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

Comparing ray/src/common/bsdf_t.c (file contents):
Revision 3.5 by greg, Tue Apr 19 21:31:22 2011 UTC vs.
Revision 3.26 by greg, Sat Sep 29 21:18:20 2012 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 17 | Line 18 | static const char RCSid[] = "$Id$";
18   #include "ezxml.h"
19   #include "bsdf.h"
20   #include "bsdf_t.h"
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);
26 +
27 +                                        /* reference width maximum (1.0) */
28 + static const unsigned   iwbits = sizeof(unsigned)*4;
29 + static const unsigned   iwmax = 1<<(sizeof(unsigned)*4);
30 +                                        /* maximum cumulative value */
31 + static const unsigned   cumlmax = ~0;
32 +                                        /* constant z-vector */
33 + static const FVECT      zvec = {.0, .0, 1.};
34 +                                        /* quantization value */
35 + static double           quantum = 1./256.;
36 +
37 + /* Struct used for our distribution-building callback */
38 + typedef struct {
39 +        short           nic;            /* number of input coordinates */
40 +        short           rev;            /* reversing query */
41 +        unsigned        alen;           /* current array length */
42 +        unsigned        nall;           /* number of allocated entries */
43 +        unsigned        wmin;           /* minimum square size so far */
44 +        unsigned        wmax;           /* maximum square size */
45 +        struct outdir_s {
46 +                unsigned        hent;           /* entering Hilbert index */
47 +                int             wid;            /* this square size */
48 +                float           bsdf;           /* BSDF for this square */
49 +        }               *darr;          /* output direction array */
50 + } SDdistScaffold;
51 +
52   /* Allocate a new scattering distribution node */
53   static SDNode *
54   SDnewNode(int nd, int lg)
# Line 35 | Line 66 | SDnewNode(int nd, int lg)
66          }
67          if (lg < 0) {
68                  st = (SDNode *)malloc(sizeof(SDNode) +
69 <                                ((1<<nd) - 1)*sizeof(st->u.t[0]));
70 <                if (st != NULL)
71 <                        memset(st->u.t, 0, sizeof(st->u.t[0])<<nd);
72 <        } else
69 >                                sizeof(st->u.t[0])*((1<<nd) - 1));
70 >                if (st == NULL) {
71 >                        sprintf(SDerrorDetail,
72 >                                "Cannot allocate %d branch BSDF tree", 1<<nd);
73 >                        return NULL;
74 >                }
75 >                memset(st->u.t, 0, sizeof(st->u.t[0])<<nd);
76 >        } else {
77                  st = (SDNode *)malloc(sizeof(SDNode) +
78 <                                ((1 << nd*lg) - 1)*sizeof(st->u.v[0]));
79 <                
45 <        if (st == NULL) {
46 <                if (lg < 0)
78 >                                sizeof(st->u.v[0])*((1 << nd*lg) - 1));        
79 >                if (st == NULL) {
80                          sprintf(SDerrorDetail,
48 –                                "Cannot allocate %d branch BSDF tree", nd);
49 –                else
50 –                        sprintf(SDerrorDetail,
81                                  "Cannot allocate %d BSDF leaves", 1 << nd*lg);
82 <                return NULL;
82 >                        return NULL;
83 >                }
84          }
85          st->ndim = nd;
86          st->log2GR = lg;
# Line 58 | Line 89 | SDnewNode(int nd, int lg)
89  
90   /* Free an SD tree */
91   static void
92 < SDfreeTre(void *p)
92 > SDfreeTre(SDNode *st)
93   {
94 <        SDNode  *st = (SDNode *)p;
64 <        int     i;
94 >        int     n;
95  
96          if (st == NULL)
97                  return;
98 <        for (i = (st->log2GR < 0) << st->ndim; i--; )
99 <                SDfreeTre(st->u.t[i]);
100 <        free((void *)st);
98 >        for (n = (st->log2GR < 0) << st->ndim; n--; )
99 >                SDfreeTre(st->u.t[n]);
100 >        free(st);
101   }
102  
103 < #if 0   /* Unused and untested routines */
103 > /* Free a variable-resolution BSDF */
104 > static void
105 > SDFreeBTre(void *p)
106 > {
107 >        SDTre   *sdt = (SDTre *)p;
108  
109 +        if (sdt == NULL)
110 +                return;
111 +        SDfreeTre(sdt->st);
112 +        free(sdt);
113 + }
114 +
115 + /* Fill branch's worth of grid values from subtree */
116 + static void
117 + fill_grid_branch(float *dptr, const float *sptr, int nd, int shft)
118 + {
119 +        unsigned        n = 1 << (shft-1);
120 +
121 +        if (!--nd) {                    /* end on the line */
122 +                memcpy(dptr, sptr, sizeof(*dptr)*n);
123 +                return;
124 +        }
125 +        while (n--)                     /* recurse on each slice */
126 +                fill_grid_branch(dptr + (n << shft*nd),
127 +                                sptr + (n << (shft-1)*nd), nd, shft);
128 + }
129 +
130 + /* Get pointer at appropriate offset for the given branch */
131 + static float *
132 + grid_branch_start(SDNode *st, int n)
133 + {
134 +        unsigned        skipsiz = 1 << (st->log2GR - 1);
135 +        float           *vptr = st->u.v;
136 +        int             i;
137 +
138 +        for (i = st->ndim; i--; skipsiz <<= st->log2GR)
139 +                if (1<<i & n)
140 +                        vptr += skipsiz;
141 +        return vptr;
142 + }
143 +
144 + /* Simplify (consolidate) a tree by flattening uniform depth regions */
145 + static SDNode *
146 + SDsimplifyTre(SDNode *st)
147 + {
148 +        int             match, n;
149 +
150 +        if (st == NULL)                 /* check for invalid tree */
151 +                return NULL;
152 +        if (st->log2GR >= 0)            /* grid just returns unaltered */
153 +                return st;
154 +        match = 1;                      /* check if grids below match */
155 +        for (n = 0; n < 1<<st->ndim; n++) {
156 +                if ((st->u.t[n] = SDsimplifyTre(st->u.t[n])) == NULL)
157 +                        return NULL;    /* propogate error up call stack */
158 +                match &= (st->u.t[n]->log2GR == st->u.t[0]->log2GR);
159 +        }
160 +        if (match && (match = st->u.t[0]->log2GR) >= 0) {
161 +                SDNode  *stn = SDnewNode(st->ndim, match + 1);
162 +                if (stn == NULL)        /* out of memory? */
163 +                        return st;
164 +                                        /* transfer values to new grid */
165 +                for (n = 1 << st->ndim; n--; )
166 +                        fill_grid_branch(grid_branch_start(stn, n),
167 +                                        st->u.t[n]->u.v, stn->ndim, stn->log2GR);
168 +                SDfreeTre(st);          /* free old tree */
169 +                st = stn;               /* return new one */
