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

Comparing ray/src/common/bsdf.c (file contents):
Revision 2.1 by greg, Wed Jun 17 20:41:47 2009 UTC vs.
Revision 2.42 by greg, Sun Sep 2 15:33:15 2012 UTC

# Line 2 | Line 2
2   static const char RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
4   /*
5 + *  bsdf.c
6 + *  
7 + *  Definitions for bidirectional scattering distribution functions.
8 + *
9 + *  Created by Greg Ward on 1/10/11.
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"
22 + #include "bsdf_m.h"
23 + #include "bsdf_t.h"
24 +
25 + /* English ASCII strings corresponding to ennumerated errors */
26 + const char              *SDerrorEnglish[] = {
27 +                                "No error",
28 +                                "Memory error",
29 +                                "File input/output error",
30 +                                "File format error",
31 +                                "Illegal argument",
32 +                                "Invalid data",
33 +                                "Unsupported feature",
34 +                                "Internal program error",
35 +                                "Unknown error"
36 +                        };
37 +
38 + /* Additional information on last error (ASCII English) */
39 + char                    SDerrorDetail[256];
40 +
41 + /* Empty distribution for getCDist() calls that fail for some reason */
42 + const SDCDst            SDemptyCD;
43 +
44 + /* Cache of loaded BSDFs */
45 + struct SDCache_s        *SDcacheList = NULL;
46 +
47 + /* Retain BSDFs in cache list */
48 + int                     SDretainSet = SDretainNone;
49 +
50 + /* Report any error to the indicated stream (in English) */
51 + SDError
52 + SDreportEnglish(SDError ec, FILE *fp)
53 + {
54 +        if (!ec)
55 +                return SDEnone;
56 +        if ((ec < SDEnone) | (ec > SDEunknown)) {
57 +                SDerrorDetail[0] = '\0';
58 +                ec = SDEunknown;
59 +        }
60 +        if (fp == NULL)
61 +                return ec;
62 +        fputs(SDerrorEnglish[ec], fp);
63 +        if (SDerrorDetail[0]) {
64 +                fputs(": ", fp);
65 +                fputs(SDerrorDetail, fp);
66 +        }
67 +        fputc('\n', fp);
68 +        if (fp != stderr)
69 +                fflush(fp);
70 +        return ec;
71 + }
72 +
73 + static double
74 + to_meters(              /* return factor to convert given unit to meters */
75 +        const char *unit
76 + )
77 + {
78 +        if (unit == NULL) return(1.);           /* safe assumption? */
79 +        if (!strcasecmp(unit, "Meter")) return(1.);
80 +        if (!strcasecmp(unit, "Foot")) return(.3048);
81 +        if (!strcasecmp(unit, "Inch")) return(.0254);
82 +        if (!strcasecmp(unit, "Centimeter")) return(.01);
83 +        if (!strcasecmp(unit, "Millimeter")) return(.001);
84 +        sprintf(SDerrorDetail, "Unknown dimensional unit '%s'", unit);
85 +        return(-1.);
86 + }
87 +
88 + /* Load geometric dimensions and description (if any) */
89 + static SDError
90 + SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wdb)
91 + {
92 +        ezxml_t         geom;
93 +        double          cfact;
94 +        const char      *fmt, *mgfstr;
95 +
96 +        if (wdb == NULL)                /* no geometry section? */
97 +                return SDEnone;
98 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Name")) != NULL) {
99 +                strncpy(sd->matn, ezxml_txt(geom), SDnameLn);
100 +                if (sd->matn[SDnameLn-1])
101 +                        strcpy(sd->matn+(SDnameLn-4), "...");
102 +        }
103 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Manufacturer")) != NULL) {
104 +                strncpy(sd->makr, ezxml_txt(geom), SDnameLn);
105 +                if (sd->makr[SDnameLn-1])
106 +                        strcpy(sd->makr+(SDnameLn-4), "...");
107 +        }
108 +        sd->dim[0] = sd->dim[1] = sd->dim[2] = .0;
109 +        SDerrorDetail[0] = '\0';
110 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Width")) != NULL)
111 +                sd->dim[0] = atof(ezxml_txt(geom)) *
112 +                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
113 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Height")) != NULL)
114 +                sd->dim[1] = atof(ezxml_txt(geom)) *
115 +                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
116 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Thickness")) != NULL)
117 +                sd->dim[2] = atof(ezxml_txt(geom)) *
118 +                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
119 +        if ((sd->dim[0] < 0) | (sd->dim[1] < 0) | (sd->dim[2] < 0)) {
120 +                if (!SDerrorDetail[0])
121 +                        sprintf(SDerrorDetail, "Negative dimension in \"%s\"",
122 +                                                sd->name);
123 +                return SDEdata;
124 +        }
125 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Geometry")) == NULL ||
126 +                        (mgfstr = ezxml_txt(geom)) == NULL)
127 +                return SDEnone;
128 +        while (isspace(*mgfstr))
129 +                ++mgfstr;
130 +        if (!*mgfstr)
131 +                return SDEnone;
132 +        if ((fmt = ezxml_attr(geom, "format")) != NULL &&
133 +                        strcasecmp(fmt, "MGF")) {
134 +                sprintf(SDerrorDetail,
135 +                        "Unrecognized geometry format '%s' in \"%s\"",
136 +                                        fmt, sd->name);
137 +                return SDEsupport;
138 +        }
139 +        cfact = to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
140 +        if (cfact <= 0)
141 +                return SDEformat;
142 +        sd->mgf = (char *)malloc(strlen(mgfstr)+32);
143 +        if (sd->mgf == NULL) {
144 +                strcpy(SDerrorDetail, "Out of memory in SDloadGeometry");
145 +                return SDEmemory;
146 +        }
147 +        if (cfact < 0.99 || cfact > 1.01)
148 +                sprintf(sd->mgf, "xf -s %.5f\n%s\nxf\n", cfact, mgfstr);
149 +        else
150 +                strcpy(sd->mgf, mgfstr);
151 +        return SDEnone;
152 + }
153 +
154 + /* Load a BSDF struct from the given file (free first and keep name) */
155 + SDError
156 + SDloadFile(SDData *sd, const char *fname)
157 + {
158 +        SDError         lastErr;
159 +        ezxml_t         fl, wtl;
160 +
161 +        if ((sd == NULL) | (fname == NULL || !*fname))
162 +                return SDEargument;
163 +                                /* free old data, keeping name */
164 +        SDfreeBSDF(sd);
165 +                                /* parse XML file */
166 +        fl = ezxml_parse_file(fname);
167 +        if (fl == NULL) {
168 +                sprintf(SDerrorDetail, "Cannot open BSDF \"%s\"", fname);
169 +                return SDEfile;
170 +        }
171 +        if (ezxml_error(fl)[0]) {
172 +                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\" %s", fname, ezxml_error(fl));
173 +                ezxml_free(fl);
174 +                return SDEformat;
175 +        }
176 +        if (strcmp(ezxml_name(fl), "WindowElement")) {
177 +                sprintf(SDerrorDetail,
