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

Comparing ray/src/common/bsdf.c (file contents):
Revision 2.22 by greg, Tue Apr 19 21:31:22 2011 UTC vs.
Revision 2.50 by greg, Sun Feb 8 22:14:50 2015 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 */
484 <                outVec[2] = sqrt(outVec[2]);
561 >        outVec[2] = sqrt(outVec[2]*(outVec[2]>0));
562          if (!outFront)                  /* going out back? */
563                  outVec[2] = -outVec[2];
564   }
# Line 491 | Line 568 | SDError
568   SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT v1, const RREAL *v2,
569                                  int qflags, const SDData *sd)
570   {
571 <        SDSpectralDF    *rdf;
571 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
572          SDError         ec;
573          int             i;
574                                          /* check arguments */
575 <        if ((projSA == NULL) | (v1 == NULL))
575 >        if ((projSA == NULL) | (v1 == NULL) | (sd == NULL))
576                  return SDEargument;
577                                          /* initialize extrema */
578          switch (qflags) {
# Line 511 | Line 588 | SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT v1, const RREAL
588          case 0:
589                  return SDEargument;
590          }
591 <        if (v1[2] > .0)                 /* front surface query? */
591 >        if (v1[2] > 0) {                /* front surface query? */
592                  rdf = sd->rf;
593 <        else
593 >                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
594 >        } else {
595                  rdf = sd->rb;
596 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
597 +        }
598 +        if (v2 != NULL)                 /* bidirectional? */
599 +                if (v1[2] > 0 ^ v2[2] > 0)
600 +                        rdf = NULL;
601 +                else
602 +                        tdf = NULL;
603          ec = SDEdata;                   /* run through components */
604          for (i = (rdf==NULL) ? 0 : rdf->ncomp; i--; ) {
605                  ec = (*rdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, v1, v2,
606 <                                                qflags, rdf->comp[i].dist);
606 >                                                qflags, &rdf->comp[i]);
607                  if (ec)
608                          return ec;
609          }
610 <        for (i = (sd->tf==NULL) ? 0 : sd->tf->ncomp; i--; ) {
611 <                ec = (*sd->tf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, v1, v2,
612 <                                                qflags, sd->tf->comp[i].dist);
610 >        for (i = (tdf==NULL) ? 0 : tdf->ncomp; i--; ) {
611 >                ec = (*tdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, v1, v2,
612 >                                                qflags, &tdf->comp[i]);
613                  if (ec)
614                          return ec;
615          }
# Line 532 | Line 617 | SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT v1, const RREAL
617                  projSA[0] = M_PI;
618                  if (qflags == SDqueryMin+SDqueryMax)
619                          projSA[1] = M_PI;
620 <        }
620 >        } else if (qflags == SDqueryMin+SDqueryMax && projSA[0] > projSA[1])
621 >                projSA[0] = projSA[1];
622          return SDEnone;
623   }
624  
# Line 548 | Line 634 | SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVEC
634          if ((sv == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sd == NULL))
635                  return SDEargument;
636                                          /* whose side are we on? */
637 <        inFront = (inVec[2] > .0);
638 <        outFront = (outVec[2] > .0);
637 >        inFront = (inVec[2] > 0);
638 >        outFront = (outVec[2] > 0);
639                                          /* start with diffuse portion */
640          if (inFront & outFront) {
641                  *sv = sd->rLambFront;
# Line 557 | Line 643 | SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVEC
643          } else if (!(inFront | outFront)) {
644                  *sv = sd->rLambBack;
645                  sdf = sd->rb;
646 <        } else /* inFront ^ outFront */ {
646 >        } else if (inFront) {
647                  *sv = sd->tLamb;
648 <                sdf = sd->tf;
648 >                sdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
649 >        } else /* inBack */ {
650 >                *sv = sd->tLamb;
651 >                sdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
652          }
653          sv->cieY *= 1./M_PI;
654                                          /* add non-diffuse components */
655          i = (sdf != NULL) ? sdf->ncomp : 0;
656          while (i-- > 0) {
657                  nch = (*sdf->comp[i].func->getBSDFs)(coef, outVec, inVec,
658 <                                                        sdf->comp[i].dist);
658 >                                                        &sdf->comp[i]);
659                  while (nch-- > 0) {
660                          c_cmix(&sv->spec, sv->cieY, &sv->spec,
661                                          coef[nch], &sdf->comp[i].cspec[nch]);
# Line 583 | Line 672 | double
672   SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDData *sd)
673   {
674          double          hsum;
