS)
1026                        error(INTERNAL, "too many latitudes in custom basis");
1027                abase_list[nabases].lat[i+1].tmin = atof(ezxml_txt(
1028                                ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1029                                        "ThetaBounds"), "UpperTheta")));
1030                if (!i)
1031                        abase_list[nabases].lat[i].tmin =
1032                                        -abase_list[nabases].lat[i+1].tmin;
1033                else if (!fequal(atof(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1034                                        "ThetaBounds"), "LowerTheta"))),
1035                                abase_list[nabases].lat[i].tmin))
1036                        error(WARNING, "theta values disagree in custom basis");
1037                abase_list[nabases].nangles +=
1038                        abase_list[nabases].lat[i].nphis =
1039                                atoi(ezxml_txt(ezxml_child(wbb, "nPhis")));
1040        }
1041        abase_list[nabases++].lat[i].nphis = 0;
1042 }
1043
1044
1045 static void
1046 load_geometry(          /* load geometric dimensions and description (if any) */
1047        struct BSDF_data *dp,
1048        ezxml_t wdb
1049 )
1050 {
1051        ezxml_t         geom;
1052        double          cfact;
1053        const char      *fmt, *mgfstr;
1054
1055        dp->dim[0] = dp->dim[1] = dp->dim[2] = 0;
1056        dp->mgf = NULL;
1057        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Width")) != NULL)
1058                dp->dim[0] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1059                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1060        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Height")) != NULL)
1061                dp->dim[1] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1062                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1063        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Thickness")) != NULL)
1064                dp->dim[2] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1065                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1066        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Geometry")) == NULL ||
1067                        (mgfstr = ezxml_txt(geom)) == NULL)
1068                return;
1069        if ((fmt = ezxml_attr(geom, "format")) != NULL &&
1070                        strcasecmp(fmt, "MGF")) {
1071                sprintf(errmsg, "unrecognized geometry format '%s'", fmt);
1072                error(WARNING, errmsg);
1073                return;
1074        }
1075        cfact = to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1076        dp->mgf = (char *)malloc(strlen(mgfstr)+32);
1077        if (dp->mgf == NULL)
1078                error(SYSTEM, "out of memory in load_geometry");
1079        if (cfact < 0.99 || cfact > 1.01)
1080                sprintf(dp->mgf, "xf -s %.5f\n%s\nxf\n", cfact, mgfstr);
1081        else
1082                strcpy(dp->mgf, mgfstr);
1083 }
1084
1085
1086 static void
1087 load_bsdf_data(         /* load BSDF distribution for this wavelength */
1088        struct BSDF_data *dp,
1089        ezxml_t wdb
1090 )
1091 {
1092        char  *cbasis = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ColumnAngleBasis"));
1093        char  *rbasis = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"RowAngleBasis"));
1094        char  *sdata;
1095        int  i;
1096        
1097        if ((!cbasis || !*cbasis) | (!rbasis || !*rbasis)) {
1098                error(WARNING, "missing column/row basis for BSDF");
1099                return;
1100        }
1101        for (i = nabases; i--; )
1102                if (!strcasecmp(cbasis, abase_list[i].name)) {
1103                        dp->ninc = abase_list[i].nangles;
1104                        dp->ib_priv = (void *)&abase_list[i];
1105                        dp->ib_vec = ab_getvecR;
1106                        dp->ib_ndx = ab_getndxR;
1107                        dp->ib_ohm = ab_getohm;
1108                        break;
1109                }
1110        if (i < 0) {
1111                sprintf(errmsg, "undefined ColumnAngleBasis '%s'", cbasis);
1112                error(WARNING, errmsg);
1113                return;
1114        }
1115        for (i = nabases; i--; )
1116                if (!strcasecmp(rbasis, abase_list[i].name)) {
1117                        dp->nout = abase_list[i].nangles;
1118                        dp->ob_priv = (void *)&abase_list[i];
1119                        dp->ob_vec = ab_getvec;
1120                        dp->ob_ndx = ab_getndx;
1121                        dp->ob_ohm = ab_getohm;
1122                        break;
1123                }
1124        if (i < 0) {
1125                sprintf(errmsg, "undefined RowAngleBasis '%s'", rbasis);
1126                error(WARNING, errmsg);
1127                return;
1128        }
1129                                /* read BSDF data */