178 +                        "BSDF \"%s\": top level node not 'WindowElement'",
179 +                                sd->name);
180 +                ezxml_free(fl);
181 +                return SDEformat;
182 +        }
183 +        wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
184 +        if (wtl == NULL) {
185 +                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\": no optical layers'",
186 +                                sd->name);
187 +                ezxml_free(fl);
188 +                return SDEformat;
189 +        }
190 +                                /* load geometry if present */
191 +        lastErr = SDloadGeometry(sd, ezxml_child(wtl, "Material"));
192 +        if (lastErr) {
193 +                ezxml_free(fl);
194 +                return lastErr;
195 +        }
196 +                                /* try loading variable resolution data */
197 +        lastErr = SDloadTre(sd, wtl);
198 +                                /* check our result */
199 +        if (lastErr == SDEsupport)      /* try matrix BSDF if not tree data */
200 +                lastErr = SDloadMtx(sd, wtl);
201 +                
202 +                                /* done with XML file */
203 +        ezxml_free(fl);
204 +        
205 +        if (lastErr) {          /* was there a load error? */
206 +                SDfreeBSDF(sd);
207 +                return lastErr;
208 +        }
209 +                                /* remove any insignificant components */
210 +        if (sd->rf != NULL && sd->rf->maxHemi <= .001) {
211 +                SDfreeSpectralDF(sd->rf); sd->rf = NULL;
212 +        }
213 +        if (sd->rb != NULL && sd->rb->maxHemi <= .001) {
214 +                SDfreeSpectralDF(sd->rb); sd->rb = NULL;
215 +        }
216 +        if (sd->tf != NULL && sd->tf->maxHemi <= .001) {
217 +                SDfreeSpectralDF(sd->tf); sd->tf = NULL;
218 +        }
219 +        if (sd->tb != NULL && sd->tb->maxHemi <= .001) {
220 +                SDfreeSpectralDF(sd->tb); sd->tb = NULL;
221 +        }
222 +                                /* return success */
223 +        return SDEnone;
224 + }
225 +
226 + /* Allocate new spectral distribution function */
227 + SDSpectralDF *
228 + SDnewSpectralDF(int nc)
229 + {
230 +        SDSpectralDF    *df;
231 +        
232 +        if (nc <= 0) {
233 +                strcpy(SDerrorDetail, "Zero component spectral DF request");
234 +                return NULL;
235 +        }
236 +        df = (SDSpectralDF *)malloc(sizeof(SDSpectralDF) +
237 +                                        (nc-1)*sizeof(SDComponent));
238 +        if (df == NULL) {
239 +                sprintf(SDerrorDetail,
240 +                                "Cannot allocate %d component spectral DF", nc);
241 +                return NULL;
242 +        }
243 +        df->minProjSA = .0;
244 +        df->maxHemi = .0;
245 +        df->ncomp = nc;
246 +        memset(df->comp, 0, nc*sizeof(SDComponent));
247 +        return df;
248 + }
249 +
250 + /* Add component(s) to spectral distribution function */
251 + SDSpectralDF *
252 + SDaddComponent(SDSpectralDF *odf, int nadd)
253 + {
254 +        SDSpectralDF    *df;
255 +
256 +        if (odf == NULL)
257 +                return SDnewSpectralDF(nadd);
258 +        if (nadd <= 0)
259 +                return odf;
260 +        df = (SDSpectralDF *)realloc(odf, sizeof(SDSpectralDF) +
261 +                                (odf->ncomp+nadd-1)*sizeof(SDComponent));
262 +        if (df == NULL) {
263 +                sprintf(SDerrorDetail,
264 +                        "Cannot add %d component(s) to spectral DF", nadd);
265 +                SDfreeSpectralDF(odf);
266 +                return NULL;
267 +        }
268 +        memset(df->comp+df->ncomp, 0, nadd*sizeof(SDComponent));
269 +        df->ncomp += nadd;
270 +        return df;
271 + }
272 +
273 + /* Free cached cumulative distributions for BSDF component */
274 + void
275 + SDfreeCumulativeCache(SDSpectralDF *df)
276 + {
277 +        int     n;
278 +        SDCDst  *cdp;
279 +
280 +        if (df == NULL)
281 +                return;
282 +        for (n = df->ncomp; n-- > 0; )
283 +                while ((cdp = df->comp[n].cdList) != NULL) {
284 +                        df->comp[n].cdList = cdp->next;
285 +                        free(cdp);
286 +                }
287 + }
288 +
289 + /* Free a spectral distribution function */
290 + void
291 + SDfreeSpectralDF(SDSpectralDF *df)
292 + {
293 +        int     n;
294 +
295 +        if (df == NULL)
296 +                return;
297 +        SDfreeCumulativeCache(df);
298 +        for (n = df->ncomp; n-- > 0; )
299 +                if (df->comp[n].dist != NULL)
300 +                        (*df->comp[n].func->freeSC)(df->comp[n].dist);
301 +        free(df);
302 + }
303 +
304 + /* Shorten file path to useable BSDF name, removing suffix */
305 + void
306 + SDclipName(char *res, const char *fname)
307 + {
308 +        const char      *cp, *dot = NULL;
309 +        
310 +        for (cp = fname; *cp; cp++)
311 +                if (*cp == '.')
312 +                        dot = cp;
313 +        if ((dot == NULL) | (dot < fname+2))
314 +                dot = cp;
315 +        if (dot - fname >= SDnameLn)
316 +                fname = dot - SDnameLn + 1;
317 +        while (fname < dot)
318 +                *res++ = *fname++;
319 +        *res = '\0';
320 + }
321 +
322 + /* Initialize an unused BSDF struct (simply clears to zeroes) */
323 + void
324 + SDclearBSDF(SDData *sd, const char *fname)
325 + {
326 +        if (sd == NULL)
327 +                return;
328 +        memset(sd, 0, sizeof(SDData));
329 +        if (fname == NULL)
330 +                return;
331 +        SDclipName(sd->name, fname);
332 + }
333 +
334 + /* Free data associated with BSDF struct */
335 + void
336 + SDfreeBSDF(SDData *sd)
337 + {
338 +        if (sd == NULL)
339 +                return;
340 +        if (sd->mgf != NULL) {
341 +                free(sd->mgf);
342 +                sd->mgf = NULL;
343 +        }
344 +        if (sd->rf != NULL) {
345 +                SDfreeSpectralDF(sd->rf);
346 +                sd->rf = NULL;
347 +        }
348 +        if (sd->rb != NULL) {
349 +                SDfreeSpectralDF(sd->rb);
350 +                sd->rb = NULL;
351 +        }
352 +        if (sd->tf != NULL) {
353 +                SDfreeSpectralDF(sd->tf);
354 +                sd->tf = NULL;
355 +        }
356 +        if (sd->tb != NULL) {
357 +                SDfreeSpectralDF(sd->tb);
358 +                sd->tb = NULL;
359 +        }
360 +        sd->rLambFront.cieY = .0;
361 +        sd->rLambFront.spec.flags = 0;
362 +        sd->rLambBack.cieY = .0;
363 +        sd->rLambBack.spec.flags = 0;
364 +        sd->tLamb.cieY = .0;
365 +        sd->tLamb.spec.flags = 0;
366 + }
367 +
368 + /* Find writeable BSDF by name, or allocate new cache entry if absent */
369 + SDData *
370 + SDgetCache(const char *bname)
371 + {
372 +        struct SDCache_s        *sdl;
373 +        char                    sdnam[SDnameLn];
374 +
375 +        if (bname == NULL)
376 +                return NULL;
377 +
378 +        SDclipName(sdnam, bname);