170 +        }
171 +        return st;
172 + }
173 +
174 + /* Find smallest leaf in tree */
175 + static double
176 + SDsmallestLeaf(const SDNode *st)
177 + {
178 +        if (st->log2GR < 0) {           /* tree branches */
179 +                double  lmin = 1.;
180 +                int     n;
181 +                for (n = 1<<st->ndim; n--; ) {
182 +                        double  lsiz = SDsmallestLeaf(st->u.t[n]);
183 +                        if (lsiz < lmin)
184 +                                lmin = lsiz;
185 +                }
186 +                return .5*lmin;
187 +        }
188 +                                        /* leaf grid width */
189 +        return 1. / (double)(1 << st->log2GR);
190 + }
191 +
192   /* Add up N-dimensional hypercube array values over the given box */
193   static double
194 < SDiterSum(const float *va, int nd, int siz, const int *imin, const int *imax)
194 > SDiterSum(const float *va, int nd, int shft, const int *imin, const int *imax)
195   {
196 +        const unsigned  skipsiz = 1 << --nd*shft;
197          double          sum = .0;
80 –        unsigned        skipsiz = 1;
198          int             i;
199 <        
200 <        for (i = nd; --i > 0; )
201 <                skipsiz *= siz;
199 >
200 >        va += *imin * skipsiz;
201 >
202          if (skipsiz == 1)
203                  for (i = *imin; i < *imax; i++)
204 <                        sum += va[i];
204 >                        sum += *va++;
205          else
206 <                for (i = *imin; i < *imax; i++)
207 <                        sum += SDiterSum(va + i*skipsiz,
91 <                                        nd-1, siz, imin+1, imax+1);
206 >                for (i = *imin; i < *imax; i++, va += skipsiz)
207 >                        sum += SDiterSum(va, nd, shft, imin+1, imax+1);
208          return sum;
209   }
210  
211   /* Average BSDF leaves over an orthotope defined by the unit hypercube */
212   static double
213 < SDavgBox(const SDNode *st, const double *bmin, const double *bmax)
213 > SDavgTreBox(const SDNode *st, const double *bmin, const double *bmax)
214   {
99 –        int             imin[SD_MAXDIM], imax[SD_MAXDIM];
215          unsigned        n;
216          int             i;
217  
# Line 106 | Line 221 | SDavgBox(const SDNode *st, const double *bmin, const d
221          for (i = st->ndim; i--; ) {
222                  if (bmin[i] >= 1.)
223                          return .0;
224 <                if (bmax[i] <= .0)
224 >                if (bmax[i] <= 0)
225                          return .0;
226                  if (bmin[i] >= bmax[i])
227                          return .0;
# Line 114 | Line 229 | SDavgBox(const SDNode *st, const double *bmin, const d
229          if (st->log2GR < 0) {           /* iterate on subtree */
230                  double          sum = .0, wsum = 1e-20;
231                  double          sbmin[SD_MAXDIM], sbmax[SD_MAXDIM], w;
117 –
232                  for (n = 1 << st->ndim; n--; ) {
233                          w = 1.;
234                          for (i = st->ndim; i--; ) {
# Line 126 | Line 240 | SDavgBox(const SDNode *st, const double *bmin, const d
240                                  }
241                                  if (sbmin[i] < .0) sbmin[i] = .0;
242                                  if (sbmax[i] > 1.) sbmax[i] = 1.;
243 +                                if (sbmin[i] >= sbmax[i]) {
244 +                                        w = .0;
245 +                                        break;
246 +                                }
247                                  w *= sbmax[i] - sbmin[i];
248                          }
249                          if (w > 1e-10) {
250 <                                sum += w * SDavgBox(st->u.t[n], sbmin, sbmax);
250 >                                sum += w * SDavgTreBox(st->u.t[n], sbmin, sbmax);
251                                  wsum += w;
252                          }
253                  }
254                  return sum / wsum;
255 +        } else {                        /* iterate over leaves */
256 +                int             imin[SD_MAXDIM], imax[SD_MAXDIM];
257 +
258 +                n = 1;
259 +                for (i = st->ndim; i--; ) {
260 +                        imin[i] = (bmin[i] <= 0) ? 0 :
261 +                                        (int)((1 << st->log2GR)*bmin[i]);
262 +                        imax[i] = (bmax[i] >= 1.) ? (1 << st->log2GR) :
263 +                                (int)((1 << st->log2GR)*bmax[i] + .999999);
264 +                        n *= imax[i] - imin[i];
265 +                }
266 +                if (n)
267 +                        return SDiterSum(st->u.v, st->ndim,
268 +                                        st->log2GR, imin, imax) / (double)n;
269          }
270 <        n = 1;                          /* iterate over leaves */
271 <        for (i = st->ndim; i--; ) {
272 <                imin[i] = (bmin[i] <= .0) ? 0
273 <                                : (int)((1 << st->log2GR)*bmin[i]);
274 <                imax[i] = (bmax[i] >= 1.) ? (1 << st->log2GR)
275 <                                : (int)((1 << st->log2GR)*bmax[i] + .999999);
276 <                n *= imax[i] - imin[i];
270 >        return .0;
271 > }
272 >
273 > /* Recursive call for SDtraverseTre() */
274 > static int
275 > SDdotravTre(const SDNode *st, const double *pos, int cmask,
276 >                                SDtreCallback *cf, void *cptr,
277 >                                const double *cmin, double csiz)
278 > {
279 >        int     rv, rval = 0;
280 >        double  bmin[SD_MAXDIM];
281 >        int     i, n;
282 >                                        /* in branches? */
283 >        if (st->log2GR < 0) {
284 >                unsigned        skipmask = 0;
285 >                csiz *= .5;
286 >                for (i = st->ndim; i--; )
287 >                        if (1<<i & cmask)
288 >                                if (pos[i] < cmin[i] + csiz)
289 >                                        for (n = 1 << st->ndim; n--; ) {
290 >                                                if (n & 1<<i)
291 >                                                        skipmask |= 1<<n;
292 >                                        }
293 >                                else
294 >                                        for (n = 1 << st->ndim; n--; ) {
295 >                                                if (!(n & 1<<i))
296 >                                                        skipmask |= 1<<n;
297 >                                        }
298 >                for (n = 1 << st->ndim; n--; ) {
299 >                        if (1<<n & skipmask)
300 >                                continue;
301 >                        for (i = st->ndim; i--; )
302 >                                if (1<<i & n)
303 >                                        bmin[i] = cmin[i] + csiz;
