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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 2.36 by greg, Fri Jul 19 17:37:56 2019 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
9 #include <stdio.h>
10 #include <string.h>
8   #include <stdlib.h>
9 < #include <math.h>
10 < #include "rtprocess.h"
9 > #include "rtio.h"
10 > #include "paths.h"
11 > #include "rtmath.h"
12   #include "bsdfrep.h"
13  
14 < const float     colarr[6][3] = {
15 <                .7, 1., .7,
16 <                1., .7, .7,
17 <                .7, .7, 1.,
18 <                1., .5, 1.,
19 <                1., 1., .5,
20 <                .5, 1., 1.
23 <        };
14 > #ifndef NINCIDENT
15 > #define NINCIDENT       37              /* number of samples/hemisphere */
16 > #endif
17 > #ifndef GRIDSTEP
18 > #define GRIDSTEP        2               /* our grid step size */
19 > #endif
20 > #define SAMPRES         (GRIDRES/GRIDSTEP)
21  
22 < #ifdef _WIN32
23 < char    validf[] = "-e \"valid(s,t)=X`SYS(s,t)^2+Y`SYS(s,t)^2+Z`SYS(s,t)^2-1e-7\"";
22 > int     front_comp = 0;                 /* front component flags (SDsamp*) */
23 > int     back_comp = 0;                  /* back component flags */
24 > double  overall_min = 1./PI;            /* overall minimum BSDF value */
25 > double  min_log10;                      /* smallest log10 value for plotting */
26 > double  overall_max = .0;               /* overall maximum BSDF value */
27 >
28 > char    ourTempDir[TEMPLEN+1] = "";     /* our temporary directory */
29 >
30 > const char      frpref[] = "rf";
31 > const char      ftpref[] = "tf";
32 > const char      brpref[] = "rb";
33 > const char      btpref[] = "tb";
34 > const char      dsuffix[] = ".txt";
35 >
36 > const char      sph_fmat[] = "fBSDFmat";
37 > const char      sph_bmat[] = "bBSDFmat";
38 > const double    sph_rad = 10.;
39 > const double    sph_xoffset = 15.;
40 >
41 > #define bsdf_rad        (sph_rad*.25)
42 > #define arrow_rad       (bsdf_rad*.015)
43 >
44 > #define FEQ(a,b)        ((a)-(b) <= 1e-7 && (b)-(a) <= 1e-7)
45 >
46 > #define set_minlog()    overall_min = (overall_min < 1e-5) ? 1e-5 : overall_min; \
47 >                                min_log10 = log10(overall_min) - .1
48 >
49 > char    *progname;
50 >
51 > /* Get Fibonacci sphere vector (0 to NINCIDENT-1) */
52 > static RREAL *
53 > get_ivector(FVECT iv, int i)
54 > {
55 >        const double    phistep = PI*(3. - 2.236067978);
56 >        double          r;
57 >
58 >        iv[2] = 1. - (i+.5)*(1./NINCIDENT);
59 >        r = sqrt(1. - iv[2]*iv[2]);
60 >        iv[0] = r * cos((i+1.)*phistep);
61 >        iv[1] = r * sin((i+1.)*phistep);
62 >
63 >        return(iv);
64 > }
65 >
66 > /* Convert incident vector into sphere position */
67 > static RREAL *
68 > cvt_sposition(FVECT sp, const FVECT iv, int inc_side)
69 > {
70 >        sp[0] = -iv[0]*sph_rad + inc_side*sph_xoffset;
71 >        sp[1] = -iv[1]*sph_rad;
72 >        sp[2] = iv[2]*sph_rad;
73 >
74 >        return(sp);
75 > }
76 >
77 > /* Get temporary file name */
78 > static char *
79 > tfile_name(const char *prefix, const char *suffix, int i)
80 > {
81 >        static char     buf[256];
82 >
83 >        if (!ourTempDir[0]) {           /* create temporary directory */
84 >                mktemp(strcpy(ourTempDir,TEMPLATE));
85 >                if (mkdir(ourTempDir, 0777) < 0) {
86 >                        perror("mkdir");
87 >                        exit(1);
88 >                }
89 >        }
90 >        if (!prefix) prefix = "T";
91 >        if (!suffix) suffix = "";
92 >        sprintf(buf, "%s/%s%03d%s", ourTempDir, prefix, i, suffix);
93 >        return(buf);
94 > }
95 >
96 > /* Remove temporary directory & contents */
97 > static void
98 > cleanup_tmp(void)
99 > {
100 >        char    buf[128];
101 >
102 >        if (!ourTempDir[0])
103 >                return;
104 > #if defined(_WIN32) || defined(_WIN64)
105 >        sprintf(buf, "RMDIR %s /S /Q", ourTempDir);
106   #else
107 < char    validf[] = "-e 'valid(s,t)=X`SYS(s,t)^2+Y`SYS(s,t)^2+Z`SYS(s,t)^2-1e-7'";
107 >        sprintf(buf, "rm -rf %s", ourTempDir);
108   #endif
109 +        system(buf);
110 + }
111  
112 < char    *progname;
112 > /* Run the specified command, returning 1 if OK */
113 > static int
114 > run_cmd(const char *cmd)
115 > {
116 >        fflush(stdout);
117 >        if (system(cmd)) {
118 >                fprintf(stderr, "%s: error running: %s\n", progname, cmd);
119 >                return(0);
120 >        }
121 >        return(1);
122 > }
123  
124 < /* Produce a Radiance model plotting the indicated incident direction(s) */
124 > /* Plot surface points for the given BSDF incident angle */
125 > static int
126 > plotBSDF(const char *fname, const FVECT ivec, int dfl, const SDData *sd)
127 > {
128 >        FILE            *fp = fopen(fname, "w");
129 >        int             i, j;
130 >
131 >        if (fp == NULL) {
132 >                fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for writing\n",
133 >                                progname, fname);
134 >                return(0);
135 >        }
136 >        if (ivec[2] > 0) {
137 >                input_orient = 1;
138 >                output_orient = dfl&SDsampR ? 1 : -1;
139 >        } else {
140 >                input_orient = -1;
