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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 2.18 by greg, Thu Sep 26 17:05:00 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 +                                /* limit on number of RBF lobes */
28 + static int              lobe_lim = 15000;
29  
30 + /* Output XML prologue to stdout */
31 + static void
32 + xml_prologue(int ac, char *av[])
33 + {
34 +        puts("<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>");
35 +        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\">");
36 +        fputs("<!-- File produced by:", stdout);
37 +        while (ac-- > 0) {
38 +                fputc(' ', stdout);
39 +                fputs(*av++, stdout);
40 +        }
41 +        puts(" -->");
42 +        puts("<WindowElementType>System</WindowElementType>");
43 +        puts("<FileType>BSDF</FileType>");
44 +        puts("<Optical>");
45 +        puts("<Layer>");
46 +        puts("\t<Material>");
47 +        puts("\t\t<Name>Name</Name>");
48 +        puts("\t\t<Manufacturer>Manufacturer</Manufacturer>");
49 +        puts("\t\t<DeviceType>Other</DeviceType>");
50 +        puts("\t</Material>");
51 +        puts("\t<DataDefinition>");
52 +        printf("\t\t<IncidentDataStructure>TensorTree%c</IncidentDataStructure>\n",
53 +                        single_plane_incident ? '3' : '4');
54 +        puts("\t</DataDefinition>");
55 + }
56 +
57 + /* Output XML data prologue to stdout */
58 + static void
59 + data_prologue()
60 + {
61 +        static const char       *bsdf_type[4] = {
62 +                                        "Reflection Front",
63 +                                        "Transmission Front",
64 +                                        "Transmission Back",
65 +                                        "Reflection Back"
66 +                                };
67 +
68 +        puts("\t<WavelengthData>");
69 +        puts("\t\t<LayerNumber>System</LayerNumber>");
70 +        puts("\t\t<Wavelength unit=\"Integral\">Visible</Wavelength>");
71 +        puts("\t\t<SourceSpectrum>CIE Illuminant D65 1nm.ssp</SourceSpectrum>");
72 +        puts("\t\t<DetectorSpectrum>ASTM E308 1931 Y.dsp</DetectorSpectrum>");
73 +        puts("\t\t<WavelengthDataBlock>");
74 +        printf("\t\t\t<WavelengthDataDirection>%s</WavelengthDataDirection>\n",
75 +                        bsdf_type[(input_orient>0)<<1 | (output_orient>0)]);
76 +        puts("\t\t\t<AngleBasis>LBNL/Shirley-Chiu</AngleBasis>");
77 +        puts("\t\t\t<ScatteringDataType>BTDF</ScatteringDataType>");
78 +        puts("\t\t\t<ScatteringData>");
79 + }
80 +
81 + /* Output XML data epilogue to stdout */
82 + static void
83 + data_epilogue(void)
84 + {
85 +        puts("\t\t\t</ScatteringData>");
86 +        puts("\t\t</WavelengthDataBlock>");
87 +        puts("\t</WavelengthData>");
88 + }
89 +
90 + /* Output XML epilogue to stdout */
91 + static void
92 + xml_epilogue(void)
93 + {
94 +        puts("</Layer>");
95 +        puts("</Optical>");
96 +        puts("</WindowElement>");
97 + }
98 +
99 + /* Compute absolute relative difference */
100 + static double
101 + abs_diff(double v1, double v0)
102 + {
103 +        if ((v0 < 0) | (v1 < 0))
104 +                return(.0);
105 +        v1 = (v1-v0)*2./(v0+v1+.0001);
106 +        if (v1 < 0)
107 +                return(-v1);
108 +        return(v1);
109 + }
110 +
111   /* Interpolate and output isotropic BSDF data */
112   static void
113 < interp_isotropic()
113 > eval_isotropic(char *funame)
114   {
115          const int       sqres = 1<<samp_order;
116          FILE            *ofp = NULL;
117 +        int             assignD = 0;
118          char            cmd[128];
119          int             ix, ox, oy;
120 <        FVECT           ivec, ovec;
121 <        double          bsdf;
122 < #if DEBUG
123 <        fprintf(stderr, "Writing isotropic order %d ", samp_order);
124 <        if (pctcull >= 0) fprintf(stderr, "data with %d%% culling\n", pctcull);
125 <        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",
120 >        double          iovec[6];
121 >        float           bsdf;
122 >
123 >        data_prologue();                        /* begin output */
124 >        if (pctcull >= 0) {
125 >                sprintf(cmd, "rttree_reduce -h -a -ff -r 3 -t %f -g %d",
126                                  pctcull, samp_order);
127                  fflush(stdout);
128                  ofp = popen(cmd, "w");
# Line 48 | Line 134 | interp_isotropic()
134                  SET_FILE_BINARY(ofp);
135          } else