304 >                                else
305 >                                        bmin[i] = cmin[i];
306 >
307 >                        rval += rv = SDdotravTre(st->u.t[n], pos, cmask,
308 >                                                        cf, cptr, bmin, csiz);
309 >                        if (rv < 0)
310 >                                return rv;
311 >                }
312 >        } else {                        /* else traverse leaves */
313 >                int     clim[SD_MAXDIM][2];
314 >                int     cpos[SD_MAXDIM];
315 >
316 >                if (st->log2GR == 0)    /* short cut */
317 >                        return (*cf)(st->u.v[0], cmin, csiz, cptr);
318 >
319 >                csiz /= (double)(1 << st->log2GR);
320 >                                        /* assign coord. ranges */
321 >                for (i = st->ndim; i--; )
322 >                        if (1<<i & cmask) {
323 >                                clim[i][0] = (pos[i] - cmin[i])/csiz;
324 >                                        /* check overflow from f.p. error */
325 >                                clim[i][0] -= clim[i][0] >> st->log2GR;
326 >                                clim[i][1] = clim[i][0] + 1;
327 >                        } else {
328 >                                clim[i][0] = 0;
329 >                                clim[i][1] = 1 << st->log2GR;
330 >                        }
331 > #if (SD_MAXDIM == 4)
332 >                bmin[0] = cmin[0] + csiz*clim[0][0];
333 >                for (cpos[0] = clim[0][0]; cpos[0] < clim[0][1]; cpos[0]++) {
334 >                    bmin[1] = cmin[1] + csiz*clim[1][0];
335 >                    for (cpos[1] = clim[1][0]; cpos[1] < clim[1][1]; cpos[1]++) {
336 >                        bmin[2] = cmin[2] + csiz*clim[2][0];
337 >                        if (st->ndim == 3) {
338 >                            cpos[2] = clim[2][0];
339 >                            n = cpos[0];
340 >                            for (i = 1; i < 3; i++)
341 >                                n = (n << st->log2GR) + cpos[i];
342 >                            for ( ; cpos[2] < clim[2][1]; cpos[2]++) {
343 >                                rval += rv = (*cf)(st->u.v[n++], bmin, csiz, cptr);
344 >                                if (rv < 0)
345 >                                    return rv;
346 >                                bmin[2] += csiz;
347 >                            }
348 >                        } else {
349 >                            for (cpos[2] = clim[2][0]; cpos[2] < clim[2][1]; cpos[2]++) {
350 >                                bmin[3] = cmin[3] + csiz*(cpos[3] = clim[3][0]);
351 >                                n = cpos[0];
352 >                                for (i = 1; i < 4; i++)
353 >                                    n = (n << st->log2GR) + cpos[i];
354 >                                for ( ; cpos[3] < clim[3][1]; cpos[3]++) {
355 >                                    rval += rv = (*cf)(st->u.v[n++], bmin, csiz, cptr);
356 >                                    if (rv < 0)
357 >                                        return rv;
358 >                                    bmin[3] += csiz;
359 >                                }
360 >                                bmin[2] += csiz;
361 >                            }
362 >                        }
363 >                        bmin[1] += csiz;
364 >                    }
365 >                    bmin[0] += csiz;
366 >                }
367 > #else
368 >        _!_ "broken code segment!"
369 > #endif
370          }
371 <        if (!n)
147 <                return .0;
148 <        
149 <        return SDiterSum(st->u.v, st->ndim, 1 << st->log2GR, imin, imax) /
150 <                        (double)n;
371 >        return rval;
372   }
373  
374 < #endif  /* 0 */
374 > /* Traverse a tree, visiting nodes in a slice that fits partial position */
375 > static int
376 > SDtraverseTre(const SDNode *st, const double *pos, int cmask,
377 >                                SDtreCallback *cf, void *cptr)
378 > {
379 >        static double   czero[SD_MAXDIM];
380 >        int             i;
381 >                                        /* check arguments */
382 >        if ((st == NULL) | (cf == NULL))
383 >                return -1;
384 >        for (i = st->ndim; i--; )
385 >                if (1<<i & cmask && (pos[i] < 0) | (pos[i] >= 1.))
386 >                        return -1;
387  
388 +        return SDdotravTre(st, pos, cmask, cf, cptr, czero, 1.);
389 + }
390 +
391   /* Look up tree value at the given grid position */
392   static float
393 < SDlookupTre(const SDNode *st, const double *pos)
393 > SDlookupTre(const SDNode *st, const double *pos, double *hcube)
394   {
395          double  spos[SD_MAXDIM];
396          int     i, n, t;
397 +                                        /* initialize voxel return */
398 +        if (hcube) {
399 +                hcube[i = st->ndim] = 1.;
400 +                while (i--)
401 +                        hcube[i] = .0;
402 +        }
403                                          /* climb the tree */
404          while (st->log2GR < 0) {
405                  n = 0;                  /* move to appropriate branch */
406 +                if (hcube) hcube[st->ndim] *= .5;
407                  for (i = st->ndim; i--; ) {
408                          spos[i] = 2.*pos[i];
409                          t = (spos[i] >= 1.);
410                          n |= t<<i;
411                          spos[i] -= (double)t;
412 +                        if (hcube) hcube[i] += (double)t * hcube[st->ndim];
413                  }
414                  st = st->u.t[n];        /* avoids tail recursion */
415                  pos = spos;
416          }
417 +        if (st->log2GR == 0)            /* short cut */
418 +                return st->u.v[0];
419          n = t = 0;                      /* find grid array index */
420          for (i = st->ndim; i--; ) {
421                  n += (int)((1<<st->log2GR)*pos[i]) << t;
422                  t += st->log2GR;
423          }
424 <        return st->u.v[n];              /* XXX no interpolation */
424 >        if (hcube) {                    /* compute final hypercube */
425 >                hcube[st->ndim] /= (double)(1<<st->log2GR);
426 >                for (i = st->ndim; i--; )
427 >                        hcube[i] += floor((1<<st->log2GR)*pos[i])*hcube[st->ndim];
428 >        }
429 >        return st->u.v[n];              /* no interpolation */
430   }
431  
432 < /* Compute non-diffuse component for variable-resolution BSDF */
433 < static int
434 < SDgetTreBSDF(float coef[SDmaxCh], const FVECT outVec,
184 <                                const FVECT inVec, const void *dist)
432 > /* Query BSDF value and sample hypercube for the given vectors */
433 > static float
434 > SDqueryTre(const SDTre *sdt, const FVECT outVec, const FVECT inVec, double *hc)
435   {