675 <        SDSpectralDF    *rdf;
675 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
676          const SDCDst    *cd;
677          int             i;
678                                          /* check arguments */
679          if ((inVec == NULL) | (sd == NULL))
680                  return .0;
681                                          /* gather diffuse components */
682 <        if (inVec[2] > .0) {
682 >        if (inVec[2] > 0) {
683                  hsum = sd->rLambFront.cieY;
684                  rdf = sd->rf;
685 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
686          } else /* !inFront */ {
687                  hsum = sd->rLambBack.cieY;
688                  rdf = sd->rb;
689 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
690          }
691          if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
692                  hsum = .0;
693          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
694                  hsum += sd->tLamb.cieY;
695                                          /* gather non-diffuse components */
696 <        i = ((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR &&
697 <                        rdf != NULL) ? rdf->ncomp : 0;
696 >        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
697 >                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
698          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse reflection */
699                  cd = (*rdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &rdf->comp[i]);
700                  if (cd != NULL)
701                          hsum += cd->cTotal;
702          }
703 <        i = ((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT &&
704 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
703 >        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
704 >                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
705          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
706 <                cd = (*sd->tf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[i]);
706 >                cd = (*tdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[i]);
707                  if (cd != NULL)
708                          hsum += cd->cTotal;
709          }
# Line 621 | Line 712 | SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDDa
712  
713   /* Sample BSDF direction based on the given random variable */
714   SDError
715 < SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVec,
625 <                        double randX, int sflags, const SDData *sd)
715 > SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int sflags, const SDData *sd)
716   {
717          SDError         ec;
718 +        FVECT           inVec;
719          int             inFront;
720 <        SDSpectralDF    *rdf;
720 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
721          double          rdiff;
722          float           coef[SDmaxCh];
723          int             i, j, n, nr;
724          SDComponent     *sdc;
725          const SDCDst    **cdarr = NULL;
726                                          /* check arguments */
727 <        if ((sv == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sd == NULL) |
728 <                        (randX < .0) | (randX >= 1.))
727 >        if ((sv == NULL) | (ioVec == NULL) | (sd == NULL) |
728 >                        (randX < 0) | (randX >= 1.))
729                  return SDEargument;
730                                          /* whose side are we on? */
731 <        inFront = (inVec[2] > .0);
731 >        VCOPY(inVec, ioVec);
732 >        inFront = (inVec[2] > 0);
733                                          /* remember diffuse portions */
734          if (inFront) {
735                  *sv = sd->rLambFront;
736                  rdf = sd->rf;
737 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
738          } else /* !inFront */ {
739                  *sv = sd->rLambBack;
740                  rdf = sd->rb;
741 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
742          }
743          if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
744                  sv->cieY = .0;
# Line 652 | Line 746 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVe
746          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
747                  sv->cieY += sd->tLamb.cieY;
748                                          /* gather non-diffuse components */
749 <        i = nr = ((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR &&
750 <                        rdf != NULL) ? rdf->ncomp : 0;
751 <        j = ((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT &&
752 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
749 >        i = nr = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
750 >                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
751 >        j = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
752 >                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
753          n = i + j;
754          if (n > 0 && (cdarr = (const SDCDst **)malloc(n*sizeof(SDCDst *))) == NULL)
755                  return SDEmemory;
756          while (j-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
757 <                cdarr[i+j] = (*sd->tf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[j]);
