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

Comparing ray/src/common/bsdf_t.c (file contents):
Revision 3.6 by greg, Sun Apr 24 19:39:21 2011 UTC vs.
Revision 3.38 by greg, Sun Apr 5 06:02:43 2015 UTC

# Line 10 | Line 10 | static const char RCSid[] = "$Id$";
10   *
11   */
12  
13 + #define _USE_MATH_DEFINES
14   #include "rtio.h"
15   #include <stdlib.h>
16   #include <math.h>
# Line 20 | Line 21 | static const char RCSid[] = "$Id$";
21   #include "hilbert.h"
22  
23   /* Callback function type for SDtraverseTre() */
24 < typedef int     SDtreCallback(float val, const double *cmin,
25 <                                        double csiz, void *cptr);
25 <
24 > typedef int     SDtreCallback(float val, const double *cmin, double csiz,
25 >                                                void *cptr);
26                                          /* reference width maximum (1.0) */
27 < static const unsigned   iwmax = (1<<(sizeof(unsigned)*4))-1;
27 > static const unsigned   iwbits = sizeof(unsigned)*4;
28 > static const unsigned   iwmax = 1<<(sizeof(unsigned)*4);
29 >                                        /* maximum cumulative value */
30 > static const unsigned   cumlmax = ~0;
31 >                                        /* constant z-vector */
32 > static const FVECT      zvec = {.0, .0, 1.};
33 >                                        /* quantization value */
34 > static double           quantum = 1./256.;
35 >                                        /* our RGB primaries */
36 > static C_COLOR          tt_RGB_prim[3];
37 > static float            tt_RGB_coef[3];
38  
39 + static const double     czero[SD_MAXDIM];
40 +
41 + enum {tt_Y, tt_u, tt_v};                /* tree components (tt_Y==0) */
42 +
43   /* Struct used for our distribution-building callback */
44   typedef struct {
45 <        int             wmin;           /* minimum square size so far */
46 <        int             wmax;           /* maximum square size */
47 <        int             nic;            /* number of input coordinates */
48 <        int             alen;           /* current array length */
49 <        int             nall;           /* number of allocated entries */
45 >        short           nic;            /* number of input coordinates */
46 >        short           rev;            /* reversing query */
47 >        unsigned        alen;           /* current array length */
48 >        unsigned        nall;           /* number of allocated entries */
49 >        unsigned        wmin;           /* minimum square size so far */
50 >        unsigned        wmax;           /* maximum square size */
51          struct outdir_s {
52                  unsigned        hent;           /* entering Hilbert index */
53                  int             wid;            /* this square size */
# Line 57 | Line 72 | SDnewNode(int nd, int lg)
72          }
73          if (lg < 0) {
74                  st = (SDNode *)malloc(sizeof(SDNode) +
75 <                                ((1<<nd) - 1)*sizeof(st->u.t[0]));
76 <                if (st != NULL)
62 <                        memset(st->u.t, 0, sizeof(st->u.t[0])<<nd);
63 <        } else
64 <                st = (SDNode *)malloc(sizeof(SDNode) +
65 <                                ((1 << nd*lg) - 1)*sizeof(st->u.v[0]));
66 <                
67 <        if (st == NULL) {
68 <                if (lg < 0)
75 >                                sizeof(st->u.t[0])*((1<<nd) - 1));
76 >                if (st == NULL) {
77                          sprintf(SDerrorDetail,
78                                  "Cannot allocate %d branch BSDF tree", 1<<nd);
79 <                else
79 >                        return NULL;
80 >                }
81 >                memset(st->u.t, 0, sizeof(st->u.t[0])<<nd);
82 >        } else {
83 >                st = (SDNode *)malloc(sizeof(SDNode) +
84 >                                sizeof(st->u.v[0])*((1 << nd*lg) - 1));        
85 >                if (st == NULL) {
86                          sprintf(SDerrorDetail,
87                                  "Cannot allocate %d BSDF leaves", 1 << nd*lg);
88 <                return NULL;
88 >                        return NULL;
89 >                }
90          }
91          st->ndim = nd;
92          st->log2GR = lg;
# Line 82 | Line 97 | SDnewNode(int nd, int lg)
97   static void
98   SDfreeTre(SDNode *st)
99   {
100 <        int     i;
100 >        int     n;
101  
102          if (st == NULL)
103                  return;
104 <        for (i = (st->log2GR < 0) << st->ndim; i--; )
105 <                SDfreeTre(st->u.t[i]);
106 <        free((void *)st);
104 >        for (n = (st->log2GR < 0) << st->ndim; n--; )
105 >                SDfreeTre(st->u.t[n]);
106 >        free(st);
107   }
108  
109   /* Free a variable-resolution BSDF */
# Line 99 | Line 114 | SDFreeBTre(void *p)
114  
115          if (sdt == NULL)
116                  return;
117 <        SDfreeTre(sdt->st);
117 >        SDfreeTre(sdt->stc[tt_Y]);
118 >        SDfreeTre(sdt->stc[tt_u]);
119 >        SDfreeTre(sdt->stc[tt_v]);
120          free(sdt);
121   }
122  
123 + /* Fill branch's worth of grid values from subtree */
124 + static void
125 + fill_grid_branch(float *dptr, const float *sptr, int nd, int shft)
126 + {
127 +        unsigned        n = 1 << (shft-1);
128 +
129 +        if (!--nd) {                    /* end on the line */
130 +                memcpy(dptr, sptr, sizeof(*dptr)*n);
131 +                return;
132 +        }
133 +        while (n--)                     /* recurse on each slice */
134 +                fill_grid_branch(dptr + (n << shft*nd),
135 +                                sptr + (n << (shft-1)*nd), nd, shft);
136 + }
137 +
138 + /* Get pointer at appropriate offset for the given branch */
139 + static float *
140 + grid_branch_start(SDNode *st, int n)
141 + {
142 +        unsigned        skipsiz = 1 << (st->log2GR - 1);
143 +        float           *vptr = st->u.v;
144 +        int             i;
145 +
146 +        for (i = st->ndim; i--; skipsiz <<= st->log2GR)
147 +                if (1<<i & n)
148 +                        vptr += skipsiz;
149 +        return vptr;
150 + }
151 +
152 + /* Simplify (consolidate) a tree by flattening uniform depth regions */
153 + static SDNode *
154 + SDsimplifyTre(SDNode *st)
155 + {
156 +        int             match, n;
157 +
158 +        if (st == NULL)                 /* check for invalid tree */
159 +                return NULL;
160 +        if (st->log2GR >= 0)            /* grid just returns unaltered */
161 +                return st;
162 +        match = 1;                      /* check if grids below match */
163 +        for (n = 0; n < 1<<st->ndim; n++) {
164 +                if ((st->u.t[n] = SDsimplifyTre(st->u.t[n])) == NULL)
165 +                        return NULL;    /* propogate error up call stack */
166 +                match &= (st->u.t[n]->log2GR == st->u.t[0]->log2GR);
167 +        }
168 +        if (match && (match = st->u.t[0]->log2GR) >= 0) {
169 +                SDNode  *stn = SDnewNode(st->ndim, match + 1);
170 +                if (stn == NULL)        /* out of memory? */
171 +                        return st;
172 +                                        /* transfer values to new grid */
173 +                for (n = 1 << st->ndim; n--; )
174 +                        fill_grid_branch(grid_branch_start(stn, n),
175 +                                        st->u.t[n]->u.v, stn->ndim, stn->log2GR);
176 +                SDfreeTre(st);          /* free old tree */
177 +                st = stn;               /* return new one */
178 +        }
179 +        return st;
180 + }
181 +
182 + /* Assign the given voxel in tree (produces no grid nodes) */
183 + static SDNode *
184 + SDsetVoxel(SDNode *sroot, int nd, const double *tmin, const double tsiz, float val)
185 + {
186 +        double  ctrk[SD_MAXDIM];
187 +        double  csiz = 1.;
188 +        SDNode  *st;
189 +        int     i, n;
190 +                                        /* check arguments */
191 +        for (i = nd; i-- > 0; )
192 +                if ((tmin[i] < .0) | (tmin[i] >= 1.-FTINY))
193 +                        break;
194 +        if ((i >= 0) | (nd <= 0) | (tsiz <= FTINY) | (tsiz > 1.+FTINY) |
195 +                        (sroot != NULL && sroot->ndim != nd)) {