436 <        const SDNode    *st = (const SDNode *)dist;
436 >        const RREAL     *vtmp;
437 >        FVECT           rOutVec;
438          double          gridPos[4];
439 +
440 +        switch (sdt->sidef) {           /* whose side are you on? */
441 +        case SD_FREFL:
442 +                if ((outVec[2] < 0) | (inVec[2] < 0))
443 +                        return -1.;
444 +                break;
445 +        case SD_BREFL:
446 +                if ((outVec[2] > 0) | (inVec[2] > 0))
447 +                        return -1.;
448 +                break;
449 +        case SD_FXMIT:
450 +                if (outVec[2] > 0) {
451 +                        if (inVec[2] > 0)
452 +                                return -1.;
453 +                        vtmp = outVec; outVec = inVec; inVec = vtmp;
454 +                } else if (inVec[2] < 0)
455 +                        return -1.;
456 +                break;
457 +        case SD_BXMIT:
458 +                if (inVec[2] > 0) {
459 +                        if (outVec[2] > 0)
460 +                                return -1.;
461 +                        vtmp = outVec; outVec = inVec; inVec = vtmp;
462 +                } else if (outVec[2] < 0)
463 +                        return -1.;
464 +                break;
465 +        default:
466 +                return -1.;
467 +        }
468                                          /* convert vector coordinates */
469 <        if (st->ndim == 3) {            /* reduce for isotropic BSDF? */
470 <                static const FVECT      zvec = {.0, .0, 1.};
471 <                FVECT                   rOutVec;
472 <                spinvector(rOutVec, outVec, zvec, -atan2(inVec[1],inVec[0]));
473 <                SDdisk2square(gridPos, rOutVec[0], rOutVec[1]);
474 <                gridPos[2] = .5 - .5*sqrt(inVec[0]*inVec[0] + inVec[1]*inVec[1]);
475 <        } else if (st->ndim == 4) {     /* XXX no component identity checks */
196 <                SDdisk2square(gridPos, outVec[0], outVec[1]);
197 <                SDdisk2square(gridPos+2, -inVec[0], -inVec[1]);
469 >        if (sdt->st->ndim == 3) {
470 >                spinvector(rOutVec, outVec, zvec, -atan2(-inVec[1],-inVec[0]));
471 >                gridPos[0] = .5 - .5*sqrt(inVec[0]*inVec[0] + inVec[1]*inVec[1]);
472 >                SDdisk2square(gridPos+1, rOutVec[0], rOutVec[1]);
473 >        } else if (sdt->st->ndim == 4) {
474 >                SDdisk2square(gridPos, -inVec[0], -inVec[1]);
475 >                SDdisk2square(gridPos+2, outVec[0], outVec[1]);
476          } else
477 <                return 0;               /* should be internal error */
477 >                return -1.;             /* should be internal error */
478 >
479 >        return SDlookupTre(sdt->st, gridPos, hc);
480 > }
481 >
482 > /* Compute non-diffuse component for variable-resolution BSDF */
483 > static int
484 > SDgetTreBSDF(float coef[SDmaxCh], const FVECT outVec,
485 >                                const FVECT inVec, SDComponent *sdc)
486 > {
487 >                                        /* check arguments */
488 >        if ((coef == NULL) | (outVec == NULL) | (inVec == NULL) | (sdc == NULL)
489 >                                || sdc->dist == NULL)
490 >                return 0;
491                                          /* get nearest BSDF value */
492 <        coef[0] = SDlookupTre(st, gridPos);
493 <        return 1;                       /* monochromatic for now */
492 >        coef[0] = SDqueryTre((SDTre *)sdc->dist, outVec, inVec, NULL);
493 >        return (coef[0] >= 0);          /* monochromatic for now */
494   }
495  
496 + /* Callback to build cumulative distribution using SDtraverseTre() */
497 + static int
498 + build_scaffold(float val, const double *cmin, double csiz, void *cptr)
499 + {
500 +        SDdistScaffold  *sp = (SDdistScaffold *)cptr;
501 +        int             wid = csiz*(double)iwmax + .5;
502 +        double          revcmin[2];
503 +        bitmask_t       bmin[2], bmax[2];
504 +
505 +        if (sp->rev) {                  /* need to reverse sense? */
506 +                revcmin[0] = 1. - cmin[0] - csiz;
507 +                revcmin[1] = 1. - cmin[1] - csiz;
508 +                cmin = revcmin;
509 +        } else {
510 +                cmin += sp->nic;        /* else skip to output coords */
511 +        }
512 +        if (wid < sp->wmin)             /* new minimum width? */
513 +                sp->wmin = wid;
514 +        if (wid > sp->wmax)             /* new maximum? */
515 +                sp->wmax = wid;
516 +        if (sp->alen >= sp->nall) {     /* need more space? */
517 +                struct outdir_s *ndarr;
518 +                sp->nall += 1024;
519 +                ndarr = (struct outdir_s *)realloc(sp->darr,
520 +                                        sizeof(struct outdir_s)*sp->nall);
521 +                if (ndarr == NULL) {
522 +                        sprintf(SDerrorDetail,
523 +                                "Cannot grow scaffold to %u entries", sp->nall);
524 +                        return -1;      /* abort build */
525 +                }
526 +                sp->darr = ndarr;
527 +        }
528 +                                        /* find Hilbert entry index */
529 +        bmin[0] = cmin[0]*(double)iwmax + .5;
530 +        bmin[1] = cmin[1]*(double)iwmax + .5;
531 +        bmax[0] = bmin[0] + wid-1;
532 +        bmax[1] = bmin[1] + wid-1;
533 +        hilbert_box_vtx(2, sizeof(bitmask_t), iwbits, 1, bmin, bmax);
534 +        sp->darr[sp->alen].hent = hilbert_c2i(2, iwbits, bmin);
535 +        sp->darr[sp->alen].wid = wid;
536 +        sp->darr[sp->alen].bsdf = val;
537 +        sp->alen++;                     /* on to the next entry */
538 +        return 0;
539 + }
540 +
541 + /* Scaffold comparison function for qsort -- ascending Hilbert index */
542 + static int
543 + sscmp(const void *p1, const void *p2)
544 + {
545 +        unsigned        h1 = (*(const struct outdir_s *)p1).hent;
546 +        unsigned        h2 = (*(const struct outdir_s *)p2).hent;
547 +
548 +        if (h1 > h2)
549 +                return 1;
550 +        if (h1 < h2)
551 +                return -1;
552 +        return 0;
553 + }
554 +
555 + /* Create a new cumulative distribution for the given input direction */
556 + static SDTreCDst *
557 + make_cdist(const SDTre *sdt, const double *invec, int rev)
558 + {
559 +        SDdistScaffold  myScaffold;
560 +        double          pos[4];
561 +        int             cmask;
562 +        SDTreCDst       *cd;
563 +        struct outdir_s *sp;
564 +        double          scale, cursum;
565 +        int             i;
566 +                                        /* initialize scaffold */
567 +        myScaffold.wmin = iwmax;
568 +        myScaffold.wmax = 0;
569 +        myScaffold.nic = sdt->st->ndim - 2;
570 +        myScaffold.rev = rev;
571 +        myScaffold.alen = 0;
572 +        myScaffold.nall = 512;
