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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 2.22 by greg, Tue Nov 26 17:33:55 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 "rtprocess.h"
16 + #include "calcomp.h"
17   #include "bsdfrep.h"
18                                  /* global argv[0] */
19   char                    *progname;
20                                  /* percentage to cull (<0 to turn off) */
21 < int                     pctcull = 90;
21 > double                  pctcull = 90.;
22                                  /* sampling order */
23   int                     samp_order = 6;
24 +                                /* super-sampling threshold */
25 + const double            ssamp_thresh = 0.35;
26 +                                /* number of super-samples */
27 + const int               nssamp = 100;
28 +                                /* limit on number of RBF lobes */
29 + static int              lobe_lim = 15000;
30  
31 + /* Output XML prologue to stdout */
32 + static void
33 + xml_prologue(int ac, char *av[])
34 + {
35 +        puts("<?xml version=\"1.0\" encoding=\"UTF-8\"?>");
36 +        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\">");
37 +        fputs("<!-- File produced by:", stdout);
38 +        while (ac-- > 0) {
39 +                fputc(' ', stdout);
40 +                fputs(*av++, stdout);
41 +        }
42 +        puts(" -->");
43 +        puts("<WindowElementType>System</WindowElementType>");
44 +        puts("<FileType>BSDF</FileType>");
45 +        puts("<Optical>");
46 +        puts("<Layer>");
47 +        puts("\t<Material>");
48 +        printf("\t\t<Name>%s</Name>\n", bsdf_name[0] ? bsdf_name : "Unknown");
49 +        printf("\t\t<Manufacturer>%s</Manufacturer>\n",
50 +                        bsdf_manuf[0] ? bsdf_manuf : "Unknown");
51 +        puts("\t\t<DeviceType>Other</DeviceType>");
52 +        puts("\t</Material>");
53 +        puts("\t<DataDefinition>");
54 +        printf("\t\t<IncidentDataStructure>TensorTree%c</IncidentDataStructure>\n",
55 +                        single_plane_incident ? '3' : '4');
56 +        puts("\t</DataDefinition>");
57 + }
58 +
59 + /* Output XML data prologue to stdout */
60 + static void
61 + data_prologue()
62 + {
63 +        static const char       *bsdf_type[4] = {
64 +                                        "Reflection Front",
65 +                                        "Transmission Front",
66 +                                        "Transmission Back",
67 +                                        "Reflection Back"
68 +                                };
69 +
70 +        puts("\t<WavelengthData>");
71 +        puts("\t\t<LayerNumber>System</LayerNumber>");
72 +        puts("\t\t<Wavelength unit=\"Integral\">Visible</Wavelength>");
73 +        puts("\t\t<SourceSpectrum>CIE Illuminant D65 1nm.ssp</SourceSpectrum>");
74 +        puts("\t\t<DetectorSpectrum>ASTM E308 1931 Y.dsp</DetectorSpectrum>");
75 +        puts("\t\t<WavelengthDataBlock>");
76 +        printf("\t\t\t<WavelengthDataDirection>%s</WavelengthDataDirection>\n",
77 +                        bsdf_type[(input_orient>0)<<1 | (output_orient>0)]);
78 +        puts("\t\t\t<AngleBasis>LBNL/Shirley-Chiu</AngleBasis>");
79 +        puts("\t\t\t<ScatteringDataType>BTDF</ScatteringDataType>");
80 +        puts("\t\t\t<ScatteringData>");
81 + }
82 +
83 + /* Output XML data epilogue to stdout */
84 + static void
85 + data_epilogue(void)
86 + {
87 +        puts("\t\t\t</ScatteringData>");
88 +        puts("\t\t</WavelengthDataBlock>");
89 +        puts("\t</WavelengthData>");
90 + }
91 +
92 + /* Output XML epilogue to stdout */
93 + static void
94 + xml_epilogue(void)
95 + {
96 +        puts("</Layer>");
97 +        puts("</Optical>");
98 +        puts("</WindowElement>");
99 + }
100 +
101 + /* Compute absolute relative difference */
102 + static double
103 + abs_diff(double v1, double v0)
104 + {
105 +        if ((v0 < 0) | (v1 < 0))
106 +                return(.0);
107 +        v1 = (v1-v0)*2./(v0+v1+.0001);
108 +        if (v1 < 0)
109 +                return(-v1);
110 +        return(v1);
111 + }
112 +
113   /* Interpolate and output isotropic BSDF data */
114   static void
115 < interp_isotropic()
115 > eval_isotropic(char *funame)
116   {
117          const int       sqres = 1<<samp_order;
118          FILE            *ofp = NULL;
119 +        int             assignD = 0;
120          char            cmd[128];
121          int             ix, ox, oy;
122 <        FVECT           ivec, ovec;
123 <        double          bsdf;
124 < #if DEBUG
125 <        fprintf(stderr, "Writing isotropic order %d ", samp_order);
126 <        if (pctcull >= 0) fprintf(stderr, "data with %d%% culling\n", pctcull);
127 <        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",
