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root/radiance/ray/src/cv/bsdf2rad.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/cv/bsdf2rad.c (file contents):
Revision 2.14 by greg, Thu Nov 20 19:10:48 2014 UTC vs.
Revision 2.22 by greg, Tue Apr 11 02:21:37 2017 UTC

# Line 5 | Line 5 | static const char RCSid[] = "$Id$";
5   *  Plot 3-D BSDF output based on scattering interpolant or XML representation
6   */
7  
8 #define _USE_MATH_DEFINES
8   #include <stdio.h>
9   #include <string.h>
10   #include <stdlib.h>
11 < #include <math.h>
12 < #include "rtprocess.h"
11 > #include "paths.h"
12 > #include "rtmath.h"
13 > #include "resolu.h"
14   #include "bsdfrep.h"
15  
16 < const float     colarr[6][3] = {
17 <                .7, 1., .7,
18 <                1., .7, .7,
19 <                .7, .7, 1.,
20 <                1., .5, 1.,
21 <                1., 1., .5,
22 <                .5, 1., 1.
23 <        };
16 > #define NINCIDENT       37              /* number of samples/hemisphere */
17  
18 < #ifdef _WIN32
19 < char    validf[] = "-e \"valid(s,t)=X`SYS(s,t)^2+Y`SYS(s,t)^2+Z`SYS(s,t)^2-1e-7\"";
18 > #define GRIDSTEP        2               /* our grid step size */
19 > #define SAMPRES         (GRIDRES/GRIDSTEP)
20 >
21 > int     front_comp = 0;                 /* front component flags (SDsamp*) */
22 > int     back_comp = 0;                  /* back component flags */
23 > double  overall_min = 1./PI;            /* overall minimum BSDF value */
24 > double  min_log10;                      /* smallest log10 value for plotting */
25 > double  overall_max = .0;               /* overall maximum BSDF value */
26 >
27 > char    ourTempDir[TEMPLEN] = "";       /* our temporary directory */
28 >
29 > const char      frpref[] = "frefl";
30 > const char      ftpref[] = "ftrans";
31 > const char      brpref[] = "brefl";
32 > const char      btpref[] = "btrans";
33 > const char      dsuffix[] = ".txt";
34 >
35 > const char      sph_mat[] = "BSDFmat";
36 > const double    sph_rad = 10.;
37 > const double    sph_xoffset = 15.;
38 >
39 > #define bsdf_rad        (sph_rad*.25)
40 > #define arrow_rad       (bsdf_rad*.015)
41 >
42 > #define FEQ(a,b)        ((a)-(b) <= 1e-7 && (b)-(a) <= 1e-7)
43 >
44 > #define set_minlog()    (min_log10 = log10(overall_min + 1e-5) - .1)
45 >
46 > char    *progname;
47 >
48 > /* Get Fibonacci sphere vector (0 to NINCIDENT-1) */
49 > static RREAL *
50 > get_ivector(FVECT iv, int i)
51 > {
52 >        const double    phistep = PI*(3. - 2.236067978);
53 >        double          r;
54 >
55 >        iv[2] = 1. - (i+.5)*(1./NINCIDENT);
56 >        r = sqrt(1. - iv[2]*iv[2]);
57 >        iv[0] = r * cos((i+1.)*phistep);
58 >        iv[1] = r * sin((i+1.)*phistep);
59 >
60 >        return(iv);
61 > }
62 >
63 > /* Convert incident vector into sphere position */
64 > static RREAL *
65 > cvt_sposition(FVECT sp, const FVECT iv, int inc_side)
66 > {
67 >        sp[0] = -iv[0]*sph_rad + inc_side*sph_xoffset;
68 >        sp[1] = -iv[1]*sph_rad;
69 >        sp[2] = iv[2]*sph_rad;
70 >
71 >        return(sp);
72 > }
73 >
74 > /* Get temporary file name */
75 > static char *
76 > tfile_name(const char *prefix, const char *suffix, int i)
77 > {
78 >        static char     buf[128];
79 >
80 >        if (!ourTempDir[0]) {           /* create temporary directory */
81 >                mktemp(strcpy(ourTempDir,TEMPLATE));
82 >                if (mkdir(ourTempDir, 0777) < 0) {
83 >                        perror("mkdir");
84 >                        exit(1);
85 >                }
86 >        }
87 >        if (!prefix) prefix = "T";
88 >        if (!suffix) suffix = "";
89 >        sprintf(buf, "%s/%s%03d%s", ourTempDir, prefix, i, suffix);
90 >        return(buf);
91 > }
92 >
93 > /* Remove temporary directory & contents */
94 > static void
95 > cleanup_tmp(void)
96 > {
97 >        char    buf[128];
98 >
99 >        if (!ourTempDir[0])
100 >                return;
101 > #if defined(_WIN32) || defined(_WIN64)
102 >        sprintf(buf, "RMDIR %s /S /Q", ourTempDir);
103   #else
104 < char    validf[] = "-e 'valid(s,t)=X`SYS(s,t)^2+Y`SYS(s,t)^2+Z`SYS(s,t)^2-1e-7'";
104 >        sprintf(buf, "rm -rf %s", ourTempDir);
105   #endif
106 +        system(buf);
107 + }
108  
109 < char    *progname;
109 > /* Run the specified command, returning 1 if OK */
110 > static int
111 > run_cmd(const char *cmd)
112 > {
113 >        fflush(stdout);
114 >        if (system(cmd)) {
115 >                fprintf(stderr, "%s: error running: %s\n", progname, cmd);
116 >                return(0);
117 >        }
118 >        return(1);
119 > }
120  
121 < /* Produce a Radiance model plotting the indicated incident direction(s) */
121 > /* Plot surface points for the given BSDF incident angle */
122 > static int
123 > plotBSDF(const char *fname, const FVECT ivec, int dfl, const SDData *sd)
124 > {
125 >        FILE            *fp = fopen(fname, "w");
126 >        int             i, j;
127 >
128 >        if (fp == NULL) {
129 >                fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for writing\n",
130 >                                progname, fname);
131 >                return(0);
132 >        }
133 >        if (ivec[2] > 0) {
134 >                input_orient = 1;
135 >                output_orient = dfl&SDsampR ? 1 : -1;
136 >        } else {
137 >                input_orient = -1;
138 >                output_orient = dfl&SDsampR ? -1 : 1;
139 >        }
140 >        for (i = SAMPRES; i--; )
141 >            for (j = 0; j < SAMPRES; j++) {
142 >                FVECT   ovec;
143 >                SDValue sval;
144 >                double  bsdf;
145 >                ovec_from_pos(ovec, i*GRIDSTEP, j*GRIDSTEP);
146 >                if (SDreportError(SDevalBSDF(&sval, ovec,
147 >                                                ivec, sd), stderr))
148 >                        return(0);
149 >                if (sval.cieY > overall_max)
150 >                        overall_max = sval.cieY;