379 +        for (sdl = SDcacheList; sdl != NULL; sdl = sdl->next)
380 +                if (!strcmp(sdl->bsdf.name, sdnam)) {
381 +                        sdl->refcnt++;
382 +                        return &sdl->bsdf;
383 +                }
384 +
385 +        sdl = (struct SDCache_s *)calloc(1, sizeof(struct SDCache_s));
386 +        if (sdl == NULL)
387 +                return NULL;
388 +
389 +        strcpy(sdl->bsdf.name, sdnam);
390 +        sdl->next = SDcacheList;
391 +        SDcacheList = sdl;
392 +
393 +        sdl->refcnt = 1;
394 +        return &sdl->bsdf;
395 + }
396 +
397 + /* Get loaded BSDF from cache (or load and cache it on first call) */
398 + /* Report any problem to stderr and return NULL on failure */
399 + const SDData *
400 + SDcacheFile(const char *fname)
401 + {
402 +        SDData          *sd;
403 +        SDError         ec;
404 +        
405 +        if (fname == NULL || !*fname)
406 +                return NULL;
407 +        SDerrorDetail[0] = '\0';
408 +        if ((sd = SDgetCache(fname)) == NULL) {
409 +                SDreportEnglish(SDEmemory, stderr);
410 +                return NULL;
411 +        }
412 +        if (!SDisLoaded(sd) && (ec = SDloadFile(sd, fname))) {
413 +                SDreportEnglish(ec, stderr);
414 +                SDfreeCache(sd);
415 +                return NULL;
416 +        }
417 +        return sd;
418 + }
419 +
420 + /* Free a BSDF from our cache (clear all if NULL) */
421 + void
422 + SDfreeCache(const SDData *sd)
423 + {
424 +        struct SDCache_s        *sdl, *sdLast = NULL;
425 +
426 +        if (sd == NULL) {               /* free entire list */
427 +                while ((sdl = SDcacheList) != NULL) {
428 +                        SDcacheList = sdl->next;
429 +                        SDfreeBSDF(&sdl->bsdf);
430 +                        free(sdl);
431 +                }
432 +                return;
433 +        }
434 +        for (sdl = SDcacheList; sdl != NULL; sdl = (sdLast=sdl)->next)
435 +                if (&sdl->bsdf == sd)
436 +                        break;
437 +        if (sdl == NULL || (sdl->refcnt -= (sdl->refcnt > 0)))
438 +                return;                 /* missing or still in use */
439 +                                        /* keep unreferenced data? */
440 +        if (SDisLoaded(sd) && SDretainSet) {
441 +                if (SDretainSet == SDretainAll)
442 +                        return;         /* keep everything */
443 +                                        /* else free cumulative data */
444 +                SDfreeCumulativeCache(sd->rf);
445 +                SDfreeCumulativeCache(sd->rb);
446 +                SDfreeCumulativeCache(sd->tf);
447 +                SDfreeCumulativeCache(sd->tb);
448 +                return;
449 +        }
450 +                                        /* remove from list and free */
451 +        if (sdLast == NULL)
452 +                SDcacheList = sdl->next;
453 +        else
454 +                sdLast->next = sdl->next;
455 +        SDfreeBSDF(&sdl->bsdf);
456 +        free(sdl);
457 + }
458 +
459 + /* Sample an individual BSDF component */
460 + SDError
461 + SDsampComponent(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, SDComponent *sdc)
462 + {
463 +        float           coef[SDmaxCh];
464 +        SDError         ec;
465 +        FVECT           inVec;
466 +        const SDCDst    *cd;
467 +        double          d;
468 +        int             n;
469 +                                        /* check arguments */
470 +        if ((sv == NULL) | (ioVec == NULL) | (sdc == NULL))
471 +                return SDEargument;
472 +                                        /* get cumulative distribution */
473 +        VCOPY(inVec, ioVec);
474 +        cd = (*sdc->func->getCDist)(inVec, sdc);
475 +        if (cd == NULL)
476 +                return SDEmemory;
477 +        if (cd->cTotal <= 1e-6) {       /* anything to sample? */
478 +                sv->spec = c_dfcolor;
479 +                sv->cieY = .0;
480 +                memset(ioVec, 0, 3*sizeof(double));
481 +                return SDEnone;
482 +        }
483 +        sv->cieY = cd->cTotal;
484 +                                        /* compute sample direction */
485 +        ec = (*sdc->func->sampCDist)(ioVec, randX, cd);
486 +        if (ec)
487 +                return ec;
488 +                                        /* get BSDF color */
489 +        n = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, ioVec, inVec, sdc);
490 +        if (n <= 0) {
491 +                strcpy(SDerrorDetail, "BSDF sample value error");
492 +                return SDEinternal;
493 +        }
494 +        sv->spec = sdc->cspec[0];
495 +        d = coef[0];
496 +        while (--n) {
497 +                c_cmix(&sv->spec, d, &sv->spec, coef[n], &sdc->cspec[n]);
498 +                d += coef[n];
499 +        }
500 +                                        /* make sure everything is set */
501 +        c_ccvt(&sv->spec, C_CSXY+C_CSSPEC);
502 +        return SDEnone;
503 + }
504 +
505 + #define MS_MAXDIM       15
506 +
507 + /* Convert 1-dimensional random variable to N-dimensional */
508 + void
509 + SDmultiSamp(double t[], int n, double randX)
510 + {
511 +        unsigned        nBits;
512 +        double          scale;
513 +        bitmask_t       ndx, coord[MS_MAXDIM];
514 +
515 +        if (n <= 0)                     /* check corner cases */
516 +                return;
517 +        if (randX < 0) randX = 0;
518 +        else if (randX >= 1.) randX = 0.999999999999999;
519 +        if (n == 1) {
520 +                t[0] = randX;
521 +                return;
522 +        }
523 +        while (n > MS_MAXDIM)           /* punt for higher dimensions */
524 +                t[--n] = rand()*(1./(RAND_MAX+.5));
525 +        nBits = (8*sizeof(bitmask_t) - 1) / n;
526 +        ndx = randX * (double)((bitmask_t)1 << (nBits*n));
527 +                                        /* get coordinate on Hilbert curve */
528 +        hilbert_i2c(n, nBits, ndx, coord);
529 +                                        /* convert back to [0,1) range */
530 +        scale = 1. / (double)((bitmask_t)1 << nBits);
531 +        while (n--)
532 +                t[n] = scale * ((double)coord[n] + rand()*(1./(RAND_MAX+.5)));
533 + }
534 +
535 + #undef MS_MAXDIM
536 +
537 + /* Generate diffuse hemispherical sample */
538 + static void
539 + SDdiffuseSamp(FVECT outVec, int outFront, double randX)
540 + {
541 +                                        /* convert to position on hemisphere */
542 +        SDmultiSamp(outVec, 2, randX);
543 +        SDsquare2disk(outVec, outVec[0], outVec[1]);
544 +        outVec[2] = 1. - outVec[0]*outVec[0] - outVec[1]*outVec[1];
545 +        if (outVec[2] > 0)              /* a bit of paranoia */
546 +                outVec[2] = sqrt(outVec[2]);
547 +        if (!outFront)                  /* going out back? */
548 +                outVec[2] = -outVec[2];
549 + }
550 +
551 + /* Query projected solid angle coverage for non-diffuse BSDF direction */
552 + SDError
553 + SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT v1, const RREAL *v2,
554 +                                int qflags, const SDData *sd)
555 + {