141 >                output_orient = dfl&SDsampR ? -1 : 1;
142 >        }
143 >        for (i = SAMPRES; i--; )
144 >            for (j = 0; j < SAMPRES; j++) {
145 >                FVECT   ovec;
146 >                SDValue sval;
147 >                double  bsdf;
148 >                ovec_from_pos(ovec, i*GRIDSTEP, j*GRIDSTEP);
149 >                if (SDreportError(SDevalBSDF(&sval, ovec,
150 >                                                ivec, sd), stderr))
151 >                        return(0);
152 >                if (sval.cieY > overall_max)
153 >                        overall_max = sval.cieY;
154 >                bsdf = (sval.cieY < overall_min) ? overall_min : sval.cieY;
155 >                bsdf = log10(bsdf) - min_log10;
156 >                fprintf(fp, "%.5f %.5f %.5f\n",
157 >                                ovec[0]*bsdf, ovec[1]*bsdf, ovec[2]*bsdf);
158 >            }
159 >        if (fclose(fp) == EOF) {
160 >                fprintf(stderr, "%s: error writing data to '%s'\n",
161 >                                progname, fname);
162 >                return(0);
163 >        }
164 >        return(1);
165 > }
166 >
167 > /* Build BSDF values from loaded XML file */
168 > static int
169 > build_wBSDF(const SDData *sd)
170 > {
171 >        FVECT   ivec;
172 >        int     i;
173 >
174 >        if (front_comp & SDsampR)
175 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
176 >                        get_ivector(ivec, i);
177 >                        if (!plotBSDF(tfile_name(frpref, dsuffix, i),
178 >                                        ivec, SDsampR, sd))
179 >                                return(0);
180 >                }
181 >        if (front_comp & SDsampT)
182 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
183 >                        get_ivector(ivec, i);
184 >                        if (!plotBSDF(tfile_name(ftpref, dsuffix, i),
185 >                                        ivec, SDsampT, sd))
186 >                                return(0);
187 >                }
188 >        if (back_comp & SDsampR)
189 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
190 >                        get_ivector(ivec, i);
191 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[2] = -ivec[2];
192 >                        if (!plotBSDF(tfile_name(brpref, dsuffix, i),
193 >                                        ivec, SDsampR, sd))
194 >                                return(0);
195 >                }
196 >        if (back_comp & SDsampT)
197 >                for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
198 >                        get_ivector(ivec, i);
199 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[2] = -ivec[2];
200 >                        if (!plotBSDF(tfile_name(btpref, dsuffix, i),
201 >                                        ivec, SDsampT, sd))
202 >                                return(0);
203 >                }
204 >        return(1);
205 > }
206 >
207 > /* Plot surface points using radial basis function */
208 > static int
209 > plotRBF(const char *fname, const RBFNODE *rbf)
210 > {
211 >        FILE            *fp = fopen(fname, "w");
212 >        int             i, j;
213 >
214 >        if (fp == NULL) {
215 >                fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for writing\n",
216 >                                progname, fname);
217 >                return(0);
218 >        }
219 >        for (i = SAMPRES; i--; )
220 >            for (j = 0; j < SAMPRES; j++) {
221 >                FVECT   ovec;
222 >                double  bsdf;
223 >                ovec_from_pos(ovec, i*GRIDSTEP, j*GRIDSTEP);
224 >                bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec);
225 >                if (bsdf > overall_max)
226 >                        overall_max = bsdf;
227 >                else if (bsdf < overall_min)
228 >                        bsdf = overall_min;
229 >                bsdf = log10(bsdf) - min_log10;
230 >                fprintf(fp, "%.5f %.5f %.5f\n",
231 >                                ovec[0]*bsdf, ovec[1]*bsdf, ovec[2]*bsdf);
232 >            }
233 >        if (fclose(fp) == EOF) {
234 >                fprintf(stderr, "%s: error writing data to '%s'\n",
235 >                                progname, fname);
236 >                return(0);
237 >        }
238 >        return(1);
239 > }
240 >
241 > /* Build BSDF values from scattering interpolant representation */
242 > static int
243 > build_wRBF(void)
244 > {
245 >        const char      *pref;
246 >        int             i;
247 >
248 >        if (input_orient > 0) {
249 >                if (output_orient > 0)
250 >                        pref = frpref;
251 >                else
252 >                        pref = ftpref;
253 >        } else if (output_orient < 0)
254 >                pref = brpref;
255 >        else
256 >                pref = btpref;
257 >
258 >        for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
259 >                FVECT   ivec;
260 >                RBFNODE *rbf;
261 >                get_ivector(ivec, i);
262 >                if (input_orient < 0) {
263 >                        ivec[0] = -ivec[0]; ivec[2] = -ivec[2];
264 >                }
265 >                rbf = advect_rbf(ivec, 15000);
266 >                if (!plotRBF(tfile_name(pref, dsuffix, i), rbf))