151 >                bsdf = (sval.cieY < overall_min) ? overall_min : sval.cieY;
152 >                bsdf = log10(bsdf) - min_log10;
153 >                fprintf(fp, "%.5f %.5f %.5f\n",
154 >                                ovec[0]*bsdf, ovec[1]*bsdf, ovec[2]*bsdf);
155 >            }
156 >        if (fclose(fp) == EOF) {
157 >                fprintf(stderr, "%s: error writing data to '%s'\n",
158 >                                progname, fname);
159 >                return(0);
160 >        }
161 >        return(1);
162 > }
163 >
164 > /* Build BSDF values from loaded XML file */
165 > static int
166 > build_wBSDF(const SDData *sd)
167 > {
168 >        FVECT   ivec;
169 >        int     i;
170 >
171 >        if (front_comp & SDsampR)
172 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
173 >                        get_ivector(ivec, i);
174 >                        if (!plotBSDF(tfile_name(frpref, dsuffix, i),
175 >                                        ivec, SDsampR, sd))
176 >                                return(0);
177 >                }
178 >        if (front_comp & SDsampT)
179 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
180 >                        get_ivector(ivec, i);
181 >                        if (!plotBSDF(tfile_name(ftpref, dsuffix, i),
182 >                                        ivec, SDsampT, sd))
183 >                                return(0);
184 >                }
185 >        if (back_comp & SDsampR)
186 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
187 >                        get_ivector(ivec, i);
188 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[2] = -ivec[2];
189 >                        if (!plotBSDF(tfile_name(brpref, dsuffix, i),
190 >                                        ivec, SDsampR, sd))
191 >                                return(0);
192 >                }
193 >        if (back_comp & SDsampT)
194 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
195 >                        get_ivector(ivec, i);
196 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[2] = -ivec[2];
197 >                        if (!plotBSDF(tfile_name(btpref, dsuffix, i),
198 >                                        ivec, SDsampT, sd))
199 >                                return(0);
200 >                }
201 >        return(1);
202 > }
203 >
204 > /* Plot surface points using radial basis function */
205 > static int
206 > plotRBF(const char *fname, const RBFNODE *rbf)
207 > {
208 >        FILE            *fp = fopen(fname, "w");
209 >        int             i, j;
210 >
211 >        if (fp == NULL) {
212 >                fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for writing\n",
213 >                                progname, fname);
214 >                return(0);
215 >        }
216 >        for (i = SAMPRES; i--; )
217 >            for (j = 0; j < SAMPRES; j++) {
218 >                FVECT   ovec;
219 >                double  bsdf;
220 >                ovec_from_pos(ovec, i*GRIDSTEP, j*GRIDSTEP);
221 >                bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec);
222 >                if (bsdf > overall_max)
223 >                        overall_max = bsdf;
224 >                else if (bsdf < overall_min)
225 >                        bsdf = overall_min;
226 >                bsdf = log10(bsdf) - min_log10;
227 >                fprintf(fp, "%.5f %.5f %.5f\n",
228 >                                ovec[0]*bsdf, ovec[1]*bsdf, ovec[2]*bsdf);
229 >            }
230 >        if (fclose(fp) == EOF) {
231 >                fprintf(stderr, "%s: error writing data to '%s'\n",
232 >                                progname, fname);
233 >                return(0);
234 >        }
235 >        return(1);
236 > }
237 >
238 > /* Build BSDF values from scattering interpolant representation */
239 > static int
240 > build_wRBF(void)
241 > {
242 >        const char      *pref;
243 >        int             i;
244 >
245 >        if (input_orient > 0) {
246 >                if (output_orient > 0)
247 >                        pref = frpref;
248 >                else
249 >                        pref = ftpref;
250 >        } else if (output_orient < 0)
251 >                pref = brpref;
252 >        else
253 >                pref = btpref;
254 >
255 >        for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
256 >                FVECT   ivec;
257 >                RBFNODE *rbf;
258 >                get_ivector(ivec, i);
259 >                if (input_orient < 0) {
260 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[2] = -ivec[2];
261 >                }
262 >                rbf = advect_rbf(ivec, 15000);
263 >                if (!plotRBF(tfile_name(pref, dsuffix, i), rbf))
264 >                        return(0);
265 >                if (rbf) free(rbf);
266 >        }
267 >        return(1);                              /* next call frees */
268 > }
269 >
270 > /* Put out mirror arrow for the given incident vector */
271 > static void
272 > put_mirror_arrow(const FVECT ivec, int inc_side)
273 > {
274 >        const double    arrow_len = 1.2*bsdf_rad;
275 >        const double    tip_len = 0.2*bsdf_rad;
276 >        FVECT           origin, refl;
277 >        int             i;
278 >
279 >        cvt_sposition(origin, ivec, inc_side);
280 >
281 >        refl[0] = -2.*ivec[2]*ivec[0];
282 >        refl[1] = -2.*ivec[2]*ivec[1];
283 >        refl[2] = 2.*ivec[2]*ivec[2] - 1.;
284 >
285 >        printf("\n# Mirror arrow\n");
286 >        printf("\narrow_mat cylinder inc_dir\n0\n0\n7");
287 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f\n",
288 >                        origin[0], origin[1], origin[2]+arrow_len,
289 >                        origin[0], origin[1], origin[2],
290 >                        arrow_rad);
291 >        printf("\narrow_mat cylinder mir_dir\n0\n0\n7");
292 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f\n",
293 >                        origin[0], origin[1], origin[2],