1130        sdata  = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ScatteringData"));
1131        if (!sdata || !*sdata) {
1132                error(WARNING, "missing BSDF ScatteringData");
1133                return;
1134        }
1135        dp->bsdf = (float *)malloc(sizeof(float)*dp->ninc*dp->nout);
1136        if (dp->bsdf == NULL)
1137                error(SYSTEM, "out of memory in load_bsdf_data");
1138        for (i = 0; i < dp->ninc*dp->nout; i++) {
1139                char  *sdnext = fskip(sdata);
1140                if (sdnext == NULL) {
1141                        error(WARNING, "bad/missing BSDF ScatteringData");
1142                        free(dp->bsdf); dp->bsdf = NULL;
1143                        return;
1144                }
1145                while (*sdnext && isspace(*sdnext))
1146                        sdnext++;
1147                if (*sdnext == ',') sdnext++;
1148                dp->bsdf[i] = atof(sdata);
1149                sdata = sdnext;
1150        }
1151        while (isspace(*sdata))
1152                sdata++;
1153        if (*sdata) {
1154                sprintf(errmsg, "%d extra characters after BSDF ScatteringData",
1155                                (int)strlen(sdata));
1156                error(WARNING, errmsg);
1157        }
1158 }
1159
1160
1161 static int
1162 check_bsdf_data(        /* check that BSDF data is sane */
1163        struct BSDF_data *dp
1164 )
1165 {
1166        double          *omega_iarr, *omega_oarr;
1167        double          dom, contrib, hemi_total, full_total;
1168        int             nneg;
1169        FVECT           v;
1170        int             i, o;
1171
1172        if (dp == NULL || dp->bsdf == NULL)
1173                return(0);
1174        omega_iarr = (double *)calloc(dp->ninc, sizeof(double));
1175        omega_oarr = (double *)calloc(dp->nout, sizeof(double));
1176        if ((omega_iarr == NULL) | (omega_oarr == NULL))
1177                error(SYSTEM, "out of memory in check_bsdf_data");
1178                                        /* incoming projected solid angles */
1179        hemi_total = .0;
1180        for (i = dp->ninc; i--; ) {
1181                dom = getBSDF_incohm(dp,i);
1182                if (dom <= .0) {
1183                        error(WARNING, "zero/negative incoming solid angle");
1184                        continue;
1185                }
1186                if (!getBSDF_incvec(v,dp,i) || v[2] > FTINY) {
1187                        error(WARNING, "illegal incoming BSDF direction");
1188                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1189                        return(0);
1190                }
1191                hemi_total += omega_iarr[i] = dom * -v[2];
1192        }
1193        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1194                sprintf(errmsg, "incoming BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1195                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
1196                error(WARNING, errmsg);
1197        }
1198        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1199        for (i = dp->ninc; i--; )
1200                omega_iarr[i] *= dom;
1201                                        /* outgoing projected solid angles */
1202        hemi_total = .0;
1203        for (o = dp->nout; o--; ) {
1204                dom = getBSDF_outohm(dp,o);
1205                if (dom <= .0) {
1206                        error(WARNING, "zero/negative outgoing solid angle");
1207                        continue;
1208                }
1209                if (!getBSDF_outvec(v,dp,o) || v[2] < -FTINY) {
1210                        error(WARNING, "illegal outgoing BSDF direction");
1211                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1212                        return(0);
1213                }
1214                hemi_total += omega_oarr[o] = dom * v[2];
1215        }
1216        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1217                sprintf(errmsg, "outgoing BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1218                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
1219                error(WARNING, errmsg);
1220        }
1221        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1222        for (o = dp->nout; o--; )
1223                omega_oarr[o] *= dom;
1224        nneg = 0;                       /* check outgoing totals */
1225        for (i = 0; i < dp->ninc; i++) {
1226                hemi_total = .0;
1227                for (o = dp->nout; o--; ) {
1228                        double  f = BSDF_value(dp,i,o);
1229                        if (f >= .0)
1230                                hemi_total += f*omega_oarr[o];
1231                        else {
1232                                nneg += (f < -FTINY);
1233                                BSDF_value(dp,i,o) = .0f;
1234                        }
1235                }
1236                if (hemi_total > 1.01) {
1237                        sprintf(errmsg,
1238                        "incoming BSDF direction %d passes %.1f%% of light",