758 <                if (cdarr[i+j] == NULL) {
759 <                        free(cdarr);
666 <                        return SDEmemory;
667 <                }
757 >                cdarr[i+j] = (*tdf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[j]);
758 >                if (cdarr[i+j] == NULL)
759 >                        cdarr[i+j] = &SDemptyCD;
760                  sv->cieY += cdarr[i+j]->cTotal;
761          }
762          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse reflection */
763                  cdarr[i] = (*rdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &rdf->comp[i]);
764 <                if (cdarr[i] == NULL) {
765 <                        free(cdarr);
674 <                        return SDEmemory;
675 <                }
764 >                if (cdarr[i] == NULL)
765 >                        cdarr[i] = &SDemptyCD;
766                  sv->cieY += cdarr[i]->cTotal;
767          }
768 <        if (sv->cieY <= 1e-7) {         /* anything to sample? */
768 >        if (sv->cieY <= 1e-6) {         /* anything to sample? */
769                  sv->cieY = .0;
770 <                memset(outVec, 0, 3*sizeof(double));
770 >                memset(ioVec, 0, 3*sizeof(double));
771                  return SDEnone;
772          }
773                                          /* scale random variable */
774          randX *= sv->cieY;
775                                          /* diffuse reflection? */
776          if (randX < rdiff) {
777 <                SDdiffuseSamp(outVec, inFront, randX/rdiff);
777 >                SDdiffuseSamp(ioVec, inFront, randX/rdiff);
778                  goto done;
779          }
780          randX -= rdiff;
# Line 692 | Line 782 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT outVec, const FVECT inVe
782          if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT) {
783                  if (randX < sd->tLamb.cieY) {
784                          sv->spec = sd->tLamb.spec;
785 <                        SDdiffuseSamp(outVec, !inFront, randX/sd->tLamb.cieY);
785 >                        SDdiffuseSamp(ioVec, !inFront, randX/sd->tLamb.cieY);
786                          goto done;
787                  }
788                  randX -= sd->tLamb.cieY;
789          }
790                                          /* else one of cumulative dist. */
791 <        for (i = 0; i < n && randX < cdarr[i]->cTotal; i++)
791 >        for (i = 0; i < n && randX > cdarr[i]->cTotal; i++)
792                  randX -= cdarr[i]->cTotal;
793          if (i >= n)
794                  return SDEinternal;
795                                          /* compute sample direction */
796 <        sdc = (i < nr) ? &rdf->comp[i] : &sd->tf->comp[i-nr];
797 <        ec = (*sdc->func->sampCDist)(outVec, randX/cdarr[i]->cTotal, cdarr[i]);
796 >        sdc = (i < nr) ? &rdf->comp[i] : &tdf->comp[i-nr];
797 >        ec = (*sdc->func->sampCDist)(ioVec, randX/cdarr[i]->cTotal, cdarr[i]);
798          if (ec)
799                  return ec;
800                                          /* compute color */
801 <        j = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, outVec, inVec, sdc->dist);
801 >        j = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, ioVec, inVec, sdc);
802          if (j <= 0) {
803                  sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\" sampling value error",
804                                  sd->name);
# Line 735 | Line 825 | SDcompXform(RREAL vMtx[3][3], const FVECT sNrm, const
825          if ((vMtx == NULL) | (sNrm == NULL) | (uVec == NULL))
826                  return SDEargument;
827          VCOPY(vMtx[2], sNrm);
828 <        if (normalize(vMtx[2]) == .0)
828 >        if (normalize(vMtx[2]) == 0)
829                  return SDEargument;
830          fcross(vMtx[0], uVec, vMtx[2]);
831 <        if (normalize(vMtx[0]) == .0)
831 >        if (normalize(vMtx[0]) == 0)
832                  return SDEargument;
833          fcross(vMtx[1], vMtx[2], vMtx[0]);
834          return SDEnone;
# Line 758 | Line 848 | SDinvXform(RREAL iMtx[3][3], RREAL vMtx[3][3])
848          mTmp[0][1] = vMtx[2][1]*vMtx[0][2] - vMtx[2][2]*vMtx[0][1];
849          mTmp[0][2] = vMtx[1][2]*vMtx[0][1] - vMtx[1][1]*vMtx[0][2];
850          d = vMtx[0][0]*mTmp[0][0] + vMtx[1][0]*mTmp[0][1] + vMtx[2][0]*mTmp[0][2];
851 <        if (d == .0) {
851 >        if (d == 0) {
852                  strcpy(SDerrorDetail, "Zero determinant in matrix inversion");
853                  return SDEargument;
854          }
# Line 785 | Line 875 | SDmapDir(FVECT resVec, RREAL vMtx[3][3], const FVECT i
875          if (vMtx == NULL) {             /* assume they just want to normalize */
876                  if (resVec != inpVec)
877                          VCOPY(resVec, inpVec);
878 <                return (normalize(resVec) > .0) ? SDEnone : SDEargument;
878 >                return (normalize(resVec) > 0) ? SDEnone : SDEargument;
879          }
880          vTmp[0] = DOT(vMtx[0], inpVec);
881          vTmp[1] = DOT(vMtx[1], inpVec);
882          vTmp[2] = DOT(vMtx[2], inpVec);
883 <        if (normalize(vTmp) == .0)
883 >        if (normalize(vTmp) == 0)
884                  return SDEargument;
885          VCOPY(resVec, vTmp);
886          return SDEnone;
887   }
798
799 /*################################################################*/