573 +        myScaffold.darr = (struct outdir_s *)malloc(sizeof(struct outdir_s) *
574 +                                                        myScaffold.nall);
575 +        if (myScaffold.darr == NULL)
576 +                return NULL;
577 +                                        /* set up traversal */
578 +        cmask = (1<<myScaffold.nic) - 1;
579 +        for (i = myScaffold.nic; i--; )
580 +                        pos[i+2*rev] = invec[i];
581 +        cmask <<= 2*rev;
582 +                                        /* grow the distribution */
583 +        if (SDtraverseTre(sdt->st, pos, cmask,
584 +                                &build_scaffold, &myScaffold) < 0) {
585 +                free(myScaffold.darr);
586 +                return NULL;
587 +        }
588 +                                        /* allocate result holder */
589 +        cd = (SDTreCDst *)malloc(sizeof(SDTreCDst) +
590 +                                sizeof(cd->carr[0])*myScaffold.alen);
591 +        if (cd == NULL) {
592 +                sprintf(SDerrorDetail,
593 +                        "Cannot allocate %u entry cumulative distribution",
594 +                                myScaffold.alen);
595 +                free(myScaffold.darr);
596 +                return NULL;
597 +        }
598 +        cd->isodist = (myScaffold.nic == 1);
599 +                                        /* sort the distribution */
600 +        qsort(myScaffold.darr, cd->calen = myScaffold.alen,
601 +                                sizeof(struct outdir_s), &sscmp);
602 +
603 +                                        /* record input range */
604 +        scale = myScaffold.wmin / (double)iwmax;
605 +        for (i = myScaffold.nic; i--; ) {
606 +                cd->clim[i][0] = floor(pos[i+2*rev]/scale) * scale;
607 +                cd->clim[i][1] = cd->clim[i][0] + scale;
608 +        }
609 +        if (cd->isodist) {              /* avoid issue in SDqueryTreProjSA() */
610 +                cd->clim[1][0] = cd->clim[0][0];
611 +                cd->clim[1][1] = cd->clim[0][1];
612 +        }
613 +        cd->max_psa = myScaffold.wmax / (double)iwmax;
614 +        cd->max_psa *= cd->max_psa * M_PI;
615 +        if (rev)
616 +                cd->sidef = (sdt->sidef==SD_BXMIT) ? SD_FXMIT : SD_BXMIT;
617 +        else
618 +                cd->sidef = sdt->sidef;
619 +        cd->cTotal = 1e-20;             /* compute directional total */
620 +        sp = myScaffold.darr;
621 +        for (i = myScaffold.alen; i--; sp++)
622 +                cd->cTotal += sp->bsdf * (double)sp->wid * sp->wid;
623 +        cursum = .0;                    /* go back and get cumulative values */
624 +        scale = (double)cumlmax / cd->cTotal;
625 +        sp = myScaffold.darr;
626 +        for (i = 0; i < cd->calen; i++, sp++) {
627 +                cd->carr[i].hndx = sp->hent;
628 +                cd->carr[i].cuml = scale*cursum + .5;
629 +                cursum += sp->bsdf * (double)sp->wid * sp->wid;
630 +        }
631 +        cd->carr[i].hndx = ~0;          /* make final entry */
632 +        cd->carr[i].cuml = cumlmax;
633 +        cd->cTotal *= M_PI/(double)iwmax/iwmax;
634 +                                        /* all done, clean up and return */
635 +        free(myScaffold.darr);
636 +        return cd;
637 + }
638 +
639 + /* Find or allocate a cumulative distribution for the given incoming vector */
640 + const SDCDst *
641 + SDgetTreCDist(const FVECT inVec, SDComponent *sdc)
642 + {
643 +        const SDTre     *sdt;
644 +        double          inCoord[2];
645 +        int             i;
646 +        int             mode;
647 +        SDTreCDst       *cd, *cdlast;
648 +                                        /* check arguments */
649 +        if ((inVec == NULL) | (sdc == NULL) ||
650 +                        (sdt = (SDTre *)sdc->dist) == NULL)
651 +                return NULL;
652 +        switch (mode = sdt->sidef) {    /* check direction */
653 +        case SD_FREFL:
654 +                if (inVec[2] < 0)
655 +                        return NULL;
656 +                break;
657 +        case SD_BREFL:
658 +                if (inVec[2] > 0)
659 +                        return NULL;
660 +                break;
661 +        case SD_FXMIT:
662 +                if (inVec[2] < 0)
663 +                        mode = SD_BXMIT;
664 +                break;
665 +        case SD_BXMIT:
666 +                if (inVec[2] > 0)
667 +                        mode = SD_FXMIT;
668 +                break;
669 +        default:
670 +                return NULL;
671 +        }
672 +        if (sdt->st->ndim == 3) {       /* isotropic BSDF? */
673 +                if (mode != sdt->sidef) /* XXX unhandled reciprocity */
674 +                        return &SDemptyCD;
675 +                inCoord[0] = .5 - .5*sqrt(inVec[0]*inVec[0] + inVec[1]*inVec[1]);
676 +        } else if (sdt->st->ndim == 4) {
677 +                if (mode != sdt->sidef) /* use reciprocity? */
678 +                        SDdisk2square(inCoord, inVec[0], inVec[1]);
679 +                else
680 +                        SDdisk2square(inCoord, -inVec[0], -inVec[1]);
681 +        } else
682 +                return NULL;            /* should be internal error */
683 +                                        /* quantize to avoid f.p. errors */
684 +        for (i = sdt->st->ndim - 2; i--; )
685 +                inCoord[i] = floor(inCoord[i]/quantum)*quantum + .5*quantum;
686 +        cdlast = NULL;                  /* check for direction in cache list */
687 +        for (cd = (SDTreCDst *)sdc->cdList; cd != NULL;
688 +                                        cdlast = cd, cd = cd->next) {
689 +                if (cd->sidef != mode)
690 +                        continue;
691 +                for (i = sdt->st->ndim - 2; i--; )
692 +                        if ((cd->clim[i][0] > inCoord[i]) |
693 +                                        (inCoord[i] >= cd->clim[i][1]))
694 +                                break;
695 +                if (i < 0)
696 +                        break;          /* means we have a match */
697 +        }
698 +        if (cd == NULL)                 /* need to create new entry? */
699 +                cdlast = cd = make_cdist(sdt, inCoord, mode != sdt->sidef);
700 +        if (cdlast != NULL) {           /* move entry to head of cache list */
701 +                cdlast->next = cd->next;
702 +                cd->next = (SDTreCDst *)sdc->cdList;
703 +                sdc->cdList = (SDCDst *)cd;
704 +        }
705 +        return (SDCDst *)cd;            /* ready to go */
706 + }
707 +
708 + /* Query solid angle for vector(s) */
709 + static SDError
710 + SDqueryTreProjSA(double *psa, const FVECT v1, const RREAL *v2,
711 +                                        int qflags, SDComponent *sdc)
712 + {
713 +        double          myPSA[2];
714 +                                        /* check arguments */