556 +        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
557 +        SDError         ec;
558 +        int             i;
559 +                                        /* check arguments */
560 +        if ((projSA == NULL) | (v1 == NULL) | (sd == NULL))
561 +                return SDEargument;
562 +                                        /* initialize extrema */
563 +        switch (qflags) {
564 +        case SDqueryMax:
565 +                projSA[0] = .0;
566 +                break;
567 +        case SDqueryMin+SDqueryMax:
568 +                projSA[1] = .0;
569 +                /* fall through */
570 +        case SDqueryMin:
571 +                projSA[0] = 10.;
572 +                break;
573 +        case 0:
574 +                return SDEargument;
575 +        }
576 +        if (v1[2] > 0) {                /* front surface query? */
577 +                rdf = sd->rf;
578 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
579 +        } else {
580 +                rdf = sd->rb;
581 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
582 +        }
583 +        if (v2 != NULL)                 /* bidirectional? */
584 +                if (v1[2] > 0 ^ v2[2] > 0)
585 +                        rdf = NULL;
586 +                else
587 +                        tdf = NULL;
588 +        ec = SDEdata;                   /* run through components */
589 +        for (i = (rdf==NULL) ? 0 : rdf->ncomp; i--; ) {
590 +                ec = (*rdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, v1, v2,
591 +                                                qflags, &rdf->comp[i]);
592 +                if (ec)
593 +                        return ec;
594 +        }
595 +        for (i = (tdf==NULL) ? 0 : tdf->ncomp; i--; ) {
596 +                ec = (*tdf->comp[i].func->queryProjSA)(projSA, v1, v2,
597 +                                                qflags, &tdf->comp[i]);
598 +                if (ec)
599 +                        return ec;
600 +        }
601 +        if (ec) {                       /* all diffuse? */
602 +                projSA[0] = M_PI;
603 +                if (qflags == SDqueryMin+SDqueryMax)
604 +                        projSA[1] = M_PI;
605 +        }
606 +        return SDEnone;
607 + }
608 +
609 + /* Return BSDF for the given incident and scattered ray vectors */
610 + SDError
611 + SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVECT inVec, const SDData *sd)
612 + {
613 +        int             inFront, outFront;
614 +        SDSpectralDF    *sdf;
615 +        float           coef[SDmaxCh];
616 +        int             nch, i;
617 +                                        /* check arguments */
618 +        if ((sv == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sd == NULL))
619 +                return SDEargument;
620 +                                        /* whose side are we on? */
621 +        inFront = (inVec[2] > 0);
622 +        outFront = (outVec[2] > 0);
623 +                                        /* start with diffuse portion */
624 +        if (inFront & outFront) {
625 +                *sv = sd->rLambFront;
626 +                sdf = sd->rf;
627 +        } else if (!(inFront | outFront)) {
628 +                *sv = sd->rLambBack;
629 +                sdf = sd->rb;
630 +        } else if (inFront) {
631 +                *sv = sd->tLamb;
632 +                sdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
633 +        } else /* inBack */ {
634 +                *sv = sd->tLamb;
635 +                sdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
636 +        }
637 +        sv->cieY *= 1./M_PI;
638 +                                        /* add non-diffuse components */
639 +        i = (sdf != NULL) ? sdf->ncomp : 0;
640 +        while (i-- > 0) {
641 +                nch = (*sdf->comp[i].func->getBSDFs)(coef, outVec, inVec,
642 +                                                        &sdf->comp[i]);
643 +                while (nch-- > 0) {
644 +                        c_cmix(&sv->spec, sv->cieY, &sv->spec,
645 +                                        coef[nch], &sdf->comp[i].cspec[nch]);
646 +                        sv->cieY += coef[nch];
647 +                }
648 +        }
649 +                                        /* make sure everything is set */
650 +        c_ccvt(&sv->spec, C_CSXY+C_CSSPEC);
651 +        return SDEnone;
652 + }
653 +
654 + /* Compute directional hemispherical scattering at this incident angle */
655 + double
656 + SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDData *sd)
657 + {
658 +        double          hsum;
659 +        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
660 +        const SDCDst    *cd;
661 +        int             i;
662 +                                        /* check arguments */
663 +        if ((inVec == NULL) | (sd == NULL))
664 +                return .0;
665 +                                        /* gather diffuse components */
666 +        if (inVec[2] > 0) {
667 +                hsum = sd->rLambFront.cieY;
668 +                rdf = sd->rf;
669 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
670 +        } else /* !inFront */ {
671 +                hsum = sd->rLambBack.cieY;
672 +                rdf = sd->rb;
673 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
674 +        }
675 +        if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
676 +                hsum = .0;
677 +        if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
678 +                hsum += sd->tLamb.cieY;
679 +                                        /* gather non-diffuse components */
680 +        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
681 +                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
682 +        while (i-- > 0) {               /* non-diffuse reflection */
683 +                cd = (*rdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &rdf->comp[i]);
684 +                if (cd != NULL)
685 +                        hsum += cd->cTotal;
686 +        }
687 +        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
688 +                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
689 +        while (i-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
690 +                cd = (*tdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[i]);
691 +                if (cd != NULL)
692 +                        hsum += cd->cTotal;
693 +        }
694 +        return hsum;
695 + }
696 +
697 + /* Sample BSDF direction based on the given random variable */
698 + SDError
699 + SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int sflags, const SDData *sd)
700 + {
701 +        SDError         ec;
702 +        FVECT           inVec;
703 +        int             inFront;
704 +        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
705 +        double          rdiff;
706 +        float           coef[SDmaxCh];
707 +        int             i, j, n, nr;
708 +        SDComponent     *sdc;
709 +        const SDCDst    **cdarr = NULL;
710 +                                        /* check arguments */
711 +        if ((sv == NULL) | (ioVec == NULL) | (sd == NULL) |
712 +                        (randX < 0) | (randX >= 1.))