267 >                        return(0);
268 >                if (rbf) free(rbf);
269 >        }
270 >        return(1);                              /* next call frees */
271 > }
272 >
273 > /* Put out mirror arrow for the given incident vector */
274 > static void
275 > put_mirror_arrow(const FVECT origin, const FVECT nrm)
276 > {
277 >        const double    arrow_len = 1.2*bsdf_rad;
278 >        const double    tip_len = 0.2*bsdf_rad;
279 >        static int      cnt = 1;
280 >        FVECT           refl;
281 >        int             i;
282 >
283 >        refl[0] = 2.*nrm[2]*nrm[0];
284 >        refl[1] = 2.*nrm[2]*nrm[1];
285 >        refl[2] = 2.*nrm[2]*nrm[2] - 1.;
286 >
287 >        printf("\n# Mirror arrow #%d\n", cnt);
288 >        printf("\nshaft_mat cylinder inc_dir%d\n0\n0\n7", cnt);
289 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f\n",
290 >                        origin[0], origin[1], origin[2]+arrow_len,
291 >                        origin[0], origin[1], origin[2],
292 >                        arrow_rad);
293 >        printf("\nshaft_mat cylinder mir_dir%d\n0\n0\n7", cnt);
294 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f\n",
295 >                        origin[0], origin[1], origin[2],
296 >                        origin[0] + arrow_len*refl[0],
297 >                        origin[1] + arrow_len*refl[1],
298 >                        origin[2] + arrow_len*refl[2],
299 >                        arrow_rad);
300 >        printf("\ntip_mat cone mir_tip%d\n0\n0\n8", cnt);
301 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f 0\n",
302 >                        origin[0] + (arrow_len-.5*tip_len)*refl[0],
303 >                        origin[1] + (arrow_len-.5*tip_len)*refl[1],
304 >                        origin[2] + (arrow_len-.5*tip_len)*refl[2],
305 >                        origin[0] + (arrow_len+.5*tip_len)*refl[0],
306 >                        origin[1] + (arrow_len+.5*tip_len)*refl[1],
307 >                        origin[2] + (arrow_len+.5*tip_len)*refl[2],
308 >                        2.*arrow_rad);
309 >        ++cnt;
310 > }
311 >
312 > /* Put out transmitted direction arrow for the given incident vector */
313 > static void
314 > put_trans_arrow(const FVECT origin)
315 > {
316 >        const double    arrow_len = 1.2*bsdf_rad;
317 >        const double    tip_len = 0.2*bsdf_rad;
318 >        static int      cnt = 1;
319 >        int             i;
320 >
321 >        printf("\n# Transmission arrow #%d\n", cnt);
322 >        printf("\nshaft_mat cylinder trans_dir%d\n0\n0\n7", cnt);
323 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f\n",
324 >                        origin[0], origin[1], origin[2],
325 >                        origin[0], origin[1], origin[2]-arrow_len,
326 >                        arrow_rad);
327 >        printf("\ntip_mat cone trans_tip%d\n0\n0\n8", cnt);
328 >        printf("\n\t%f %f %f\n\t%f %f %f\n\t%f 0\n",
329 >                        origin[0], origin[1], origin[2]-arrow_len+.5*tip_len,
330 >                        origin[0], origin[1], origin[2]-arrow_len-.5*tip_len,
331 >                        2.*arrow_rad);
332 >        ++cnt;
333 > }
334 >
335 > /* Compute rotation (x,y,z) => (xp,yp,zp) */
336 > static int
337 > addrot(char *xf, const FVECT xp, const FVECT yp, const FVECT zp)
338 > {
339 >        int     n = 0;
340 >        double  theta;
341 >
342 >        if (yp[2]*yp[2] + zp[2]*zp[2] < 2.*FTINY*FTINY) {
343 >                /* Special case for X' along Z-axis */
344 >                theta = -atan2(yp[0], yp[1]);
345 >                sprintf(xf, " -ry %f -rz %f",
346 >                                xp[2] < 0.0 ? 90.0 : -90.0,
347 >                                theta*(180./PI));
348 >                return(4);
349 >        }
350 >        theta = atan2(yp[2], zp[2]);
351 >        if (!FEQ(theta,0.0)) {
352 >                sprintf(xf, " -rx %f", theta*(180./PI));
353 >                while (*xf) ++xf;
354 >                n += 2;
355 >        }
356 >        theta = Asin(-xp[2]);
357 >        if (!FEQ(theta,0.0)) {
358 >                sprintf(xf, " -ry %f", theta*(180./PI));
359 >                while (*xf) ++xf;
360 >                n += 2;
361 >        }
362 >        theta = atan2(xp[1], xp[0]);
363 >        if (!FEQ(theta,0.0)) {
364 >                sprintf(xf, " -rz %f", theta*(180./PI));
365 >                /* while (*xf) ++xf; */
366 >                n += 2;
367 >        }
368 >        return(n);
369 > }
370 >
371 > /* Put out BSDF surfaces */
372 > static int
373 > put_BSDFs(void)
374 > {
375 >        const double    scalef = bsdf_rad/(log10(overall_max) - min_log10);
376 >        FVECT           ivec, sorg, nrm, upv;
377 >        RREAL           vMtx[3][3];
378 >        char            *fname;
379 >        char            cmdbuf[256];
380 >        char            rotargs[64];
381 >        int             nrota;
382 >        int             i;
383 >
384 >        printf("\n# Gensurf output corresponding to %d incident directions\n",
385 >                        NINCIDENT);
386 >
387 >        printf("\nvoid glow tip_mat\n0\n0\n4 1 0 1 0\n");
388 >        printf("\nvoid mixfunc shaft_mat\n4 tip_mat void 0.25 .\n0\n0\n");
389 >
390 >        for (i = 0; i < NINCIDENT; i++) {