136                  fputs("{\n", stdout);
137 +                                                /* need to assign Dx, Dy, Dz? */
138 +        if (funame != NULL)
139 +                assignD = (fundefined(funame) < 6);
140                                                  /* run through directions */
141          for (ix = 0; ix < sqres/2; ix++) {
142 <                RBFNODE *rbf;
143 <                SDsquare2disk(ivec, (ix+.5)/sqres, .5);
144 <                ivec[2] = input_orient *
145 <                                sqrt(1. - ivec[0]*ivec[0] - ivec[1]*ivec[1]);
146 <                rbf = advect_rbf(ivec);
147 <                for (ox = 0; ox < sqres; ox++)
142 >                RBFNODE *rbf = NULL;
143 >                iovec[0] = 2.*(ix+.5)/sqres - 1.;
144 >                iovec[1] = .0;
145 >                iovec[2] = input_orient * sqrt(1. - iovec[0]*iovec[0]);
146 >                if (funame == NULL)
147 >                        rbf = advect_rbf(iovec, lobe_lim);
148 >                for (ox = 0; ox < sqres; ox++) {
149 >                    float       last_bsdf = -1;
150                      for (oy = 0; oy < sqres; oy++) {
151 <                        SDsquare2disk(ovec, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
152 <                        ovec[2] = output_orient *
153 <                                sqrt(1. - ovec[0]*ovec[0] - ovec[1]*ovec[1]);
154 <                        bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec) / fabs(ovec[2]);
151 >                        SDsquare2disk(iovec+3, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
152 >                        iovec[5] = output_orient *
153 >                                sqrt(1. - iovec[3]*iovec[3] - iovec[4]*iovec[4]);
154 >                        if (funame == NULL)
155 >                            bsdf = eval_rbfrep(rbf, iovec+3) *
156 >                                                output_orient/iovec[5];
157 >                        else {
158 >                            double      ssa[3], ssvec[6], sum;
159 >                            int         ssi;
160 >                            if (assignD) {
161 >                                varset("Dx", '=', -iovec[3]);
162 >                                varset("Dy", '=', -iovec[4]);
163 >                                varset("Dz", '=', -iovec[5]);
164 >                                ++eclock;
165 >                            }
166 >                            bsdf = funvalue(funame, 6, iovec);
167 >                            if (abs_diff(bsdf, last_bsdf) > ssamp_thresh) {
168 >                                sum = 0;        /* super-sample voxel */
169 >                                for (ssi = nssamp; ssi--; ) {
170 >                                    SDmultiSamp(ssa, 3, (ssi+drand48())/nssamp);
171 >                                    ssvec[0] = 2.*(ix+ssa[0])/sqres - 1.;
172 >                                    ssvec[1] = .0;
173 >                                    ssvec[2] = input_orient *
174 >                                                sqrt(1. - ssvec[0]*ssvec[0]);
175 >                                    SDsquare2disk(ssvec+3, (ox+ssa[1])/sqres,
176 >                                                (oy+ssa[2])/sqres);
177 >                                    ssvec[5] = output_orient *
178 >                                                sqrt(1. - ssvec[3]*ssvec[3] -
179 >                                                        ssvec[4]*ssvec[4]);
180 >                                    if (assignD) {
181 >                                        varset("Dx", '=', -iovec[3]);
182 >                                        varset("Dy", '=', -iovec[4]);
183 >                                        varset("Dz", '=', -iovec[5]);
184 >                                        ++eclock;
185 >                                    }
186 >                                    sum += funvalue(funame, 6, ssvec);
187 >                                }
188 >                                bsdf = sum/nssamp;
189 >                            }
190 >                        }
191                          if (pctcull >= 0)
192                                  fwrite(&bsdf, sizeof(bsdf), 1, ofp);
193                          else
194                                  printf("\t%.3e\n", bsdf);
195 +                        last_bsdf = bsdf;
196                      }
197 <                free(rbf);
197 >                }
198 >                if (rbf != NULL)
199 >                        free(rbf);
200          }
201          if (pctcull >= 0) {                     /* finish output */