196 +                SDfreeTre(sroot);
197 +                return NULL;
198 +        }
199 +        if (tsiz >= 1.-FTINY) {         /* special case when tree is a leaf */
200 +                SDfreeTre(sroot);
201 +                if ((sroot = SDnewNode(nd, 0)) != NULL)
202 +                        sroot->u.v[0] = val;
203 +                return sroot;
204 +        }
205 +                                        /* make sure we have branching root */
206 +        if (sroot != NULL && sroot->log2GR >= 0) {
207 +                SDfreeTre(sroot); sroot = NULL;
208 +        }
209 +        if (sroot == NULL && (sroot = SDnewNode(nd, -1)) == NULL)
210 +                return NULL;
211 +        st = sroot;                     /* climb/grow tree */
212 +        memset(ctrk, 0, sizeof(ctrk));
213 +        for ( ; ; ) {
214 +                csiz *= .5;             /* find appropriate branch */
215 +                n = 0;
216 +                for (i = nd; i--; )
217 +                        if (ctrk[i]+csiz <= tmin[i]+FTINY) {
218 +                                ctrk[i] += csiz;
219 +                                n |= 1 << i;
220 +                        }
221 +                                        /* reached desired voxel? */
222 +                if (csiz <= tsiz+FTINY) {
223 +                        SDfreeTre(st->u.t[n]);
224 +                        st = st->u.t[n] = SDnewNode(nd, 0);
225 +                        break;
226 +                }
227 +                                        /* else grow tree as needed */
228 +                if (st->u.t[n] != NULL && st->u.t[n]->log2GR >= 0) {
229 +                        SDfreeTre(st->u.t[n]); st->u.t[n] = NULL;
230 +                }
231 +                if (st->u.t[n] == NULL)
232 +                        st->u.t[n] = SDnewNode(nd, -1);
233 +                if ((st = st->u.t[n]) == NULL)
234 +                        break;
235 +        }
236 +        if (st == NULL) {
237 +                SDfreeTre(sroot);
238 +                return NULL;
239 +        }
240 +        st->u.v[0] = val;               /* assign leaf and return root */
241 +        return sroot;
242 + }
243 +
244 + /* Find smallest leaf in tree */
245 + static double
246 + SDsmallestLeaf(const SDNode *st)
247 + {
248 +        if (st->log2GR < 0) {           /* tree branches */
249 +                double  lmin = 1.;
250 +                int     n;
251 +                for (n = 1<<st->ndim; n--; ) {
252 +                        double  lsiz = SDsmallestLeaf(st->u.t[n]);
253 +                        if (lsiz < lmin)
254 +                                lmin = lsiz;
255 +                }
256 +                return .5*lmin;
257 +        }
258 +                                        /* leaf grid width */
259 +        return 1. / (double)(1 << st->log2GR);
260 + }
261 +
262   /* Add up N-dimensional hypercube array values over the given box */
263   static double
264 < SDiterSum(const float *va, int nd, int siz, const int *imin, const int *imax)
264 > SDiterSum(const float *va, int nd, int shft, const int *imin, const int *imax)
265   {
266 +        const unsigned  skipsiz = 1 << --nd*shft;
267          double          sum = .0;
111        unsigned        skipsiz = 1;
268          int             i;
269 <        
270 <        for (i = nd; --i > 0; )
271 <                skipsiz *= siz;
269 >
270 >        va += *imin * skipsiz;
271 >
272          if (skipsiz == 1)
273                  for (i = *imin; i < *imax; i++)
274 <                        sum += va[i];
274 >                        sum += *va++;
275          else
276 <                for (i = *imin; i < *imax; i++)
277 <                        sum += SDiterSum(va + i*skipsiz,
122 <                                        nd-1, siz, imin+1, imax+1);
276 >                for (i = *imin; i < *imax; i++, va += skipsiz)
277 >                        sum += SDiterSum(va, nd, shft, imin+1, imax+1);
278          return sum;
279   }
280  
# Line 127 | Line 282 | SDiterSum(const float *va, int nd, int siz, const int
282   static double
283   SDavgTreBox(const SDNode *st, const double *bmin, const double *bmax)
284   {
130        int             imin[SD_MAXDIM], imax[SD_MAXDIM];
285          unsigned        n;
286          int             i;
287  
# Line 137 | Line 291 | SDavgTreBox(const SDNode *st, const double *bmin, cons
291          for (i = st->ndim; i--; ) {
292                  if (bmin[i] >= 1.)
293                          return .0;
294 <                if (bmax[i] <= .0)
294 >                if (bmax[i] <= 0)
295                          return .0;
296                  if (bmin[i] >= bmax[i])
297                          return .0;
# Line 145 | Line 299 | SDavgTreBox(const SDNode *st, const double *bmin, cons
299          if (st->log2GR < 0) {           /* iterate on subtree */
300                  double          sum = .0, wsum = 1e-20;
301                  double          sbmin[SD_MAXDIM], sbmax[SD_MAXDIM], w;
148
302                  for (n = 1 << st->ndim; n--; ) {
303                          w = 1.;
304                          for (i = st->ndim; i--; ) {
# Line 157 | Line 310 | SDavgTreBox(const SDNode *st, const double *bmin, cons
310                                  }
311                                  if (sbmin[i] < .0) sbmin[i] = .0;
312                                  if (sbmax[i] > 1.) sbmax[i] = 1.;
313 +                                if (sbmin[i] >= sbmax[i]) {
314 +                                        w = .0;
315 +                                        break;
316 +                                }
317                                  w *= sbmax[i] - sbmin[i];
318                          }
319                          if (w > 1e-10) {
# Line 165 | Line 322 | SDavgTreBox(const SDNode *st, const double *bmin, cons
322                          }
323                  }
324                  return sum / wsum;
325 +        } else {                        /* iterate over leaves */
326 +                int             imin[SD_MAXDIM], imax[SD_MAXDIM];
327 +
328 +                n = 1;
329 +                for (i = st->ndim; i--; ) {
330 +                        imin[i] = (bmin[i] <= 0) ? 0 :
331 +                                        (int)((1 << st->log2GR)*bmin[i]);
332 +                        imax[i] = (bmax[i] >= 1.) ? (1 << st->log2GR) :
333 +                                (int)((1 << st->log2GR)*bmax[i] + .999999);
334 +                        n *= imax[i] - imin[i];
335 +                }
336 +                if (n)
337 +                        return SDiterSum(st->u.v, st->ndim,
338 +                                        st->log2GR, imin, imax) / (double)n;
339          }
340 <        n = 1;                          /* iterate over leaves */
170 <        for (i = st->ndim; i--; ) {
171 <                imin[i] = (bmin[i] <= .0) ? 0
172 <                                : (int)((1 << st->log2GR)*bmin[i]);
173 <                imax[i] = (bmax[i] >= 1.) ? (1 << st->log2GR)
174 <                                : (int)((1 << st->log2GR)*bmax[i] + .999999);
175 <                n *= imax[i] - imin[i];
176 <        }
177 <        if (!n)
178 <                return .0;
179 <        
180 <        return SDiterSum(st->u.v, st->ndim, 1 << st->log2GR, imin, imax) /
181 <                        (double)n;
340 >        return .0;
341   }
342  
343   /* Recursive call for SDtraverseTre() */
# Line 190 | Line 349 | SDdotravTre(const SDNode *st, const double *pos, int c
349          int     rv, rval = 0;
350          double  bmin[SD_MAXDIM];
351          int     i, n;
352 +                                        /* paranoia */
353 +        if (st == NULL)
354 +                return 0;
355                                          /* in branches? */
356          if (st->log2GR < 0) {
357                  unsigned        skipmask = 0;
196
358                  csiz *= .5;
359                  for (i = st->ndim; i--; )
360 <                        if (1<<i & cmask)
360 >                        if (1<<i & cmask) {
361                                  if (pos[i] < cmin[i] + csiz)
362 <                                        for (n = 1 << st->ndim; n--; )
362 >                                        for (n = 1 << st->ndim; n--; ) {
363                                                  if (n & 1<<i)