294 >                        origin[0] + arrow_len*refl[0],
295 >                        origin[1] + arrow_len*refl[1],
296 >                        origin[2] + arrow_len*refl[2],
297 >                        arrow_rad);
298 >        printf("\narrow_mat cone mir_tip\n0\n0\n8");
299 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f 0\n",
300 >                        origin[0] + (arrow_len-.5*tip_len)*refl[0],
301 >                        origin[1] + (arrow_len-.5*tip_len)*refl[1],
302 >                        origin[2] + (arrow_len-.5*tip_len)*refl[2],
303 >                        origin[0] + (arrow_len+.5*tip_len)*refl[0],
304 >                        origin[1] + (arrow_len+.5*tip_len)*refl[1],
305 >                        origin[2] + (arrow_len+.5*tip_len)*refl[2],
306 >                        2.*arrow_rad);
307 > }
308 >
309 > /* Put out transmitted direction arrow for the given incident vector */
310 > static void
311 > put_trans_arrow(const FVECT ivec, int inc_side)
312 > {
313 >        const double    arrow_len = 1.2*bsdf_rad;
314 >        const double    tip_len = 0.2*bsdf_rad;
315 >        FVECT           origin;
316 >        int             i;
317 >
318 >        cvt_sposition(origin, ivec, inc_side);
319 >
320 >        printf("\n# Transmission arrow\n");
321 >        printf("\narrow_mat cylinder trans_dir\n0\n0\n7");
322 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f\n",
323 >                        origin[0], origin[1], origin[2],
324 >                        origin[0], origin[1], origin[2]-arrow_len,
325 >                        arrow_rad);
326 >        printf("\narrow_mat cone trans_tip\n0\n0\n8");
327 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f 0\n",
328 >                        origin[0], origin[1], origin[2]-arrow_len+.5*tip_len,
329 >                        origin[0], origin[1], origin[2]-arrow_len-.5*tip_len,
330 >                        2.*arrow_rad);  
331 > }
332 >
333 > /* Compute rotation (x,y,z) => (xp,yp,zp) */
334 > static int
335 > addrot(char *xf, const FVECT xp, const FVECT yp, const FVECT zp)
336 > {
337 >        int     n = 0;
338 >        double  theta;
339 >
340 >        if (yp[2]*yp[2] + zp[2]*zp[2] < 2.*FTINY*FTINY) {
341 >                /* Special case for X' along Z-axis */
342 >                theta = -atan2(yp[0], yp[1]);
343 >                sprintf(xf, " -ry %f -rz %f",
344 >                                xp[2] < 0.0 ? 90.0 : -90.0,
345 >                                theta*(180./PI));
346 >                return(4);
347 >        }
348 >        theta = atan2(yp[2], zp[2]);
349 >        if (!FEQ(theta,0.0)) {
350 >                sprintf(xf, " -rx %f", theta*(180./PI));
351 >                while (*xf) ++xf;
352 >                n += 2;
353 >        }
354 >        theta = Asin(-xp[2]);
355 >        if (!FEQ(theta,0.0)) {
356 >                sprintf(xf, " -ry %f", theta*(180./PI));
357 >                while (*xf) ++xf;
358 >                n += 2;
359 >        }
360 >        theta = atan2(xp[1], xp[0]);
361 >        if (!FEQ(theta,0.0)) {
362 >                sprintf(xf, " -rz %f", theta*(180./PI));
363 >                /* while (*xf) ++xf; */
364 >                n += 2;
365 >        }
366 >        return(n);
367 > }
368 >
369 > /* Put out BSDF surfaces */
370 > static int
371 > put_BSDFs(void)
372 > {
373 >        const double    scalef = bsdf_rad/(log10(overall_max) - min_log10);
374 >        FVECT           ivec, sorg, upv;
375 >        RREAL           vMtx[3][3];
376 >        char            *fname;
377 >        char            cmdbuf[256];
378 >        char            xfargs[128];
379 >        int             nxfa;
380 >        int             i;
381 >
382 >        printf("\n# Gensurf output corresponding to %d incident directions\n",
383 >                        NINCIDENT);
384 >
385 >        printf("\nvoid glow arrow_glow\n0\n0\n4 1 0 1 0\n");
386 >        printf("\nvoid mixfunc arrow_mat\n4 arrow_glow void 0.5 .\n0\n0\n");
387 >
388 >        if (front_comp & SDsampR)                       /* front reflection */
389 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
390 >                        get_ivector(ivec, i);
391 >                        put_mirror_arrow(ivec, 1);
392 >                        cvt_sposition(sorg, ivec, 1);
393 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[1] = -ivec[1]; /* normal */
394 >                        upv[0] = ivec[0]*ivec[1]*(ivec[2] - 1.);
395 >                        upv[1] = ivec[0]*ivec[0] + ivec[1]*ivec[1]*ivec[2];
396 >                        upv[2] = -ivec[1]*(ivec[0]*ivec[0] + ivec[1]*ivec[1]);
397 >                        sprintf(xfargs, "-s %f -t %f %f %f", bsdf_rad,
398 >                                        sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
399 >                        nxfa = 6;
400 >                        printf("\nvoid colorfunc scale_pat\n");
401 >                        printf("%d bsdf_red bsdf_grn bsdf_blu bsdf2rad.cal\n\t%s\n0\n0\n",
402 >                                        4+nxfa, xfargs);
403 >                        printf("\nscale_pat glow scale_mat\n0\n0\n4 1 1 1 0\n");
404 >                        SDcompXform(vMtx, ivec, upv);
405 >                        nxfa = addrot(xfargs, vMtx[0], vMtx[1], vMtx[2]);
406 >                        sprintf(xfargs+strlen(xfargs), " -s %f -t %f %f %f",
407 >                                        scalef, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
408 >                        nxfa += 6;
409 >                        fname = tfile_name(frpref, dsuffix, i);
410 >                        sprintf(cmdbuf, "gensurf scale_mat %s%d %s %s %s %d %d | xform %s",
411 >                                        frpref, i, fname, fname, fname, SAMPRES-1, SAMPRES-1,
412 >                                        xfargs);
413 >                        if (!run_cmd(cmdbuf))
414 >                                return(0);
415 >                }