713 +                return SDEargument;
714 +                                        /* whose side are we on? */
715 +        VCOPY(inVec, ioVec);
716 +        inFront = (inVec[2] > 0);
717 +                                        /* remember diffuse portions */
718 +        if (inFront) {
719 +                *sv = sd->rLambFront;
720 +                rdf = sd->rf;
721 +                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
722 +        } else /* !inFront */ {
723 +                *sv = sd->rLambBack;
724 +                rdf = sd->rb;
725 +                tdf = (sd->tb != NULL) ? sd->tb : sd->tf;
726 +        }
727 +        if ((sflags & SDsampDf+SDsampR) != SDsampDf+SDsampR)
728 +                sv->cieY = .0;
729 +        rdiff = sv->cieY;
730 +        if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT)
731 +                sv->cieY += sd->tLamb.cieY;
732 +                                        /* gather non-diffuse components */
733 +        i = nr = (((sflags & SDsampSp+SDsampR) == SDsampSp+SDsampR) &
734 +                        (rdf != NULL)) ? rdf->ncomp : 0;
735 +        j = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
736 +                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
737 +        n = i + j;
738 +        if (n > 0 && (cdarr = (const SDCDst **)malloc(n*sizeof(SDCDst *))) == NULL)
739 +                return SDEmemory;
740 +        while (j-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
741 +                cdarr[i+j] = (*tdf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[j]);
742 +                if (cdarr[i+j] == NULL) {
743 +                        free(cdarr);
744 +                        return SDEmemory;
745 +                }
746 +                sv->cieY += cdarr[i+j]->cTotal;
747 +        }
748 +        while (i-- > 0) {               /* non-diffuse reflection */
749 +                cdarr[i] = (*rdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &rdf->comp[i]);
750 +                if (cdarr[i] == NULL) {
751 +                        free(cdarr);
752 +                        return SDEmemory;
753 +                }
754 +                sv->cieY += cdarr[i]->cTotal;
755 +        }
756 +        if (sv->cieY <= 1e-6) {         /* anything to sample? */
757 +                sv->cieY = .0;
758 +                memset(ioVec, 0, 3*sizeof(double));
759 +                return SDEnone;
760 +        }
761 +                                        /* scale random variable */
762 +        randX *= sv->cieY;
763 +                                        /* diffuse reflection? */
764 +        if (randX < rdiff) {
765 +                SDdiffuseSamp(ioVec, inFront, randX/rdiff);
766 +                goto done;
767 +        }
768 +        randX -= rdiff;
769 +                                        /* diffuse transmission? */
770 +        if ((sflags & SDsampDf+SDsampT) == SDsampDf+SDsampT) {
771 +                if (randX < sd->tLamb.cieY) {
772 +                        sv->spec = sd->tLamb.spec;
773 +                        SDdiffuseSamp(ioVec, !inFront, randX/sd->tLamb.cieY);
774 +                        goto done;
775 +                }
776 +                randX -= sd->tLamb.cieY;
777 +        }
778 +                                        /* else one of cumulative dist. */
779 +        for (i = 0; i < n && randX < cdarr[i]->cTotal; i++)
780 +                randX -= cdarr[i]->cTotal;
781 +        if (i >= n)
782 +                return SDEinternal;
783 +                                        /* compute sample direction */
784 +        sdc = (i < nr) ? &rdf->comp[i] : &tdf->comp[i-nr];
785 +        ec = (*sdc->func->sampCDist)(ioVec, randX/cdarr[i]->cTotal, cdarr[i]);
786 +        if (ec)
787 +                return ec;
788 +                                        /* compute color */
789 +        j = (*sdc->func->getBSDFs)(coef, ioVec, inVec, sdc);
790 +        if (j <= 0) {
791 +                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\" sampling value error",
792 +                                sd->name);
793 +                return SDEinternal;
794 +        }
795 +        sv->spec = sdc->cspec[0];
796 +        rdiff = coef[0];
797 +        while (--j) {
798 +                c_cmix(&sv->spec, rdiff, &sv->spec, coef[j], &sdc->cspec[j]);
799 +                rdiff += coef[j];
800 +        }
801 + done:
802 +        if (cdarr != NULL)
803 +                free(cdarr);
804 +                                        /* make sure everything is set */
805 +        c_ccvt(&sv->spec, C_CSXY+C_CSSPEC);
806 +        return SDEnone;
807 + }
808 +
809 + /* Compute World->BSDF transform from surface normal and up (Y) vector */
810 + SDError
811 + SDcompXform(RREAL vMtx[3][3], const FVECT sNrm, const FVECT uVec)
812 + {
813 +        if ((vMtx == NULL) | (sNrm == NULL) | (uVec == NULL))
814 +                return SDEargument;
815 +        VCOPY(vMtx[2], sNrm);
816 +        if (normalize(vMtx[2]) == 0)
817 +                return SDEargument;
818 +        fcross(vMtx[0], uVec, vMtx[2]);
819 +        if (normalize(vMtx[0]) == 0)
820 +                return SDEargument;
821 +        fcross(vMtx[1], vMtx[2], vMtx[0]);
822 +        return SDEnone;
823 + }
824 +
825 + /* Compute inverse transform */
826 + SDError
827 + SDinvXform(RREAL iMtx[3][3], RREAL vMtx[3][3])
828 + {
829 +        RREAL   mTmp[3][3];
830 +        double  d;
831 +
832 +        if ((iMtx == NULL) | (vMtx == NULL))
833 +                return SDEargument;
834 +                                        /* compute determinant */
835 +        mTmp[0][0] = vMtx[2][2]*vMtx[1][1] - vMtx[2][1]*vMtx[1][2];
836 +        mTmp[0][1] = vMtx[2][1]*vMtx[0][2] - vMtx[2][2]*vMtx[0][1];
837 +        mTmp[0][2] = vMtx[1][2]*vMtx[0][1] - vMtx[1][1]*vMtx[0][2];
838 +        d = vMtx[0][0]*mTmp[0][0] + vMtx[1][0]*mTmp[0][1] + vMtx[2][0]*mTmp[0][2];
839 +        if (d == 0) {
840 +                strcpy(SDerrorDetail, "Zero determinant in matrix inversion");
841 +                return SDEargument;
842 +        }
843 +        d = 1./d;                       /* invert matrix */
844 +        mTmp[0][0] *= d; mTmp[0][1] *= d; mTmp[0][2] *= d;
845 +        mTmp[1][0] = d*(vMtx[2][0]*vMtx[1][2] - vMtx[2][2]*vMtx[1][0]);
846 +        mTmp[1][1] = d*(vMtx[2][2]*vMtx[0][0] - vMtx[2][0]*vMtx[0][2]);
847 +        mTmp[1][2] = d*(vMtx[1][0]*vMtx[0][2] - vMtx[1][2]*vMtx[0][0]);
848 +        mTmp[2][0] = d*(vMtx[2][1]*vMtx[1][0] - vMtx[2][0]*vMtx[1][1]);
849 +        mTmp[2][1] = d*(vMtx[2][0]*vMtx[0][1] - vMtx[2][1]*vMtx[0][0]);
850 +        mTmp[2][2] = d*(vMtx[1][1]*vMtx[0][0] - vMtx[1][0]*vMtx[0][1]);
851 +        memcpy(iMtx, mTmp, sizeof(mTmp));
852 +        return SDEnone;
853 + }
854 +
855 + /* Transform and normalize direction (column) vector */
856 + SDError
857 + SDmapDir(FVECT resVec, RREAL vMtx[3][3], const FVECT inpVec)
858 + {
859 +        FVECT   vTmp;
860 +
861 +        if ((resVec == NULL) | (inpVec == NULL))
862 +                return SDEargument;
863 +        if (vMtx == NULL) {             /* assume they just want to normalize */
864 +                if (resVec != inpVec)
865 +                        VCOPY(resVec, inpVec);
866 +                return (normalize(resVec) > 0) ? SDEnone : SDEargument;
867 +        }
868 +        vTmp[0] = DOT(vMtx[0], inpVec);
869 +        vTmp[1] = DOT(vMtx[1], inpVec);
870 +        vTmp[2] = DOT(vMtx[2], inpVec);
871 +        if (normalize(vTmp) == 0)
872 +                return SDEargument;
873 +        VCOPY(resVec, vTmp);
874 +        return SDEnone;
875 + }
876 +