364                                                          skipmask |= 1<<n;
365 +                                        }
366                                  else
367 <                                        for (n = 1 << st->ndim; n--; )
367 >                                        for (n = 1 << st->ndim; n--; ) {
368                                                  if (!(n & 1<<i))
369                                                          skipmask |= 1<<n;
370 +                                        }
371 +                        }
372                  for (n = 1 << st->ndim; n--; ) {
373                          if (1<<n & skipmask)
374                                  continue;
# Line 238 | Line 402 | SDdotravTre(const SDNode *st, const double *pos, int c
402                                  clim[i][0] = 0;
403                                  clim[i][1] = 1 << st->log2GR;
404                          }
241                                        /* fill in unused dimensions */
242                for (i = SD_MAXDIM; i-- > st->ndim; ) {
243                        clim[i][0] = 0; clim[i][1] = 1;
244                }
405   #if (SD_MAXDIM == 4)
406                  bmin[0] = cmin[0] + csiz*clim[0][0];
407                  for (cpos[0] = clim[0][0]; cpos[0] < clim[0][1]; cpos[0]++) {
408                      bmin[1] = cmin[1] + csiz*clim[1][0];
409                      for (cpos[1] = clim[1][0]; cpos[1] < clim[1][1]; cpos[1]++) {
410                          bmin[2] = cmin[2] + csiz*clim[2][0];
411 <                        for (cpos[2] = clim[2][0]; cpos[2] < clim[2][1]; cpos[2]++) {
412 <                            bmin[3] = cmin[3] + csiz*(cpos[3] = clim[3][0]);
411 >                        if (st->ndim == 3) {
412 >                            cpos[2] = clim[2][0];
413                              n = cpos[0];
414 <                            for (i = 1; i < st->ndim; i++)
414 >                            for (i = 1; i < 3; i++)
415                                  n = (n << st->log2GR) + cpos[i];
416 <                            for ( ; cpos[3] < clim[3][1]; cpos[3]++) {
416 >                            for ( ; cpos[2] < clim[2][1]; cpos[2]++) {
417                                  rval += rv = (*cf)(st->u.v[n++], bmin, csiz, cptr);
418                                  if (rv < 0)
419                                      return rv;
420 <                                bmin[3] += csiz;
420 >                                bmin[2] += csiz;
421                              }
422 <                            bmin[2] += csiz;
422 >                        } else {
423 >                            for (cpos[2] = clim[2][0]; cpos[2] < clim[2][1]; cpos[2]++) {
424 >                                bmin[3] = cmin[3] + csiz*(cpos[3] = clim[3][0]);
425 >                                n = cpos[0];
426 >                                for (i = 1; i < 4; i++)
427 >                                    n = (n << st->log2GR) + cpos[i];
428 >                                for ( ; cpos[3] < clim[3][1]; cpos[3]++) {
429 >                                    rval += rv = (*cf)(st->u.v[n++], bmin, csiz, cptr);
430 >                                    if (rv < 0)
431 >                                        return rv;
432 >                                    bmin[3] += csiz;
433 >                                }
434 >                                bmin[2] += csiz;
435 >                            }
436                          }
437                          bmin[1] += csiz;
438                      }
# Line 277 | Line 450 | static int
450   SDtraverseTre(const SDNode *st, const double *pos, int cmask,
451                                  SDtreCallback *cf, void *cptr)
452   {
280        static double   czero[SD_MAXDIM];
453          int             i;
454                                          /* check arguments */
455          if ((st == NULL) | (cf == NULL))
# Line 302 | Line 474 | SDlookupTre(const SDNode *st, const double *pos, doubl
474                          hcube[i] = .0;
475          }
476                                          /* climb the tree */
477 <        while (st->log2GR < 0) {
477 >        while (st != NULL && st->log2GR < 0) {
478                  n = 0;                  /* move to appropriate branch */
479                  if (hcube) hcube[st->ndim] *= .5;
480                  for (i = st->ndim; i--; ) {
# Line 315 | Line 487 | SDlookupTre(const SDNode *st, const double *pos, doubl
487                  st = st->u.t[n];        /* avoids tail recursion */
488                  pos = spos;
489          }
490 +        if (st == NULL)                 /* should never happen? */
491 +                return .0;
492          if (st->log2GR == 0)            /* short cut */
493                  return st->u.v[0];
494          n = t = 0;                      /* find grid array index */
# Line 330 | Line 504 | SDlookupTre(const SDNode *st, const double *pos, doubl
504          return st->u.v[n];              /* no interpolation */
505   }
506  
507 + /* Convert CIE (Y,u',v') color to our RGB */
508 + static void
509 + SDyuv2rgb(double yval, double uprime, double vprime, float rgb[3])
510 + {
511 +        const double    dfact = 1./(6.*uprime - 16.*vprime + 12.);
512 +        C_COLOR         cxy;
513 +
514 +        c_cset(&cxy, 9.*uprime*dfact, 4.*vprime*dfact);
515 +        c_toSharpRGB(&cxy, yval, rgb);
516 + }
517 +
518   /* Query BSDF value and sample hypercube for the given vectors */
519 < static float
520 < SDqueryTre(const SDTre *sdt, const FVECT outVec, const FVECT inVec, double *hc)
519 > static int
520 > SDqueryTre(const SDTre *sdt, float *coef,
521 >                const FVECT outVec, const FVECT inVec, double *hc)
522   {
523 <        static const FVECT      zvec = {.0, .0, 1.};
524 <        FVECT                   rOutVec;
525 <        double                  gridPos[4];
526 <                                        /* check transmission */
527 <        if (!sdt->isxmit ^ outVec[2] > 0 ^ inVec[2] > 0)
528 <                return -1.;
523 >        const RREAL     *vtmp;
524 >        float           yval;
525 >        FVECT           rOutVec;
526 >        double          gridPos[4];
527 >
528 >        if (sdt->stc[tt_Y] == NULL)     /* paranoia, I hope */
529 >                return 0;
530 >
531 >        switch (sdt->sidef) {           /* whose side are you on? */
532 >        case SD_FREFL:
533 >                if ((outVec[2] < 0) | (inVec[2] < 0))
534 >                        return 0;
535 >                break;
536 >        case SD_BREFL:
537 >                if ((outVec[2] > 0) | (inVec[2] > 0))
538 >                        return 0;
539 >                break;
540 >        case SD_FXMIT:
541 >                if (outVec[2] > 0) {
542 >                        if (inVec[2] > 0)
543 >                                return 0;
544 >                        vtmp = outVec; outVec = inVec; inVec = vtmp;
545 >                } else if (inVec[2] < 0)
546 >                        return 0;
547 >                break;
548 >        case SD_BXMIT:
549 >                if (inVec[2] > 0) {
550 >                        if (outVec[2] > 0)
551 >                                return 0;
552 >                        vtmp = outVec; outVec = inVec; inVec = vtmp;
553 >                } else if (outVec[2] < 0)
554 >                        return 0;
555 >                break;
556 >        default:
557 >                return 0;
558 >        }
559                                          /* convert vector coordinates */
560 <        if (sdt->st->ndim == 3) {
561 <                spinvector(rOutVec, outVec, zvec, -atan2(inVec[1],inVec[0]));
562 <                gridPos[0] = .5 - .5*sqrt(inVec[0]*inVec[0] + inVec[1]*inVec[1]);
560 >        if (sdt->stc[tt_Y]->ndim == 3) {
561 >                spinvector(rOutVec, outVec, zvec, -atan2(-inVec[1],-inVec[0]));
562 >                gridPos[0] = (.5-FTINY) -
563 >                                .5*sqrt(inVec[0]*inVec[0] + inVec[1]*inVec[1]);
564                  SDdisk2square(gridPos+1, rOutVec[0], rOutVec[1]);
565 <        } else if (sdt->st->ndim == 4) {
565 >        } else if (sdt->stc[tt_Y]->ndim == 4) {
566                  SDdisk2square(gridPos, -inVec[0], -inVec[1]);