416 >        if (front_comp & SDsampT)                       /* front transmission */
417 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
418 >                        get_ivector(ivec, i);
419 >                        put_trans_arrow(ivec, 1);
420 >                        cvt_sposition(sorg, ivec, 1);
421 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[1] = -ivec[1]; /* normal */
422 >                        upv[0] = ivec[0]*ivec[1]*(ivec[2] - 1.);
423 >                        upv[1] = ivec[0]*ivec[0] + ivec[1]*ivec[1]*ivec[2];
424 >                        upv[2] = -ivec[1]*(ivec[0]*ivec[0] + ivec[1]*ivec[1]);
425 >                        sprintf(xfargs, "-s %f -t %f %f %f", bsdf_rad,
426 >                                        sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
427 >                        nxfa = 6;
428 >                        printf("\nvoid colorfunc scale_pat\n");
429 >                        printf("%d bsdf_red bsdf_grn bsdf_blu bsdf2rad.cal\n\t%s\n0\n0\n",
430 >                                        4+nxfa, xfargs);
431 >                        printf("\nscale_pat glow scale_mat\n0\n0\n4 1 1 1 0\n");
432 >                        SDcompXform(vMtx, ivec, upv);
433 >                        nxfa = addrot(xfargs, vMtx[0], vMtx[1], vMtx[2]);
434 >                        sprintf(xfargs+strlen(xfargs), " -s %f -t %f %f %f",
435 >                                        scalef, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
436 >                        nxfa += 6;
437 >                        fname = tfile_name(ftpref, dsuffix, i);
438 >                        sprintf(cmdbuf, "gensurf scale_mat %s%d %s %s %s %d %d | xform -I %s",
439 >                                        ftpref, i, fname, fname, fname, SAMPRES-1, SAMPRES-1,
440 >                                        xfargs);
441 >                        if (!run_cmd(cmdbuf))
442 >                                return(0);
443 >                }
444 >        if (back_comp & SDsampR)                        /* rear reflection */
445 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
446 >                        get_ivector(ivec, i);
447 >                        put_mirror_arrow(ivec, -1);
448 >                        cvt_sposition(sorg, ivec, -1);
449 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[1] = -ivec[1]; /* normal */
450 >                        upv[0] = ivec[0]*ivec[1]*(ivec[2] - 1.);
451 >                        upv[1] = ivec[0]*ivec[0] + ivec[1]*ivec[1]*ivec[2];
452 >                        upv[2] = -ivec[1]*(ivec[0]*ivec[0] + ivec[1]*ivec[1]);
453 >                        sprintf(xfargs, "-s %f -t %f %f %f", bsdf_rad,
454 >                                        sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
455 >                        nxfa = 6;
456 >                        printf("\nvoid colorfunc scale_pat\n");
457 >                        printf("%d bsdf_red bsdf_grn bsdf_blu bsdf2rad.cal\n\t%s\n0\n0\n",
458 >                                        4+nxfa, xfargs);
459 >                        printf("\nscale_pat glow scale_mat\n0\n0\n4 1 1 1 0\n");
460 >                        SDcompXform(vMtx, ivec, upv);
461 >                        nxfa = addrot(xfargs, vMtx[0], vMtx[1], vMtx[2]);
462 >                        sprintf(xfargs+strlen(xfargs), " -s %f -t %f %f %f",
463 >                                        scalef, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
464 >                        nxfa += 6;
465 >                        fname = tfile_name(brpref, dsuffix, i);
466 >                        sprintf(cmdbuf, "gensurf scale_mat %s%d %s %s %s %d %d | xform -I -ry 180 %s",
467 >                                        brpref, i, fname, fname, fname, SAMPRES-1, SAMPRES-1,
468 >                                        xfargs);
469 >                        if (!run_cmd(cmdbuf))
470 >                                return(0);
471 >                }
472 >        if (back_comp & SDsampT)                        /* rear transmission */
473 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
474 >                        get_ivector(ivec, i);
475 >                        put_trans_arrow(ivec, -1);
476 >                        cvt_sposition(sorg, ivec, -1);
477 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[1] = -ivec[1]; /* normal */
478 >                        upv[0] = ivec[0]*ivec[1]*(ivec[2] - 1.);
479 >                        upv[1] = ivec[0]*ivec[0] + ivec[1]*ivec[1]*ivec[2];
480 >                        upv[2] = -ivec[1]*(ivec[0]*ivec[0] + ivec[1]*ivec[1]);
481 >                        sprintf(xfargs, "-s %f -t %f %f %f", bsdf_rad,
482 >                                        sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
483 >                        nxfa = 6;
484 >                        printf("\nvoid colorfunc scale_pat\n");
485 >                        printf("%d bsdf_red bsdf_grn bsdf_blu bsdf2rad.cal\n\t%s\n0\n0\n",
486 >                                        4+nxfa, xfargs);
487 >                        printf("\nscale_pat glow scale_mat\n0\n0\n4 1 1 1 0\n");
488 >                        SDcompXform(vMtx, ivec, upv);
489 >                        nxfa = addrot(xfargs, vMtx[0], vMtx[1], vMtx[2]);
490 >                        sprintf(xfargs+strlen(xfargs), " -s %f -t %f %f %f",
491 >                                        scalef, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
492 >                        nxfa += 6;
493 >                        fname = tfile_name(btpref, dsuffix, i);
494 >                        sprintf(cmdbuf, "gensurf scale_mat %s%d %s %s %s %d %d | xform -ry 180 %s",
495 >                                        btpref, i, fname, fname, fname, SAMPRES-1, SAMPRES-1,
496 >                                        xfargs);
497 >                        if (!run_cmd(cmdbuf))
498 >                                return(0);
499 >                }
500 >        return(1);
501 > }
502 >
503 > /* Put our hemisphere material */