122 >        double          iovec[6];
123 >        float           bsdf;
124 >
125 >        data_prologue();                        /* begin output */
126 >        if (pctcull >= 0) {
127 >                sprintf(cmd, "rttree_reduce -a -h -ff -r 3 -t %f -g %d",
128                                  pctcull, samp_order);
129                  fflush(stdout);
130                  ofp = popen(cmd, "w");
# Line 48 | Line 136 | interp_isotropic()
136                  SET_FILE_BINARY(ofp);
137          } else
138                  fputs("{\n", stdout);
139 +                                                /* need to assign Dx, Dy, Dz? */
140 +        if (funame != NULL)
141 +                assignD = (fundefined(funame) < 6);
142                                                  /* run through directions */
143          for (ix = 0; ix < sqres/2; ix++) {
144 <                RBFNODE *rbf;
145 <                SDsquare2disk(ivec, (ix+.5)/sqres, .5);
146 <                ivec[2] = input_orient *
147 <                                sqrt(1. - ivec[0]*ivec[0] - ivec[1]*ivec[1]);
148 <                rbf = advect_rbf(ivec);
149 <                for (ox = 0; ox < sqres; ox++)
144 >                RBFNODE *rbf = NULL;
145 >                iovec[0] = 2.*(ix+.5)/sqres - 1.;
146 >                iovec[1] = .0;
147 >                iovec[2] = input_orient * sqrt(1. - iovec[0]*iovec[0]);
148 >                if (funame == NULL)
149 >                        rbf = advect_rbf(iovec, lobe_lim);
150 >                for (ox = 0; ox < sqres; ox++) {
151 >                    float       last_bsdf = -1;
152                      for (oy = 0; oy < sqres; oy++) {
153 <                        SDsquare2disk(ovec, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
154 <                        ovec[2] = output_orient *
155 <                                sqrt(1. - ovec[0]*ovec[0] - ovec[1]*ovec[1]);
156 <                        bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec) / fabs(ovec[2]);
153 >                        SDsquare2disk(iovec+3, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
154 >                        iovec[5] = output_orient *
155 >                                sqrt(1. - iovec[3]*iovec[3] - iovec[4]*iovec[4]);
156 >                        if (funame == NULL)
157 >                            bsdf = eval_rbfrep(rbf, iovec+3) *
158 >                                                output_orient/iovec[5];
159 >                        else {
160 >                            double      ssa[3], ssvec[6], sum;
161 >                            int         ssi;
162 >                            if (assignD) {
163 >                                varset("Dx", '=', -iovec[3]);
164 >                                varset("Dy", '=', -iovec[4]);
165 >                                varset("Dz", '=', -iovec[5]);
166 >                                ++eclock;
167 >                            }
168 >                            bsdf = funvalue(funame, 6, iovec);
169 >                            if (abs_diff(bsdf, last_bsdf) > ssamp_thresh) {
170 >                                sum = 0;        /* super-sample voxel */
171 >                                for (ssi = nssamp; ssi--; ) {
172 >                                    SDmultiSamp(ssa, 3, (ssi+drand48())/nssamp);
173 >                                    ssvec[0] = 2.*(ix+ssa[0])/sqres - 1.;
174 >                                    ssvec[1] = .0;
175 >                                    ssvec[2] = input_orient *
176 >                                                sqrt(1. - ssvec[0]*ssvec[0]);
177 >                                    SDsquare2disk(ssvec+3, (ox+ssa[1])/sqres,
178 >                                                (oy+ssa[2])/sqres);
179 >                                    ssvec[5] = output_orient *
180 >                                                sqrt(1. - ssvec[3]*ssvec[3] -
181 >                                                        ssvec[4]*ssvec[4]);
182 >                                    if (assignD) {
183 >                                        varset("Dx", '=', -iovec[3]);
184 >                                        varset("Dy", '=', -iovec[4]);
185 >                                        varset("Dz", '=', -iovec[5]);
186 >                                        ++eclock;
187 >                                    }
188 >                                    sum += funvalue(funame, 6, ssvec);
189 >                                }
190 >                                bsdf = sum/nssamp;
191 >                            }
192 >                        }
193                          if (pctcull >= 0)
194                                  fwrite(&bsdf, sizeof(bsdf), 1, ofp);
195                          else
196                                  printf("\t%.3e\n", bsdf);