1239                                        i, 100.*hemi_total);
1240                        error(WARNING, errmsg);
1241                }
1242        }
1243        if (nneg) {
1244                sprintf(errmsg, "%d negative BSDF values (ignored)", nneg);
1245                error(WARNING, errmsg);
1246        }
1247        full_total = .0;                /* reverse roles and check again */
1248        for (o = 0; o < dp->nout; o++) {
1249                hemi_total = .0;
1250                for (i = dp->ninc; i--; )
1251                        hemi_total += BSDF_value(dp,i,o) * omega_iarr[i];
1252
1253                if (hemi_total > 1.01) {
1254                        sprintf(errmsg,
1255                        "outgoing BSDF direction %d collects %.1f%% of light",
1256                                        o, 100.*hemi_total);
1257                        error(WARNING, errmsg);
1258                }
1259                full_total += hemi_total*omega_oarr[o];
1260        }
1261        full_total /= PI;
1262        if (full_total > 1.00001) {
1263                sprintf(errmsg, "BSDF transfers %.4f%% of light",
1264                                100.*full_total);
1265                error(WARNING, errmsg);
1266        }
1267        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1268        return(1);
1269 }
1270
1271
1272 struct BSDF_data *
1273 load_BSDF(              /* load BSDF data from file */
1274        char *fname
1275 )
1276 {
1277        char                    *path;
1278        ezxml_t                 fl, wtl, wld, wdb;
1279        struct BSDF_data        *dp;
1280        
1281        path = getpath(fname, getrlibpath(), R_OK);
1282        if (path == NULL) {
1283                sprintf(errmsg, "cannot find BSDF file \"%s\"", fname);
1284                error(WARNING, errmsg);
1285                return(NULL);
1286        }
1287        fl = ezxml_parse_file(path);
1288        if (fl == NULL) {
1289                sprintf(errmsg, "cannot open BSDF \"%s\"", path);
1290                error(WARNING, errmsg);
1291                return(NULL);
1292        }
1293        if (ezxml_error(fl)[0]) {
1294                sprintf(errmsg, "BSDF \"%s\" %s", path, ezxml_error(fl));
1295                error(WARNING, errmsg);
1296                ezxml_free(fl);
1297                return(NULL);
1298        }
1299        if (strcmp(ezxml_name(fl), "WindowElement")) {
1300                sprintf(errmsg,
1301                        "BSDF \"%s\": top level node not 'WindowElement'",
1302                                path);
1303                error(WARNING, errmsg);
1304                ezxml_free(fl);
1305                return(NULL);
1306        }
1307        wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
1308        if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1309                        "DataDefinition"), "IncidentDataStructure")),
1310                        "Columns")) {
1311                sprintf(errmsg,
1312                        "BSDF \"%s\": unsupported IncidentDataStructure",
1313                                path);
1314                error(WARNING, errmsg);
1315                ezxml_free(fl);
1316                return(NULL);
1317        }              
1318        load_angle_basis(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1319                                "DataDefinition"), "AngleBasis"));
1320        dp = (struct BSDF_data *)calloc(1, sizeof(struct BSDF_data));
1321        load_geometry(dp, ezxml_child(wtl, "Material"));
1322        for (wld = ezxml_child(wtl, "WavelengthData");
1323                                wld != NULL; wld = wld->next) {
1324                if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wld,"Wavelength")),
1325                                "Visible"))
1326                        continue;
1327                for (wdb = ezxml_child(wld, "WavelengthDataBlock");
1328                                wdb != NULL; wdb = wdb->next)
1329                        if (!strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wdb,
1330                                        "WavelengthDataDirection")),
1331                                        "Transmission Front"))
1332                                break;
1333                if (wdb != NULL) {              /* load front BTDF */
1334                        load_bsdf_data(dp, wdb);
1335                        break;                  /* ignore the rest */
1336                }
1337        }
1338        ezxml_free(fl);                         /* done with XML file */
1339        if (!check_bsdf_data(dp)) {
1340                sprintf(errmsg, "bad/missing BTDF data in \"%s\"", path);
1341                error(WARNING, errmsg);
1342                free_BSDF(dp);
1343                dp = NULL;
1344        }
1345        return(dp);
1346 }
1347
1348
1349 void
1350 free_BSDF(              /* free BSDF data structure */
1351        struct BSDF_data *b
1352 )
1353 {
1354        if (b == NULL)
