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

Comparing ray/src/common/bsdf.c (file contents):
Revision 2.25 by greg, Sun Apr 24 20:16:52 2011 UTC vs.
Revision 2.42 by greg, Sun Sep 2 15:33:15 2012 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 35 | Line 38 | const char             *SDerrorEnglish[] = {
38   /* Additional information on last error (ASCII English) */
39   char                    SDerrorDetail[256];
40  
41 + /* Empty distribution for getCDist() calls that fail for some reason */
42 + const SDCDst            SDemptyCD;
43 +
44   /* Cache of loaded BSDFs */
45   struct SDCache_s        *SDcacheList = NULL;
46  
# Line 89 | Line 95 | SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wdb)
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"));
# Line 100 | Line 117 | SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wdb)
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 <                sprintf(SDerrorDetail, "Negative size in \"%s\"", sd->name);
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,
# Line 114 | Line 137 | SDloadGeometry(SDData *sd, ezxml_t wdb)
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");
# Line 157 | Line 182 | SDloadFile(SDData *sd, const char *fname)
182          }
183          wtl = ezxml_child(ezxml_child(fl, "Optical"), "Layer");
184          if (wtl == NULL) {
185 <                sprintf(SDerrorDetail, "BSDF \"%s\": no optical layer'",
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)
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 <        switch (lastErr) {
173 <        case SDEformat:
174 <        case SDEdata:
175 <        case SDEsupport:        /* possibly we just tried the wrong format */
199 >        if (lastErr == SDEsupport)      /* try matrix BSDF if not tree data */
200                  lastErr = SDloadMtx(sd, wtl);
201 <                break;
178 <        default:                /* variable res. OK else serious error */
179 <                break;
180 <        }
201 >                
202                                  /* done with XML file */
203          ezxml_free(fl);
204          
# Line 195 | Line 216 | SDloadFile(SDData *sd, const char *fname)
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   }
# Line 223 | Line 247 | SDnewSpectralDF(int nc)
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)
# Line 249 | Line 296 | SDfreeSpectralDF(SDSpectralDF *df)
296                  return;
297          SDfreeCumulativeCache(df);
298          for (n = df->ncomp; n-- > 0; )
299 <                (*df->comp[n].func->freeSC)(df->comp[n].dist);
299 >                if (df->comp[n].dist != NULL)
300 >                        (*df->comp[n].func->freeSC)(df->comp[n].dist);
301          free(df);
302   }
303  
# Line 305 | Line 353 | SDfreeBSDF(SDData *sd)
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;
# Line 392 | Line 444 | SDfreeCache(const SDData *sd)
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 */
# Line 421 | Line 474 | SDsampComponent(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX
474          cd = (*sdc->func->getCDist)(inVec, sdc);
475          if (cd == NULL)
476                  return SDEmemory;
477 <        if (cd->cTotal <= 1e-7) {       /* anything to sample? */
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));
# Line 458 | Line 511 | SDmultiSamp(double t[], int n, double randX)
511          unsigned        nBits;
512          double          scale;
513          bitmask_t       ndx, coord[MS_MAXDIM];
514 <        
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;
# Line 496 | Line 557 | SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT v1, const RREAL
557          SDError         ec;
558          int             i;
559                                          /* check arguments */
560 <        if ((projSA == NULL) | (v1 == NULL))
560 >        if ((projSA == NULL) | (v1 == NULL) | (sd == NULL))
561                  return SDEargument;
562                                          /* initialize extrema */
563          switch (qflags) {
# Line 512 | Line 573 | SDsizeBSDF(double *projSA, const FVECT v1, const RREAL
573          case 0:
574                  return SDEargument;
575          }
576 <        if (v1[2] > 0)                  /* front surface query? */
576 >        if (v1[2] > 0) {                /* front surface query? */
577                  rdf = sd->rf;
578 <        else
578 >                tdf = (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb;
579 >        } else {
580                  rdf = sd->rb;
581 <        tdf = NULL;                     /* transmitted component? */
520 <        if (v2 != NULL && v1[2] > 0 ^ v2[2] > 0) {
521 <                rdf = NULL;