391 >                get_ivector(ivec, i);
392 >                nrm[0] = -ivec[0]; nrm[1] = -ivec[1]; nrm[2] = ivec[2];
393 >                upv[0] = nrm[0]*nrm[1]*(nrm[2] - 1.);
394 >                upv[1] = nrm[0]*nrm[0] + nrm[1]*nrm[1]*nrm[2];
395 >                upv[2] = -nrm[1]*(nrm[0]*nrm[0] + nrm[1]*nrm[1]);
396 >                if (SDcompXform(vMtx, nrm, upv) != SDEnone)
397 >                        continue;
398 >                nrota = addrot(rotargs, vMtx[0], vMtx[1], vMtx[2]);
399 >                if (front_comp) {
400 >                        cvt_sposition(sorg, ivec, 1);
401 >                        printf("\nvoid colorfunc scale_pat\n");
402 >                        printf("10 bsdf_red bsdf_grn bsdf_blu bsdf2rad.cal\n");
403 >                        printf("\t-s %f -t %f %f %f\n0\n0\n",
404 >                                        bsdf_rad, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
405 >                        printf("\nscale_pat glow scale_mat\n0\n0\n4 1 1 1 0\n");
406 >                }
407 >                if (front_comp & SDsampR) {
408 >                        put_mirror_arrow(sorg, nrm);
409 >                        fname = tfile_name(frpref, dsuffix, i);
410 >                        sprintf(cmdbuf,
411 >                "gensurf scale_mat %s%d %s %s %s %d %d | xform %s -s %f -t %f %f %f",
412 >                                        frpref, i, fname, fname, fname, SAMPRES-1, SAMPRES-1,
413 >                                        rotargs, scalef, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
414 >                        if (!run_cmd(cmdbuf))
415 >                                return(0);
416 >                }
417 >                if (front_comp & SDsampT) {
418 >                        put_trans_arrow(sorg);
419 >                        fname = tfile_name(ftpref, dsuffix, i);
420 >                        sprintf(cmdbuf,
421 >                "gensurf scale_mat %s%d %s %s %s %d %d | xform -I %s -s %f -t %f %f %f",
422 >                                        ftpref, i, fname, fname, fname, SAMPRES-1, SAMPRES-1,
423 >                                        rotargs, scalef, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
424 >                        if (!run_cmd(cmdbuf))
425 >                                return(0);
426 >                }
427 >                if (back_comp) {
428 >                        cvt_sposition(sorg, ivec, -1);
429 >                        printf("\nvoid colorfunc scale_pat\n");
430 >                        printf("10 bsdf_red bsdf_grn bsdf_blu bsdf2rad.cal\n");
431 >                        printf("\t-s %f -t %f %f %f\n0\n0\n",
432 >                                        bsdf_rad, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
433 >                        printf("\nscale_pat glow scale_mat\n0\n0\n4 1 1 1 0\n");
434 >                }
435 >                if (back_comp & SDsampR) {
436 >                        put_mirror_arrow(sorg, nrm);
437 >                        fname = tfile_name(brpref, dsuffix, i);
438 >                        sprintf(cmdbuf,
439 >                "gensurf scale_mat %s%d %s %s %s %d %d | xform -I -ry 180 %s -s %f -t %f %f %f",
440 >                                        brpref, i, fname, fname, fname, SAMPRES-1, SAMPRES-1,
441 >                                        rotargs, scalef, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
442 >                        if (!run_cmd(cmdbuf))
443 >                                return(0);
444 >                }
445 >                if (back_comp & SDsampT) {
446 >                        put_trans_arrow(sorg);
447 >                        fname = tfile_name(btpref, dsuffix, i);
448 >                        sprintf(cmdbuf,
449 >                "gensurf scale_mat %s%d %s %s %s %d %d | xform -ry 180 %s -s %f -t %f %f %f",
450 >                                        btpref, i, fname, fname, fname, SAMPRES-1, SAMPRES-1,
451 >                                        rotargs, scalef, sorg[0], sorg[1], sorg[2]);
452 >                        if (!run_cmd(cmdbuf))
453 >                                return(0);
454 >                }
455 >        }
456 >        return(1);
457 > }
458 >
459 > /* Put our hemisphere material */
460 > static void
461 > put_matBSDF(const char *XMLfile)
462 > {
463 >        const char      *curdir = "./";
464 >
465 >        if (!XMLfile) {                 /* simple material */
466 >                printf("\n# Simplified material because we have no XML input\n");
467 >                printf("\nvoid brightfunc latlong\n2 latlong bsdf2rad.cal\n0\n0\n");
468 >                if ((front_comp|back_comp) & SDsampT)
469 >                        printf("\nlatlong trans %s\n0\n0\n7 .75 .75 .75 0 .04 .5 .8\n",
470 >                                        sph_fmat);
471 >                else
472 >                        printf("\nlatlong plastic %s\n0\n0\n5 .5 .5 .5 0 0\n",
473 >                                        sph_fmat);
474 >                printf("\ninherit alias %s %s\n", sph_bmat, sph_fmat);
475 >                return;
476 >        }
477 >        switch (XMLfile[0]) {           /* avoid RAYPATH search */
478 >        case '.':
479 >        case '~':
480 >        CASEDIRSEP:
481 >                curdir = "";
482 >                break;
483 >        case '\0':