202                  if (pclose(ofp)) {
# Line 79 | Line 209 | interp_isotropic()
209                          fputs("\t0\n", stdout);
210                  fputs("}\n", stdout);
211          }
212 +        data_epilogue();
213   }
214  
215   /* Interpolate and output anisotropic BSDF data */
216   static void
217 < interp_anisotropic()
217 > eval_anisotropic(char *funame)
218   {
219          const int       sqres = 1<<samp_order;
220          FILE            *ofp = NULL;
221 +        int             assignD = 0;
222          char            cmd[128];
223          int             ix, iy, ox, oy;
224 <        FVECT           ivec, ovec;
225 <        double          bsdf;
226 < #if DEBUG
227 <        fprintf(stderr, "Writing anisotropic order %d ", samp_order);
228 <        if (pctcull >= 0) fprintf(stderr, "data with %d%% culling\n", pctcull);
229 <        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",
224 >        double          iovec[6];
225 >        float           bsdf;
226 >
227 >        data_prologue();                        /* begin output */
228 >        if (pctcull >= 0) {
229 >                sprintf(cmd, "rttree_reduce -h -a -ff -r 4 -t %f -g %d",
230                                  pctcull, samp_order);
231                  fflush(stdout);
232                  ofp = popen(cmd, "w");
# Line 108 | Line 237 | interp_anisotropic()
237                  }
238          } else
239                  fputs("{\n", stdout);
240 +                                                /* need to assign Dx, Dy, Dz? */
241 +        if (funame != NULL)
242 +                assignD = (fundefined(funame) < 6);
243                                                  /* run through directions */
244          for (ix = 0; ix < sqres; ix++)
245              for (iy = 0; iy < sqres; iy++) {
246 <                RBFNODE *rbf;
247 <                SDsquare2disk(ivec, (ix+.5)/sqres, (iy+.5)/sqres);
248 <                ivec[2] = input_orient *
249 <                                sqrt(1. - ivec[0]*ivec[0] - ivec[1]*ivec[1]);
250 <                rbf = advect_rbf(ivec);
251 <                for (ox = 0; ox < sqres; ox++)
246 >                RBFNODE *rbf = NULL;            /* Klems reversal */
247 >                SDsquare2disk(iovec, 1.-(ix+.5)/sqres, 1.-(iy+.5)/sqres);
248 >                iovec[2] = input_orient *
249 >                                sqrt(1. - iovec[0]*iovec[0] - iovec[1]*iovec[1]);
250 >                if (funame == NULL)
251 >                        rbf = advect_rbf(iovec, lobe_lim);
252 >                for (ox = 0; ox < sqres; ox++) {
253 >                    float       last_bsdf = -1;
254                      for (oy = 0; oy < sqres; oy++) {
255 <                        SDsquare2disk(ovec, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
256 <                        ovec[2] = output_orient *
257 <                                sqrt(1. - ovec[0]*ovec[0] - ovec[1]*ovec[1]);
258 <                        bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec) / fabs(ovec[2]);
255 >                        SDsquare2disk(iovec+3, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
256 >                        iovec[5] = output_orient *
257 >                                sqrt(1. - iovec[3]*iovec[3] - iovec[4]*iovec[4]);
258 >                        if (funame == NULL)
259 >                            bsdf = eval_rbfrep(rbf, iovec+3) *
260 >                                                output_orient/iovec[5];
261 >                        else {
262 >                            double      ssa[4], ssvec[6], sum;
263 >                            int         ssi;
264 >                            if (assignD) {
265 >                                varset("Dx", '=', -iovec[3]);
266 >                                varset("Dy", '=', -iovec[4]);
267 >                                varset("Dz", '=', -iovec[5]);
268 >                                ++eclock;
269 >                            }
270 >                            bsdf = funvalue(funame, 6, iovec);
271 >                            if (abs_diff(bsdf, last_bsdf) > ssamp_thresh) {
272 >                                sum = 0;        /* super-sample voxel */
273 >                                for (ssi = nssamp; ssi--; ) {
274 >                                    SDmultiSamp(ssa, 4, (ssi+drand48())/nssamp);
275 >                                    SDsquare2disk(ssvec, 1.-(ix+ssa[0])/sqres,
276 >                                                1.-(iy+ssa[1])/sqres);
277 >                                    ssvec[2] = output_orient *