877 + /*################################################################*/
878 + /*######### DEPRECATED ROUTINES AWAITING PERMANENT REMOVAL #######*/
879 +
880 + /*
881   * Routines for handling BSDF data
882   */
883  
884   #include "standard.h"
9 #include "bsdf.h"
885   #include "paths.h"
11 #include "ezxml.h"
12 #include <ctype.h>
886  
887   #define MAXLATS         46              /* maximum number of latitudes */
888  
# Line 23 | Line 896 | typedef struct {
896          }       lat[MAXLATS+1];         /* latitudes */
897   } ANGLE_BASIS;
898  
899 < #define MAXABASES       3               /* limit on defined bases */
899 > #define MAXABASES       7               /* limit on defined bases */
900  
901   static ANGLE_BASIS      abase_list[MAXABASES] = {
902          {
# Line 61 | Line 934 | static ANGLE_BASIS     abase_list[MAXABASES] = {
934  
935   static int      nabases = 3;    /* current number of defined bases */
936  
937 + #define  FEQ(a,b)       ((a)-(b) <= 1e-6 && (b)-(a) <= 1e-6)
938  
939   static int
940 + fequal(double a, double b)
941 + {
942 +        if (b != 0)
943 +                a = a/b - 1.;
944 +        return((a <= 1e-6) & (a >= -1e-6));
945 + }
946 +
947 + /* Returns the name of the given tag */
948 + #ifdef ezxml_name
949 + #undef ezxml_name
950 + static char *
951 + ezxml_name(ezxml_t xml)
952 + {
953 +        if (xml == NULL)
954 +                return(NULL);
955 +        return(xml->name);
956 + }
957 + #endif
958 +
959 + /* Returns the given tag's character content or empty string if none */
960 + #ifdef ezxml_txt
961 + #undef ezxml_txt
962 + static char *
963 + ezxml_txt(ezxml_t xml)
964 + {
965 +        if (xml == NULL)
966 +                return("");
967 +        return(xml->txt);
968 + }
969 + #endif
970 +
971 +
972 + static int
973   ab_getvec(              /* get vector for this angle basis index */
974          FVECT v,
975          int ndx,
# Line 71 | Line 978 | ab_getvec(             /* get vector for this angle basis index *
978   {
979          ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
980          int     li;
981 <        double  alt, azi, d;
981 >        double  pol, azi, d;
982          
983          if ((ndx < 0) | (ndx >= ab->nangles))
984                  return(0);
985          for (li = 0; ndx >= ab->lat[li].nphis; li++)
986                  ndx -= ab->lat[li].nphis;
987 <        alt = PI/180.*0.5*(ab->lat[li].tmin + ab->lat[li+1].tmin);
987 >        pol = PI/180.*0.5*(ab->lat[li].tmin + ab->lat[li+1].tmin);
988          azi = 2.*PI*ndx/ab->lat[li].nphis;
989 <        v[2] = d = cos(alt);
990 <        d = sqrt(1. - d*d);     /* sin(alt) */
989 >        v[2] = d = cos(pol);
990 >        d = sqrt(1. - d*d);     /* sin(pol) */
991          v[0] = cos(azi)*d;
992          v[1] = sin(azi)*d;
993          return(1);
# Line 95 | Line 1002 | ab_getndx(             /* get index corresponding to the given ve
1002   {
1003          ANGLE_BASIS  *ab = (ANGLE_BASIS *)p;
1004          int     li, ndx;
1005 <        double  alt, azi, d;
1005 >        double  pol, azi;
1006  
1007          if ((v[2] < -1.0) | (v[2] > 1.0))
1008                  return(-1);
1009 <        alt = 180.0/PI*acos(v[2]);
1009 >        pol = 180.0/PI*acos(v[2]);
1010          azi = 180.0/PI*atan2(v[1], v[0]);
1011          if (azi < 0.0) azi += 360.0;
1012 <        for (li = 1; ab->lat[li].tmin <= alt; li++)
1012 >        for (li = 1; ab->lat[li].tmin <= pol; li++)
1013                  if (!ab->lat[li].nphis)
1014                          return(-1);
1015          --li;
# Line 174 | Line 1081 | ab_getndxR(            /* get index corresponding to the reverse
1081  
1082  
1083   static void
1084 + load_angle_basis(       /* load custom BSDF angle basis */
1085 +        ezxml_t wab
1086 + )
1087 + {
1088 +        char    *abname = ezxml_txt(ezxml_child(wab, "AngleBasisName"));
1089 +        ezxml_t wbb;
1090 +        int     i;
1091 +        
1092 +        if (!abname || !*abname)
1093 +                return;
1094 +        for (i = nabases; i--; )
1095 +                if (!strcasecmp(abname, abase_list[i].name))
1096 +                        return;         /* assume it's the same */
1097 +        if (nabases >= MAXABASES)
1098 +                error(INTERNAL, "too many angle bases");
1099 +        strcpy(abase_list[nabases].name, abname);
1100 +        abase_list[nabases].nangles = 0;
1101 +        for (i = 0, wbb = ezxml_child(wab, "AngleBasisBlock");
1102 +                        wbb != NULL; i++, wbb = wbb->next) {
1103 +                if (i >= MAXLATS)
1104 +                        error(INTERNAL, "too many latitudes in custom basis");
1105 +                abase_list[nabases].lat[i+1].tmin = atof(ezxml_txt(
1106 +                                ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1107 +                                        "ThetaBounds"), "UpperTheta")));
1108 +                if (!i)
1109 +                        abase_list[nabases].lat[i].tmin =
1110 +                                        -abase_list[nabases].lat[i+1].tmin;
1111 +                else if (!fequal(atof(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wbb,
1112 +                                        "ThetaBounds"), "LowerTheta"))),
1113 +                                abase_list[nabases].lat[i].tmin))
1114 +                        error(WARNING, "theta values disagree in custom basis");
1115 +                abase_list[nabases].nangles +=
1116 +                        abase_list[nabases].lat[i].nphis =
1117 +                                atoi(ezxml_txt(ezxml_child(wbb, "nPhis")));
1118 +        }
1119 +        abase_list[nabases++].lat[i].nphis = 0;
1120 + }
1121 +
1122 +
1123 + static void
1124 + load_geometry(          /* load geometric dimensions and description (if any) */
1125 +        struct BSDF_data *dp,
1126 +        ezxml_t wdb
1127 + )
1128 + {
1129 +        ezxml_t         geom;
1130 +        double          cfact;
1131 +        const char      *fmt, *mgfstr;
1132 +
1133 +        dp->dim[0] = dp->dim[1] = dp->dim[2] = 0;
1134 +        dp->mgf = NULL;
1135 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Width")) != NULL)
1136 +                dp->dim[0] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1137 +                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1138 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Height")) != NULL)
1139 +                dp->dim[1] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1140 +                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1141 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Thickness")) != NULL)
1142 +                dp->dim[2] = atof(ezxml_txt(geom)) *
1143 +                                to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1144 +        if ((geom = ezxml_child(wdb, "Geometry")) == NULL ||
1145 +                        (mgfstr = ezxml_txt(geom)) == NULL)
1146 +                return;
1147 +        if ((fmt = ezxml_attr(geom, "format")) != NULL &&
1148 +                        strcasecmp(fmt, "MGF")) {
1149 +                sprintf(errmsg, "unrecognized geometry format '%s'", fmt);
1150 +                error(WARNING, errmsg);
1151 +                return;
1152 +        }
1153 +        cfact = to_meters(ezxml_attr(geom, "unit"));
1154 +        dp->mgf = (char *)malloc(strlen(mgfstr)+32);
1155 +        if (dp->mgf == NULL)
1156 +                error(SYSTEM, "out of memory in load_geometry");
1157 +        if (cfact < 0.99 || cfact > 1.01)
1158 +                sprintf(dp->mgf, "xf -s %.5f\n%s\nxf\n", cfact, mgfstr);