522 <                tdf = sd->tf;
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,
# Line 563 | Line 627 | SDevalBSDF(SDValue *sv, const FVECT outVec, const FVEC
627          } else if (!(inFront | outFront)) {
628                  *sv = sd->rLambBack;
629                  sdf = sd->rb;
630 <        } else /* inFront ^ outFront */ {
630 >        } else if (inFront) {
631                  *sv = sd->tLamb;
632 <                sdf = sd->tf;
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 */
# Line 589 | Line 656 | double
656   SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDData *sd)
657   {
658          double          hsum;
659 <        SDSpectralDF    *rdf;
659 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
660          const SDCDst    *cd;
661          int             i;
662                                          /* check arguments */
# Line 599 | Line 666 | SDdirectHemi(const FVECT inVec, int sflags, const SDDa
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;
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 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
687 >        i = (((sflags & SDsampSp+SDsampT) == SDsampSp+SDsampT) &
688 >                        (tdf != NULL)) ? tdf->ncomp : 0;
689          while (i-- > 0) {               /* non-diffuse transmission */
690 <                cd = (*sd->tf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[i]);
690 >                cd = (*tdf->comp[i].func->getCDist)(inVec, &tdf->comp[i]);
691                  if (cd != NULL)
692                          hsum += cd->cTotal;
693          }
# Line 632 | Line 701 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
701          SDError         ec;
702          FVECT           inVec;
703          int             inFront;
704 <        SDSpectralDF    *rdf;
704 >        SDSpectralDF    *rdf, *tdf;
705          double          rdiff;
706          float           coef[SDmaxCh];
707          int             i, j, n, nr;
# Line 649 | Line 718 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
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;
# Line 659 | Line 730 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
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 <                        sd->tf != NULL) ? sd->tf->ncomp : 0;
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] = (*sd->tf->comp[j].func->getCDist)(inVec, &sd->tf->comp[j]);
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;
# Line 682 | Line 753 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
753                  }
754                  sv->cieY += cdarr[i]->cTotal;
755          }
756 <        if (sv->cieY <= 1e-7) {         /* anything to sample? */
756 >        if (sv->cieY <= 1e-6) {         /* anything to sample? */
757                  sv->cieY = .0;
758                  memset(ioVec, 0, 3*sizeof(double));
759                  return SDEnone;
# Line 710 | Line 781 | SDsampBSDF(SDValue *sv, FVECT ioVec, double randX, int
781          if (i >= n)
782                  return SDEinternal;
783                                          /* compute sample direction */
784 <        sdc = (i < nr) ? &rdf->comp[i] : &sd->tf->comp[i-nr];
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;
# Line 812 | Line 883 | SDmapDir(FVECT resVec, RREAL vMtx[3][3], const FVECT i
883  
884   #include "standard.h"
885   #include "paths.h"
815 – #include <ctype.h>
886  
887   #define MAXLATS         46              /* maximum number of latitudes */
888  
# Line 932 | 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  pol, azi, d;
1005 >        double  pol, azi;
1006  
1007          if ((v[2] < -1.0) | (v[2] > 1.0))
1008                  return(-1);
# Line 1172 | Line 1242 | check_bsdf_data(       /* check that BSDF data is sane */
1242   )
1243   {
1244          double          *omega_iarr, *omega_oarr;
1245 <        double          dom, contrib, hemi_total, full_total;
1245 >        double          dom, hemi_total, full_total;
1246          int             nneg;
1247          FVECT           v;
1248          int             i, o;
# Line 1322 | Line 1392 | load_BSDF(             /* load BSDF data from file */
1392                  error(WARNING, errmsg);
1393                  ezxml_free(fl);
1394                  return(NULL);
1395 <        }              
1396 <        load_angle_basis(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1397 <                                "DataDefinition"), "AngleBasis"));
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");
# Line 1385 | 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 1410 | 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)

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