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root/radiance/ray/src/cv/bsdf2ttree.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/cv/bsdf2ttree.c (file contents):
Revision 2.2 by greg, Sat Oct 20 17:01:26 2012 UTC vs.
Revision 2.17 by greg, Fri Aug 2 20:56:19 2013 UTC

# Line 12 | Line 12 | static const char RCSid[] = "$Id$";
12   #include <stdlib.h>
13   #include <math.h>
14   #include "platform.h"
15 + #include "calcomp.h"
16   #include "bsdfrep.h"
17                                  /* global argv[0] */
18   char                    *progname;
19                                  /* percentage to cull (<0 to turn off) */
20 < int                     pctcull = 90;
20 > double                  pctcull = 90.;
21                                  /* sampling order */
22   int                     samp_order = 6;
23 +                                /* super-sampling threshold */
24 + const double            ssamp_thresh = 0.35;
25 +                                /* number of super-samples */
26 + const int               nssamp = 100;
27  
28 + /* Output XML prologue to stdout */
29 + static void
30 + xml_prologue(int ac, char *av[])
31 + {
32 +        puts("<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>");
33 +        puts("<WindowElement xmlns=\"http://windows.lbl.gov\" xmlns:xsi=\"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance\" xsi:schemaLocation=\"http://windows.lbl.gov/BSDF-v1.4.xsd\">");
34 +        fputs("<!-- File produced by:", stdout);
35 +        while (ac-- > 0) {
36 +                fputc(' ', stdout);
37 +                fputs(*av++, stdout);
38 +        }
39 +        puts(" -->");
40 +        puts("<WindowElementType>System</WindowElementType>");
41 +        puts("<FileType>BSDF</FileType>");
42 +        puts("<Optical>");
43 +        puts("<Layer>");
44 +        puts("\t<Material>");
45 +        puts("\t\t<Name>Name</Name>");
46 +        puts("\t\t<Manufacturer>Manufacturer</Manufacturer>");
47 +        puts("\t\t<DeviceType>Other</DeviceType>");
48 +        puts("\t</Material>");
49 +        puts("\t<DataDefinition>");
50 +        printf("\t\t<IncidentDataStructure>TensorTree%c</IncidentDataStructure>\n",
51 +                        single_plane_incident ? '3' : '4');
52 +        puts("\t</DataDefinition>");
53 + }
54 +
55 + /* Output XML data prologue to stdout */
56 + static void
57 + data_prologue()
58 + {
59 +        static const char       *bsdf_type[4] = {
60 +                                        "Reflection Front",
61 +                                        "Transmission Front",
62 +                                        "Transmission Back",
63 +                                        "Reflection Back"
64 +                                };
65 +
66 +        puts("\t<WavelengthData>");
67 +        puts("\t\t<LayerNumber>System</LayerNumber>");
68 +        puts("\t\t<Wavelength unit=\"Integral\">Visible</Wavelength>");
69 +        puts("\t\t<SourceSpectrum>CIE Illuminant D65 1nm.ssp</SourceSpectrum>");
70 +        puts("\t\t<DetectorSpectrum>ASTM E308 1931 Y.dsp</DetectorSpectrum>");
71 +        puts("\t\t<WavelengthDataBlock>");
72 +        printf("\t\t\t<WavelengthDataDirection>%s</WavelengthDataDirection>\n",
73 +                        bsdf_type[(input_orient>0)<<1 | (output_orient>0)]);
74 +        puts("\t\t\t<AngleBasis>LBNL/Shirley-Chiu</AngleBasis>");
75 +        puts("\t\t\t<ScatteringDataType>BTDF</ScatteringDataType>");
76 +        puts("\t\t\t<ScatteringData>");
77 + }
78 +
79 + /* Output XML data epilogue to stdout */
80 + static void
81 + data_epilogue(void)
82 + {
83 +        puts("\t\t\t</ScatteringData>");
84 +        puts("\t\t</WavelengthDataBlock>");
85 +        puts("\t</WavelengthData>");
86 + }
87 +
88 + /* Output XML epilogue to stdout */
89 + static void
90 + xml_epilogue(void)
91 + {
92 +        puts("</Layer>");
93 +        puts("</Optical>");
94 +        puts("</WindowElement>");
95 + }
96 +
97 + /* Compute absolute relative difference */
98 + static double
99 + abs_diff(double v1, double v0)
100 + {
101 +        if ((v0 < 0) | (v1 < 0))
102 +                return(.0);
103 +        v1 = (v1-v0)*2./(v0+v1+.0001);
104 +        if (v1 < 0)
105 +                return(-v1);
106 +        return(v1);
107 + }
108 +
109   /* Interpolate and output isotropic BSDF data */
110   static void
111 < interp_isotropic()
111 > eval_isotropic(char *funame)
112   {
113          const int       sqres = 1<<samp_order;
114          FILE            *ofp = NULL;
115 +        int             assignD = 0;
116          char            cmd[128];
117          int             ix, ox, oy;
118 <        FVECT           ivec, ovec;
119 <        double          bsdf;
120 < #if DEBUG
121 <        fprintf(stderr, "Writing isotropic order %d ", samp_order);