197 +                        last_bsdf = bsdf;
198                      }
199 <                free(rbf);
199 >                }
200 >                if (rbf != NULL)
201 >                        free(rbf);
202          }
203          if (pctcull >= 0) {                     /* finish output */
204                  if (pclose(ofp)) {
# Line 79 | Line 211 | interp_isotropic()
211                          fputs("\t0\n", stdout);
212                  fputs("}\n", stdout);
213          }
214 +        data_epilogue();
215   }
216  
217   /* Interpolate and output anisotropic BSDF data */
218   static void
219 < interp_anisotropic()
219 > eval_anisotropic(char *funame)
220   {
221          const int       sqres = 1<<samp_order;
222          FILE            *ofp = NULL;
223 +        int             assignD = 0;
224          char            cmd[128];
225          int             ix, iy, ox, oy;
226 <        FVECT           ivec, ovec;
227 <        double          bsdf;
228 < #if DEBUG
229 <        fprintf(stderr, "Writing anisotropic order %d ", samp_order);
230 <        if (pctcull >= 0) fprintf(stderr, "data with %d%% culling\n", pctcull);
231 <        else fputs("raw data\n", stderr);
232 < #endif
99 <        if (pctcull >= 0) {                     /* begin output */
100 <                sprintf(cmd, "rttree_reduce -h -a -fd -r 4 -t %d -g %d",
226 >        double          iovec[6];
227 >        float           bsdf;
228 >
229 >        data_prologue();                        /* begin output */
230 >        if (pctcull >= 0) {
231 >                sprintf(cmd, "rttree_reduce%s -h -ff -r 4 -t %f -g %d",
232 >                                (input_orient>0 ^ output_orient>0) ? "" : " -a",
233                                  pctcull, samp_order);
234                  fflush(stdout);
235                  ofp = popen(cmd, "w");
# Line 108 | Line 240 | interp_anisotropic()
240                  }
241          } else
242                  fputs("{\n", stdout);
243 +                                                /* need to assign Dx, Dy, Dz? */
244 +        if (funame != NULL)
245 +                assignD = (fundefined(funame) < 6);
246                                                  /* run through directions */
247          for (ix = 0; ix < sqres; ix++)
248              for (iy = 0; iy < sqres; iy++) {
249 <                RBFNODE *rbf;
250 <                SDsquare2disk(ivec, (ix+.5)/sqres, (iy+.5)/sqres);
251 <                ivec[2] = input_orient *
252 <                                sqrt(1. - ivec[0]*ivec[0] - ivec[1]*ivec[1]);
253 <                rbf = advect_rbf(ivec);
254 <                for (ox = 0; ox < sqres; ox++)
249 >                RBFNODE *rbf = NULL;            /* Klems reversal */
250 >                SDsquare2disk(iovec, 1.-(ix+.5)/sqres, 1.-(iy+.5)/sqres);
251 >                iovec[2] = input_orient *
252 >                                sqrt(1. - iovec[0]*iovec[0] - iovec[1]*iovec[1]);
253 >                if (funame == NULL)
254 >                        rbf = advect_rbf(iovec, lobe_lim);
255 >                for (ox = 0; ox < sqres; ox++) {
256 >                    float       last_bsdf = -1;
257                      for (oy = 0; oy < sqres; oy++) {
258 <                        SDsquare2disk(ovec, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
259 <                        ovec[2] = output_orient *
260 <                                sqrt(1. - ovec[0]*ovec[0] - ovec[1]*ovec[1]);
261 <                        bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec) / fabs(ovec[2]);
258 >                        SDsquare2disk(iovec+3, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
259 >                        iovec[5] = output_orient *
260 >                                sqrt(1. - iovec[3]*iovec[3] - iovec[4]*iovec[4]);
261 >                        if (funame == NULL)
262 >                            bsdf = eval_rbfrep(rbf, iovec+3) *
263 >                                                output_orient/iovec[5];
264 >                        else {
265 >                            double      ssa[4], ssvec[6], sum;
266 >                            int         ssi;
267 >                            if (assignD) {
268 >                                varset("Dx", '=', -iovec[3]);
269 >                                varset("Dy", '=', -iovec[4]);
270 >                                varset("Dz", '=', -iovec[5]);
271 >                                ++eclock;
272 >                            }
273 >                            bsdf = funvalue(funame, 6, iovec);
274 >                            if (abs_diff(bsdf, last_bsdf) > ssamp_thresh) {
275 >                                sum = 0;        /* super-sample voxel */
276 >                                for (ssi = nssamp; ssi--; ) {
277 >                                    SDmultiSamp(ssa, 4, (ssi+drand48())/nssamp);