567                  SDdisk2square(gridPos+2, outVec[0], outVec[1]);
568          } else
569 <                return -1.;             /* should be internal error */
570 <
571 <        return SDlookupTre(sdt->st, gridPos, hc);
569 >                return 0;               /* should be internal error */
570 >                                        /* get BSDF value */
571 >        yval = SDlookupTre(sdt->stc[tt_Y], gridPos, hc);
572 >        if (sdt->stc[tt_u] == NULL || sdt->stc[tt_v] == NULL) {
573 >                if (coef != NULL) *coef = yval;
574 >                return 1;               /* no color */
575 >        }
576 >        if (coef == NULL)               /* just getting hypercube? */
577 >                return 1;
578 >                                        /* else decode color */
579 >        SDyuv2rgb(yval, SDlookupTre(sdt->stc[tt_u], gridPos, NULL),
580 >                        SDlookupTre(sdt->stc[tt_v], gridPos, NULL), coef);
581 >        coef[0] *= tt_RGB_coef[0];
582 >        coef[1] *= tt_RGB_coef[1];
583 >        coef[2] *= tt_RGB_coef[2];
584 >        return 3;
585   }
586  
587   /* Compute non-diffuse component for variable-resolution BSDF */
# Line 364 | Line 594 | SDgetTreBSDF(float coef[SDmaxCh], const FVECT outVec,
594                                  || sdc->dist == NULL)
595                  return 0;
596                                          /* get nearest BSDF value */
597 <        coef[0] = SDqueryTre((SDTre *)sdc->dist, outVec, inVec, NULL);
368 <        return (coef[0] >= 0);          /* monochromatic for now */
597 >        return SDqueryTre((SDTre *)sdc->dist, coef, outVec, inVec, NULL);
598   }
599  
600   /* Callback to build cumulative distribution using SDtraverseTre() */
# Line 374 | Line 603 | build_scaffold(float val, const double *cmin, double c
603   {
604          SDdistScaffold  *sp = (SDdistScaffold *)cptr;
605          int             wid = csiz*(double)iwmax + .5;
606 +        double          revcmin[2];
607          bitmask_t       bmin[2], bmax[2];
608  
609 <        cmin += sp->nic;                /* skip to output coords */
609 >        if (sp->rev) {                  /* need to reverse sense? */
610 >                revcmin[0] = 1. - cmin[0] - csiz;
611 >                revcmin[1] = 1. - cmin[1] - csiz;
612 >                cmin = revcmin;
613 >        } else {
614 >                cmin += sp->nic;        /* else skip to output coords */
615 >        }
616          if (wid < sp->wmin)             /* new minimum width? */
617                  sp->wmin = wid;
618          if (wid > sp->wmax)             /* new maximum? */
619                  sp->wmax = wid;
620          if (sp->alen >= sp->nall) {     /* need more space? */
621                  struct outdir_s *ndarr;
622 <                sp->nall += 8192;
622 >                sp->nall = (int)(1.5*sp->nall) + 256;
623                  ndarr = (struct outdir_s *)realloc(sp->darr,
624                                          sizeof(struct outdir_s)*sp->nall);
625 <                if (ndarr == NULL)
625 >                if (ndarr == NULL) {
626 >                        sprintf(SDerrorDetail,
627 >                                "Cannot grow scaffold to %u entries", sp->nall);
628                          return -1;      /* abort build */
629 +                }
630                  sp->darr = ndarr;
631          }
632                                          /* find Hilbert entry index */
633          bmin[0] = cmin[0]*(double)iwmax + .5;
634          bmin[1] = cmin[1]*(double)iwmax + .5;
635 <        bmax[0] = bmin[0] + wid;
636 <        bmax[1] = bmin[1] + wid;
637 <        hilbert_box_vtx(2, sizeof(bitmask_t), sizeof(unsigned)*4,
638 <                                                        1, bmin, bmax);
400 <        sp->darr[sp->alen].hent = hilbert_c2i(2, sizeof(unsigned)*4, bmin);
635 >        bmax[0] = bmin[0] + wid-1;
636 >        bmax[1] = bmin[1] + wid-1;
637 >        hilbert_box_vtx(2, sizeof(bitmask_t), iwbits, 1, bmin, bmax);
638 >        sp->darr[sp->alen].hent = hilbert_c2i(2, iwbits, bmin);
639          sp->darr[sp->alen].wid = wid;
640          sp->darr[sp->alen].bsdf = val;
641          sp->alen++;                     /* on to the next entry */
# Line 408 | Line 646 | build_scaffold(float val, const double *cmin, double c
646   static int
647   sscmp(const void *p1, const void *p2)
648   {
649 <        return (int)((*(const struct outdir_s *)p1).hent -
650 <                        (*(const struct outdir_s *)p2).hent);
649 >        unsigned        h1 = (*(const struct outdir_s *)p1).hent;
650 >        unsigned        h2 = (*(const struct outdir_s *)p2).hent;
651 >
652 >        if (h1 > h2)
653 >                return 1;
654 >        if (h1 < h2)
655 >                return -1;
656 >        return 0;
657   }
658  
659   /* Create a new cumulative distribution for the given input direction */
660   static SDTreCDst *
661 < make_cdist(const SDTre *sdt, const double *pos)
661 > make_cdist(const SDTre *sdt, const double *invec, int rev)
662   {
419        const unsigned  cumlmax = ~0;
663          SDdistScaffold  myScaffold;
664 +        double          pos[4];
665 +        int             cmask;
666          SDTreCDst       *cd;
667          struct outdir_s *sp;
668          double          scale, cursum;
# Line 425 | Line 670 | make_cdist(const SDTre *sdt, const double *pos)
670                                          /* initialize scaffold */
671          myScaffold.wmin = iwmax;
672          myScaffold.wmax = 0;
673 <        myScaffold.nic = sdt->st->ndim - 2;
673 >        myScaffold.nic = sdt->stc[tt_Y]->ndim - 2;
674 >        myScaffold.rev = rev;
675          myScaffold.alen = 0;
676 <        myScaffold.nall = 8192;
676 >        myScaffold.nall = 512;
677          myScaffold.darr = (struct outdir_s *)malloc(sizeof(struct outdir_s) *
678                                                          myScaffold.nall);
679          if (myScaffold.darr == NULL)
680                  return NULL;
681 +                                        /* set up traversal */
682 +        cmask = (1<<myScaffold.nic) - 1;
683 +        for (i = myScaffold.nic; i--; )
684 +                        pos[i+2*rev] = invec[i];
685 +        cmask <<= 2*rev;
686                                          /* grow the distribution */
687 <        if (SDtraverseTre(sdt->st, pos, (1<<myScaffold.nic)-1,
688 <                                &build_scaffold, &myScaffold) < 0) {
687 >        if (SDtraverseTre(sdt->stc[tt_Y], pos, cmask,
688 >                                build_scaffold, &myScaffold) < 0) {
689                  free(myScaffold.darr);
690                  return NULL;
691          }
# Line 442 | Line 693 | make_cdist(const SDTre *sdt, const double *pos)
693          cd = (SDTreCDst *)malloc(sizeof(SDTreCDst) +
694                                  sizeof(cd->carr[0])*myScaffold.alen);
695          if (cd == NULL) {
696 +                sprintf(SDerrorDetail,
697 +                        "Cannot allocate %u entry cumulative distribution",
698 +                                myScaffold.alen);
699                  free(myScaffold.darr);
700                  return NULL;
701          }
702 +        cd->isodist = (myScaffold.nic == 1);
703                                          /* sort the distribution */
704          qsort(myScaffold.darr, cd->calen = myScaffold.alen,
705 <                                sizeof(struct outdir_s), &sscmp);
705 >                                sizeof(struct outdir_s), sscmp);
706  
707                                          /* record input range */
708 <        scale = (double)myScaffold.wmin / iwmax;
708 >        scale = myScaffold.wmin / (double)iwmax;
709          for (i = myScaffold.nic; i--; ) {
710 <                cd->clim[i][0] = floor(pos[i]/scale + .5) * scale;
710 >                cd->clim[i][0] = floor(pos[i+2*rev]/scale) * scale;
711                  cd->clim[i][1] = cd->clim[i][0] + scale;
712          }
713 +        if (cd->isodist) {              /* avoid issue in SDqueryTreProjSA() */
714 +                cd->clim[1][0] = cd->clim[0][0];
715 +                cd->clim[1][1] = cd->clim[0][1];
716 +        }
717          cd->max_psa = myScaffold.wmax / (double)iwmax;
718          cd->max_psa *= cd->max_psa * M_PI;
719 <        cd->isxmit = sdt->isxmit;