122 <        if (pctcull >= 0) fprintf(stderr, "data with %d%% culling\n", pctcull);
123 <        else fputs("raw data\n", stderr);
37 < #endif
38 <        if (pctcull >= 0) {                     /* begin output */
39 <                sprintf(cmd, "rttree_reduce -h -a -fd -r 3 -t %d -g %d",
118 >        double          iovec[6];
119 >        float           bsdf;
120 >
121 >        data_prologue();                        /* begin output */
122 >        if (pctcull >= 0) {
123 >                sprintf(cmd, "rttree_reduce -h -a -ff -r 3 -t %f -g %d",
124                                  pctcull, samp_order);
125                  fflush(stdout);
126                  ofp = popen(cmd, "w");
# Line 48 | Line 132 | interp_isotropic()
132                  SET_FILE_BINARY(ofp);
133          } else
134                  fputs("{\n", stdout);
135 +                                                /* need to assign Dx, Dy, Dz? */
136 +        if (funame != NULL)
137 +                assignD = (fundefined(funame) < 6);
138                                                  /* run through directions */
139          for (ix = 0; ix < sqres/2; ix++) {
140 <                RBFNODE *rbf;
141 <                SDsquare2disk(ivec, (ix+.5)/sqres, .5);
142 <                ivec[2] = input_orient *
143 <                                sqrt(1. - ivec[0]*ivec[0] - ivec[1]*ivec[1]);
144 <                rbf = advect_rbf(ivec);
145 <                for (ox = 0; ox < sqres; ox++)
140 >                RBFNODE *rbf = NULL;
141 >                iovec[0] = 2.*(ix+.5)/sqres - 1.;
142 >                iovec[1] = .0;
143 >                iovec[2] = input_orient * sqrt(1. - iovec[0]*iovec[0]);
144 >                if (funame == NULL)
145 >                        rbf = advect_rbf(iovec);
146 >                for (ox = 0; ox < sqres; ox++) {
147 >                    float       last_bsdf = -1;
148                      for (oy = 0; oy < sqres; oy++) {
149 <                        SDsquare2disk(ovec, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
150 <                        ovec[2] = output_orient *
151 <                                sqrt(1. - ovec[0]*ovec[0] - ovec[1]*ovec[1]);
152 <                        bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec) / fabs(ovec[2]);
149 >                        SDsquare2disk(iovec+3, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
150 >                        iovec[5] = output_orient *
151 >                                sqrt(1. - iovec[3]*iovec[3] - iovec[4]*iovec[4]);
152 >                        if (funame == NULL)
153 >                            bsdf = eval_rbfrep(rbf, iovec+3) *
154 >                                                output_orient/iovec[5];
155 >                        else {
156 >                            double      ssa[3], ssvec[6], sum;
157 >                            int         ssi;
158 >                            if (assignD) {
159 >                                varset("Dx", '=', -iovec[3]);
160 >                                varset("Dy", '=', -iovec[4]);
161 >                                varset("Dz", '=', -iovec[5]);
162 >                                ++eclock;
163 >                            }
164 >                            bsdf = funvalue(funame, 6, iovec);
165 >                            if (abs_diff(bsdf, last_bsdf) > ssamp_thresh) {
166 >                                sum = 0;        /* super-sample voxel */
167 >                                for (ssi = nssamp; ssi--; ) {
168 >                                    SDmultiSamp(ssa, 3, (ssi+drand48())/nssamp);
169 >                                    ssvec[0] = 2.*(ix+ssa[0])/sqres - 1.;
170 >                                    ssvec[1] = .0;
171 >                                    ssvec[2] = input_orient *
172 >                                                sqrt(1. - ssvec[0]*ssvec[0]);
173 >                                    SDsquare2disk(ssvec+3, (ox+ssa[1])/sqres,
174 >                                                (oy+ssa[2])/sqres);
175 >                                    ssvec[5] = output_orient *
176 >                                                sqrt(1. - ssvec[3]*ssvec[3] -
177 >                                                        ssvec[4]*ssvec[4]);
178 >                                    if (assignD) {
179 >                                        varset("Dx", '=', -iovec[3]);
180 >                                        varset("Dy", '=', -iovec[4]);
181 >                                        varset("Dz", '=', -iovec[5]);
182 >                                        ++eclock;
183 >                                    }
184 >                                    sum += funvalue(funame, 6, ssvec);
185 >                                }
186 >                                bsdf = sum/nssamp;
187 >                            }
188 >                        }