278 >                                                sqrt(1. - ssvec[0]*ssvec[0] -
279 >                                                        ssvec[1]*ssvec[1]);
280 >                                    SDsquare2disk(ssvec+3, (ox+ssa[2])/sqres,
281 >                                                (oy+ssa[3])/sqres);
282 >                                    ssvec[5] = output_orient *
283 >                                                sqrt(1. - ssvec[3]*ssvec[3] -
284 >                                                        ssvec[4]*ssvec[4]);
285 >                                    if (assignD) {
286 >                                        varset("Dx", '=', -iovec[3]);
287 >                                        varset("Dy", '=', -iovec[4]);
288 >                                        varset("Dz", '=', -iovec[5]);
289 >                                        ++eclock;
290 >                                    }
291 >                                    sum += funvalue(funame, 6, ssvec);
292 >                                }
293 >                                bsdf = sum/nssamp;
294 >                            }
295 >                        }
296                          if (pctcull >= 0)
297                                  fwrite(&bsdf, sizeof(bsdf), 1, ofp);
298                          else
299                                  printf("\t%.3e\n", bsdf);
300 +                        last_bsdf = bsdf;
301                      }
302 <                free(rbf);
302 >                }
303 >                if (rbf != NULL)
304 >                        free(rbf);
305              }
306          if (pctcull >= 0) {                     /* finish output */
307                  if (pclose(ofp)) {
# Line 137 | Line 311 | interp_anisotropic()
311                  }
312          } else
313                  fputs("}\n", stdout);
314 +        data_epilogue();
315   }
316  
317   /* Read in BSDF and interpolate as tensor tree representation */
318   int
319   main(int argc, char *argv[])
320   {
321 <        FILE    *fpin = stdin;
322 <        int     i;
321 >        int     dofwd = 0, dobwd = 1;
322 >        int     i, na;
323  
324 <        progname = argv[0];                     /* get options */
325 <        while (argc > 2 && argv[1][0] == '-') {
326 <                switch (argv[1][1]) {
324 >        progname = argv[0];
325 >        esupport |= E_VARIABLE|E_FUNCTION|E_RCONST;
326 >        esupport &= ~(E_INCHAN|E_OUTCHAN);
327 >        scompile("PI:3.14159265358979323846", NULL, 0);
328 >        biggerlib();
329 >        for (i = 1; i < argc-1 && (argv[i][0] == '-') | (argv[i][0] == '+'); i++)
330 >                switch (argv[i][1]) {           /* get options */
331 >                case 'e':
332 >                        scompile(argv[++i], NULL, 0);
333 >                        break;
334 >                case 'f':
335 >                        if (!argv[i][2])
336 >                                fcompile(argv[++i]);
337 >                        else
338 >                                dofwd = (argv[i][0] == '+');
339 >                        break;
340 >                case 'b':
341 >                        dobwd = (argv[i][0] == '+');
342 >                        break;
343                  case 't':
344 <                        pctcull = atoi(argv[2]);
344 >                        switch (argv[i][2]) {
345 >                        case '3':
346 >                                single_plane_incident = 1;
347 >                                break;
348 >                        case '4':
349 >                                single_plane_incident = 0;
350 >                                break;
351 >                        case '\0':
352 >                                pctcull = atof(argv[++i]);
353 >                                break;
354 >                        default:
355 >                                goto userr;
356 >                        }
357                          break;
358                  case 'g':
359 <                        samp_order = atoi(argv[2]);
359 >                        samp_order = atoi(argv[++i]);
360                          break;
361 +                case 'l':
362 +                        lobe_lim = atoi(argv[++i]);
363 +                        break;
364                  default:
365                          goto userr;
366                  }
367 <                argv += 2; argc -= 2;
367 >        if (single_plane_incident >= 0) {       /* function-based BSDF? */
368 >                void    (*evf)(char *s) = single_plane_incident ?