715 +        if ((psa == NULL) | (v1 == NULL) | (sdc == NULL) ||
716 +                                sdc->dist == NULL)
717 +                return SDEargument;
718 +                                        /* get projected solid angle(s) */
719 +        if (v2 != NULL) {
720 +                const SDTre     *sdt = (SDTre *)sdc->dist;
721 +                double          hcube[SD_MAXDIM];
722 +                if (SDqueryTre(sdt, v1, v2, hcube) < 0) {
723 +                        strcpy(SDerrorDetail, "Bad call to SDqueryTreProjSA");
724 +                        return SDEinternal;
725 +                }
726 +                myPSA[0] = hcube[sdt->st->ndim];
727 +                myPSA[1] = myPSA[0] *= myPSA[0] * M_PI;
728 +        } else {
729 +                const SDTreCDst *cd = (const SDTreCDst *)SDgetTreCDist(v1, sdc);
730 +                if (cd == NULL)
731 +                        return SDEmemory;
732 +                myPSA[0] = M_PI * (cd->clim[0][1] - cd->clim[0][0]) *
733 +                                (cd->clim[1][1] - cd->clim[1][0]);
734 +                myPSA[1] = cd->max_psa;
735 +        }
736 +        switch (qflags) {               /* record based on flag settings */
737 +        case SDqueryVal:
738 +                *psa = myPSA[0];
739 +                break;
740 +        case SDqueryMax:
741 +                if (myPSA[1] > *psa)
742 +                        *psa = myPSA[1];
743 +                break;
744 +        case SDqueryMin+SDqueryMax:
745 +                if (myPSA[1] > psa[1])
746 +                        psa[1] = myPSA[1];
747 +                /* fall through */
748 +        case SDqueryMin:
749 +                if (myPSA[0] < psa[0])
750 +                        psa[0] = myPSA[0];
751 +                break;
752 +        }
753 +        return SDEnone;
754 + }
755 +
756 + /* Sample cumulative distribution */
757 + static SDError
758 + SDsampTreCDist(FVECT ioVec, double randX, const SDCDst *cdp)
759 + {
760 +        const unsigned  nBitsC = 4*sizeof(bitmask_t);
761 +        const unsigned  nExtraBits = 8*(sizeof(bitmask_t)-sizeof(unsigned));
762 +        const SDTreCDst *cd = (const SDTreCDst *)cdp;
763 +        const unsigned  target = randX*cumlmax;
764 +        bitmask_t       hndx, hcoord[2];
765 +        double          gpos[3], rotangle;
766 +        int             i, iupper, ilower;
767 +                                        /* check arguments */
768 +        if ((ioVec == NULL) | (cd == NULL))
769 +                return SDEargument;
770 +        if (!cd->sidef)
771 +                return SDEnone;         /* XXX should never happen */
772 +        if (ioVec[2] > 0) {
773 +                if ((cd->sidef != SD_FREFL) & (cd->sidef != SD_FXMIT))
774 +                        return SDEargument;
775 +        } else if ((cd->sidef != SD_BREFL) & (cd->sidef != SD_BXMIT))
776 +                return SDEargument;
777 +                                        /* binary search to find position */
778 +        ilower = 0; iupper = cd->calen;
779 +        while ((i = (iupper + ilower) >> 1) != ilower)
780 +                if (target >= cd->carr[i].cuml)
781 +                        ilower = i;
782 +                else
783 +                        iupper = i;
784 +                                        /* localize random position */
785 +        randX = (randX*cumlmax - cd->carr[ilower].cuml) /
786 +                    (double)(cd->carr[iupper].cuml - cd->carr[ilower].cuml);
787 +                                        /* index in longer Hilbert curve */
788 +        hndx = (randX*cd->carr[iupper].hndx + (1.-randX)*cd->carr[ilower].hndx)
789 +                                * (double)((bitmask_t)1 << nExtraBits);
790 +                                        /* convert Hilbert index to vector */
791 +        hilbert_i2c(2, nBitsC, hndx, hcoord);
792 +        for (i = 2; i--; )
793 +                gpos[i] = ((double)hcoord[i] + rand()*(1./(RAND_MAX+.5))) /
794 +                                (double)((bitmask_t)1 << nBitsC);
795 +        SDsquare2disk(gpos, gpos[0], gpos[1]);
796 +                                        /* compute Z-coordinate */
797 +        gpos[2] = 1. - gpos[0]*gpos[0] - gpos[1]*gpos[1];
798 +        if (gpos[2] > 0)                /* paranoia, I hope */
799 +                gpos[2] = sqrt(gpos[2]);
800 +                                        /* emit from back? */
801 +        if ((cd->sidef == SD_BREFL) | (cd->sidef == SD_FXMIT))
802 +                gpos[2] = -gpos[2];
803 +        if (cd->isodist) {              /* rotate isotropic result */
804 +                rotangle = atan2(-ioVec[1],-ioVec[0]);
805 +                VCOPY(ioVec, gpos);
806 +                spinvector(ioVec, ioVec, zvec, rotangle);
807 +        } else
808 +                VCOPY(ioVec, gpos);
809 +        return SDEnone;
810 + }
811 +
812 + /* Advance pointer to the next non-white character in the string (or nul) */
813 + static int
814 + next_token(char **spp)
815 + {
816 +        while (isspace(**spp))
817 +                ++*spp;
818 +        return **spp;
819 + }
820 +
821 + /* Advance pointer past matching token (or any token if c==0) */
822 + #define eat_token(spp,c)        (next_token(spp)==(c) ^ !(c) ? *(*(spp))++ : 0)
823 +
824 + /* Count words from this point in string to '}' */
825 + static int
826 + count_values(char *cp)
827 + {
828 +        int     n = 0;
829 +
830 +        while (next_token(&cp) != '}' && *cp) {
831 +                while (!isspace(*cp) & (*cp != ',') & (*cp != '}'))
832 +                        if (!*++cp)
833 +                                break;
834 +                ++n;
835 +                eat_token(&cp, ',');
836 +        }
837 +        return n;
838 + }
839 +
840 + /* Load an array of real numbers, returning total */
841 + static int
842 + load_values(char **spp, float *va, int n)
843 + {
844 +        float   *v = va;
845 +        char    *svnext;
846 +
847 +        while (n-- > 0 && (svnext = fskip(*spp)) != NULL) {
848 +                *v++ = atof(*spp);
849 +                *spp = svnext;
850 +                eat_token(spp, ',');
851 +        }
852 +        return v - va;
853 + }
854 +
855 + /* Load BSDF tree data */
856 + static SDNode *
857 + load_tree_data(char **spp, int nd)
858 + {
859 +        SDNode  *st;
860 +        int     n;
861 +
862 +        if (!eat_token(spp, '{')) {
863 +                strcpy(SDerrorDetail, "Missing '{' in tensor tree");
864 +                return NULL;
865 +        }
866 +        if (next_token(spp) == '{') {   /* tree branches */
867 +                st = SDnewNode(nd, -1);
868 +                if (st == NULL)
869 +                        return NULL;
870 +                for (n = 0; n < 1<<nd; n++)
871 +                        if ((st->u.t[n] = load_tree_data(spp, nd)) == NULL) {
872 +                                SDfreeTre(st);
873 +                                return NULL;