189                          if (pctcull >= 0)
190                                  fwrite(&bsdf, sizeof(bsdf), 1, ofp);
191                          else
192                                  printf("\t%.3e\n", bsdf);
193 +                        last_bsdf = bsdf;
194                      }
195 <                free(rbf);
195 >                }
196 >                if (rbf != NULL)
197 >                        free(rbf);
198          }
199          if (pctcull >= 0) {                     /* finish output */
200                  if (pclose(ofp)) {
# Line 79 | Line 207 | interp_isotropic()
207                          fputs("\t0\n", stdout);
208                  fputs("}\n", stdout);
209          }
210 +        data_epilogue();
211   }
212  
213   /* Interpolate and output anisotropic BSDF data */
214   static void
215 < interp_anisotropic()
215 > eval_anisotropic(char *funame)
216   {
217          const int       sqres = 1<<samp_order;
218          FILE            *ofp = NULL;
219 +        int             assignD = 0;
220          char            cmd[128];
221          int             ix, iy, ox, oy;
222 <        FVECT           ivec, ovec;
223 <        double          bsdf;
224 < #if DEBUG
225 <        fprintf(stderr, "Writing anisotropic order %d ", samp_order);
226 <        if (pctcull >= 0) fprintf(stderr, "data with %d%% culling\n", pctcull);
227 <        else fputs("raw data\n", stderr);
98 < #endif
99 <        if (pctcull >= 0) {                     /* begin output */
100 <                sprintf(cmd, "rttree_reduce -h -a -fd -r 4 -t %d -g %d",
222 >        double          iovec[6];
223 >        float           bsdf;
224 >
225 >        data_prologue();                        /* begin output */
226 >        if (pctcull >= 0) {
227 >                sprintf(cmd, "rttree_reduce -h -a -ff -r 4 -t %f -g %d",
228                                  pctcull, samp_order);
229                  fflush(stdout);
230                  ofp = popen(cmd, "w");
# Line 108 | Line 235 | interp_anisotropic()
235                  }
236          } else
237                  fputs("{\n", stdout);
238 +                                                /* need to assign Dx, Dy, Dz? */
239 +        if (funame != NULL)
240 +                assignD = (fundefined(funame) < 6);
241                                                  /* run through directions */
242          for (ix = 0; ix < sqres; ix++)
243              for (iy = 0; iy < sqres; iy++) {
244 <                RBFNODE *rbf;
245 <                SDsquare2disk(ivec, (ix+.5)/sqres, (iy+.5)/sqres);
246 <                ivec[2] = input_orient *
247 <                                sqrt(1. - ivec[0]*ivec[0] - ivec[1]*ivec[1]);
248 <                rbf = advect_rbf(ivec);
249 <                for (ox = 0; ox < sqres; ox++)
244 >                RBFNODE *rbf = NULL;            /* Klems reversal */
245 >                SDsquare2disk(iovec, 1.-(ix+.5)/sqres, 1.-(iy+.5)/sqres);
246 >                iovec[2] = input_orient *
247 >                                sqrt(1. - iovec[0]*iovec[0] - iovec[1]*iovec[1]);
248 >                if (funame == NULL)
249 >                        rbf = advect_rbf(iovec);
250 >                for (ox = 0; ox < sqres; ox++) {
251 >                    float       last_bsdf = -1;
252                      for (oy = 0; oy < sqres; oy++) {
253 <                        SDsquare2disk(ovec, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
254 <                        ovec[2] = output_orient *
255 <                                sqrt(1. - ovec[0]*ovec[0] - ovec[1]*ovec[1]);
256 <                        bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec) / fabs(ovec[2]);
253 >                        SDsquare2disk(iovec+3, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
254 >                        iovec[5] = output_orient *
255 >                                sqrt(1. - iovec[3]*iovec[3] - iovec[4]*iovec[4]);
256 >                        if (funame == NULL)
257 >                            bsdf = eval_rbfrep(rbf, iovec+3) *
258 >                                                output_orient/iovec[5];
259 >                        else {
260 >                            double      ssa[4], ssvec[6], sum;
261 >                            int         ssi;
262 >                            if (assignD) {
263 >                                varset("Dx", '=', -iovec[3]);
264 >                                varset("Dy", '=', -iovec[4]);
265 >                                varset("Dz", '=', -iovec[5]);
266 >                                ++eclock;
267 >                            }
268 >                            bsdf = funvalue(funame, 6, iovec);
269 >                            if (abs_diff(bsdf, last_bsdf) > ssamp_thresh) {
270 >                                sum = 0;        /* super-sample voxel */