800 /*######### DEPRECATED ROUTINES AWAITING PERMANENT REMOVAL #######*/
801
802 /*
803 * Routines for handling BSDF data
804 */
805
806 #include "standard.h"
807 #include "paths.h"
808 #include <ctype.h>
809
810 #define MAXLATS         46              /* maximum number of latitudes */
811
812 /* BSDF angle specification */
813 typedef struct {
814        char    name[64];               /* basis name */
815        int     nangles;                /* total number of directions */
816        struct {
817                float   tmin;                   /* starting theta */
818                short   nphis;                  /* number of phis (0 term) */
819        }       lat[MAXLATS+1];         /* latitudes */
820 } ANGLE_BASIS;
821
822 #define MAXABASES       7               /* limit on defined bases */
823
824 static ANGLE_BASIS      abase_list[MAXABASES] = {
825        {
826                "LBNL/Klems Full", 145,
827                { {-5., 1},
828                {5., 8},
829                {15., 16},
830                {25., 20},
831                {35., 24},
832                {45., 24},
833                {55., 24},
834                {65., 16},
835                {75., 12},
836                {90., 0} }
837        }, {
838                "LBNL/Klems Half", 73,
839                { {-6.5, 1},
840                {6.5, 8},
841                {19.5, 12},
842                {32.5, 16},
843                {46.5, 20},
844                {61.5, 12},
845                {76.5, 4},
846                {90., 0} }
847        }, {
848                "LBNL/Klems Quarter", 41,
849                { {-9., 1},
850                {9., 8},
851                {27., 12},
852                {46., 12},
853                {66., 8},
854                {90., 0} }
855        }
856 };
857
858 static int      nabases = 3;    /* current number of defined bases */
859
860 #define  FEQ(a,b)       ((a)-(b) <= 1e-6 && (b)-(a) <= 1e-6)
861
862 static int
863 fequal(double a, double b)
864 {
865        if (b != .0)
866                a = a/b - 1.;
867        return((a <= 1e-6) & (a >= -1e-6));
868 }
869
870 /* Returns the name of the given tag */
871 #ifdef ezxml_name
872 #undef ezxml_name
873 static char *
874 ezxml_name(ezxml_t xml)
875 {
876        if (xml == NULL)
877                return(NULL);
878        return(xml->name);
879 }
880 #endif
881
882 /* Returns the given tag's character content or empty string if none */
883 #ifdef ezxml_txt
884 #undef ezxml_txt
885 static char *
886 ezxml_txt(ezxml_t xml)
887 {
888        if (xml == NULL)
889                return("");
890        return(xml->txt);
891 }
892 #endif
893
894
895 static int
896 ab_getvec(              /* get vector for this angle basis index */
897        FVECT v,
898        int ndx,
899        void *p
900 )
901 {
902        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
903        int     li;
904        double  pol, azi, d;
905        
906        if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
907                return(0);
908        for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
909                ndx -= ab->lat[li].nphis;
910        pol = PI/180.*0.5*(ab->lat[li].tmin + ab->lat[li+1].tmin);
911        azi = 2.*PI*ndx/ab->lat[li].nphis;
912        v[2] = d = cos(pol);
913        d = sqrt(1. - d*d);     /* sin(pol) */
914        v[0] = cos(azi)*d;
915        v[1] = sin(azi)*d;
916        return(1);
917 }
918
919
920 static int
921 ab_getndx(              /* get index corresponding to the given vector */
922        FVECT v,
923        void *p
924 )
925 {
926        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
927        int     li, ndx;
928        double  pol, azi, d;
929
930        if ((v[2] < -1.0) | (v[2] > 1.0))
931                return(-1);
932        pol = 180.0/PI*acos(v[2]);
933        azi = 180.0/PI*atan2(v[1], v[0]);
934        if (azi < 0.0) azi += 360.0;
935        for (li = 1; ab->lat[li].tmin <= pol; li++)
936                if (!ab->lat[li].nphis)
937                        return(-1);
938        --li;
939        ndx = (int)((1./360.)*azi*ab->lat[li].nphis + 0.5);
940        if (ndx >= ab->lat[li].nphis) ndx = 0;
941        while (li--)
942                ndx += ab->lat[li].nphis;
943        return(ndx);
944 }
945
946
947 static double
948 ab_getohm(              /* get solid angle for this angle basis index */
949        int ndx,
950        void *p
951 )
952 {
953        ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
954        int     li;
955        double  theta, theta1;
956        
957        if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
958                return(0);
959        for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
960                ndx -= ab->lat[li].nphis;
961        theta1 = PI/180. * ab->lat[li+1].tmin;
962        if (ab->lat[li].nphis == 1) {           /* special case */
963                if (ab->lat[li].tmin > FTINY)
964                        error(USER, "unsupported BSDF coordinate system");
965                return(2.*PI*(1. - cos(theta1)));
966        }
967        theta = PI/180. * ab->lat[li].tmin;
968        return(2.*PI*(cos(theta) - cos(theta1))/(double)ab->lat[li].nphis);
969 }
970
971
972 static int
973 ab_getvecR(             /* get reverse vector for this angle basis index */
974        FVECT v,
975        int ndx,
976        void *p
977 )
978 {