874 +                        }
875 +        } else {                        /* else load value grid */
876 +                int     bsiz;
877 +                n = count_values(*spp); /* see how big the grid is */
878 +                for (bsiz = 0; bsiz < 8*sizeof(size_t); bsiz += nd)
879 +                        if (1<<bsiz == n)
880 +                                break;
881 +                if (bsiz >= 8*sizeof(size_t)) {
882 +                        strcpy(SDerrorDetail, "Illegal value count in tensor tree");
883 +                        return NULL;
884 +                }
885 +                st = SDnewNode(nd, bsiz/nd);
886 +                if (st == NULL)
887 +                        return NULL;
888 +                if (load_values(spp, st->u.v, n) != n) {
889 +                        strcpy(SDerrorDetail, "Real format error in tensor tree");
890 +                        SDfreeTre(st);
891 +                        return NULL;
892 +                }
893 +        }
894 +        if (!eat_token(spp, '}')) {
895 +                strcpy(SDerrorDetail, "Missing '}' in tensor tree");
896 +                SDfreeTre(st);
897 +                return NULL;
898 +        }
899 +        eat_token(spp, ',');
900 +        return st;
901 + }
902 +
903 + /* Compute min. proj. solid angle and max. direct hemispherical scattering */
904 + static SDError
905 + get_extrema(SDSpectralDF *df)
906 + {
907 +        SDNode  *st = (*(SDTre *)df->comp[0].dist).st;
908 +        double  stepWidth, dhemi, bmin[4], bmax[4];
909 +
910 +        stepWidth = SDsmallestLeaf(st);
911 +        if (quantum > stepWidth)        /* adjust quantization factor */
912 +                quantum = stepWidth;
913 +        df->minProjSA = M_PI*stepWidth*stepWidth;
914 +        if (stepWidth < .03125)
915 +                stepWidth = .03125;     /* 1/32 resolution good enough */
916 +        df->maxHemi = .0;
917 +        if (st->ndim == 3) {            /* isotropic BSDF */
918 +                bmin[1] = bmin[2] = .0;
919 +                bmax[1] = bmax[2] = 1.;
920 +                for (bmin[0] = .0; bmin[0] < .5-FTINY; bmin[0] += stepWidth) {
921 +                        bmax[0] = bmin[0] + stepWidth;
922 +                        dhemi = SDavgTreBox(st, bmin, bmax);
923 +                        if (dhemi > df->maxHemi)
924 +                                df->maxHemi = dhemi;
925 +                }
926 +        } else if (st->ndim == 4) {     /* anisotropic BSDF */
927 +                bmin[2] = bmin[3] = .0;
928 +                bmax[2] = bmax[3] = 1.;
929 +                for (bmin[0] = .0; bmin[0] < 1.-FTINY; bmin[0] += stepWidth) {
930 +                        bmax[0] = bmin[0] + stepWidth;
931 +                        for (bmin[1] = .0; bmin[1] < 1.-FTINY; bmin[1] += stepWidth) {
932 +                                bmax[1] = bmin[1] + stepWidth;
933 +                                dhemi = SDavgTreBox(st, bmin, bmax);
934 +                                if (dhemi > df->maxHemi)
935 +                                        df->maxHemi = dhemi;
936 +                        }
937 +                }
938 +        } else
939 +                return SDEinternal;
940 +                                        /* correct hemispherical value */
941 +        df->maxHemi *= M_PI;
942 +        return SDEnone;
943 + }
944 +
945 + /* Load BSDF distribution for this wavelength */
946 + static SDError
947 + load_bsdf_data(SDData *sd, ezxml_t wdb, int ndim)
948 + {
949 +        SDSpectralDF    *df;
950 +        SDTre           *sdt;
951 +        char            *sdata;
952 +                                        /* allocate BSDF component */
953 +        sdata = ezxml_txt(ezxml_child(wdb, "WavelengthDataDirection"));
954 +        if (!sdata)
955 +                return SDEnone;
956 +        /*
957 +         * Remember that front and back are reversed from WINDOW 6 orientations
958 +         */
959 +        if (!strcasecmp(sdata, "Transmission Front")) {
960 +                if (sd->tb != NULL)
961 +                        SDfreeSpectralDF(sd->tb);
962 +                if ((sd->tb = SDnewSpectralDF(1)) == NULL)
963 +                        return SDEmemory;
964 +                df = sd->tb;
965 +        } else if (!strcasecmp(sdata, "Transmission Back")) {
966 +                if (sd->tf != NULL)
967 +                        SDfreeSpectralDF(sd->tf);
968 +                if ((sd->tf = SDnewSpectralDF(1)) == NULL)
969 +                        return SDEmemory;
970 +                df = sd->tf;
971 +        } else if (!strcasecmp(sdata, "Reflection Front")) {
972 +                if (sd->rb != NULL)
973 +                        SDfreeSpectralDF(sd->rb);
974 +                if ((sd->rb = SDnewSpectralDF(1)) == NULL)
975 +                        return SDEmemory;
976 +                df = sd->rb;
977 +        } else if (!strcasecmp(sdata, "Reflection Back")) {
978 +                if (sd->rf != NULL)
979 +                        SDfreeSpectralDF(sd->rf);
980 +                if ((sd->rf = SDnewSpectralDF(1)) == NULL)
981 +                        return SDEmemory;
982 +                df = sd->rf;
983 +        } else
984 +                return SDEnone;
985 +        /* XXX should also check "ScatteringDataType" for consistency? */
986 +                                        /* get angle bases */
987 +        sdata = ezxml_txt(ezxml_child(wdb,"AngleBasis"));
988 +        if (!sdata || strcasecmp(sdata, "LBNL/Shirley-Chiu")) {
989 +                sprintf(SDerrorDetail, "%s angle basis for BSDF '%s'",
990 +                                !sdata ? "Missing" : "Unsupported", sd->name);
991 +                return !sdata ? SDEformat : SDEsupport;
992 +        }
993 +                                        /* allocate BSDF tree */
994 +        sdt = (SDTre *)malloc(sizeof(SDTre));
995 +        if (sdt == NULL)
996 +                return SDEmemory;
997 +        if (df == sd->rf)
998 +                sdt->sidef = SD_FREFL;
999 +        else if (df == sd->rb)
1000 +                sdt->sidef = SD_BREFL;
1001 +        else if (df == sd->tf)
1002 +                sdt->sidef = SD_FXMIT;
1003 +        else /* df == sd->tb */
1004 +                sdt->sidef = SD_BXMIT;
1005 +        sdt->st = NULL;
1006 +        df->comp[0].cspec[0] = c_dfcolor; /* XXX monochrome for now */
1007 +        df->comp[0].dist = sdt;
1008 +        df->comp[0].func = &SDhandleTre;
1009 +                                        /* read BSDF data */
1010 +        sdata = ezxml_txt(ezxml_child(wdb, "ScatteringData"));
1011 +        if (!sdata || !next_token(&sdata)) {
1012 +                sprintf(SDerrorDetail, "Missing BSDF ScatteringData in '%s'",
1013 +                                sd->name);
1014 +                return SDEformat;
1015 +        }
1016 +        sdt->st = load_tree_data(&sdata, ndim);
1017 +        if (sdt->st == NULL)
1018 +                return SDEformat;