719 >        if (rev)
720 >                cd->sidef = (sdt->sidef==SD_BXMIT) ? SD_FXMIT : SD_BXMIT;
721 >        else
722 >                cd->sidef = sdt->sidef;
723          cd->cTotal = 1e-20;             /* compute directional total */
724          sp = myScaffold.darr;
725          for (i = myScaffold.alen; i--; sp++)
# Line 466 | Line 728 | make_cdist(const SDTre *sdt, const double *pos)
728          scale = (double)cumlmax / cd->cTotal;
729          sp = myScaffold.darr;
730          for (i = 0; i < cd->calen; i++, sp++) {
731 +                cd->carr[i].hndx = sp->hent;
732                  cd->carr[i].cuml = scale*cursum + .5;
733                  cursum += sp->bsdf * (double)sp->wid * sp->wid;
734          }
# Line 483 | Line 746 | SDgetTreCDist(const FVECT inVec, SDComponent *sdc)
746   {
747          const SDTre     *sdt;
748          double          inCoord[2];
486        int             vflags;
749          int             i;
750 +        int             mode;
751          SDTreCDst       *cd, *cdlast;
752                                          /* check arguments */
753          if ((inVec == NULL) | (sdc == NULL) ||
754                          (sdt = (SDTre *)sdc->dist) == NULL)
755                  return NULL;
756 <        if (sdt->st->ndim == 3)         /* isotropic BSDF? */
757 <                inCoord[0] = .5 - .5*sqrt(inVec[0]*inVec[0] + inVec[1]*inVec[1]);
758 <        else if (sdt->st->ndim == 4)
759 <                SDdisk2square(inCoord, -inVec[0], -inVec[1]);
760 <        else
756 >        switch (mode = sdt->sidef) {    /* check direction */
757 >        case SD_FREFL:
758 >                if (inVec[2] < 0)
759 >                        return NULL;
760 >                break;
761 >        case SD_BREFL:
762 >                if (inVec[2] > 0)
763 >                        return NULL;
764 >                break;
765 >        case SD_FXMIT:
766 >                if (inVec[2] < 0)
767 >                        mode = SD_BXMIT;
768 >                break;
769 >        case SD_BXMIT:
770 >                if (inVec[2] > 0)
771 >                        mode = SD_FXMIT;
772 >                break;
773 >        default:
774 >                return NULL;
775 >        }
776 >        if (sdt->stc[tt_Y]->ndim == 3) {        /* isotropic BSDF? */
777 >                if (mode != sdt->sidef) /* XXX unhandled reciprocity */
778 >                        return &SDemptyCD;
779 >                inCoord[0] = (.5-FTINY) -
780 >                                .5*sqrt(inVec[0]*inVec[0] + inVec[1]*inVec[1]);
781 >        } else if (sdt->stc[tt_Y]->ndim == 4) {
782 >                if (mode != sdt->sidef) /* use reciprocity? */
783 >                        SDdisk2square(inCoord, inVec[0], inVec[1]);
784 >                else
785 >                        SDdisk2square(inCoord, -inVec[0], -inVec[1]);
786 >        } else
787                  return NULL;            /* should be internal error */
788 +                                        /* quantize to avoid f.p. errors */
789 +        for (i = sdt->stc[tt_Y]->ndim - 2; i--; )
790 +                inCoord[i] = floor(inCoord[i]/quantum)*quantum + .5*quantum;
791          cdlast = NULL;                  /* check for direction in cache list */
792          for (cd = (SDTreCDst *)sdc->cdList; cd != NULL;
793 <                                cdlast = cd, cd = (SDTreCDst *)cd->next) {
794 <                for (i = sdt->st->ndim - 2; i--; )
793 >                                        cdlast = cd, cd = cd->next) {
794 >                if (cd->sidef != mode)
795 >                        continue;
796 >                for (i = sdt->stc[tt_Y]->ndim - 2; i--; )
797                          if ((cd->clim[i][0] > inCoord[i]) |
798                                          (inCoord[i] >= cd->clim[i][1]))
799                                  break;
# Line 507 | Line 801 | SDgetTreCDist(const FVECT inVec, SDComponent *sdc)
801                          break;          /* means we have a match */
802          }
803          if (cd == NULL)                 /* need to create new entry? */
804 <                cdlast = cd = make_cdist(sdt, inCoord);
804 >                cdlast = cd = make_cdist(sdt, inCoord, mode != sdt->sidef);
805          if (cdlast != NULL) {           /* move entry to head of cache list */
806                  cdlast->next = cd->next;
807 <                cd->next = sdc->cdList;
807 >                cd->next = (SDTreCDst *)sdc->cdList;
808                  sdc->cdList = (SDCDst *)cd;
809          }
810          return (SDCDst *)cd;            /* ready to go */
# Line 529 | Line 823 | SDqueryTreProjSA(double *psa, const FVECT v1, const RR
823                                          /* get projected solid angle(s) */
824          if (v2 != NULL) {
825                  const SDTre     *sdt = (SDTre *)sdc->dist;
826 <                double          hcube[SD_MAXDIM];
827 <                if (SDqueryTre(sdt, v1, v2, hcube) < 0) {
828 <                        if (qflags == SDqueryVal)
829 <                                *psa = M_PI;
536 <                        return SDEnone;
826 >                double          hcube[SD_MAXDIM+1];
827 >                if (!SDqueryTre(sdt, NULL, v1, v2, hcube)) {
828 >                        strcpy(SDerrorDetail, "Bad call to SDqueryTreProjSA");
829 >                        return SDEinternal;
830                  }
831 <                myPSA[0] = hcube[sdt->st->ndim];
831 >                myPSA[0] = hcube[sdt->stc[tt_Y]->ndim];
832                  myPSA[1] = myPSA[0] *= myPSA[0] * M_PI;
833          } else {
834                  const SDTreCDst *cd = (const SDTreCDst *)SDgetTreCDist(v1, sdc);
835                  if (cd == NULL)
836 <                        return SDEmemory;
837 <                myPSA[0] = M_PI * (cd->clim[0][1] - cd->clim[0][0]) *
838 <                                (cd->clim[1][1] - cd->clim[1][0]);
839 <                myPSA[1] = cd->max_psa;
836 >                        myPSA[0] = myPSA[1] = 0;
837 >                else {
838 >                        myPSA[0] = M_PI * (cd->clim[0][1] - cd->clim[0][0]) *
839 >                                        (cd->clim[1][1] - cd->clim[1][0]);
840 >                        myPSA[1] = cd->max_psa;
841 >                }
842          }
843          switch (qflags) {               /* record based on flag settings */
844          case SDqueryVal:
# Line 558 | Line 853 | SDqueryTreProjSA(double *psa, const FVECT v1, const RR
853                          psa[1] = myPSA[1];
854                  /* fall through */
855          case SDqueryMin:
856 <                if (myPSA[0] < psa[0])
856 >                if ((myPSA[0] > 0) & (myPSA[0] < psa[0]))
857                          psa[0] = myPSA[0];
858                  break;
859          }
# Line 571 | Line 866 | SDsampTreCDist(FVECT ioVec, double randX, const SDCDst
866   {
867          const unsigned  nBitsC = 4*sizeof(bitmask_t);
868          const unsigned  nExtraBits = 8*(sizeof(bitmask_t)-sizeof(unsigned));
574        const unsigned  maxval = ~0;
869          const SDTreCDst *cd = (const SDTreCDst *)cdp;
870 <        const unsigned  target = randX*maxval;
870 >        const unsigned  target = randX*cumlmax;
871          bitmask_t       hndx, hcoord[2];
872 <        double          gpos[3];
872 >        double          gpos[3], rotangle;
873          int             i, iupper, ilower;
874                                          /* check arguments */
875          if ((ioVec == NULL) | (cd == NULL))
876                  return SDEargument;
877 +        if (!cd->sidef)
878 +                return SDEnone;         /* XXX should never happen */
879 +        if (ioVec[2] > 0) {
880 +                if ((cd->sidef != SD_FREFL) & (cd->sidef != SD_FXMIT))
881 +                        return SDEargument;
882 +        } else if ((cd->sidef != SD_BREFL) & (cd->sidef != SD_BXMIT))
883 +                return SDEargument;
884                                          /* binary search to find position */
885          ilower = 0; iupper = cd->calen;
886          while ((i = (iupper + ilower) >> 1) != ilower)
887 <                if ((long)target >= (long)cd->carr[i].cuml)
887 >                if (target >= cd->carr[i].cuml)
888                          ilower = i;