979        if (!ab_getvec(v, ndx, p))
980                return(0);
981
982        v[0] = -v[0];
983        v[1] = -v[1];
984        v[2] = -v[2];
985
986        return(1);
987 }
988
989
990 static int
991 ab_getndxR(             /* get index corresponding to the reverse vector */
992        FVECT v,
993        void *p
994 )
995 {
996        FVECT  v2;
997        
998        v2[0] = -v[0];
999        v2[1] = -v[1];
1000        v2[2] = -v[2];
1001
1002        return ab_getndx(v2, p);
1003 }
1004
1005
1006 static void
1007 load_angle_basis(       /* load custom BSDF angle basis */
1008        ezxml_t wab
1009 )
1010 {
1011        char    *abname = ezxml_txt(ezxml_child(wab, "AngleBasisName"));
1012        ezxml_t wbb;
1013        int     i;
1014        
1015        if (!abname || !*abname)
1016                return;
1017        for (i = nabases; i--; )
1018                if (!strcasecmp(abname, abase_list[i].name))
1019                        return;         /* assume it's the same */
1020        if (nabases >= MAXABASES)
1021                error(INTERNAL, "too many angle bases");
1022        strcpy(abase_list[nabases].name, abname);
1023        abase_list[nabases].nangles = 0;
1024        for (i = 0, wbb = ezxml_child(wab, "AngleBasisBlock");
1025                        wbb != NULL; i++, wbb = wbb->next) {
1026                if (i >= MAXLATS)
1027                        error(INTERNAL, "too many latitudes in custom basis");
1028                abase_list[nabases].lat[i+1].tmin = atof(ezxml_txt(
1029                                ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1030                                        "ThetaBounds"), "UpperTheta")));
1031                if (!i)
1032                        abase_list[nabases].lat[i].tmin =
1033                                        -abase_list[nabases].lat[i+1].tmin;
1034                else if (!fequal(atof(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1035                                        "ThetaBounds"), "LowerTheta"))),
1036                                abase_list[nabases].lat[i].tmin))
1037                        error(WARNING, "theta values disagree in custom basis");
1038                abase_list[nabases].nangles +=
1039                        abase_list[nabases].lat[i].nphis =
1040                                atoi(ezxml_txt(ezxml_child(wbb, "nPhis")));
1041        }
1042        abase_list[nabases++].lat[i].nphis = 0;
1043 }
1044
1045
1046 static void
1047 load_geometry(          /* load geometric dimensions and description (if any) */
1048        struct BSDF_data *dp,
1049        ezxml_t wdb
1050 )
1051 {
1052        ezxml_t         geom;
1053        double          cfact;
1054        const char      *fmt, *mgfstr;
1055
1056        dp->dim[0] = dp->dim[1] = dp->dim[2] = 0;
1057        dp->mgf = NULL;
1058        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Width")) != NULL)
1059                dp->dim[0] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1060                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1061        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Height")) != NULL)
1062                dp->dim[1] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1063                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1064        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Thickness")) != NULL)
1065                dp->dim[2] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1066                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1067        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Geometry")) == NULL ||
1068                        (mgfstr = ezxml_txt(geom)) == NULL)
1069                return;
1070        if ((fmt = ezxml_attr(geom, "format")) != NULL &&
1071                        strcasecmp(fmt, "MGF")) {
1072                sprintf(errmsg, "unrecognized geometry format '%s'", fmt);
1073                error(WARNING, errmsg);
1074                return;
1075        }
1076        cfact = to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1077        dp->mgf = (char *)malloc(strlen(mgfstr)+32);
1078        if (dp->mgf == NULL)
1079                error(SYSTEM, "out of memory in load_geometry");
1080        if (cfact < 0.99 || cfact > 1.01)
1081                sprintf(dp->mgf, "xf -s %.5f\n%s\nxf\n", cfact, mgfstr);
1082        else
1083                strcpy(dp->mgf, mgfstr);
1084 }
1085
1086
1087 static void
1088 load_bsdf_data(         /* load BSDF distribution for this wavelength */
1089        struct BSDF_data *dp,
1090        ezxml_t wdb
1091 )
1092 {
1093        char  *cbasis = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ColumnAngleBasis"));
1094        char  *rbasis = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"RowAngleBasis"));
1095        char  *sdata;
1096        int  i;
1097        
1098        if ((!cbasis || !*cbasis) | (!rbasis || !*rbasis)) {
1099                error(WARNING, "missing column/row basis for BSDF");
1100                return;
1101        }
1102        for (i = nabases; i--; )
1103                if (!strcasecmp(cbasis, abase_list[i].name)) {
1104                        dp->ninc = abase_list[i].nangles;
1105                        dp->ib_priv = (void *)&abase_list[i];
1106                        dp->ib_vec = ab_getvecR;
1107                        dp->ib_ndx = ab_getndxR;