369 >                                &eval_isotropic : &eval_anisotropic;
370 >                if (i != argc-1 || fundefined(argv[i]) < 3) {
371 >                        fprintf(stderr,
372 >        "%s: need single function with 6 arguments: bsdf(ix,iy,iz,ox,oy,oz)\n",
373 >                                        progname);
374 >                        fprintf(stderr, "\tor 3 arguments using Dx,Dy,Dz: bsdf(ix,iy,iz)\n",
375 >                                        progname);
376 >                        goto userr;
377 >                }
378 >                ++eclock;
379 >                xml_prologue(argc, argv);       /* start XML output */
380 >                if (dofwd) {
381 >                        input_orient = -1;
382 >                        output_orient = -1;
383 >                        (*evf)(argv[i]);        /* outside reflectance */
384 >                        output_orient = 1;
385 >                        (*evf)(argv[i]);        /* outside -> inside */
386 >                }
387 >                if (dobwd) {
388 >                        input_orient = 1;
389 >                        output_orient = 1;
390 >                        (*evf)(argv[i]);        /* inside reflectance */
391 >                        output_orient = -1;
392 >                        (*evf)(argv[i]);        /* inside -> outside */
393 >                }
394 >                xml_epilogue();                 /* finish XML output & exit */
395 >                return(0);
396          }
397 <        if (argc == 2) {                        /* open input if given */
398 <                fpin = fopen(argv[1], "r");
399 <                if (fpin == NULL) {
400 <                        fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
401 <                                        progname, argv[1]);
402 <                        return(1);
397 >        if (i < argc) {                         /* open input files if given */
398 >                int     nbsdf = 0;
399 >                for ( ; i < argc; i++) {        /* interpolate each component */
400 >                        FILE    *fpin = fopen(argv[i], "rb");
401 >                        if (fpin == NULL) {
402 >                                fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
403 >                                                progname, argv[i]);
404 >                                return(1);
405 >                        }
406 >                        if (!load_bsdf_rep(fpin))
407 >                                return(1);
408 >                        fclose(fpin);
409 >                        if (!nbsdf++)           /* start XML on first dist. */
410 >                                xml_prologue(argc, argv);
411 >                        if (single_plane_incident)
412 >                                eval_isotropic(NULL);
413 >                        else
414 >                                eval_anisotropic(NULL);
415                  }
416 <        } else if (argc != 1)
417 <                goto userr;
418 <        SET_FILE_BINARY(fpin);                  /* load BSDF interpolant */
419 <        if (!load_bsdf_rep(fpin))
416 >                xml_epilogue();                 /* finish XML output & exit */
417 >                return(0);
418 >        }
419 >        SET_FILE_BINARY(stdin);                 /* load from stdin */
420 >        if (!load_bsdf_rep(stdin))
421                  return(1);
422 <        draw_edges();
176 <        /* xml_prologue();                              /* start XML output */
422 >        xml_prologue(argc, argv);               /* start XML output */
423          if (single_plane_incident)              /* resample dist. */
424 <                interp_isotropic();
424 >                eval_isotropic(NULL);
425          else
426 <                interp_anisotropic();
427 <        /* xml_epilogue();                              /* finish XML output */
426 >                eval_anisotropic(NULL);
427 >        xml_epilogue();                         /* finish XML output & exit */
428          return(0);
429   userr:
430          fprintf(stderr,
431 <        "Usage: %s [-t pctcull][-g log2grid] [bsdf.sir] > bsdf.xml\n",
431 >        "Usage: %s [-g Nlog2][-t pctcull][-l maxlobes] [bsdf.sir ..] > bsdf.xml\n",
432 >                                progname);
433 >        fprintf(stderr,
434 >        "   or: %s -t{3|4} [-g Nlog2][-t pctcull][{+|-}for[ward]][{+|-}b[ackward]][-e expr][-f file] bsdf_func > bsdf.xml\n",
435                                  progname);
436          return(1);
437   }

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