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root/Development/ray/src/cv/bsdfrep.c
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Comparing ray/src/cv/bsdfrep.c (file contents):
Revision 2.4 by greg, Tue Oct 23 05:10:42 2012 UTC vs.
Revision 2.17 by greg, Thu Oct 24 16:11:38 2013 UTC

# Line 14 | Line 14 | static const char RCSid[] = "$Id$";
14   #include "rtio.h"
15   #include "resolu.h"
16   #include "bsdfrep.h"
17 +                                /* active grid resolution */
18 + int                     grid_res = GRIDRES;
19 +
20                                  /* coverage/symmetry using INP_QUAD? flags */
21   int                     inp_coverage = 0;
22                                  /* all incident angles in-plane so far? */
# Line 23 | Line 26 | int                    single_plane_incident = -1;
26   int                     input_orient = 0;
27   int                     output_orient = 0;
28  
29 +                                /* BSDF histogram */
30 + unsigned long           bsdf_hist[HISTLEN];
31 +
32 +                                /* BSDF value for boundary regions */
33 + double                  bsdf_min = 0;
34 +
35                                  /* processed incident DSF measurements */
36   RBFNODE                 *dsf_list = NULL;
37  
# Line 53 | Line 62 | new_input_direction(double new_theta, double new_phi)
62                  new_theta = -new_theta;
63                  new_phi += 180.;
64          }
65 +        if ((theta_in_deg = new_theta) < 1.0)
66 +                return(1);              /* don't rely on phi near normal */
67          while (new_phi < 0)
68                  new_phi += 360.;
69          while (new_phi >= 360.)
# Line 61 | Line 72 | new_input_direction(double new_theta, double new_phi)
72                  single_plane_incident = (round(new_phi) == round(phi_in_deg));
73          else if (single_plane_incident < 0)
74                  single_plane_incident = 1;
64 –        theta_in_deg = new_theta;       /* assume it's OK */
75          phi_in_deg = new_phi;
76          if ((1. < new_phi) & (new_phi < 89.))
77                  inp_coverage |= INP_QUAD1;
# Line 78 | Line 88 | new_input_direction(double new_theta, double new_phi)
88   int
89   use_symmetry(FVECT vec)
90   {
91 <        double  phi = get_phi360(vec);
91 >        const double    phi = get_phi360(vec);
92  
93          switch (inp_coverage) {
94          case INP_QUAD1|INP_QUAD2|INP_QUAD3|INP_QUAD4:
# Line 168 | Line 178 | rev_rbf_symmetry(RBFNODE *rbf, int sym)
178          rev_symmetry(rbf->invec, sym);
179          if (sym & MIRROR_X)
180                  for (n = rbf->nrbf; n-- > 0; )
181 <                        rbf->rbfa[n].gx = GRIDRES-1 - rbf->rbfa[n].gx;
181 >                        rbf->rbfa[n].gx = grid_res-1 - rbf->rbfa[n].gx;
182          if (sym & MIRROR_Y)
183                  for (n = rbf->nrbf; n-- > 0; )
184 <                        rbf->rbfa[n].gy = GRIDRES-1 - rbf->rbfa[n].gy;
184 >                        rbf->rbfa[n].gy = grid_res-1 - rbf->rbfa[n].gy;
185   }
186  
187 < /* Compute volume associated with Gaussian lobe */
188 < double
189 < rbf_volume(const RBFVAL *rbfp)
187 > /* Rotate RBF to correspond to given incident vector */
188 > void
189 > rotate_rbf(RBFNODE *rbf, const FVECT invec)
190   {
191 <        double  rad = R2ANG(rbfp->crad);
191 >        static const FVECT      vnorm = {.0, .0, 1.};
192 >        const double            phi = atan2(invec[1],invec[0]) -
193 >                                        atan2(rbf->invec[1],rbf->invec[0]);
194 >        FVECT                   outvec;
195 >        int                     pos[2];
196 >        int                     n;
197  
198 <        return((2.*M_PI) * rbfp->peak * rad*rad);