1108                        dp->ib_ohm = ab_getohm;
1109                        break;
1110                }
1111        if (i < 0) {
1112                sprintf(errmsg, "undefined ColumnAngleBasis '%s'", cbasis);
1113                error(WARNING, errmsg);
1114                return;
1115        }
1116        for (i = nabases; i--; )
1117                if (!strcasecmp(rbasis, abase_list[i].name)) {
1118                        dp->nout = abase_list[i].nangles;
1119                        dp->ob_priv = (void *)&abase_list[i];
1120                        dp->ob_vec = ab_getvec;
1121                        dp->ob_ndx = ab_getndx;
1122                        dp->ob_ohm = ab_getohm;
1123                        break;
1124                }
1125        if (i < 0) {
1126                sprintf(errmsg, "undefined RowAngleBasis '%s'", rbasis);
1127                error(WARNING, errmsg);
1128                return;
1129        }
1130                                /* read BSDF data */
1131        sdata  = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ScatteringData"));
1132        if (!sdata || !*sdata) {
1133                error(WARNING, "missing BSDF ScatteringData");
1134                return;
1135        }
1136        dp->bsdf = (float *)malloc(sizeof(float)*dp->ninc*dp->nout);
1137        if (dp->bsdf == NULL)
1138                error(SYSTEM, "out of memory in load_bsdf_data");
1139        for (i = 0; i < dp->ninc*dp->nout; i++) {
1140                char  *sdnext = fskip(sdata);
1141                if (sdnext == NULL) {
1142                        error(WARNING, "bad/missing BSDF ScatteringData");
1143                        free(dp->bsdf); dp->bsdf = NULL;
1144                        return;
1145                }
1146                while (*sdnext && isspace(*sdnext))
1147                        sdnext++;
1148                if (*sdnext == ',') sdnext++;
1149                dp->bsdf[i] = atof(sdata);
1150                sdata = sdnext;
1151        }
1152        while (isspace(*sdata))
1153                sdata++;
1154        if (*sdata) {
1155                sprintf(errmsg, "%d extra characters after BSDF ScatteringData",
1156                                (int)strlen(sdata));
1157                error(WARNING, errmsg);
1158        }
1159 }
1160
1161
1162 static int
1163 check_bsdf_data(        /* check that BSDF data is sane */
1164        struct BSDF_data *dp
1165 )
1166 {
1167        double          *omega_iarr, *omega_oarr;
1168        double          dom, contrib, hemi_total, full_total;
1169        int             nneg;
1170        FVECT           v;
1171        int             i, o;
1172
1173        if (dp == NULL || dp->bsdf == NULL)
1174                return(0);
1175        omega_iarr = (double *)calloc(dp->ninc, sizeof(double));
1176        omega_oarr = (double *)calloc(dp->nout, sizeof(double));
1177        if ((omega_iarr == NULL) | (omega_oarr == NULL))
1178                error(SYSTEM, "out of memory in check_bsdf_data");
1179                                        /* incoming projected solid angles */
1180        hemi_total = .0;
1181        for (i = dp->ninc; i--; ) {
1182                dom = getBSDF_incohm(dp,i);
1183                if (dom <= .0) {
1184                        error(WARNING, "zero/negative incoming solid angle");
1185                        continue;
1186                }
1187                if (!getBSDF_incvec(v,dp,i) || v[2] > FTINY) {
1188                        error(WARNING, "illegal incoming BSDF direction");
1189                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1190                        return(0);
1191                }
1192                hemi_total += omega_iarr[i] = dom * -v[2];
1193        }
1194        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1195                sprintf(errmsg, "incoming BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1196                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
1197                error(WARNING, errmsg);
1198        }
1199        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1200        for (i = dp->ninc; i--; )
1201                omega_iarr[i] *= dom;
1202                                        /* outgoing projected solid angles */
1203        hemi_total = .0;
1204        for (o = dp->nout; o--; ) {
1205                dom = getBSDF_outohm(dp,o);
1206                if (dom <= .0) {
1207                        error(WARNING, "zero/negative outgoing solid angle");
1208                        continue;
1209                }
1210                if (!getBSDF_outvec(v,dp,o) || v[2] < -FTINY) {
1211                        error(WARNING, "illegal outgoing BSDF direction");
1212                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1213                        return(0);
1214                }
1215                hemi_total += omega_oarr[o] = dom * v[2];
1216        }
1217        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1218                sprintf(errmsg, "outgoing BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1219                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
1220                error(WARNING, errmsg);
1221        }
1222        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1223        for (o = dp->nout; o--; )
1224                omega_oarr[o] *= dom;