504 > static void
505 > put_matBSDF(const char *XMLfile)
506 > {
507 >        const char      *curdir = "./";
508 >
509 >        if (!XMLfile) {                 /* simple material */
510 >                printf("\n# Simplified material because we have no XML input\n");
511 >                printf("\nvoid brightfunc latlong\n2 latlong bsdf2rad.cal\n0\n0\n");
512 >                if ((front_comp|back_comp) & SDsampT)
513 >                        printf("\nlatlong trans %s\n0\n0\n7 .75 .75 .75 0 .04 .5 .8\n",
514 >                                        sph_mat);
515 >                else
516 >                        printf("\nlatlong plastic %s\n0\n0\n5 .5 .5 .5 0 0\n",
517 >                                        sph_mat);
518 >                return;
519 >        }
520 >        switch (XMLfile[0]) {           /* avoid RAYPATH search */
521 >        case '.':
522 >        CASEDIRSEP:
523 >                curdir = "";
524 >                break;
525 >        case '\0':
526 >                fprintf(stderr, "%s: empty file name in put_matBSDF\n", progname);
527 >                exit(1);
528 >                break;
529 >        }
530 >        printf("\n# Actual BSDF material for rendering the hemispheres\n");
531 >        printf("\nvoid BSDF BSDFmat\n6 0 \"%s%s\" upx upy upz bsdf2rad.cal\n0\n0\n",
532 >                        curdir, XMLfile);
533 >        printf("\nvoid plastic black\n0\n0\n5 0 0 0 0 0\n");
534 >        printf("\nvoid mixfunc %s\n4 BSDFmat black latlong bsdf2rad.cal\n0\n0\n",
535 >                        sph_mat);
536 > }
537 >
538 > /* Put out overhead parallel light source */
539 > static void
540 > put_source(void)
541 > {
542 >        printf("\n# Overhead parallel light source\n");
543 >        printf("\nvoid light bright\n0\n0\n3 2500 2500 2500\n");
544 >        printf("\nbright source light\n0\n0\n4 0 0 1 2\n");
545 >        printf("\n# Material used for labels\n");
546 >        printf("\nvoid trans vellum\n0\n0\n7 1 1 1 0 0 .5 0\n");
547 > }
548 >
549 > /* Put out hemisphere(s) */
550 > static void
551 > put_hemispheres(void)
552 > {
553 >        const int       nsegs = 131;
554 >
555 >        printf("\n# Hemisphere(s) for showing BSDF appearance (if XML file)\n");
556 >        if (front_comp) {
557 >                printf(
558 > "\n!genrev %s Front \"R*sin(A*t)\" \"R*cos(A*t)\" %d -e \"R:%g;A:%f\" -s | xform -t %g 0 0\n",
559 >                                sph_mat, nsegs, sph_rad, 0.495*PI, sph_xoffset);
560 >                printf("\nvoid brighttext front_text\n3 helvet.fnt . FRONT\n0\n");
561 >                printf("12\n\t%f %f 0\n\t%f 0 0\n\t0 %f 0\n\t.01 1 -.1\n",
562 >                                -.22*sph_rad + sph_xoffset, -1.4*sph_rad,
563 >                                .35/5.*sph_rad, -1.6*.35/5.*sph_rad);
564 >                printf("\nfront_text alias front_label_mat vellum\n");
565 >                printf("\nfront_label_mat polygon front_label\n0\n0\n12");
566 >                printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
567 >                                -.25*sph_rad + sph_xoffset, -1.3*sph_rad,
568 >                                -.25*sph_rad + sph_xoffset, (-1.4-1.6*.35/5.-.1)*sph_rad,
569 >                                .25*sph_rad + sph_xoffset, (-1.4-1.6*.35/5.-.1)*sph_rad,
570 >                                .25*sph_rad + sph_xoffset, -1.3*sph_rad );
571 >        }
572 >        if (back_comp) {
573 >                printf(
574 > "\n!genrev %s Back \"R*cos(A*t)\" \"R*sin(A*t)\" %d -e \"R:%g;A:%f\" -s | xform -t %g 0 0\n",
575 >                                sph_mat, nsegs, sph_rad, 0.495*PI, -sph_xoffset);
576 >                printf("\nvoid brighttext back_text\n3 helvet.fnt . BACK\n0\n");
577 >                printf("12\n\t%f %f 0\n\t%f 0 0\n\t0 %f 0\n\t.01 1 -.1\n",
578 >                                -.22*sph_rad - sph_xoffset, -1.4*sph_rad,
579 >                                .35/4.*sph_rad, -1.6*.35/4.*sph_rad);
580 >                printf("\nback_text alias back_label_mat vellum\n");
581 >                printf("\nback_label_mat polygon back_label\n0\n0\n12");
582 >                printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
583 >                                -.25*sph_rad - sph_xoffset, -1.3*sph_rad,
584 >                                -.25*sph_rad - sph_xoffset, (-1.4-1.6*.35/4.-.1)*sph_rad,
585 >                                .25*sph_rad - sph_xoffset, (-1.4-1.6*.35/4.-.1)*sph_rad,
586 >                                .25*sph_rad - sph_xoffset, -1.3*sph_rad );
587 >        }
588 > }
589 >
590 > /* Put out falsecolor scale and name label */
591 > static void
592 > put_scale(void)
593 > {
594 >        const double    max_log10 = log10(overall_max);
595 >        const double    leg_width = 2.*.75*(fabs(sph_xoffset) - sph_rad);
596 >        const double    leg_height = 2.*sph_rad;
597 >        const int       text_lines = 6;
598 >        const int       text_digits = 8;
599 >        char            fmt[16];
600 >        int             i;
601 >
602 >        printf("\n# BSDF legend with falsecolor scale\n");
603 >        printf("\nvoid colorfunc lscale\n10 sca_red(Py) sca_grn(Py) sca_blu(Py)");
604 >        printf("\n\tbsdf2rad.cal -s %f -t 0 %f 0\n0\n0\n", leg_height, -.5*leg_height);
605 >        sprintf(fmt, "%%.%df", text_digits-3);
606 >        for (i = 0; i < text_lines; i++) {
607 >                char    vbuf[16];
608 >                sprintf(vbuf, fmt, pow(10., (i+.5)/text_lines*(max_log10-min_log10)+min_log10));
609 >                printf("\nlscale brighttext lscale\n");
610 >                printf("3 helvet.fnt . %s\n0\n12\n", vbuf);
611 >                printf("\t%f %f 0\n", -.45*leg_width, ((i+.9)/text_lines-.5)*leg_height);
612 >                printf("\t%f 0 0\n", .8*leg_width/strlen(vbuf));
613 >                printf("\t0 %f 0\n", -.9/text_lines*leg_height);
614 >                printf("\t.01 1 -.1\n");
615 >        }