278 >                                    SDsquare2disk(ssvec, 1.-(ix+ssa[0])/sqres,
279 >                                                1.-(iy+ssa[1])/sqres);
280 >                                    ssvec[2] = output_orient *
281 >                                                sqrt(1. - ssvec[0]*ssvec[0] -
282 >                                                        ssvec[1]*ssvec[1]);
283 >                                    SDsquare2disk(ssvec+3, (ox+ssa[2])/sqres,
284 >                                                (oy+ssa[3])/sqres);
285 >                                    ssvec[5] = output_orient *
286 >                                                sqrt(1. - ssvec[3]*ssvec[3] -
287 >                                                        ssvec[4]*ssvec[4]);
288 >                                    if (assignD) {
289 >                                        varset("Dx", '=', -iovec[3]);
290 >                                        varset("Dy", '=', -iovec[4]);
291 >                                        varset("Dz", '=', -iovec[5]);
292 >                                        ++eclock;
293 >                                    }
294 >                                    sum += funvalue(funame, 6, ssvec);
295 >                                }
296 >                                bsdf = sum/nssamp;
297 >                            }
298 >                        }
299                          if (pctcull >= 0)
300                                  fwrite(&bsdf, sizeof(bsdf), 1, ofp);
301                          else
302                                  printf("\t%.3e\n", bsdf);
303 +                        last_bsdf = bsdf;
304                      }
305 <                free(rbf);
305 >                }
306 >                if (rbf != NULL)
307 >                        free(rbf);
308              }
309          if (pctcull >= 0) {                     /* finish output */
310                  if (pclose(ofp)) {
# Line 137 | Line 314 | interp_anisotropic()
314                  }
315          } else
316                  fputs("}\n", stdout);
317 +        data_epilogue();
318   }
319  
320   /* Read in BSDF and interpolate as tensor tree representation */
321   int
322   main(int argc, char *argv[])
323   {
324 <        FILE    *fpin = stdin;
325 <        int     i;
324 >        int     dofwd = 0, dobwd = 1;
325 >        int     i, na;
326  
327 <        progname = argv[0];                     /* get options */
328 <        while (argc > 2 && argv[1][0] == '-') {
329 <                switch (argv[1][1]) {
327 >        progname = argv[0];
328 >        esupport |= E_VARIABLE|E_FUNCTION|E_RCONST;
329 >        esupport &= ~(E_INCHAN|E_OUTCHAN);
330 >        scompile("PI:3.14159265358979323846", NULL, 0);
331 >        biggerlib();
332 >        for (i = 1; i < argc-1 && (argv[i][0] == '-') | (argv[i][0] == '+'); i++)
333 >                switch (argv[i][1]) {           /* get options */
334 >                case 'e':
335 >                        scompile(argv[++i], NULL, 0);
336 >                        break;
337 >                case 'f':
338 >                        if (!argv[i][2])
339 >                                fcompile(argv[++i]);
340 >                        else
341 >                                dofwd = (argv[i][0] == '+');
342 >                        break;
343 >                case 'b':
344 >                        dobwd = (argv[i][0] == '+');
345 >                        break;
346                  case 't':
347 <                        pctcull = atoi(argv[2]);
347 >                        switch (argv[i][2]) {
348 >                        case '3':
349 >                                single_plane_incident = 1;
350 >                                break;
351 >                        case '4':
352 >                                single_plane_incident = 0;
353 >                                break;
354 >                        case '\0':
355 >                                pctcull = atof(argv[++i]);
356 >                                break;
357 >                        default:
358 >                                goto userr;
359 >                        }
360                          break;
361                  case 'g':
362 <                        samp_order = atoi(argv[2]);
362 >                        samp_order = atoi(argv[++i]);
363                          break;
364 +                case 'l':
365 +                        lobe_lim = atoi(argv[++i]);
366 +                        break;
367                  default:
368                          goto userr;
369                  }
370 <                argv += 2; argc -= 2;
370 >        if (single_plane_incident >= 0) {       /* function-based BSDF? */
371 >                void    (*evf)(char *s) = single_plane_incident ?