484 >                fprintf(stderr, "%s: empty file name in put_matBSDF\n", progname);
485 >                exit(1);
486 >                break;
487 >        }
488 >        printf("\n# Actual BSDF materials for rendering the hemispheres\n");
489 >        printf("\nvoid BSDF BSDF_f\n6 0 \"%s%s\" upx upy upz bsdf2rad.cal\n0\n0\n",
490 >                        curdir, XMLfile);
491 >        printf("\nvoid plastic black\n0\n0\n5 0 0 0 0 0\n");
492 >        printf("\nvoid mixfunc %s\n4 BSDF_f black latlong bsdf2rad.cal\n0\n0\n",
493 >                        sph_fmat);
494 >        printf("\nvoid BSDF BSDF_b\n8 0 \"%s%s\" upx upy upz bsdf2rad.cal -ry 180\n0\n0\n",
495 >                        curdir, XMLfile);
496 >        printf("\nvoid mixfunc %s\n4 BSDF_b black latlong bsdf2rad.cal\n0\n0\n",
497 >                        sph_bmat);
498 > }
499 >
500 > /* Put out overhead parallel light source */
501 > static void
502 > put_source(void)
503 > {
504 >        printf("\n# Overhead parallel light source\n");
505 >        printf("\nvoid light bright\n0\n0\n3 2500 2500 2500\n");
506 >        printf("\nbright source light\n0\n0\n4 0 0 1 2\n");
507 >        printf("\n# Material used for labels\n");
508 >        printf("\nvoid trans vellum\n0\n0\n7 1 1 1 0 0 .5 0\n");
509 > }
510 >
511 > /* Put out hemisphere(s) */
512 > static void
513 > put_hemispheres(void)
514 > {
515 >        const int       nsegs = 131;
516 >
517 >        printf("\n# Hemisphere(s) for showing BSDF appearance (if XML file)\n");
518 >        if (front_comp) {
519 >                printf(
520 > "\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",
521 >                                sph_fmat, nsegs, sph_rad, 0.5*PI, sph_xoffset);
522 >                printf("\nvoid brighttext front_text\n3 helvet.fnt . FRONT\n0\n");
523 >                printf("12\n\t%f %f 0\n\t%f 0 0\n\t0 %f 0\n\t.01 1 -.1\n",
524 >                                -.22*sph_rad + sph_xoffset, -1.4*sph_rad,
525 >                                .35/5.*sph_rad, -1.6*.35/5.*sph_rad);
526 >                printf("\nfront_text alias front_label_mat vellum\n");
527 >                printf("\nfront_label_mat polygon front_label\n0\n0\n12");
528 >                printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
529 >                                -.25*sph_rad + sph_xoffset, -1.3*sph_rad,
530 >                                -.25*sph_rad + sph_xoffset, (-1.4-1.6*.35/5.-.1)*sph_rad,
531 >                                .25*sph_rad + sph_xoffset, (-1.4-1.6*.35/5.-.1)*sph_rad,
532 >                                .25*sph_rad + sph_xoffset, -1.3*sph_rad );
533 >        }
534 >        if (back_comp) {
535 >                printf(
536 > "\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",
537 >                                sph_bmat, nsegs, sph_rad, 0.5*PI, -sph_xoffset);
538 >                printf("\nvoid brighttext back_text\n3 helvet.fnt . BACK\n0\n");
539 >                printf("12\n\t%f %f 0\n\t%f 0 0\n\t0 %f 0\n\t.01 1 -.1\n",
540 >                                -.22*sph_rad - sph_xoffset, -1.4*sph_rad,
541 >                                .35/4.*sph_rad, -1.6*.35/4.*sph_rad);
542 >                printf("\nback_text alias back_label_mat vellum\n");
543 >                printf("\nback_label_mat polygon back_label\n0\n0\n12");
544 >                printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
545 >                                -.25*sph_rad - sph_xoffset, -1.3*sph_rad,
546 >                                -.25*sph_rad - sph_xoffset, (-1.4-1.6*.35/4.-.1)*sph_rad,
547 >                                .25*sph_rad - sph_xoffset, (-1.4-1.6*.35/4.-.1)*sph_rad,
548 >                                .25*sph_rad - sph_xoffset, -1.3*sph_rad );
549 >        }
550 > }
551 >
552 > /* Put out falsecolor scale and name label */
553 > static void
554 > put_scale(void)
555 > {
556 >        const double    max_log10 = log10(overall_max);
557 >        const double    leg_width = 2.*.75*(fabs(sph_xoffset) - sph_rad);
558 >        const double    leg_height = 2.*sph_rad;
559 >        const int       text_lines = 6;
560 >        const int       text_digits = 8;
561 >        char            fmt[16];
562 >        int             i;
563 >
564 >        printf("\n# BSDF legend with falsecolor scale\n");
565 >        printf("\nvoid colorfunc lscale\n10 sca_red(Py) sca_grn(Py) sca_blu(Py)");
566 >        printf("\n\tbsdf2rad.cal -s %f -t 0 %f 0\n0\n0\n", leg_height, -.5*leg_height);
567 >        sprintf(fmt, "%%.%df", text_digits-3);
568 >        for (i = 0; i < text_lines; i++) {
569 >                char    vbuf[16];
570 >                sprintf(vbuf, fmt, pow(10., (i+.5)/text_lines*(max_log10-min_log10)+min_log10));
571 >                printf("\nlscale brighttext lscale\n");
572 >                printf("3 helvet.fnt . %s\n0\n12\n", vbuf);
573 >                printf("\t%f %f 0\n", -.45*leg_width, ((i+.9)/text_lines-.5)*leg_height);
574 >                printf("\t%f 0 0\n", .8*leg_width/strlen(vbuf));
575 >                printf("\t0 %f 0\n", -.9/text_lines*leg_height);
576 >                printf("\t.01 1 -.1\n");
577 >        }
578 >        printf("\nlscale alias legend_mat vellum\n");
579 >        printf("\nlegend_mat polygon legend\n0\n0\n12");