1159 +        else
1160 +                strcpy(dp->mgf, mgfstr);
1161 + }
1162 +
1163 +
1164 + static void
1165   load_bsdf_data(         /* load BSDF distribution for this wavelength */
1166          struct BSDF_data *dp,
1167          ezxml_t wdb
# Line 184 | Line 1172 | load_bsdf_data(                /* load BSDF distribution for this wa
1172          char  *sdata;
1173          int  i;
1174          
1175 <        if ((cbasis == NULL) | (rbasis == NULL)) {
1175 >        if ((!cbasis || !*cbasis) | (!rbasis || !*rbasis)) {
1176                  error(WARNING, "missing column/row basis for BSDF");
1177                  return;
1178          }
191        /* XXX need to add routines for loading in foreign bases */
1179          for (i = nabases; i--; )
1180 <                if (!strcmp(cbasis, abase_list[i].name)) {
1180 >                if (!strcasecmp(cbasis, abase_list[i].name)) {
1181                          dp->ninc = abase_list[i].nangles;
1182                          dp->ib_priv = (void *)&abase_list[i];
1183                          dp->ib_vec = ab_getvecR;
# Line 199 | Line 1186 | load_bsdf_data(                /* load BSDF distribution for this wa
1186                          break;
1187                  }
1188          if (i < 0) {
1189 <                sprintf(errmsg, "unsupported ColumnAngleBasis '%s'", cbasis);
1189 >                sprintf(errmsg, "undefined ColumnAngleBasis '%s'", cbasis);
1190                  error(WARNING, errmsg);
1191                  return;
1192          }
1193          for (i = nabases; i--; )
1194 <                if (!strcmp(rbasis, abase_list[i].name)) {
1194 >                if (!strcasecmp(rbasis, abase_list[i].name)) {
1195                          dp->nout = abase_list[i].nangles;
1196                          dp->ob_priv = (void *)&abase_list[i];
1197                          dp->ob_vec = ab_getvec;
# Line 213 | Line 1200 | load_bsdf_data(                /* load BSDF distribution for this wa
1200                          break;
1201                  }
1202          if (i < 0) {
1203 <                sprintf(errmsg, "unsupported RowAngleBasis '%s'", cbasis);
1203 >                sprintf(errmsg, "undefined RowAngleBasis '%s'", rbasis);
1204                  error(WARNING, errmsg);
1205                  return;
1206          }
1207                                  /* read BSDF data */
1208          sdata  = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"ScatteringData"));
1209 <        if (sdata == NULL) {
1209 >        if (!sdata || !*sdata) {
1210                  error(WARNING, "missing BSDF ScatteringData");
1211                  return;
1212          }
# Line 243 | Line 1230 | load_bsdf_data(                /* load BSDF distribution for this wa
1230                  sdata++;
1231          if (*sdata) {
1232                  sprintf(errmsg, "%d extra characters after BSDF ScatteringData",
1233 <                                strlen(sdata));
1233 >                                (int)strlen(sdata));
1234                  error(WARNING, errmsg);
1235          }
1236   }
# Line 254 | Line 1241 | check_bsdf_data(       /* check that BSDF data is sane */
1241          struct BSDF_data *dp
1242   )
1243   {
1244 <        double *        omega_arr;
1245 <        double          dom, hemi_total;
1244 >        double          *omega_iarr, *omega_oarr;
1245 >        double          dom, hemi_total, full_total;
1246          int             nneg;
1247 +        FVECT           v;
1248          int             i, o;
1249  
1250          if (dp == NULL || dp->bsdf == NULL)
1251                  return(0);
1252 <        omega_arr = (double *)calloc(dp->nout, sizeof(double));
1253 <        if (omega_arr == NULL)
1252 >        omega_iarr = (double *)calloc(dp->ninc, sizeof(double));
1253 >        omega_oarr = (double *)calloc(dp->nout, sizeof(double));
1254 >        if ((omega_iarr == NULL) | (omega_oarr == NULL))
1255                  error(SYSTEM, "out of memory in check_bsdf_data");
1256 +                                        /* incoming projected solid angles */
1257          hemi_total = .0;
1258 +        for (i = dp->ninc; i--; ) {
1259 +                dom = getBSDF_incohm(dp,i);
1260 +                if (dom <= 0) {
1261 +                        error(WARNING, "zero/negative incoming solid angle");
1262 +                        continue;
1263 +                }
1264 +                if (!getBSDF_incvec(v,dp,i) || v[2] > FTINY) {
1265 +                        error(WARNING, "illegal incoming BSDF direction");
1266 +                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1267 +                        return(0);
1268 +                }
1269 +                hemi_total += omega_iarr[i] = dom * -v[2];
1270 +        }
1271 +        if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1272 +                sprintf(errmsg, "incoming BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1273 +                                100.*(hemi_total/PI - 1.));
1274 +                error(WARNING, errmsg);
1275 +        }
1276 +        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1277 +        for (i = dp->ninc; i--; )
1278 +                omega_iarr[i] *= dom;
1279 +                                        /* outgoing projected solid angles */
1280 +        hemi_total = .0;
1281          for (o = dp->nout; o--; ) {
269                FVECT   v;
1282                  dom = getBSDF_outohm(dp,o);
1283 <                if (dom <= .0) {
1284 <                        error(WARNING, "zero/negative solid angle");
1283 >                if (dom <= 0) {
1284 >                        error(WARNING, "zero/negative outgoing solid angle");
1285                          continue;
1286                  }
1287                  if (!getBSDF_outvec(v,dp,o) || v[2] < -FTINY) {
1288                          error(WARNING, "illegal outgoing BSDF direction");
1289 <                        free(omega_arr);
1289 >                        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1290                          return(0);
1291                  }
1292 <                hemi_total += omega_arr[o] = dom*v[2];
1292 >                hemi_total += omega_oarr[o] = dom * v[2];
1293          }
1294          if ((hemi_total > 1.02*PI) | (hemi_total < 0.98*PI)) {
1295                  sprintf(errmsg, "outgoing BSDF hemisphere off by %.1f%%",
1296                                  100.*(hemi_total/PI - 1.));
1297                  error(WARNING, errmsg);
1298          }
1299 <        dom = PI / hemi_total;          /* normalize solid angles */
1299 >        dom = PI / hemi_total;          /* fix normalization */
1300          for (o = dp->nout; o--; )
1301 <                omega_arr[o] *= dom;
1302 <        nneg = 0;
1303 <        for (i = dp->ninc; i--; ) {
1301 >                omega_oarr[o] *= dom;
1302 >        nneg = 0;                       /* check outgoing totals */
1303 >        for (i = 0; i < dp->ninc; i++) {
1304                  hemi_total = .0;
1305                  for (o = dp->nout; o--; ) {
1306                          double  f = BSDF_value(dp,i,o);
1307 <                        if (f > .0)
1308 <                                hemi_total += f*omega_arr[o];
1309 <                        else if (f < -FTINY)
1310 <                                ++nneg;
1307 >                        if (f >= 0)
1308 >                                hemi_total += f*omega_oarr[o];
1309 >                        else {
1310 >                                nneg += (f < -FTINY);