616 >        printf("\nlscale alias legend_mat vellum\n");
617 >        printf("\nlegend_mat polygon legend\n0\n0\n12");
618 >        printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
619 >                        -.5*leg_width, .5*leg_height,
620 >                        -.5*leg_width, -.5*leg_height,
621 >                        .5*leg_width, -.5*leg_height,
622 >                        .5*leg_width, .5*leg_height);
623 >        printf("\nvoid brighttext BSDFtitle\n3 helvet.fnt . BSDF\n0\n12\n");
624 >        printf("\t%f %f 0\n", -.25*leg_width, .7*leg_height);
625 >        printf("\t%f 0 0\n", .4/4.*leg_width);
626 >        printf("\t0 %f 0\n", -.1*leg_height);
627 >        printf("\t.01 1 -.1\n");
628 >        printf("\nBSDFtitle alias title_mat vellum\n");
629 >        printf("\ntitle_mat polygon title\n0\n0\n12");
630 >        printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
631 >                        -.3*leg_width, .75*leg_height,
632 >                        -.3*leg_width, .55*leg_height,
633 >                        .3*leg_width, .55*leg_height,
634 >                        .3*leg_width, .75*leg_height);
635 >        if (!bsdf_name[0])
636 >                return;
637 >        printf("\nvoid brighttext BSDFname\n3 helvet.fnt . \"%s\"\n0\n12\n", bsdf_name);
638 >        printf("\t%f %f 0\n", -.95*leg_width, -.6*leg_height);
639 >        printf("\t%f 0 0\n", 1.8/strlen(bsdf_name)*leg_width);
640 >        printf("\t0 %f 0\n", -.1*leg_height);
641 >        printf("\t.01 1 -.1\n");
642 >        printf("\nBSDFname alias name_mat vellum\n");
643 >        printf("\nname_mat polygon name\n0\n0\n12");
644 >        printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
645 >                        -leg_width, -.55*leg_height,
646 >                        -leg_width, -.75*leg_height,
647 >                        leg_width, -.75*leg_height,
648 >                        leg_width, -.55*leg_height);
649 > }
650 >
651 > /* Convert MGF to Radiance in output */
652 > static void
653 > convert_mgf(const char *mgfdata)
654 > {
655 >        int     len = strlen(mgfdata);
656 >        char    mgfn[128];
657 >        char    radfn[128];
658 >        char    cmdbuf[256];
659 >        float   xmin, xmax, ymin, ymax, zmin, zmax;
660 >        double  max_dim;
661 >        int     fd;
662 >        FILE    *fp;
663 >
664 >        if (!len) return;
665 >        strcpy(mgfn, tfile_name("geom", ".mgf", 0));
666 >        fd = open(mgfn, O_WRONLY|O_CREAT, 0666);
667 >        if (fd < 0 || write(fd, mgfdata, len) != len) {
668 >                fprintf(stderr, "%s: cannot write file '%s'\n",
669 >                                progname, mgfn);
670 >                return;
671 >        }
672 >        close(fd);
673 >        strcpy(radfn, tfile_name("geom", ".rad", 0));
674 >        sprintf(cmdbuf, "mgf2rad %s > %s", mgfn, radfn);
675 >        if (!run_cmd(cmdbuf))
676 >                return;
677 >        sprintf(cmdbuf, "getbbox -w -h %s", radfn);
678 >        if ((fp = popen(cmdbuf, "r")) == NULL ||
679 >                        fscanf(fp, "%f %f %f %f %f %f",
680 >                                &xmin, &xmax, &ymin, &ymax, &zmin, &zmax) != 6
681 >                        || pclose(fp) < 0) {
682 >                fprintf(stderr, "%s: error reading from command: %s\n",
683 >                                progname, cmdbuf);
684 >                return;
685 >        }
686 >        max_dim = ymax - ymin;
687 >        if (xmax - xmin > max_dim)
688 >                max_dim = xmax - xmin;
689 >        if (front_comp) {
690 >                printf("\n# BSDF system geometry (front view)\n");
691 >                sprintf(cmdbuf, "xform -t %f %f %f -s %f -t %f %f 0 %s",
692 >                                -.5*(xmin+xmax), -.5*(ymin+ymax), -zmax,
693 >                                1.5*sph_rad/max_dim,
694 >                                sph_xoffset, -2.5*sph_rad,
695 >                                radfn);
696 >                if (!run_cmd(cmdbuf))
697 >                        return;
698 >        }
699 >        if (back_comp) {
700 >                printf("\n# BSDF system geometry (back view)\n");
701 >                sprintf(cmdbuf, "xform -t %f %f %f -s %f -ry 180 -t %f %f 0 %s",
702 >                                -.5*(xmin+xmax), -.5*(ymin+ymax), -zmin,
703 >                                1.5*sph_rad/max_dim,
704 >                                -sph_xoffset, -2.5*sph_rad,
705 >                                radfn);
706 >                if (!run_cmd(cmdbuf))
707 >                        return;
708 >        }
709 > }
710 >
711 > /* Check RBF input header line & get minimum BSDF value */
712 > static int
713 > rbf_headline(char *s, void *p)
714 > {
715 >        char    fmt[64];
716 >
717 >        if (formatval(fmt, s)) {
718 >                if (strcmp(fmt, BSDFREP_FMT))
719 >                        return(-1);
720 >                return(0);
721 >        }
722 >        if (!strncmp(s, "IO_SIDES=", 9)) {
723 >                sscanf(s+9, "%d %d", &input_orient, &output_orient);
724 >                if (input_orient == output_orient) {
725 >                        if (input_orient > 0)
726 >                                front_comp |= SDsampR;
727 >                        else
728 >                                back_comp |= SDsampR;
729 >                } else if (input_orient > 0)
730 >                        front_comp |= SDsampT;
731 >                else
732 >                        back_comp |= SDsampT;
733 >                return(0);
734 >        }
735 >        if (!strncmp(s, "BSDFMIN=", 8)) {
736 >                sscanf(s+8, "%lf", &bsdf_min);
737 >                if (bsdf_min < overall_min)
738 >                        overall_min = bsdf_min;
739 >                return(0);
740 >        }
741 >        return(0);
742 > }
743 >
744 > /* Produce a Radiance model plotting the given BSDF representation */
745   int
746   main(int argc, char *argv[])
747   {