580 >        printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
581 >                        -.5*leg_width, .5*leg_height,
582 >                        -.5*leg_width, -.5*leg_height,
583 >                        .5*leg_width, -.5*leg_height,
584 >                        .5*leg_width, .5*leg_height);
585 >        printf("\nvoid brighttext BSDFtitle\n3 helvet.fnt . BSDF\n0\n12\n");
586 >        printf("\t%f %f 0\n", -.25*leg_width, .7*leg_height);
587 >        printf("\t%f 0 0\n", .4/4.*leg_width);
588 >        printf("\t0 %f 0\n", -.1*leg_height);
589 >        printf("\t.01 1 -.1\n");
590 >        printf("\nBSDFtitle alias title_mat vellum\n");
591 >        printf("\ntitle_mat polygon title\n0\n0\n12");
592 >        printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
593 >                        -.3*leg_width, .75*leg_height,
594 >                        -.3*leg_width, .55*leg_height,
595 >                        .3*leg_width, .55*leg_height,
596 >                        .3*leg_width, .75*leg_height);
597 >        if (!bsdf_name[0])
598 >                return;
599 >        printf("\nvoid brighttext BSDFname\n3 helvet.fnt . \"%s\"\n0\n12\n", bsdf_name);
600 >        printf("\t%f %f 0\n", -.95*leg_width, -.6*leg_height);
601 >        printf("\t%f 0 0\n", 1.8/strlen(bsdf_name)*leg_width);
602 >        printf("\t0 %f 0\n", -.1*leg_height);
603 >        printf("\t.01 1 -.1\n");
604 >        printf("\nBSDFname alias name_mat vellum\n");
605 >        printf("\nname_mat polygon name\n0\n0\n12");
606 >        printf("\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n\t%f %f 0\n",
607 >                        -leg_width, -.55*leg_height,
608 >                        -leg_width, -.75*leg_height,
609 >                        leg_width, -.75*leg_height,
610 >                        leg_width, -.55*leg_height);
611 > }
612 >
613 > /* Convert MGF to Radiance in output */
614 > static void
615 > convert_mgf(const char *mgfdata)
616 > {
617 >        int     len = strlen(mgfdata);
618 >        char    mgfn[128];
619 >        char    radfn[128];
620 >        char    cmdbuf[256];
621 >        float   xmin, xmax, ymin, ymax, zmin, zmax;
622 >        double  max_dim;
623 >        int     fd;
624 >        FILE    *fp;
625 >
626 >        if (!len) return;
627 >        strcpy(mgfn, tfile_name("geom", ".mgf", 0));
628 >        fd = open(mgfn, O_WRONLY|O_CREAT, 0666);
629 >        if (fd < 0 || write(fd, mgfdata, len) != len) {
630 >                fprintf(stderr, "%s: cannot write file '%s'\n",
631 >                                progname, mgfn);
632 >                return;
633 >        }
634 >        close(fd);
635 >        strcpy(radfn, tfile_name("geom", ".rad", 0));
636 >        sprintf(cmdbuf, "mgf2rad %s > %s", mgfn, radfn);
637 >        if (!run_cmd(cmdbuf))
638 >                return;
639 >        sprintf(cmdbuf, "getbbox -w -h %s", radfn);
640 >        if ((fp = popen(cmdbuf, "r")) == NULL ||
641 >                        fscanf(fp, "%f %f %f %f %f %f",
642 >                                &xmin, &xmax, &ymin, &ymax, &zmin, &zmax) != 6
643 >                        || pclose(fp) < 0) {
644 >                fprintf(stderr, "%s: error reading from command: %s\n",
645 >                                progname, cmdbuf);
646 >                return;
647 >        }
648 >        max_dim = ymax - ymin;
649 >        if (xmax - xmin > max_dim)
650 >                max_dim = xmax - xmin;
651 >        if (front_comp) {
652 >                printf("\n# BSDF system geometry (front view)\n");
653 >                sprintf(cmdbuf, "xform -t %f %f %f -s %f -t %f %f 0 %s",
654 >                                -.5*(xmin+xmax), -.5*(ymin+ymax), -zmax,
655 >                                1.5*sph_rad/max_dim,
656 >                                sph_xoffset, -2.5*sph_rad,
657 >                                radfn);
658 >                if (!run_cmd(cmdbuf))
659 >                        return;
660 >        }
661 >        if (back_comp) {
662 >                printf("\n# BSDF system geometry (back view)\n");
663 >                sprintf(cmdbuf, "xform -t %f %f %f -s %f -ry 180 -t %f %f 0 %s",
664 >                                -.5*(xmin+xmax), -.5*(ymin+ymax), -zmin,
665 >                                1.5*sph_rad/max_dim,
666 >                                -sph_xoffset, -2.5*sph_rad,
667 >                                radfn);
668 >                if (!run_cmd(cmdbuf))
669 >                        return;
670 >        }
671 > }
672 >
673 > /* Check RBF input header line & get minimum BSDF value */
674 > static int
675 > rbf_headline(char *s, void *p)
676 > {
677 >        char    fmt[MAXFMTLEN];
678 >
679 >        if (formatval(fmt, s)) {
680 >                if (strcmp(fmt, BSDFREP_FMT))
681 >                        return(-1);
682 >                return(0);
683 >        }
684 >        if (!strncmp(s, "IO_SIDES=", 9)) {
685 >                sscanf(s+9, "%d %d", &input_orient, &output_orient);
686 >                if (input_orient == output_orient) {
687 >                        if (input_orient > 0)
688 >                                front_comp |= SDsampR;
689 >                        else
690 >                                back_comp |= SDsampR;
691 >                } else if (input_orient > 0)
692 >                        front_comp |= SDsampT;