372 >                                &eval_isotropic : &eval_anisotropic;
373 >                if (i != argc-1 || fundefined(argv[i]) < 3) {
374 >                        fprintf(stderr,
375 >        "%s: need single function with 6 arguments: bsdf(ix,iy,iz,ox,oy,oz)\n",
376 >                                        progname);
377 >                        fprintf(stderr, "\tor 3 arguments using Dx,Dy,Dz: bsdf(ix,iy,iz)\n",
378 >                                        progname);
379 >                        goto userr;
380 >                }
381 >                ++eclock;
382 >                xml_prologue(argc, argv);       /* start XML output */
383 >                if (dofwd) {
384 >                        input_orient = -1;
385 >                        output_orient = -1;
386 >                        (*evf)(argv[i]);        /* outside reflectance */
387 >                        output_orient = 1;
388 >                        (*evf)(argv[i]);        /* outside -> inside */
389 >                }
390 >                if (dobwd) {
391 >                        input_orient = 1;
392 >                        output_orient = 1;
393 >                        (*evf)(argv[i]);        /* inside reflectance */
394 >                        output_orient = -1;
395 >                        (*evf)(argv[i]);        /* inside -> outside */
396 >                }
397 >                xml_epilogue();                 /* finish XML output & exit */
398 >                return(0);
399          }
400 <        if (argc == 2) {                        /* open input if given */
401 <                fpin = fopen(argv[1], "r");
402 <                if (fpin == NULL) {
403 <                        fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
404 <                                        progname, argv[1]);
405 <                        return(1);
400 >        if (i < argc) {                         /* open input files if given */
401 >                int     nbsdf = 0;
402 >                for ( ; i < argc; i++) {        /* interpolate each component */
403 >                        FILE    *fpin = fopen(argv[i], "rb");
404 >                        if (fpin == NULL) {
405 >                                fprintf(stderr, "%s: cannot open BSDF interpolant '%s'\n",
406 >                                                progname, argv[i]);
407 >                                return(1);
408 >                        }
409 >                        if (!load_bsdf_rep(fpin))
410 >                                return(1);
411 >                        fclose(fpin);
412 >                        if (!nbsdf++)           /* start XML on first dist. */
413 >                                xml_prologue(argc, argv);
414 >                        if (single_plane_incident)
415 >                                eval_isotropic(NULL);
416 >                        else
417 >                                eval_anisotropic(NULL);
418                  }
419 <        } else if (argc != 1)
420 <                goto userr;
421 <        SET_FILE_BINARY(fpin);                  /* load BSDF interpolant */
422 <        if (!load_bsdf_rep(fpin))
419 >                xml_epilogue();                 /* finish XML output & exit */
420 >                return(0);
421 >        }
422 >        SET_FILE_BINARY(stdin);                 /* load from stdin */
423 >        if (!load_bsdf_rep(stdin))
424                  return(1);
425 <        draw_edges();
176 <        /* xml_prologue();                              /* start XML output */
425 >        xml_prologue(argc, argv);               /* start XML output */
426          if (single_plane_incident)              /* resample dist. */
427 <                interp_isotropic();
427 >                eval_isotropic(NULL);
428          else
429 <                interp_anisotropic();
430 <        /* xml_epilogue();                              /* finish XML output */
429 >                eval_anisotropic(NULL);
430 >        xml_epilogue();                         /* finish XML output & exit */
431          return(0);
432   userr:
433          fprintf(stderr,
434 <        "Usage: %s [-t pctcull][-g log2grid] [bsdf.sir] > bsdf.xml\n",
434 >        "Usage: %s [-g Nlog2][-t pctcull][-l maxlobes] [bsdf.sir ..] > bsdf.xml\n",
435 >                                progname);
436 >        fprintf(stderr,
437 >        "   or: %s -t{3|4} [-g Nlog2][-t pctcull][{+|-}for[ward]][{+|-}b[ackward]][-e expr][-f file] bsdf_func > bsdf.xml\n",
438                                  progname);
439          return(1);
440   }

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