198 >        for (n = ((-.01 > phi) | (phi > .01))*rbf->nrbf; n-- > 0; ) {
199 >                ovec_from_pos(outvec, rbf->rbfa[n].gx, rbf->rbfa[n].gy);
200 >                spinvector(outvec, outvec, vnorm, phi);
201 >                pos_from_vec(pos, outvec);
202 >                rbf->rbfa[n].gx = pos[0];
203 >                rbf->rbfa[n].gy = pos[1];
204 >        }
205 >        VCOPY(rbf->invec, invec);
206   }
207  
208   /* Compute outgoing vector from grid position */
# Line 190 | Line 212 | ovec_from_pos(FVECT vec, int xpos, int ypos)
212          double  uv[2];
213          double  r2;
214          
215 <        SDsquare2disk(uv, (1./GRIDRES)*(xpos+.5), (1./GRIDRES)*(ypos+.5));
215 >        SDsquare2disk(uv, (xpos+.5)/grid_res, (ypos+.5)/grid_res);
216                                  /* uniform hemispherical projection */
217          r2 = uv[0]*uv[0] + uv[1]*uv[1];
218          vec[0] = vec[1] = sqrt(2. - r2);
# Line 208 | Line 230 | pos_from_vec(int pos[2], const FVECT vec)
230  
231          SDdisk2square(sq, vec[0]*norm, vec[1]*norm);
232  
233 <        pos[0] = (int)(sq[0]*GRIDRES);
234 <        pos[1] = (int)(sq[1]*GRIDRES);
233 >        pos[0] = (int)(sq[0]*grid_res);
234 >        pos[1] = (int)(sq[1]*grid_res);
235   }
236  
237 + /* Compute volume associated with Gaussian lobe */
238 + double
239 + rbf_volume(const RBFVAL *rbfp)
240 + {
241 +        double  rad = R2ANG(rbfp->crad);
242 +        FVECT   odir;
243 +        double  elev, integ;
244 +                                /* infinite integral approximation */
245 +        integ = (2.*M_PI) * rbfp->peak * rad*rad;
246 +                                /* check if we're near horizon */
247 +        ovec_from_pos(odir, rbfp->gx, rbfp->gy);
248 +        elev = output_orient*odir[2];
249 +                                /* apply cut-off correction if > 1% */
250 +        if (elev < 2.8*rad) {
251 +                /* elev = asin(elev);   /* this is so crude, anyway... */
252 +                integ *= 1. - .5*exp(-.5*elev*elev/(rad*rad));
253 +        }
254 +        return(integ);
255 + }
256 +
257   /* Evaluate RBF for DSF at the given normalized outgoing direction */
258   double
259   eval_rbfrep(const RBFNODE *rp, const FVECT outvec)
260   {
261 <        double          res = .0;
261 >        const double    rfact2 = (38./M_PI/M_PI)*(grid_res*grid_res);
262 >        double          minval = bsdf_min*output_orient*outvec[2];
263 >        int             pos[2];
264 >        double          res = 0;
265          const RBFVAL    *rbfp;
266          FVECT           odir;
267 <        double          sig2;
267 >        double          rad2;
268          int             n;
269 <
270 <        if (rp == NULL)
269 >                                /* check for wrong side */
270 >        if (outvec[2] > 0 ^ output_orient > 0)
271                  return(.0);
272 +                                /* use minimum if no information avail. */
273 +        if (rp == NULL)
274 +                return(minval);
275 +                                /* optimization for fast lobe culling */
276 +        pos_from_vec(pos, outvec);
277 +                                /* sum radial basis function */
278          rbfp = rp->rbfa;
279          for (n = rp->nrbf; n--; rbfp++) {
280 +                int     d2 = (pos[0]-rbfp->gx)*(pos[0]-rbfp->gx) +
281 +                                (pos[1]-rbfp->gy)*(pos[1]-rbfp->gy);
282 +                rad2 = R2ANG(rbfp->crad);
283 +                rad2 *= rad2;
284 +                if (d2 > rad2*rfact2)
285 +                        continue;
286                  ovec_from_pos(odir, rbfp->gx, rbfp->gy);
287 <                sig2 = R2ANG(rbfp->crad);
231 <                sig2 = (DOT(odir,outvec) - 1.) / (sig2*sig2);
232 <                if (sig2 > -19.)