693 >                else
694 >                        back_comp |= SDsampT;
695 >                return(0);
696 >        }
697 >        if (!strncmp(s, "BSDFMIN=", 8)) {
698 >                sscanf(s+8, "%lf", &bsdf_min);
699 >                if (bsdf_min < overall_min)
700 >                        overall_min = bsdf_min;
701 >                return(0);
702 >        }
703 >        return(0);
704 > }
705 >
706 > /* Produce a Radiance model plotting the given BSDF representation */
707   int
708   main(int argc, char *argv[])
709   {
37        int     showPeaks = 0;
38        int     doTrans = 0;
710          int     inpXML = -1;
711 <        RBFNODE *rbf = NULL;
41 <        FILE    *fp;
42 <        char    buf[128];
711 >        double  myLim[2];
712          SDData  myBSDF;
713 <        double  bsdf, min_log;
45 <        FVECT   idir, odir;
46 <        int     i, j, n;
713 >        int     a, n;
714                                                  /* check arguments */
715          progname = argv[0];
716 <        if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "-p")) {
717 <                ++showPeaks;
718 <                ++argv; --argc;
716 >        a = 1;
717 >        myLim[0] = -1; myLim[1] = -2;           /* specified BSDF range? */
718 >        if (argc > a+3 && argv[a][0] == '-' && argv[a][1] == 'r') {
719 >                myLim[0] = atof(argv[++a]);
720 >                myLim[1] = atof(argv[++a]);
721 >                ++a;
722          }
723 <        if (argc > 1 && !strcmp(argv[1], "-t")) {
724 <                ++doTrans;
55 <                ++argv; --argc;
56 <        }
57 <        if (argc >= 4 && (n = strlen(argv[1])-4) > 0) {
58 <                if (!strcasecmp(argv[1]+n, ".xml"))
723 >        if (argc > a && (n = strlen(argv[a])-4) > 0) {
724 >                if (!strcasecmp(argv[a]+n, ".xml"))
725                          inpXML = 1;
726 <                else if (!strcasecmp(argv[1]+n, ".sir"))
726 >                else if (!strcasecmp(argv[a]+n, ".sir"))
727                          inpXML = 0;
728          }
729 <        if (inpXML < 0) {
730 <                fprintf(stderr, "Usage: %s [-p] bsdf.sir theta1 phi1 .. > output.rad\n", progname);
731 <                fprintf(stderr, "   Or: %s [-t] bsdf.xml theta1 phi1 .. > output.rad\n", progname);
729 >        if (inpXML < 0 || inpXML & (argc > a+1)) {
730 >                fprintf(stderr, "Usage: %s [-r min max] bsdf.xml > output.rad\n", progname);
731 >                fprintf(stderr, "   Or: %s [-r min max] hemi1.sir hemi2.sir .. > output.rad\n", progname);
732                  return(1);
733          }
734 <                                                /* load input */
734 >        fputs("# ", stdout);                    /* copy our command */
735 >        printargs(argc, argv, stdout);
736 >                                                /* evaluate BSDF */
737          if (inpXML) {
738 <                SDclearBSDF(&myBSDF, argv[1]);
739 <                if (SDreportError(SDloadFile(&myBSDF, argv[1]), stderr))
738 >                SDclearBSDF(&myBSDF, argv[a]);
739 >                if (SDreportError(SDloadFile(&myBSDF, argv[a]), stderr))
740                          return(1);
741 <                bsdf_min = 1./M_PI;
742 <                if (myBSDF.rf != NULL && myBSDF.rLambFront.cieY < bsdf_min*M_PI)
743 <                        bsdf_min = myBSDF.rLambFront.cieY/M_PI;
744 <                if (myBSDF.rb != NULL && myBSDF.rLambBack.cieY < bsdf_min*M_PI)
745 <                        bsdf_min = myBSDF.rLambBack.cieY/M_PI;
746 <                if ((myBSDF.tf != NULL) | (myBSDF.tb != NULL) &&
747 <                                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",
83 <                                        progname, argv[1]);
741 >                if (myBSDF.rf != NULL) front_comp |= SDsampR;
742 >                if (myBSDF.tf != NULL) front_comp |= SDsampT;
743 >                if (myBSDF.rb != NULL) back_comp |= SDsampR;
744 >                if (myBSDF.tb != NULL) back_comp |= SDsampT;
745 >                if (!front_comp & !back_comp) {
746 >                        fprintf(stderr, "%s: nothing to plot in '%s'\n",
747 >                                        progname, argv[a]);
748                          return(1);
749                  }
750 <        } else {
751 <                fp = fopen(argv[1], "rb");
752 <                if (fp == NULL) {
753 <                        fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
754 <                                        progname, argv[1]);
755 <                        return(1);
750 >                if (myLim[0] >= 0)
751 >                        overall_min = myLim[0];
752 >                else {
753 >                        if (front_comp & SDsampR && myBSDF.rLambFront.cieY < overall_min*PI)
754 >                                overall_min = myBSDF.rLambFront.cieY/PI;
755 >                        if (back_comp & SDsampR && myBSDF.rLambBack.cieY < overall_min*PI)
756 >                                overall_min = myBSDF.rLambBack.cieY/PI;
757 >                        if ((front_comp|back_comp) & SDsampT &&
758 >                                        myBSDF.tLamb.cieY < overall_min*PI)
759 >                                overall_min = myBSDF.tLamb.cieY/PI;