271 >                                for (ssi = nssamp; ssi--; ) {
272 >                                    SDmultiSamp(ssa, 4, (ssi+drand48())/nssamp);
273 >                                    SDsquare2disk(ssvec, 1.-(ix+ssa[0])/sqres,
274 >                                                1.-(iy+ssa[1])/sqres);
275 >                                    ssvec[2] = output_orient *
276 >                                                sqrt(1. - ssvec[0]*ssvec[0] -
277 >                                                        ssvec[1]*ssvec[1]);
278 >                                    SDsquare2disk(ssvec+3, (ox+ssa[2])/sqres,
279 >                                                (oy+ssa[3])/sqres);
280 >                                    ssvec[5] = output_orient *
281 >                                                sqrt(1. - ssvec[3]*ssvec[3] -
282 >                                                        ssvec[4]*ssvec[4]);
283 >                                    if (assignD) {
284 >                                        varset("Dx", '=', -iovec[3]);
285 >                                        varset("Dy", '=', -iovec[4]);
286 >                                        varset("Dz", '=', -iovec[5]);
287 >                                        ++eclock;
288 >                                    }
289 >                                    sum += funvalue(funame, 6, ssvec);
290 >                                }
291 >                                bsdf = sum/nssamp;
292 >                            }
293 >                        }
294                          if (pctcull >= 0)
295                                  fwrite(&bsdf, sizeof(bsdf), 1, ofp);
296                          else
297                                  printf("\t%.3e\n", bsdf);
298 +                        last_bsdf = bsdf;
299                      }
300 <                free(rbf);
300 >                }
301 >                if (rbf != NULL)
302 >                        free(rbf);
303              }
304          if (pctcull >= 0) {                     /* finish output */
305                  if (pclose(ofp)) {
# Line 137 | Line 309 | interp_anisotropic()
309                  }
310          } else
311                  fputs("}\n", stdout);
312 +        data_epilogue();
313   }
314  
315   /* Read in BSDF and interpolate as tensor tree representation */
316   int
317   main(int argc, char *argv[])
318   {
319 <        FILE    *fpin = stdin;
320 <        int     i;
319 >        int     dofwd = 0, dobwd = 1;
320 >        int     i, na;
321  
322 <        progname = argv[0];                     /* get options */
323 <        while (argc > 2 && argv[1][0] == '-') {
324 <                switch (argv[1][1]) {
322 >        progname = argv[0];
323 >        esupport |= E_VARIABLE|E_FUNCTION|E_RCONST;
324 >        esupport &= ~(E_INCHAN|E_OUTCHAN);
325 >        scompile("PI:3.14159265358979323846", NULL, 0);
326 >        biggerlib();
327 >        for (i = 1; i < argc-1 && (argv[i][0] == '-') | (argv[i][0] == '+'); i++)
328 >                switch (argv[i][1]) {           /* get options */
329 >                case 'e':
330 >                        scompile(argv[++i], NULL, 0);
331 >                        break;
332 >                case 'f':
333 >                        if (!argv[i][2])
334 >                                fcompile(argv[++i]);
335 >                        else
336 >                                dofwd = (argv[i][0] == '+');
337 >                        break;
338 >                case 'b':
339 >                        dobwd = (argv[i][0] == '+');
340 >                        break;
341                  case 't':
342 <                        pctcull = atoi(argv[2]);
342 >                        switch (argv[i][2]) {
343 >                        case '3':
344 >                                single_plane_incident = 1;
345 >                                break;
346 >                        case '4':
347 >                                single_plane_incident = 0;
348 >                                break;
349 >                        case '\0':
350 >                                pctcull = atof(argv[++i]);
351 >                                break;
352 >                        default:
353 >                                goto userr;
354 >                        }
355                          break;
356                  case 'g':
357 <                        samp_order = atoi(argv[2]);
357 >                        samp_order = atoi(argv[++i]);
358                          break;
359                  default:
360                          goto userr;
361                  }
362 <                argv += 2; argc -= 2;
362 >        if (single_plane_incident >= 0) {       /* function-based BSDF? */
363 >                void    (*evf)(char *s) = single_plane_incident ?