1225        nneg = 0;                       /* check outgoing totals */
1226        for (i = 0; i < dp->ninc; i++) {
1227                hemi_total = .0;
1228                for (o = dp->nout; o--; ) {
1229                        double  f = BSDF_value(dp,i,o);
1230                        if (f >= .0)
1231                                hemi_total += f*omega_oarr[o];
1232                        else {
1233                                nneg += (f < -FTINY);
1234                                BSDF_value(dp,i,o) = .0f;
1235                        }
1236                }
1237                if (hemi_total > 1.01) {
1238                        sprintf(errmsg,
1239                        "incoming BSDF direction %d passes %.1f%% of light",
1240                                        i, 100.*hemi_total);
1241                        error(WARNING, errmsg);
1242                }
1243        }
1244        if (nneg) {
1245                sprintf(errmsg, "%d negative BSDF values (ignored)", nneg);
1246                error(WARNING, errmsg);
1247        }
1248        full_total = .0;                /* reverse roles and check again */
1249        for (o = 0; o < dp->nout; o++) {
1250                hemi_total = .0;
1251                for (i = dp->ninc; i--; )
1252                        hemi_total += BSDF_value(dp,i,o) * omega_iarr[i];
1253
1254                if (hemi_total > 1.01) {
1255                        sprintf(errmsg,
1256                        "outgoing BSDF direction %d collects %.1f%% of light",
1257                                        o, 100.*hemi_total);
1258                        error(WARNING, errmsg);
1259                }
1260                full_total += hemi_total*omega_oarr[o];
1261        }
1262        full_total /= PI;
1263        if (full_total > 1.00001) {
1264                sprintf(errmsg, "BSDF transfers %.4f%% of light",
1265                                100.*full_total);
1266                error(WARNING, errmsg);
1267        }
1268        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1269        return(1);
1270 }
1271
1272
1273 struct BSDF_data *
1274 load_BSDF(              /* load BSDF data from file */
1275        char *fname
1276 )
1277 {
1278        char                    *path;
1279        ezxml_t                 fl, wtl, wld, wdb;
1280        struct BSDF_data        *dp;
1281        
1282        path = getpath(fname, getrlibpath(), R_OK);
1283        if (path == NULL) {
1284                sprintf(errmsg, "cannot find BSDF file \"%s\"", fname);
1285                error(WARNING, errmsg);
1286                return(NULL);
1287        }
1288        fl = ezxml_parse_file(path);
1289        if (fl == NULL) {
1290                sprintf(errmsg, "cannot open BSDF \"%s\"", path);
1291                error(WARNING, errmsg);
1292                return(NULL);
1293        }
1294        if (ezxml_error(fl)[0]) {
1295                sprintf(errmsg, "BSDF \"%s\" %s", path, ezxml_error(fl));
1296                error(WARNING, errmsg);
1297                ezxml_free(fl);
1298                return(NULL);
1299        }
1300        if (strcmp(ezxml_name(fl), "WindowElement")) {
1301                sprintf(errmsg,
1302                        "BSDF \"%s\": top level node not 'WindowElement'",
1303                                path);
1304                error(WARNING, errmsg);
1305                ezxml_free(fl);
1306                return(NULL);
1307        }
1308        wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
1309        if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1310                        "DataDefinition"), "IncidentDataStructure")),
1311                        "Columns")) {
1312                sprintf(errmsg,
1313                        "BSDF \"%s\": unsupported IncidentDataStructure",
1314                                path);
1315                error(WARNING, errmsg);
1316                ezxml_free(fl);
1317                return(NULL);
1318        }              
1319        load_angle_basis(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1320                                "DataDefinition"), "AngleBasis"));
1321        dp = (struct BSDF_data *)calloc(1, sizeof(struct BSDF_data));
1322        load_geometry(dp, ezxml_child(wtl, "Material"));
1323        for (wld = ezxml_child(wtl, "WavelengthData");
1324                                wld != NULL; wld = wld->next) {
1325                if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wld,"Wavelength")),
1326                                "Visible"))
1327                        continue;
1328                for (wdb = ezxml_child(wld, "WavelengthDataBlock");
1329                                wdb != NULL; wdb = wdb->next)
1330                        if (!strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wdb,
1331                                        "WavelengthDataDirection")),
1332                                        "Transmission Front"))
1333                                break;
1334                if (wdb != NULL) {              /* load front BTDF */
1335                        load_bsdf_data(dp, wdb);
1336                        break;                  /* ignore the rest */
1337                }
1338        }
1339        ezxml_free(fl);                         /* done with XML file */
1340        if (!check_bsdf_data(dp)) {