760                  }
761 <                if (!load_bsdf_rep(fp))
761 >                set_minlog();
762 >                if (!build_wBSDF(&myBSDF))
763                          return(1);
764 <                fclose(fp);
765 <        }
766 < #ifdef DEBUG
767 <        fprintf(stderr, "Minimum BSDF set to %.4f\n", bsdf_min);
768 < #endif
769 <        min_log = log(bsdf_min*.5 + 1e-5);
770 <                                                /* output BSDF rep. */
771 <        for (n = 0; (n < 6) & (2*n+3 < argc); n++) {
772 <                double  theta = (M_PI/180.)*atof(argv[2*n+2]);
773 <                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);
764 >                if (myBSDF.matn[0])
765 >                        strcpy(bsdf_name, myBSDF.matn);
766 >                else
767 >                        strcpy(bsdf_name, myBSDF.name);
768 >                strcpy(bsdf_manuf, myBSDF.makr);
769 >                put_matBSDF(argv[a]);
770 >        } else {
771 >                FILE    *fp[4];
772 >                if (argc > a+4) {
773 >                        fprintf(stderr, "%s: more than 4 hemispheres!\n", progname);
774                          return(1);
775                  }
776 <                if (inpXML) {
777 <                        input_orient = (theta <= M_PI/2.) ? 1 : -1;
778 <                        output_orient = doTrans ? -input_orient : input_orient;
776 >                for (n = a; n < argc; n++) {
777 >                        fp[n-a] = fopen(argv[n], "rb");
778 >                        if (fp[n-a] == NULL) {
779 >                                fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
780 >                                                progname, argv[n]);
781 >                                return(1);
782 >                        }
783 >                        if (getheader(fp[n-a], rbf_headline, NULL) < 0) {
784 >                                fprintf(stderr, "%s: bad BSDF interpolant '%s'\n",
785 >                                                progname, argv[n]);
786 >                                return(1);
787 >                        }
788                  }
789 <                idir[2] = sin(theta);
790 <                idir[0] = idir[2] * cos(phi);
791 <                idir[1] = idir[2] * sin(phi);
792 <                idir[2] = input_orient * sqrt(1. - idir[2]*idir[2]);
793 < #ifdef DEBUG
794 <                fprintf(stderr, "Computing BSDF for incident direction (%.1f,%.1f)\n",
795 <                                get_theta180(idir), get_phi360(idir));
796 < #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);
134 <                else
135 <                        fprintf(stderr, "Hemispherical %s: %.3f\n",
136 <                                (output_orient > 0 ^ input_orient > 0 ?
137 <                                        "transmission" : "reflection"),
138 <                                rbf->vtotal);
139 < #endif
140 <                printf("# Incident direction (theta,phi) = (%.2f,%.2f) deg.\n\n",
141 <                                (180./M_PI)*theta, (180./M_PI)*phi);
142 <                printf("void trans tmat\n0\n0\n7 %f %f %f .04 .04 .9 1\n",
143 <                                colarr[n][0], colarr[n][1], colarr[n][2]);
144 <                if (showPeaks && rbf != NULL) {
145 <                        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);
789 >                if (myLim[0] >= 0)
790 >                        overall_min = myLim[0];
791 >                set_minlog();
792 >                for (n = a; n < argc; n++) {
793 >                        if (fseek(fp[n-a], 0L, SEEK_SET) < 0) {
794 >                                fprintf(stderr, "%s: cannot seek on '%s'\n",
795 >                                                progname, argv[n]);
796 >                                return(1);
797                          }
798 +                        if (!load_bsdf_rep(fp[n-a]))
799 +                                return(1);
800 +                        fclose(fp[n-a]);
801 +                        if (!build_wRBF())
802 +                                return(1);
803                  }
804 <                fflush(stdout);
157 <                sprintf(buf, "gensurf tmat bsdf%d - - - %d %d %s", n+1,
158 <                                                GRIDRES-1, GRIDRES-1, validf);
159 <                fp = popen(buf, "w");
160 <                if (fp == NULL) {
161 <                        fprintf(stderr, "%s: cannot open '| %s'\n", progname, buf);
162 <                        return(1);
163 <                }
164 <                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);
804 >                put_matBSDF(NULL);
805          }
806 +        if (myLim[1] > myLim[0])        /* override maximum BSDF? */
807 +                overall_max = myLim[1];
808 +        put_source();                   /* before hemispheres & labels */
809 +        put_hemispheres();
810 +        put_scale();
811 +        if (inpXML && myBSDF.mgf)
812 +                convert_mgf(myBSDF.mgf);
813 +        if (!put_BSDFs())               /* most of the output happens here */
814 +                return(1);
815 +        cleanup_tmp();
816          return(0);
817   }

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