233 <                        res += rbfp->peak * exp(sig2);
287 >                res += rbfp->peak * exp((DOT(odir,outvec) - 1.) / rad2);
288          }
289 +        if (res < minval)       /* never return less than minval */
290 +                return(minval);
291          return(res);
292   }
293  
# Line 351 | Line 407 | clear_bsdf_rep(void)
407          inp_coverage = 0;
408          single_plane_incident = -1;
409          input_orient = output_orient = 0;
410 +        grid_res = GRIDRES;
411   }
412  
413   /* Write our BSDF mesh interpolant out to the given binary stream */
# Line 363 | Line 420 | save_bsdf_rep(FILE *ofp)
420                                          /* finish header */
421          fprintf(ofp, "SYMMETRY=%d\n", !single_plane_incident * inp_coverage);
422          fprintf(ofp, "IO_SIDES= %d %d\n", input_orient, output_orient);
423 +        fprintf(ofp, "GRIDRES=%d\n", grid_res);
424 +        fprintf(ofp, "BSDFMIN=%g\n", bsdf_min);
425          fputformat(BSDFREP_FMT, ofp);
426          fputc('\n', ofp);
427                                          /* write each DSF */
# Line 424 | Line 483 | headline(char *s, void *p)
483                  sscanf(s+9, "%d %d", &input_orient, &output_orient);
484                  return(0);
485          }
486 +        if (!strncmp(s, "GRIDRES=", 8)) {
487 +                sscanf(s+8, "%d", &grid_res);
488 +                return(0);
489 +        }
490 +        if (!strncmp(s, "BSDFMIN=", 8)) {
491 +                sscanf(s+8, "%lf", &bsdf_min);
492 +                return(0);
493 +        }
494          if (formatval(fmt, s) && strcmp(fmt, BSDFREP_FMT))
495                  return(-1);
496          return(0);
# Line 438 | Line 505 | load_bsdf_rep(FILE *ifp)
505          int             i;
506  
507          clear_bsdf_rep();
508 +        if (ifp == NULL)
509 +                return(0);
510          if (getheader(ifp, headline, NULL) < 0 || single_plane_incident < 0 |
511                          !input_orient | !output_orient) {
512                  fprintf(stderr, "%s: missing/bad format for BSDF interpolant\n",
# Line 452 | Line 521 | load_bsdf_rep(FILE *ifp)
521                  rbfh.invec[0] = getflt(ifp);
522                  rbfh.invec[1] = getflt(ifp);
523                  rbfh.invec[2] = getflt(ifp);
524 +                if (normalize(rbfh.invec) == 0) {
525 +                        fprintf(stderr, "%s: zero incident vector\n", progname);
526 +                        return(0);
527 +                }
528                  rbfh.vtotal = getflt(ifp);
529                  rbfh.nrbf = getint(4, ifp);
530                  newrbf = (RBFNODE *)malloc(sizeof(RBFNODE) +
531                                          sizeof(RBFVAL)*(rbfh.nrbf-1));
532                  if (newrbf == NULL)
533                          goto memerr;
534 <                memcpy(newrbf, &rbfh, sizeof(RBFNODE));
534 >                memcpy(newrbf, &rbfh, sizeof(RBFNODE)-sizeof(RBFVAL));
535                  for (i = 0; i < rbfh.nrbf; i++) {
536                          newrbf->rbfa[i].peak = getflt(ifp);
537                          newrbf->rbfa[i].crad = getint(2, ifp) & 0xffff;

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