889                  else
890                          iupper = i;
891                                          /* localize random position */
892 <        randX = (randX*maxval - cd->carr[ilower].cuml) /
892 >        randX = (randX*cumlmax - cd->carr[ilower].cuml) /
893                      (double)(cd->carr[iupper].cuml - cd->carr[ilower].cuml);
894                                          /* index in longer Hilbert curve */
895          hndx = (randX*cd->carr[iupper].hndx + (1.-randX)*cd->carr[ilower].hndx)
# Line 599 | Line 900 | SDsampTreCDist(FVECT ioVec, double randX, const SDCDst
900                  gpos[i] = ((double)hcoord[i] + rand()*(1./(RAND_MAX+.5))) /
901                                  (double)((bitmask_t)1 << nBitsC);
902          SDsquare2disk(gpos, gpos[0], gpos[1]);
903 +                                        /* compute Z-coordinate */
904          gpos[2] = 1. - gpos[0]*gpos[0] - gpos[1]*gpos[1];
905 <        if (gpos[2] > 0)                /* paranoia, I hope */
906 <                gpos[2] = sqrt(gpos[2]);
907 <        if (ioVec[2] > 0 ^ !cd->isxmit)
905 >        gpos[2] = sqrt(gpos[2]*(gpos[2]>0));
906 >                                        /* emit from back? */
907 >        if ((cd->sidef == SD_BREFL) | (cd->sidef == SD_FXMIT))
908                  gpos[2] = -gpos[2];
909 <        VCOPY(ioVec, gpos);
909 >        if (cd->isodist) {              /* rotate isotropic sample */
910 >                rotangle = atan2(-ioVec[1],-ioVec[0]);
911 >                spinvector(ioVec, gpos, zvec, rotangle);
912 >        } else
913 >                VCOPY(ioVec, gpos);
914          return SDEnone;
915   }
916  
917 + /* Advance pointer to the next non-white character in the string (or nul) */
918 + static int
919 + next_token(char **spp)
920 + {
921 +        while (isspace(**spp))
922 +                ++*spp;
923 +        return **spp;
924 + }
925 +
926 + /* Advance pointer past matching token (or any token if c==0) */
927 + #define eat_token(spp,c)        (next_token(spp)==(c) ^ !(c) ? *(*(spp))++ : 0)
928 +
929 + /* Count words from this point in string to '}' */
930 + static int
931 + count_values(char *cp)
932 + {
933 +        int     n = 0;
934 +
935 +        while (next_token(&cp) != '}' && *cp) {
936 +                while (!isspace(*cp) & (*cp != ',') & (*cp != '}'))
937 +                        if (!*++cp)
938 +                                break;
939 +                ++n;
940 +                eat_token(&cp, ',');
941 +        }
942 +        return n;
943 + }
944 +
945 + /* Load an array of real numbers, returning total */
946 + static int
947 + load_values(char **spp, float *va, int n)
948 + {
949 +        float   *v = va;
950 +        char    *svnext;
951 +
952 +        while (n-- > 0 && (svnext = fskip(*spp)) != NULL) {
953 +                if ((*v++ = atof(*spp)) < 0)
954 +                        v[-1] = 0;
955 +                *spp = svnext;
956 +                eat_token(spp, ',');
957 +        }
958 +        return v - va;
959 + }
960 +
961 + /* Load BSDF tree data */
962 + static SDNode *
963 + load_tree_data(char **spp, int nd)
964 + {
965 +        SDNode  *st;
966 +        int     n;
967 +
968 +        if (!eat_token(spp, '{')) {
969 +                strcpy(SDerrorDetail, "Missing '{' in tensor tree");
970 +                return NULL;
971 +        }
972 +        if (next_token(spp) == '{') {   /* tree branches */
973 +                st = SDnewNode(nd, -1);
974 +                if (st == NULL)
975 +                        return NULL;
976 +                for (n = 0; n < 1<<nd; n++)
977 +                        if ((st->u.t[n] = load_tree_data(spp, nd)) == NULL) {
978 +                                SDfreeTre(st);
979 +                                return NULL;
980 +                        }
981 +        } else {                        /* else load value grid */
982 +                int     bsiz;
983 +                n = count_values(*spp); /* see how big the grid is */
984 +                for (bsiz = 0; bsiz < 8*sizeof(size_t); bsiz += nd)
985 +                        if (1<<bsiz == n)
986 +                                break;
987 +                if (bsiz >= 8*sizeof(size_t)) {
988 +                        strcpy(SDerrorDetail, "Illegal value count in tensor tree");
989 +                        return NULL;
990 +                }
991 +                st = SDnewNode(nd, bsiz/nd);
992 +                if (st == NULL)
993 +                        return NULL;
994 +                if (load_values(spp, st->u.v, n) != n) {
995 +                        strcpy(SDerrorDetail, "Real format error in tensor tree");
996 +                        SDfreeTre(st);
997 +                        return NULL;
998 +                }
999 +        }
1000 +        if (!eat_token(spp, '}')) {
1001 +                strcpy(SDerrorDetail, "Missing '}' in tensor tree");
1002 +                SDfreeTre(st);
1003 +                return NULL;
1004 +        }
1005 +        eat_token(spp, ',');
1006 +        return st;
1007 + }
1008 +
1009 + /* Compute min. proj. solid angle and max. direct hemispherical scattering */
1010 + static SDError
1011 + get_extrema(SDSpectralDF *df)
1012 + {
1013 +        SDNode  *st = (*(SDTre *)df->comp[0].dist).stc[tt_Y];
1014 +        double  stepWidth, dhemi, bmin[4], bmax[4];
1015 +
1016 +        stepWidth = SDsmallestLeaf(st);
1017 +        if (quantum > stepWidth)        /* adjust quantization factor */
1018 +                quantum = stepWidth;
1019 +        df->minProjSA = M_PI*stepWidth*stepWidth;
1020 +        if (stepWidth < .03125)
1021 +                stepWidth = .03125;     /* 1/32 resolution good enough */
1022 +        df->maxHemi = .0;
1023 +        if (st->ndim == 3) {            /* isotropic BSDF */
1024 +                bmin[1] = bmin[2] = .0;
1025 +                bmax[1] = bmax[2] = 1.;
1026 +                for (bmin[0] = .0; bmin[0] < .5-FTINY; bmin[0] += stepWidth) {
1027 +                        bmax[0] = bmin[0] + stepWidth;
1028 +                        dhemi = SDavgTreBox(st, bmin, bmax);
1029 +                        if (dhemi > df->maxHemi)
1030 +                                df->maxHemi = dhemi;
1031 +                }
1032 +        } else if (st->ndim == 4) {     /* anisotropic BSDF */
1033 +                bmin[2] = bmin[3] = .0;
1034 +                bmax[2] = bmax[3] = 1.;
1035 +                for (bmin[0] = .0; bmin[0] < 1.-FTINY; bmin[0] += stepWidth) {
1036 +                        bmax[0] = bmin[0] + stepWidth;
1037 +                        for (bmin[1] = .0; bmin[1] < 1.-FTINY; bmin[1] += stepWidth) {
1038 +                                bmax[1] = bmin[1] + stepWidth;
1039 +                                dhemi = SDavgTreBox(st, bmin, bmax);
1040 +                                if (dhemi > df->maxHemi)
1041 +                                        df->maxHemi = dhemi;
1042 +                        }
1043 +                }
1044 +        } else
1045 +                return SDEinternal;
1046 +                                        /* correct hemispherical value */
1047 +        df->maxHemi *= M_PI;
1048 +        return SDEnone;
1049 + }
1050 +
1051 + /* Load BSDF distribution for this wavelength */
1052 + static SDError
1053 + load_bsdf_data(SDData *sd, ezxml_t wdb, int ct, int ndim)
1054 + {
1055 +        SDSpectralDF    *df;
1056 +        SDTre           *sdt;
1057 +        char            *sdata;
1058 +                                        /* allocate BSDF component */
1059 +        sdata = ezxml_txt(ezxml_child(wdb, "WavelengthDataDirection"));
1060 +        if (!sdata)
1061 +                return SDEnone;
1062 +        /*
1063 +         * Remember that front and back are reversed from WINDOW 6 orientations
1064 +         */
1065 +        if (!strcasecmp(sdata, "Transmission Front")) {
1066 +                if (sd->tb == NULL && (sd->tb = SDnewSpectralDF(1)) == NULL)
1067 +                        return SDEmemory;
1068 +                df = sd->tb;
1069 +        } else if (!strcasecmp(sdata, "Transmission Back")) {
1070 +                if (sd->tf == NULL && (sd->tf = SDnewSpectralDF(1)) == NULL)
1071 +                        return SDEmemory;
1072 +                df = sd->tf;
1073 +        } else if (!strcasecmp(sdata, "Reflection Front")) {