1019 +        if (next_token(&sdata)) {       /* check for unconsumed characters */
1020 +                sprintf(SDerrorDetail,
1021 +                        "Extra characters at end of ScatteringData in '%s'",
1022 +                                sd->name);
1023 +                return SDEformat;
1024 +        }
1025 +                                        /* flatten branches where possible */
1026 +        sdt->st = SDsimplifyTre(sdt->st);
1027 +        if (sdt->st == NULL)
1028 +                return SDEinternal;
1029 +        return get_extrema(df);         /* compute global quantities */
1030 + }
1031 +
1032 + /* Find minimum value in tree */
1033 + static float
1034 + SDgetTreMin(const SDNode *st)
1035 + {
1036 +        float   vmin = FHUGE;
1037 +        int     n;
1038 +
1039 +        if (st->log2GR < 0) {
1040 +                for (n = 1<<st->ndim; n--; ) {
1041 +                        float   v = SDgetTreMin(st->u.t[n]);
1042 +                        if (v < vmin)
1043 +                                vmin = v;
1044 +                }
1045 +        } else {
1046 +                for (n = 1<<(st->ndim*st->log2GR); n--; )
1047 +                        if (st->u.v[n] < vmin)
1048 +                                vmin = st->u.v[n];
1049 +        }
1050 +        return vmin;
1051 + }
1052 +
1053 + /* Subtract the given value from all tree nodes */
1054 + static void
1055 + SDsubtractTreVal(SDNode *st, float val)
1056 + {
1057 +        int     n;
1058 +
1059 +        if (st->log2GR < 0) {
1060 +                for (n = 1<<st->ndim; n--; )
1061 +                        SDsubtractTreVal(st->u.t[n], val);
1062 +        } else {
1063 +                for (n = 1<<(st->ndim*st->log2GR); n--; )
1064 +                        if ((st->u.v[n] -= val) < 0)
1065 +                                st->u.v[n] = .0f;
1066 +        }
1067 + }
1068 +
1069 + /* Subtract minimum value from BSDF */
1070 + static double
1071 + subtract_min(SDNode *st)
1072 + {
1073 +        float   vmin;
1074 +                                        /* be sure to skip unused portion */
1075 +        if (st->ndim == 3) {
1076 +                int     n;
1077 +                vmin = 1./M_PI;
1078 +                if (st->log2GR < 0) {
1079 +                        for (n = 0; n < 8; n += 2) {
1080 +                                float   v = SDgetTreMin(st->u.t[n]);
1081 +                                if (v < vmin)
1082 +                                        vmin = v;
1083 +                        }
1084 +                } else if (st->log2GR) {
1085 +                        for (n = 1 << (3*st->log2GR - 1); n--; )
1086 +                                if (st->u.v[n] < vmin)
1087 +                                        vmin = st->u.v[n];
1088 +                } else
1089 +                        vmin = st->u.v[0];
1090 +        } else                          /* anisotropic covers entire tree */
1091 +                vmin = SDgetTreMin(st);
1092 +
1093 +        if (vmin <= FTINY)
1094 +                return .0;
1095 +
1096 +        SDsubtractTreVal(st, vmin);
1097 +
1098 +        return M_PI * vmin;             /* return hemispherical value */
1099 + }
1100 +
1101 + /* Extract and separate diffuse portion of BSDF */
1102 + static void
1103 + extract_diffuse(SDValue *dv, SDSpectralDF *df)
1104 + {
1105 +        int     n;
1106 +
1107 +        if (df == NULL || df->ncomp <= 0) {
1108 +                dv->spec = c_dfcolor;
1109 +                dv->cieY = .0;
1110 +                return;
1111 +        }
1112 +        dv->spec = df->comp[0].cspec[0];
1113 +        dv->cieY = subtract_min((*(SDTre *)df->comp[0].dist).st);
1114 +                                        /* in case of multiple components */
1115 +        for (n = df->ncomp; --n; ) {
1116 +                double  ymin = subtract_min((*(SDTre *)df->comp[n].dist).st);
1117 +                c_cmix(&dv->spec, dv->cieY, &dv->spec, ymin, &df->comp[n].cspec[0]);
1118 +                dv->cieY += ymin;
1119 +        }
1120 +        df->maxHemi -= dv->cieY;        /* adjust maximum hemispherical */
1121 +                                        /* make sure everything is set */
1122 +        c_ccvt(&dv->spec, C_CSXY+C_CSSPEC);
1123 + }
1124 +
1125   /* Load a variable-resolution BSDF tree from an open XML file */
1126   SDError
1127   SDloadTre(SDData *sd, ezxml_t wtl)
1128   {
1129 <        return SDEsupport;
1129 >        SDError         ec;
1130 >        ezxml_t         wld, wdb;
1131 >        int             rank;
1132 >        char            *txt;
1133 >                                        /* basic checks and tensor rank */
1134 >        txt = ezxml_txt(ezxml_child(ezxml_child(wtl,
1135 >                        "DataDefinition"), "IncidentDataStructure"));
1136 >        if (txt == NULL || !*txt) {
1137 >                sprintf(SDerrorDetail,
1138 >                        "BSDF \"%s\": missing IncidentDataStructure",
1139 >                                sd->name);
1140 >                return SDEformat;
1141 >        }
1142 >        if (!strcasecmp(txt, "TensorTree3"))
1143 >                rank = 3;
1144 >        else if (!strcasecmp(txt, "TensorTree4"))
1145 >                rank = 4;
1146 >        else {
1147 >                sprintf(SDerrorDetail,
1148 >                        "BSDF \"%s\": unsupported IncidentDataStructure",
1149 >                                sd->name);
1150 >                return SDEsupport;
1151 >        }
1152 >                                        /* load BSDF components */
1153 >        for (wld = ezxml_child(wtl, "WavelengthData");
1154 >                                wld != NULL; wld = wld->next) {
1155 >                if (strcasecmp(ezxml_txt(ezxml_child(wld,"Wavelength")),
1156 >                                "Visible"))
1157 >                        continue;       /* just visible for now */
1158 >                for (wdb = ezxml_child(wld, "WavelengthDataBlock");
1159 >                                        wdb != NULL; wdb = wdb->next)
1160 >                        if ((ec = load_bsdf_data(sd, wdb, rank)) != SDEnone)
1161 >                                return ec;
1162 >        }
1163 >                                        /* separate diffuse components */
1164 >        extract_diffuse(&sd->rLambFront, sd->rf);
1165 >        extract_diffuse(&sd->rLambBack, sd->rb);
1166 >        extract_diffuse(&sd->tLamb, (sd->tf != NULL) ? sd->tf : sd->tb);
1167 >                                        /* return success */
1168 >        return SDEnone;
1169   }
1170  
1171   /* Variable resolution BSDF methods */
1172   SDFunc SDhandleTre = {
1173          &SDgetTreBSDF,
1174 <        NULL,
1175 <        NULL,
1176 <        NULL,
1177 <        &SDfreeTre,
1174 >        &SDqueryTreProjSA,
1175 >        &SDgetTreCDist,
1176 >        &SDsampTreCDist,
1177 >        &SDFreeBTre,
1178   };

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