37        int     showPeaks = 0;
38        int     doTrans = 0;
748          int     inpXML = -1;
40        RBFNODE *rbf = NULL;
41        FILE    *fp;
42        char    buf[128];
749          SDData  myBSDF;
750 <        double  bsdf, min_log;
45 <        FVECT   idir, odir;
46 <        int     i, j, n;
750 >        int     n;
751                                                  /* check arguments */
752          progname = argv[0];
753 <        if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "-p")) {
50 <                ++showPeaks;
51 <                ++argv; --argc;
52 <        }
53 <        if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "-t")) {
54 <                ++doTrans;
55 <                ++argv; --argc;
56 <        }
57 <        if (argc >= 4 && (n = strlen(argv[1])-4) > 0) {
753 >        if (argc > 1 && (n = strlen(argv[1])-4) > 0) {
754                  if (!strcasecmp(argv[1]+n, ".xml"))
755                          inpXML = 1;
756                  else if (!strcasecmp(argv[1]+n, ".sir"))
757                          inpXML = 0;
758          }
759 <        if (inpXML < 0) {
760 <                fprintf(stderr, "Usage: %s [-p] bsdf.sir theta1 phi1 .. > output.rad\n", progname);
761 <                fprintf(stderr, "   Or: %s [-t] bsdf.xml theta1 phi1 .. > output.rad\n", progname);
759 >        if (inpXML < 0 || inpXML & (argc > 2)) {
760 >                fprintf(stderr, "Usage: %s bsdf.xml > output.rad\n", progname);
761 >                fprintf(stderr, "   Or: %s hemi1.sir hemi2.sir .. > output.rad\n", progname);
762                  return(1);
763          }
764 <                                                /* load input */
764 >        fputs("# ", stdout);                    /* copy our command */
765 >        printargs(argc, argv, stdout);
766 >                                                /* evaluate BSDF */
767          if (inpXML) {
768                  SDclearBSDF(&myBSDF, argv[1]);
769                  if (SDreportError(SDloadFile(&myBSDF, argv[1]), stderr))
770                          return(1);
771 <                bsdf_min = 1./M_PI;
772 <                if (myBSDF.rf != NULL && myBSDF.rLambFront.cieY < bsdf_min*M_PI)
773 <                        bsdf_min = myBSDF.rLambFront.cieY/M_PI;
774 <                if (myBSDF.rb != NULL && myBSDF.rLambBack.cieY < bsdf_min*M_PI)
775 <                        bsdf_min = myBSDF.rLambBack.cieY/M_PI;
776 <                if ((myBSDF.tf != NULL) | (myBSDF.tb != NULL) &&
79 <                                myBSDF.tLamb.cieY < bsdf_min*M_PI)
80 <                        bsdf_min = myBSDF.tLamb.cieY/M_PI;
81 <                if (doTrans && (myBSDF.tf == NULL) & (myBSDF.tb == NULL)) {
82 <                        fprintf(stderr, "%s: no transmitted component in '%s'\n",
771 >                if (myBSDF.rf != NULL) front_comp |= SDsampR;
772 >                if (myBSDF.tf != NULL) front_comp |= SDsampT;
773 >                if (myBSDF.rb != NULL) back_comp |= SDsampR;
774 >                if (myBSDF.tb != NULL) back_comp |= SDsampT;
775 >                if (!front_comp & !back_comp) {
776 >                        fprintf(stderr, "%s: nothing to plot in '%s'\n",
777                                          progname, argv[1]);
778                          return(1);
779                  }
780 <        } else {
781 <                fp = fopen(argv[1], "rb");
782 <                if (fp == NULL) {
783 <                        fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
784 <                                        progname, argv[1]);
780 >                if (front_comp & SDsampR && myBSDF.rLambFront.cieY < overall_min*PI)
781 >                        overall_min = myBSDF.rLambFront.cieY/PI;
782 >                if (back_comp & SDsampR && myBSDF.rLambBack.cieY < overall_min*PI)
783 >                        overall_min = myBSDF.rLambBack.cieY/PI;
784 >                if ((front_comp|back_comp) & SDsampT &&
785 >                                myBSDF.tLamb.cieY < overall_min*PI)
786 >                        overall_min = myBSDF.tLamb.cieY/PI;
787 >                set_minlog();
788 >                if (!build_wBSDF(&myBSDF))
789                          return(1);
790 <                }
791 <                if (!load_bsdf_rep(fp))
94 <                        return(1);
95 <                fclose(fp);
96 <        }
97 < #ifdef DEBUG
98 <        fprintf(stderr, "Minimum BSDF set to %.4f\n", bsdf_min);
99 < #endif
100 <        min_log = log(bsdf_min*.5 + 1e-5);
101 <                                                /* output BSDF rep. */
102 <        for (n = 0; (n < 6) & (2*n+3 < argc); n++) {
103 <                double  theta = (M_PI/180.)*atof(argv[2*n+2]);
104 <                double  phi = (M_PI/180.)*atof(argv[2*n+3]);
105 <                if (theta < -FTINY) {
106 <                        fprintf(stderr, "%s: theta values must be positive\n",
107 <                                        progname);
108 <                        return(1);
109 <                }
110 <                if (inpXML) {
111 <                        input_orient = (theta <= M_PI/2.) ? 1 : -1;
112 <                        output_orient = doTrans ? -input_orient : input_orient;
113 <                }
114 <                idir[2] = sin(theta);
115 <                idir[0] = idir[2] * cos(phi);
116 <                idir[1] = idir[2] * sin(phi);
117 <                idir[2] = input_orient * sqrt(1. - idir[2]*idir[2]);
118 < #ifdef DEBUG
119 <                fprintf(stderr, "Computing BSDF for incident direction (%.1f,%.1f)\n",
120 <                                get_theta180(idir), get_phi360(idir));
121 < #endif
122 <                if (!inpXML)
123 <                        rbf = advect_rbf(idir, 15000);
124 < #ifdef DEBUG
125 <                if (inpXML)
126 <                        fprintf(stderr, "Hemispherical %s: %.3f\n",
127 <                                (output_orient > 0 ^ input_orient > 0 ?