1074 +                if (sd->rb == NULL && (sd->rb = SDnewSpectralDF(1)) == NULL)
1075 +                        return SDEmemory;
1076 +                df = sd->rb;
1077 +        } else if (!strcasecmp(sdata, "Reflection Back")) {
1078 +                if (sd->rf == NULL && (sd->rf = SDnewSpectralDF(1)) == NULL)
1079 +                        return SDEmemory;
1080 +                df = sd->rf;
1081 +        } else
1082 +                return SDEnone;
1083 +                                        /* get angle bases */
1084 +        sdata = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"AngleBasis"));
1085 +        if (!sdata || strcasecmp(sdata, "LBNL/Shirley-Chiu")) {
1086 +                sprintf(SDerrorDetail, "%s angle basis for BSDF '%s'",
1087 +                                !sdata ? "Missing" : "Unsupported", sd->name);
1088 +                return !sdata ? SDEformat : SDEsupport;
1089 +        }
1090 +        if (df->comp[0].dist == NULL) { /* need to allocate BSDF tree? */
1091 +                sdt = (SDTre *)malloc(sizeof(SDTre));
1092 +                if (sdt == NULL)
1093 +                        return SDEmemory;
1094 +                if (df == sd->rf)
1095 +                        sdt->sidef = SD_FREFL;
1096 +                else if (df == sd->rb)
1097 +                        sdt->sidef = SD_BREFL;
1098 +                else if (df == sd->tf)
1099 +                        sdt->sidef = SD_FXMIT;
1100 +                else /* df == sd->tb */
1101 +                        sdt->sidef = SD_BXMIT;
1102 +                sdt->stc[tt_Y] = sdt->stc[tt_u] = sdt->stc[tt_v] = NULL;
1103 +                df->comp[0].dist = sdt;
1104 +                df->comp[0].func = &SDhandleTre;
1105 +        } else {
1106 +                sdt = (SDTre *)df->comp[0].dist;
1107 +                if (sdt->stc[ct] != NULL) {
1108 +                        SDfreeTre(sdt->stc[ct]);
1109 +                        sdt->stc[ct] = NULL;
1110 +                }
1111 +        }
1112 +                                        /* read BSDF data */
1113 +        sdata = ezxml_txt(ezxml_child(wdb, "ScatteringData"));
1114 +        if (!sdata || !next_token(&sdata)) {
1115 +                sprintf(SDerrorDetail, "Missing BSDF ScatteringData in '%s'",
1116 +                                sd->name);
1117 +                return SDEformat;
1118 +        }
1119 +        sdt->stc[ct] = load_tree_data(&sdata, ndim);
1120 +        if (sdt->stc[ct] == NULL)
1121 +                return SDEformat;
1122 +        if (next_token(&sdata)) {       /* check for unconsumed characters */
1123 +                sprintf(SDerrorDetail,
1124 +                        "Extra characters at end of ScatteringData in '%s'",
1125 +                                sd->name);
1126 +                return SDEformat;
1127 +        }
1128 +                                        /* flatten branches where possible */
1129 +        sdt->stc[ct] = SDsimplifyTre(sdt->stc[ct]);
1130 +        if (sdt->stc[ct] == NULL)
1131 +                return SDEinternal;
1132 +                                        /* compute global quantities for Y */
1133 +        return (ct == tt_Y) ? get_extrema(df) : SDEnone;
1134 + }
1135 +
1136 + /* Find minimum value in tree */
1137 + static float
1138 + SDgetTreMin(const SDNode *st)
1139 + {
1140 +        float   vmin = FHUGE;
1141 +        int     n;
1142 +
1143 +        if (st->log2GR < 0) {
1144 +                for (n = 1<<st->ndim; n--; ) {
1145 +                        float   v = SDgetTreMin(st->u.t[n]);
1146 +                        if (v < vmin)
1147 +                                vmin = v;
1148 +                }
1149 +        } else {
1150 +                for (n = 1<<(st->ndim*st->log2GR); n--; )
1151 +                        if (st->u.v[n] < vmin)
1152 +                                vmin = st->u.v[n];
1153 +        }
1154 +        return vmin;
1155 + }
1156 +
1157 + /* Subtract the given value from all tree nodes */
1158 + static void
1159 + SDsubtractTreVal(SDNode *st, float val)
1160 + {
1161 +        int     n;
1162 +
1163 +        if (st->log2GR < 0) {
1164 +                for (n = 1<<st->ndim; n--; )
1165 +                        SDsubtractTreVal(st->u.t[n], val);
1166 +        } else {
1167 +                for (n = 1<<(st->ndim*st->log2GR); n--; )
1168 +                        if ((st->u.v[n] -= val) < 0)
1169 +                                st->u.v[n] = .0f;
1170 +        }
1171 + }
1172 +
1173 + /* Subtract minimum Y value from BSDF */
1174 + static double
1175 + subtract_min_Y(SDNode *st)
1176 + {
1177 +        float   vmin;
1178 +                                        /* be sure to skip unused portion */
1179 +        if (st->ndim == 3) {
1180 +                int     n;
1181 +                vmin = 1./M_PI;
1182 +                if (st->log2GR < 0) {
1183 +                        for (n = 0; n < 8; n += 2) {
1184 +                                float   v = SDgetTreMin(st->u.t[n]);
1185 +                                if (v < vmin)
1186 +                                        vmin = v;
1187 +                        }
1188 +                } else if (st->log2GR) {
1189 +                        for (n = 1 << (3*st->log2GR - 1); n--; )
1190 +                                if (st->u.v[n] < vmin)
1191 +                                        vmin = st->u.v[n];
1192 +                } else
1193 +                        vmin = st->u.v[0];
1194 +        } else                          /* anisotropic covers entire tree */
1195 +                vmin = SDgetTreMin(st);
1196 +
1197 +        if (vmin <= FTINY)
1198 +                return .0;
1199 +
1200 +        SDsubtractTreVal(st, vmin);
1201 +
1202 +        return M_PI * vmin;             /* return hemispherical value */
1203 + }
1204 +
1205 + /* Struct used in callback to find RGB extrema */
1206 + typedef struct {
1207 +        SDNode  **stc;                  /* original Y, u' & v' trees */
1208 +        float   rgb[3];                 /* RGB value */
1209 +        SDNode  *new_stu, *new_stv;     /* replacement u' & v' trees */
1210 + } SDextRGBs;
1211 +
1212 + /* Callback to find minimum RGB from Y value plus CIE (u',v') trees */
1213 + static int
1214 + get_min_RGB(float yval, const double *cmin, double csiz, void *cptr)
1215 + {
1216 +        SDextRGBs       *mp = (SDextRGBs *)cptr;
1217 +        double          cmax[SD_MAXDIM];
1218 +        float           rgb[3];
1219 +
1220 +        if (mp->stc[tt_Y]->ndim == 3) {
1221 +                if (cmin[0] + .5*csiz >= .5)
1222 +                        return 0;       /* ignore dead half of isotropic */
1223 +        } else
1224 +                cmax[3] = cmin[3] + csiz;
1225 +        cmax[0] = cmin[0] + csiz;
1226 +        cmax[1] = cmin[1] + csiz;
1227 +        cmax[2] = cmin[2] + csiz;
1228 +                                        /* average RGB color over voxel */
1229 +        SDyuv2rgb(yval, SDavgTreBox(mp->stc[tt_u], cmin, cmax),
1230 +                        SDavgTreBox(mp->stc[tt_v], cmin, cmax), rgb);
1231 +                                        /* track smallest components */
1232 +        if (rgb[0] < mp->rgb[0]) mp->rgb[0] = rgb[0];
1233 +        if (rgb[1] < mp->rgb[1]) mp->rgb[1] = rgb[1];
1234 +        if (rgb[2] < mp->rgb[2]) mp->rgb[2] = rgb[2];
1235 +        return 0;
1236 + }
1237 +
1238 + /* Callback to build adjusted u' tree */
1239 + static int
1240 + adjust_utree(float uprime, const double *cmin, double csiz, void *cptr)
1241 + {
1242 +        SDextRGBs       *mp = (SDextRGBs *)cptr;
1243 +        double          cmax[SD_MAXDIM];
1244 +        double          yval;
1245 +        float           rgb[3];
1246 +        C_COLOR         clr;
1247 +
1248 +        if (mp->stc[tt_Y]->ndim == 3) {
1249 +                if (cmin[0] + .5*csiz >= .5)
1250 +                        return 0;       /* ignore dead half of isotropic */
1251 +        } else
1252 +                cmax[3] = cmin[3] + csiz;
1253 +        cmax[0] = cmin[0] + csiz;
1254 +        cmax[1] = cmin[1] + csiz;
1255 +        cmax[2] = cmin[2] + csiz;
1256 +                                        /* average RGB color over voxel */
1257 +        SDyuv2rgb(yval=SDavgTreBox(mp->stc[tt_Y], cmin, cmax), uprime,
1258 +                        SDavgTreBox(mp->stc[tt_v], cmin, cmax), rgb);