1355                return;
1356        if (b->mgf != NULL)
1357                free(b->mgf);
1358        if (b->bsdf != NULL)
1359                free(b->bsdf);
1360        free(b);
1361 }
1362
1363
1364 int
1365 r_BSDF_incvec(          /* compute random input vector at given location */
1366        FVECT v,
1367        struct BSDF_data *b,
1368        int i,
1369        double rv,
1370        MAT4 xm
1371 )
1372 {
1373        FVECT   pert;
1374        double  rad;
1375        int     j;
1376        
1377        if (!getBSDF_incvec(v, b, i))
1378                return(0);
1379        rad = sqrt(getBSDF_incohm(b, i) / PI);
1380        multisamp(pert, 3, rv);
1381        for (j = 0; j < 3; j++)
1382                v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1383        if (xm != NULL)
1384                multv3(v, v, xm);
1385        return(normalize(v) != 0.0);
1386 }
1387
1388
1389 int
1390 r_BSDF_outvec(          /* compute random output vector at given location */
1391        FVECT v,
1392        struct BSDF_data *b,
1393        int o,
1394        double rv,
1395        MAT4 xm
1396 )
1397 {
1398        FVECT   pert;
1399        double  rad;
1400        int     j;
1401        
1402        if (!getBSDF_outvec(v, b, o))
1403                return(0);
1404        rad = sqrt(getBSDF_outohm(b, o) / PI);
1405        multisamp(pert, 3, rv);
1406        for (j = 0; j < 3; j++)
1407                v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1408        if (xm != NULL)
1409                multv3(v, v, xm);
1410        return(normalize(v) != 0.0);
1411 }
1412
1413
1414 static int
1415 addrot(                 /* compute rotation (x,y,z) => (xp,yp,zp) */
1416        char *xfarg[],
1417        FVECT xp,
1418        FVECT yp,
1419        FVECT zp
1420 )
1421 {
1422        static char     bufs[3][16];
1423        int     bn = 0;
1424        char    **xfp = xfarg;
1425        double  theta;
1426
1427        if (yp[2]*yp[2] + zp[2]*zp[2] < 2.*FTINY*FTINY) {
1428                /* Special case for X' along Z-axis */
1429                theta = -atan2(yp[0], yp[1]);
1430                *xfp++ = "-ry";
1431                *xfp++ = xp[2] < 0.0 ? "90" : "-90";
1432                *xfp++ = "-rz";
1433                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1434                *xfp++ = bufs[bn++];
1435                return(xfp - xfarg);
1436        }
1437        theta = atan2(yp[2], zp[2]);
1438        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1439                *xfp++ = "-rx";
1440                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1441                *xfp++ = bufs[bn++];
1442        }
1443        theta = asin(-xp[2]);
1444        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1445                *xfp++ = "-ry";
1446                sprintf(bufs[bn], " %f", theta*(180./PI));
1447                *xfp++ = bufs[bn++];
1448        }
1449        theta = atan2(xp[1], xp[0]);
1450        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1451                *xfp++ = "-rz";
1452                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1453                *xfp++ = bufs[bn++];
1454        }
1455        *xfp = NULL;
1456        return(xfp - xfarg);
1457 }
1458
1459
1460 int
1461 getBSDF_xfm(            /* compute BSDF orient. -> world orient. transform */
1462        MAT4 xm,
1463        FVECT nrm,
1464        UpDir ud,
1465        char *xfbuf
1466 )
1467 {
1468        char    *xfargs[7];
1469        XF      myxf;
1470        FVECT   updir, xdest, ydest;
1471        int     i;
1472
1473        updir[0] = updir[1] = updir[2] = 0.;
1474        switch (ud) {
1475        case UDzneg:
1476                updir[2] = -1.;
1477                break;
1478        case UDyneg:
1479                updir[1] = -1.;
1480                break;
1481        case UDxneg:
1482                updir[0] = -1.;
1483                break;
1484        case UDxpos:
1485                updir[0] = 1.;
1486                break;
1487        case UDypos:
1488                updir[1] = 1.;
1489                break;
1490        case UDzpos:
1491                updir[2] = 1.;
1492                break;
1493        case UDunknown:
1494                return(0);
1495        }
1496        fcross(xdest, updir, nrm);
1497        if (normalize(xdest) == 0.0)
1498                return(0);
1499        fcross(ydest, nrm, xdest);
1500        xf(&myxf, addrot(xfargs, xdest, ydest, nrm), xfargs);
1501        copymat4(xm, myxf.xfm);
1502        if (xfbuf == NULL)
1503                return(1);
1504                                /* return xf arguments as well */
1505        for (i = 0; xfargs[i] != NULL; i++) {
1506                *xfbuf++ = ' ';
1507                strcpy(xfbuf, xfargs[i]);
1508                while (*xfbuf) ++xfbuf;
1509        }
1510        return(1);
1511 }
1512
1513 /*######### END DEPRECATED ROUTINES #######*/
1514 /*################################################################*/

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