364 >                                &eval_isotropic : &eval_anisotropic;
365 >                if (i != argc-1 || fundefined(argv[i]) < 3) {
366 >                        fprintf(stderr,
367 >        "%s: need single function with 6 arguments: bsdf(ix,iy,iz,ox,oy,oz)\n",
368 >                                        progname);
369 >                        fprintf(stderr, "\tor 3 arguments using Dx,Dy,Dz: bsdf(ix,iy,iz)\n",
370 >                                        progname);
371 >                        goto userr;
372 >                }
373 >                ++eclock;
374 >                xml_prologue(argc, argv);       /* start XML output */
375 >                if (dofwd) {
376 >                        input_orient = -1;
377 >                        output_orient = -1;
378 >                        (*evf)(argv[i]);        /* outside reflectance */
379 >                        output_orient = 1;
380 >                        (*evf)(argv[i]);        /* outside -> inside */
381 >                }
382 >                if (dobwd) {
383 >                        input_orient = 1;
384 >                        output_orient = 1;
385 >                        (*evf)(argv[i]);        /* inside reflectance */
386 >                        output_orient = -1;
387 >                        (*evf)(argv[i]);        /* inside -> outside */
388 >                }
389 >                xml_epilogue();                 /* finish XML output & exit */
390 >                return(0);
391          }
392 <        if (argc == 2) {                        /* open input if given */
393 <                fpin = fopen(argv[1], "r");
394 <                if (fpin == NULL) {
395 <                        fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
396 <                                        progname, argv[1]);
397 <                        return(1);
392 >        if (i < argc) {                         /* open input files if given */
393 >                int     nbsdf = 0;
394 >                for ( ; i < argc; i++) {        /* interpolate each component */
395 >                        FILE    *fpin = fopen(argv[i], "rb");
396 >                        if (fpin == NULL) {
397 >                                fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
398 >                                                progname, argv[i]);
399 >                                return(1);
400 >                        }
401 >                        if (!load_bsdf_rep(fpin))
402 >                                return(1);
403 >                        fclose(fpin);
404 >                        if (!nbsdf++)           /* start XML on first dist. */
405 >                                xml_prologue(argc, argv);
406 >                        if (single_plane_incident)
407 >                                eval_isotropic(NULL);
408 >                        else
409 >                                eval_anisotropic(NULL);
410                  }
411 <        } else if (argc != 1)
412 <                goto userr;
413 <        SET_FILE_BINARY(fpin);                  /* load BSDF interpolant */
414 <        if (!load_bsdf_rep(fpin))
411 >                xml_epilogue();                 /* finish XML output & exit */
412 >                return(0);
413 >        }
414 >        SET_FILE_BINARY(stdin);                 /* load from stdin */
415 >        if (!load_bsdf_rep(stdin))
416                  return(1);
417 <        draw_edges();
176 <        /* xml_prologue();                              /* start XML output */
417 >        xml_prologue(argc, argv);               /* start XML output */
418          if (single_plane_incident)              /* resample dist. */
419 <                interp_isotropic();
419 >                eval_isotropic(NULL);
420          else
421 <                interp_anisotropic();
422 <        /* xml_epilogue();                              /* finish XML output */
421 >                eval_anisotropic(NULL);
422 >        xml_epilogue();                         /* finish XML output & exit */
423          return(0);
424   userr:
425          fprintf(stderr,
426 <        "Usage: %s [-t pctcull][-g log2grid] [bsdf.sir] > bsdf.xml\n",
426 >        "Usage: %s [-g Nlog2][-t pctcull] [bsdf.sir ..] > bsdf.xml\n",
427 >                                progname);
428 >        fprintf(stderr,
429 >        "   or: %s -t{3|4} [-g Nlog2][-t pctcull][{+|-}for[ward]][{+|-}b[ackward]][-e expr][-f file] bsdf_func > bsdf.xml\n",
430                                  progname);
431          return(1);
432   }

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