1259 +                                        /* subtract minimum (& clamp) */
1260 +        if ((rgb[0] -= mp->rgb[0]) < 1e-5*yval) rgb[0] = 1e-5*yval;
1261 +        if ((rgb[1] -= mp->rgb[1]) < 1e-5*yval) rgb[1] = 1e-5*yval;
1262 +        if ((rgb[2] -= mp->rgb[2]) < 1e-5*yval) rgb[2] = 1e-5*yval;
1263 +        c_fromSharpRGB(rgb, &clr);      /* compute new u' for adj. RGB */
1264 +        uprime = 4.*clr.cx/(-2.*clr.cx + 12.*clr.cy + 3.);
1265 +                                        /* assign in new u' tree */
1266 +        mp->new_stu = SDsetVoxel(mp->new_stu, mp->stc[tt_Y]->ndim,
1267 +                                        cmin, csiz, uprime);
1268 +        return -(mp->new_stu == NULL);
1269 + }
1270 +
1271 + /* Callback to build adjusted v' tree */
1272 + static int
1273 + adjust_vtree(float vprime, const double *cmin, double csiz, void *cptr)
1274 + {
1275 +        SDextRGBs       *mp = (SDextRGBs *)cptr;
1276 +        double          cmax[SD_MAXDIM];
1277 +        double          yval;
1278 +        float           rgb[3];
1279 +        C_COLOR         clr;
1280 +
1281 +        if (mp->stc[tt_Y]->ndim == 3) {
1282 +                if (cmin[0] + .5*csiz >= .5)
1283 +                        return 0;       /* ignore dead half of isotropic */
1284 +        } else
1285 +                cmax[3] = cmin[3] + csiz;
1286 +        cmax[0] = cmin[0] + csiz;
1287 +        cmax[1] = cmin[1] + csiz;
1288 +        cmax[2] = cmin[2] + csiz;
1289 +                                        /* average RGB color over voxel */
1290 +        SDyuv2rgb(yval=SDavgTreBox(mp->stc[tt_Y], cmin, cmax),
1291 +                        SDavgTreBox(mp->stc[tt_u], cmin, cmax),
1292 +                        vprime, rgb);
1293 +                                        /* subtract minimum (& clamp) */
1294 +        if ((rgb[0] -= mp->rgb[0]) < 1e-5*yval) rgb[0] = 1e-5*yval;
1295 +        if ((rgb[1] -= mp->rgb[1]) < 1e-5*yval) rgb[1] = 1e-5*yval;
1296 +        if ((rgb[2] -= mp->rgb[2]) < 1e-5*yval) rgb[2] = 1e-5*yval;
1297 +        c_fromSharpRGB(rgb, &clr);      /* compute new v' for adj. RGB */
1298 +        vprime = 9.*clr.cy/(-2.*clr.cx + 12.*clr.cy + 3.);
1299 +                                        /* assign in new v' tree */
1300 +        mp->new_stv = SDsetVoxel(mp->new_stv, mp->stc[tt_Y]->ndim,
1301 +                                        cmin, csiz, vprime);
1302 +        return -(mp->new_stv == NULL);
1303 + }
1304 +
1305 + /* Subtract minimum (diffuse) color and return luminance & CIE (x,y) */
1306 + static double
1307 + subtract_min_RGB(C_COLOR *cs, SDNode *stc[])
1308 + {
1309 +        SDextRGBs       my_min;
1310 +        double          ymin;
1311 +
1312 +        my_min.stc = stc;
1313 +        my_min.rgb[0] = my_min.rgb[1] = my_min.rgb[2] = FHUGE;
1314 +        my_min.new_stu = my_min.new_stv = NULL;
1315 +                                        /* get minimum RGB value */
1316 +        SDtraverseTre(stc[tt_Y], NULL, 0, get_min_RGB, &my_min);
1317 +        ymin = tt_RGB_coef[0]*my_min.rgb[0] +
1318 +                        tt_RGB_coef[1]*my_min.rgb[1] +
1319 +                                        tt_RGB_coef[2]*my_min.rgb[2];
1320 +        if (ymin <= 1e-5) {
1321 +                *cs = c_dfcolor;
1322 +                return .0;              /* not worth bothering about */
1323 +        }
1324 +                                        /* adjust u' & v' values */
1325 +        SDtraverseTre(stc[tt_u], NULL, 0, adjust_utree, &my_min);
1326 +        SDtraverseTre(stc[tt_v], NULL, 0, adjust_vtree, &my_min);
1327 +        SDfreeTre(stc[tt_u]); SDfreeTre(stc[tt_v]);
1328 +        stc[tt_u] = SDsimplifyTre(my_min.new_stu);
1329 +        stc[tt_v] = SDsimplifyTre(my_min.new_stv);
1330 +                                        /* finally, subtract Y value */
1331 +        SDsubtractTreVal(stc[tt_Y], ymin);
1332 +                                        /* return color and Y */
1333 +        c_fromSharpRGB(my_min.rgb, cs);
1334 +        return M_PI*ymin;
1335 + }
1336 +
1337 + /* Extract and separate diffuse portion of BSDF */
1338 + static void
1339 + extract_diffuse(SDValue *dv, SDSpectralDF *df)
1340 + {
1341 +        int     n;
1342 +        SDTre   *sdt;
1343 +
1344 +        if (df == NULL || df->ncomp <= 0) {
1345 +                dv->spec = c_dfcolor;
1346 +                dv->cieY = .0;
1347 +                return;
1348 +        }
1349 +        sdt = (SDTre *)df->comp[0].dist;
1350 +                                        /* subtract minimum color/grayscale */
1351 +        if (sdt->stc[tt_u] != NULL && sdt->stc[tt_v] != NULL) {
1352 +                int     i = 3*(tt_RGB_coef[1] < .001);
1353 +                while (i--) {           /* initialize on first call */
1354 +                        float   rgb[3];
1355 +                        rgb[0] = rgb[1] = rgb[2] = .0f; rgb[i] = 1.f;
1356 +                        tt_RGB_coef[i] = c_fromSharpRGB(rgb, &tt_RGB_prim[i]);
1357 +                }
1358 +                memcpy(df->comp[0].cspec, tt_RGB_prim, sizeof(tt_RGB_prim));
1359 +                dv->cieY = subtract_min_RGB(&dv->spec, sdt->stc);
1360 +        } else {
1361 +                df->comp[0].cspec[0] = c_dfcolor;
1362 +                dv->cieY = subtract_min_Y(sdt->stc[tt_Y]);
1363 +        }
1364 +        df->maxHemi -= dv->cieY;        /* adjust maximum hemispherical */
1365 +                                        /* make sure everything is set */
1366 +        c_ccvt(&dv->spec, C_CSXY+C_CSSPEC);
1367 + }
1368 +
1369   /* Load a variable-resolution BSDF tree from an open XML file */
1370   SDError
1371   SDloadTre(SDData *sd, ezxml_t wtl)
1372   {
1373 <        return SDEsupport;
1373 >        SDError         ec;
1374 >        ezxml_t         wld, wdb;
1375 >        int             rank;
1376 >        char            *txt;
1377 >                                        /* basic checks and tensor rank */
1378 >        txt = ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1379 >                        "DataDefinition"), "IncidentDataStructure"));
1380 >        if (txt == NULL || !*txt) {
1381 >                sprintf(SDerrorDetail,
1382 >                        "BSDF \"%s\": missing IncidentDataStructure",
1383 >                                sd->name);
1384 >                return SDEformat;
1385 >        }
1386 >        if (!strcasecmp(txt, "TensorTree3"))
1387 >                rank = 3;
1388 >        else if (!strcasecmp(txt, "TensorTree4"))
1389 >                rank = 4;
1390 >        else {
1391 >                sprintf(SDerrorDetail,
1392 >                        "BSDF \"%s\": unsupported IncidentDataStructure",
1393 >                                sd->name);
1394 >                return SDEsupport;
1395 >        }
1396 >                                        /* load BSDF components */
1397 >        for (wld = ezxml_child(wtl, "WavelengthData");
1398 >                                wld != NULL; wld = wld->next) {
1399 >                const char      *cnm = ezxml_txt(ezxml_child(wld,"Wavelength"));
1400 >                int             ct = -1;
1401 >                if (!strcasecmp(cnm, "Visible"))
1402 >                        ct = tt_Y;
1403 >                else if (!strcasecmp(cnm, "CIE-u"))
1404 >                        ct = tt_u;
1405 >                else if (!strcasecmp(cnm, "CIE-v"))
1406 >                        ct = tt_v;
1407 >                else
1408 >                        continue;
1409 >                for (wdb = ezxml_child(wld, "WavelengthDataBlock");
1410 >                                        wdb != NULL; wdb = wdb->next)
1411 >                        if ((ec = load_bsdf_data(sd, wdb, ct, rank)) != SDEnone)
1412 >                                return ec;
1413 >        }
1414 >                                        /* separate diffuse components */
1415 >        extract_diffuse(&sd->rLambFront, sd->rf);
1416 >        extract_diffuse(&sd->rLambBack, sd->rb);
1417 >        if (sd->tf != NULL)
1418 >                extract_diffuse(&sd->tLamb, sd->tf);
1419 >        if (sd->tb != NULL)
1420 >                extract_diffuse(&sd->tLamb, sd->tb);
1421 >                                        /* return success */
1422 >        return SDEnone;
1423   }
1424  
1425   /* Variable resolution BSDF methods */

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