1341                sprintf(errmsg, "bad/missing BTDF data in \"%s\"", path);
1342                error(WARNING, errmsg);
1343                free_BSDF(dp);
1344                dp = NULL;
1345        }
1346        return(dp);
1347 }
1348
1349
1350 void
1351 free_BSDF(              /* free BSDF data structure */
1352        struct BSDF_data *b
1353 )
1354 {
1355        if (b == NULL)
1356                return;
1357        if (b->mgf != NULL)
1358                free(b->mgf);
1359        if (b->bsdf != NULL)
1360                free(b->bsdf);
1361        free(b);
1362 }
1363
1364
1365 int
1366 r_BSDF_incvec(          /* compute random input vector at given location */
1367        FVECT v,
1368        struct BSDF_data *b,
1369        int i,
1370        double rv,
1371        MAT4 xm
1372 )
1373 {
1374        FVECT   pert;
1375        double  rad;
1376        int     j;
1377        
1378        if (!getBSDF_incvec(v, b, i))
1379                return(0);
1380        rad = sqrt(getBSDF_incohm(b, i) / PI);
1381        multisamp(pert, 3, rv);
1382        for (j = 0; j < 3; j++)
1383                v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1384        if (xm != NULL)
1385                multv3(v, v, xm);
1386        return(normalize(v) != 0.0);
1387 }
1388
1389
1390 int
1391 r_BSDF_outvec(          /* compute random output vector at given location */
1392        FVECT v,
1393        struct BSDF_data *b,
1394        int o,
1395        double rv,
1396        MAT4 xm
1397 )
1398 {
1399        FVECT   pert;
1400        double  rad;
1401        int     j;
1402        
1403        if (!getBSDF_outvec(v, b, o))
1404                return(0);
1405        rad = sqrt(getBSDF_outohm(b, o) / PI);
1406        multisamp(pert, 3, rv);
1407        for (j = 0; j < 3; j++)
1408                v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1409        if (xm != NULL)
1410                multv3(v, v, xm);
1411        return(normalize(v) != 0.0);
1412 }
1413
1414
1415 static int
1416 addrot(                 /* compute rotation (x,y,z) => (xp,yp,zp) */
1417        char *xfarg[],
1418        FVECT xp,
1419        FVECT yp,
1420        FVECT zp
1421 )
1422 {
1423        static char     bufs[3][16];
1424        int     bn = 0;
1425        char    **xfp = xfarg;
1426        double  theta;
1427
1428        if (yp[2]*yp[2] + zp[2]*zp[2] < 2.*FTINY*FTINY) {
1429                /* Special case for X' along Z-axis */
1430                theta = -atan2(yp[0], yp[1]);
1431                *xfp++ = "-ry";
1432                *xfp++ = xp[2] < 0.0 ? "90" : "-90";
1433                *xfp++ = "-rz";
1434                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1435                *xfp++ = bufs[bn++];
1436                return(xfp - xfarg);
1437        }
1438        theta = atan2(yp[2], zp[2]);
1439        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1440                *xfp++ = "-rx";
1441                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1442                *xfp++ = bufs[bn++];
1443        }
1444        theta = asin(-xp[2]);
1445        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1446                *xfp++ = "-ry";
1447                sprintf(bufs[bn], " %f", theta*(180./PI));
1448                *xfp++ = bufs[bn++];
1449        }
1450        theta = atan2(xp[1], xp[0]);
1451        if (!FEQ(theta,0.0)) {
1452                *xfp++ = "-rz";
1453                sprintf(bufs[bn], "%f", theta*(180./PI));
1454                *xfp++ = bufs[bn++];
1455        }
1456        *xfp = NULL;
1457        return(xfp - xfarg);
1458 }
1459
1460
1461 int
1462 getBSDF_xfm(            /* compute BSDF orient. -> world orient. transform */
1463        MAT4 xm,
1464        FVECT nrm,
1465        UpDir ud,
1466        char *xfbuf
1467 )
1468 {
1469        char    *xfargs[7];
1470        XF      myxf;
1471        FVECT   updir, xdest, ydest;
1472        int     i;
1473
1474        updir[0] = updir[1] = updir[2] = 0.;
1475        switch (ud) {
1476        case UDzneg:
1477                updir[2] = -1.;
1478                break;
1479        case UDyneg:
1480                updir[1] = -1.;
1481                break;
1482        case UDxneg:
1483                updir[0] = -1.;
1484                break;
1485        case UDxpos:
1486                updir[0] = 1.;
1487                break;
1488        case UDypos:
1489                updir[1] = 1.;
1490                break;
1491        case UDzpos:
1492                updir[2] = 1.;
1493                break;
1494        case UDunknown:
1495                return(0);
1496        }
1497        fcross(xdest, updir, nrm);
1498        if (normalize(xdest) == 0.0)
1499                return(0);
1500        fcross(ydest, nrm, xdest);
1501        xf(&myxf, addrot(xfargs, xdest, ydest, nrm), xfargs);
1502        copymat4(xm, myxf.xfm);
1503        if (xfbuf == NULL)
1504                return(1);
1505                                /* return xf arguments as well */
1506        for (i = 0; xfargs[i] != NULL; i++) {
1507                *xfbuf++ = ' ';
1508                strcpy(xfbuf, xfargs[i]);
1509                while (*xfbuf) ++xfbuf;
1510        }
1511        return(1);
1512 }
1513
1514 /*######### END DEPRECATED ROUTINES #######*/
1515 /*################################################################*/

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