128 <                                        "transmission" : "reflection"),
129 <                                SDdirectHemi(idir, SDsampSp|SDsampDf |
130 <                                        (output_orient > 0 ^ input_orient > 0 ?
131 <                                                 SDsampT : SDsampR), &myBSDF));
132 <                else if (rbf == NULL)
133 <                        fputs("Empty RBF\n", stderr);
790 >                if (myBSDF.matn[0])
791 >                        strcpy(bsdf_name, myBSDF.matn);
792                  else
793 <                        fprintf(stderr, "Hemispherical %s: %.3f\n",
794 <                                (output_orient > 0 ^ input_orient > 0 ?
795 <                                        "transmission" : "reflection"),
796 <                                rbf->vtotal);
797 < #endif
798 <                printf("# Incident direction (theta,phi) = (%.2f,%.2f) deg.\n\n",
799 <                                (180./M_PI)*theta, (180./M_PI)*phi);
800 <                printf("void trans tmat\n0\n0\n7 %f %f %f .04 .04 .9 1\n",
801 <                                colarr[n][0], colarr[n][1], colarr[n][2]);
802 <                if (showPeaks && rbf != NULL) {
803 <                        printf("void plastic pmat\n0\n0\n5 %f %f %f .04 .08\n",
146 <                                1.-colarr[n][0], 1.-colarr[n][1], 1.-colarr[n][2]);
147 <                        for (i = 0; i < rbf->nrbf; i++) {
148 <                                ovec_from_pos(odir, rbf->rbfa[i].gx, rbf->rbfa[i].gy);
149 <                                bsdf = eval_rbfrep(rbf, odir);
150 <                                bsdf = log(bsdf + 1e-5) - min_log;
151 <                                printf("pmat sphere p%d\n0\n0\n4 %f %f %f %f\n",
152 <                                        i+1, odir[0]*bsdf, odir[1]*bsdf, odir[2]*bsdf,
153 <                                                .007*bsdf);
793 >                        strcpy(bsdf_name, myBSDF.name);
794 >                strcpy(bsdf_manuf, myBSDF.makr);
795 >                put_matBSDF(argv[1]);
796 >        } else {
797 >                FILE    *fp;
798 >                for (n = 1; n < argc; n++) {
799 >                        fp = fopen(argv[n], "rb");
800 >                        if (fp == NULL) {
801 >                                fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
802 >                                                progname, argv[n]);
803 >                                return(1);
804                          }
805 +                        if (getheader(fp, rbf_headline, NULL) < 0) {
806 +                                fprintf(stderr, "%s: bad BSDF interpolant '%s'\n",
807 +                                                progname, argv[n]);
808 +                                return(1);
809 +                        }
810 +                        fclose(fp);
811                  }
812 <                fflush(stdout);
813 <                sprintf(buf, "gensurf tmat bsdf%d - - - %d %d %s", n+1,
814 <                                                GRIDRES-1, GRIDRES-1, validf);
815 <                fp = popen(buf, "w");
816 <                if (fp == NULL) {
817 <                        fprintf(stderr, "%s: cannot open '| %s'\n", progname, buf);
818 <                        return(1);
812 >                set_minlog();
813 >                for (n = 1; n < argc; n++) {
814 >                        fp = fopen(argv[n], "rb");
815 >                        if (!load_bsdf_rep(fp))
816 >                                return(1);
817 >                        fclose(fp);
818 >                        if (!build_wRBF())
819 >                                return(1);
820                  }
821 <                for (i = 0; i < GRIDRES; i++)
165 <                    for (j = 0; j < GRIDRES; j++) {
166 <                        ovec_from_pos(odir, i, j);
167 <                        if (inpXML) {
168 <                                SDValue sval;
169 <                                if (SDreportError(SDevalBSDF(&sval, odir,
170 <                                                        idir, &myBSDF), stderr))
171 <                                        return(1);
172 <                                bsdf = sval.cieY;
173 <                        } else
174 <                                bsdf = eval_rbfrep(rbf, odir);
175 <                        bsdf = log(bsdf + 1e-5) - min_log;
176 <                        fprintf(fp, "%.8e %.8e %.8e\n",
177 <                                        odir[0]*bsdf, odir[1]*bsdf, odir[2]*bsdf);
178 <                    }
179 <                if (rbf != NULL)
180 <                        free(rbf);
181 <                if (pclose(fp))
182 <                        return(1);
821 >                put_matBSDF(NULL);
822          }
823 +        put_source();                   /* before hemispheres & labels */
824 +        put_hemispheres();
825 +        put_scale();
826 +        if (inpXML && myBSDF.mgf)
827 +                convert_mgf(myBSDF.mgf);
828 +        if (!put_BSDFs())
829 +                return(1);
830 +        cleanup_tmp();
831          return(0);
832   }

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