1311 >                                BSDF_value(dp,i,o) = .0f;
1312 >                        }
1313                  }
1314 <                if (hemi_total > 1.02) {
1315 <                        sprintf(errmsg, "BSDF direction passes %.1f%% of light",
1316 <                                        100.*hemi_total);
1314 >                if (hemi_total > 1.01) {
1315 >                        sprintf(errmsg,
1316 >                        "incoming BSDF direction %d passes %.1f%% of light",
1317 >                                        i, 100.*hemi_total);
1318                          error(WARNING, errmsg);
1319                  }
1320          }
1321 <        free(omega_arr);
1322 <        if (nneg > 0) {
308 <                sprintf(errmsg, "%d negative BSDF values", nneg);
1321 >        if (nneg) {
1322 >                sprintf(errmsg, "%d negative BSDF values (ignored)", nneg);
1323                  error(WARNING, errmsg);
310                return(0);
1324          }
1325 +        full_total = .0;                /* reverse roles and check again */
1326 +        for (o = 0; o < dp->nout; o++) {
1327 +                hemi_total = .0;
1328 +                for (i = dp->ninc; i--; )
1329 +                        hemi_total += BSDF_value(dp,i,o) * omega_iarr[i];
1330 +
1331 +                if (hemi_total > 1.01) {
1332 +                        sprintf(errmsg,
1333 +                        "outgoing BSDF direction %d collects %.1f%% of light",
1334 +                                        o, 100.*hemi_total);
1335 +                        error(WARNING, errmsg);
1336 +                }
1337 +                full_total += hemi_total*omega_oarr[o];
1338 +        }
1339 +        full_total /= PI;
1340 +        if (full_total > 1.00001) {
1341 +                sprintf(errmsg, "BSDF transfers %.4f%% of light",
1342 +                                100.*full_total);
1343 +                error(WARNING, errmsg);
1344 +        }
1345 +        free(omega_iarr); free(omega_oarr);
1346          return(1);
1347   }
1348  
1349 +
1350   struct BSDF_data *
1351   load_BSDF(              /* load BSDF data from file */
1352          char *fname
# Line 348 | Line 1383 | load_BSDF(             /* load BSDF data from file */
1383                  return(NULL);
1384          }
1385          wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
1386 +        if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1387 +                        "DataDefinition"), "IncidentDataStructure")),
1388 +                        "Columns")) {
1389 +                sprintf(errmsg,
1390 +                        "BSDF \"%s\": unsupported IncidentDataStructure",
1391 +                                path);
1392 +                error(WARNING, errmsg);
1393 +                ezxml_free(fl);
1394 +                return(NULL);
1395 +        }
1396 +        for (wld = ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1397 +                                "DataDefinition"), "AngleBasis");
1398 +                        wld != NULL; wld = wld->next)
1399 +                load_angle_basis(wld);
1400          dp = (struct BSDF_data *)calloc(1, sizeof(struct BSDF_data));
1401 +        load_geometry(dp, ezxml_child(wtl, "Material"));
1402          for (wld = ezxml_child(wtl, "WavelengthData");
1403                                  wld != NULL; wld = wld->next) {
1404 <                if (strcmp(ezxml_txt(ezxml_child(wld,"Wavelength")), "Visible"))
1404 >                if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wld,"Wavelength")),
1405 >                                "Visible"))
1406                          continue;
1407 <                wdb = ezxml_child(wld, "WavelengthDataBlock");
1408 <                if (wdb == NULL) continue;
1409 <                if (strcmp(ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"WavelengthDataDirection")),
1407 >                for (wdb = ezxml_child(wld, "WavelengthDataBlock");
1408 >                                wdb != NULL; wdb = wdb->next)
1409 >                        if (!strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wdb,
1410 >                                        "WavelengthDataDirection")),
1411                                          "Transmission Front"))
1412 <                        continue;
1413 <                load_bsdf_data(dp, wdb);        /* load front BTDF */
1414 <                break;                          /* ignore the rest */
1412 >                                break;
1413 >                if (wdb != NULL) {              /* load front BTDF */
1414 >                        load_bsdf_data(dp, wdb);
1415 >                        break;                  /* ignore the rest */
1416 >                }
1417          }
1418          ezxml_free(fl);                         /* done with XML file */
1419          if (!check_bsdf_data(dp)) {
# Line 379 | Line 1433 | free_BSDF(             /* free BSDF data structure */
1433   {
1434          if (b == NULL)
1435                  return;
1436 +        if (b->mgf != NULL)
1437 +                free(b->mgf);
1438          if (b->bsdf != NULL)
1439                  free(b->bsdf);
1440          free(b);
# Line 401 | Line 1457 | r_BSDF_incvec(         /* compute random input vector at give
1457          if (!getBSDF_incvec(v, b, i))
1458                  return(0);
1459          rad = sqrt(getBSDF_incohm(b, i) / PI);
1460 <        multisamp(pert, 3, rv);
1460 >        SDmultiSamp(pert, 3, rv);
1461          for (j = 0; j < 3; j++)
1462                  v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1463          if (xm != NULL)
# Line 426 | Line 1482 | r_BSDF_outvec(         /* compute random output vector at giv
1482          if (!getBSDF_outvec(v, b, o))
1483                  return(0);
1484          rad = sqrt(getBSDF_outohm(b, o) / PI);
1485 <        multisamp(pert, 3, rv);
1485 >        SDmultiSamp(pert, 3, rv);
1486          for (j = 0; j < 3; j++)
1487                  v[j] += rad*(2.*pert[j] - 1.);
1488          if (xm != NULL)
# Line 435 | Line 1491 | r_BSDF_outvec(         /* compute random output vector at giv
1491   }
1492  
1493  
438 #define  FEQ(a,b)       ((a)-(b) <= 1e-7 && (b)-(a) <= 1e-7)
439
1494   static int
1495   addrot(                 /* compute rotation (x,y,z) => (xp,yp,zp) */
1496          char *xfarg[],
# Line 487 | Line 1541 | int
1541   getBSDF_xfm(            /* compute BSDF orient. -> world orient. transform */
1542          MAT4 xm,
1543          FVECT nrm,
1544 <        UpDir ud
1544 >        UpDir ud,
1545 >        char *xfbuf
1546   )
1547   {
1548          char    *xfargs[7];
1549          XF      myxf;
1550          FVECT   updir, xdest, ydest;
1551 +        int     i;
1552  
1553          updir[0] = updir[1] = updir[2] = 0.;
1554          switch (ud) {
# Line 523 | Line 1579 | getBSDF_xfm(           /* compute BSDF orient. -> world orient.
1579          fcross(ydest, nrm, xdest);
1580          xf(&myxf, addrot(xfargs, xdest, ydest, nrm), xfargs);
1581          copymat4(xm, myxf.xfm);
1582 +        if (xfbuf == NULL)
1583 +                return(1);
1584 +                                /* return xf arguments as well */
1585 +        for (i = 0; xfargs[i] != NULL; i++) {
1586 +                *xfbuf++ = ' ';
1587 +                strcpy(xfbuf, xfargs[i]);
1588 +                while (*xfbuf) ++xfbuf;
1589 +        }
1590          return(1);
1591   }
1592 +
1593 + /*######### END DEPRECATED ROUTINES #######*/
1594 + /*################################################################*/

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