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root/radiance/ray/src/cv/pabopto2bsdf.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/cv/pabopto2bsdf.c (file contents):
Revision 2.1 by greg, Fri Oct 19 04:14:29 2012 UTC vs.
Revision 2.36 by greg, Fri Jul 19 17:37:56 2019 UTC

# Line 3 | Line 3 | static const char RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
4   /*
5   * Load measured BSDF data in PAB-Opto format.
6 + * Assumes that surface-normal (Z-axis) faces into room unless -t option given.
7   *
8   *      G. Ward
9   */
10  
11 < #include <stdio.h>
12 < #include <string.h>
11 > #define _USE_MATH_DEFINES
12 > #include <stdlib.h>
13   #include <ctype.h>
14 + #include <math.h>
15 + #include "rtio.h"
16   #include "platform.h"
17   #include "bsdfrep.h"
18                                  /* global argv[0] */
19   char                    *progname;
20  
21 < /* Load a set of measurements corresponding to a particular incident angle */
21 > typedef struct {
22 >        const char      *fname;         /* input file path */
23 >        double          theta, phi;     /* input angles (degrees) */
24 >        double          up_phi;         /* azimuth for "up" direction */
25 >        int             igp[2];         /* input grid position */
26 >        int             isDSF;          /* data is DSF (rather than BSDF)? */
27 >        int             nspec;          /* number of spectral samples */
28 >        long            dstart;         /* data start offset in file */
29 > } PGINPUT;
30 >
31 > PGINPUT         *inpfile;       /* input files sorted by incidence */
32 > int             ninpfiles;      /* number of input files */
33 >
34 > int             rev_orient = 0; /* shall we reverse surface orientation? */
35 >
36 > /* Compare incident angles */
37   static int
38 < load_pabopto_meas(const char *fname)
38 > cmp_indir(const void *p1, const void *p2)
39   {
40 +        const PGINPUT   *inp1 = (const PGINPUT *)p1;
41 +        const PGINPUT   *inp2 = (const PGINPUT *)p2;
42 +        int             ydif = inp1->igp[1] - inp2->igp[1];
43 +        
44 +        if (ydif)
45 +                return(ydif);
46 +
47 +        return(inp1->igp[0] - inp2->igp[0]);
48 + }
49 +
50 + /* Prepare a PAB-Opto input file by reading its header */
51 + static int
52 + init_pabopto_inp(const int i, const char *fname)
53 + {
54          FILE    *fp = fopen(fname, "r");
55 <        int     inp_is_DSF = -1;
24 <        double  new_theta, new_phi, theta_out, phi_out, val;
55 >        FVECT   dv;
56          char    buf[2048];
57 <        int     n, c;
57 >        int     c;
58          
59          if (fp == NULL) {
60                  fputs(fname, stderr);
61                  fputs(": cannot open\n", stderr);
62                  return(0);
63          }
64 < #ifdef DEBUG
65 <        fprintf(stderr, "Loading measurement file '%s'...\n", fname);
66 < #endif
64 >        inpfile[i].fname = fname;
65 >        inpfile[i].isDSF = -1;
66 >        inpfile[i].nspec = 0;
67 >        inpfile[i].up_phi = 0;
68 >        inpfile[i].theta = inpfile[i].phi = -10001.;
69                                  /* read header information */
70          while ((c = getc(fp)) == '#' || c == EOF) {
71 +                char    typ[64];
72                  if (fgets(buf, sizeof(buf), fp) == NULL) {
73                          fputs(fname, stderr);
74                          fputs(": unexpected EOF\n", stderr);
75                          fclose(fp);
76                          return(0);
77                  }
78 <                if (!strcmp(buf, "format: theta phi DSF\n")) {
45 <                        inp_is_DSF = 1;
78 >                if (sscanf(buf, "sample_name \"%[^\"]\"", bsdf_name) == 1)
79                          continue;
80 +                if (sscanf(buf, "colorimetry: %s", typ) == 1) {
81 +                        if (!strcasecmp(typ, "CIE-XYZ"))
82 +                                inpfile[i].nspec = 3;
83 +                        else if (!strcasecmp(typ, "CIE-Y"))
84 +                                inpfile[i].nspec = 1;
85 +                        continue;
86                  }
87 <                if (!strcmp(buf, "format: theta phi BSDF\n")) {
88 <                        inp_is_DSF = 0;
87 >                if (sscanf(buf, "format: theta phi %s", typ) == 1) {
88 >                        if (!strcasecmp(typ, "DSF"))
89 >                                inpfile[i].isDSF = 1;
90 >                        else if (!strcasecmp(typ, "BSDF") ||
91 >                                        !strcasecmp(typ, "BRDF") ||
92 >                                        !strcasecmp(typ, "BTDF"))
93 >                                inpfile[i].isDSF = 0;
94                          continue;
95                  }
96 <                if (sscanf(buf, "intheta %lf", &new_theta) == 1)
96 >                if (sscanf(buf, "upphi %lf", &inpfile[i].up_phi) == 1)
97                          continue;
98 <                if (sscanf(buf, "inphi %lf", &new_phi) == 1)
98 >                if (sscanf(buf, "intheta %lf", &inpfile[i].theta) == 1)
99                          continue;
100 +                if (sscanf(buf, "inphi %lf", &inpfile[i].phi) == 1)
101 +                        continue;
102                  if (sscanf(buf, "incident_angle %lf %lf",
103 <                                &new_theta, &new_phi) == 2)
103 >                                &inpfile[i].theta, &inpfile[i].phi) == 2)
104                          continue;
105          }
106 <        ungetc(c, fp);
107 <        if (inp_is_DSF < 0) {
106 >        inpfile[i].dstart = ftell(fp) - 1;
107 >        fclose(fp);
108 >        if (inpfile[i].isDSF < 0) {
109                  fputs(fname, stderr);
110                  fputs(": unknown format\n", stderr);
64 –                fclose(fp);
111                  return(0);
112          }
113 +        if ((inpfile[i].theta < -10000.) | (inpfile[i].phi < -10000.)) {
114 +                fputs(fname, stderr);
115 +                fputs(": unknown incident angle\n", stderr);
116 +                return(0);
117 +        }
118 +        if (rev_orient) {       /* reverse Z-axis to face outside */
119 +                inpfile[i].theta = 180. - inpfile[i].theta;
120 +                inpfile[i].phi = 360. - inpfile[i].phi;
121 +        }
122 +                                /* convert to Y-up orientation */
123 +        inpfile[i].phi += 90.-inpfile[i].up_phi;
124 +                                /* convert angle to grid position */
125 +        dv[2] = sin(M_PI/180.*inpfile[i].theta);
126 +        dv[0] = cos(M_PI/180.*inpfile[i].phi)*dv[2];
127 +        dv[1] = sin(M_PI/180.*inpfile[i].phi)*dv[2];
128 +        dv[2] = sqrt(1. - dv[2]*dv[2]);
129 +        if (inpfile[i].theta <= FTINY)
130 +                inpfile[i].igp[0] = inpfile[i].igp[1] = grid_res/2 - 1;
131 +        else
132 +                pos_from_vec(inpfile[i].igp, dv);
133 +        return(1);
134 + }
135 +
136 + /* Load a set of measurements corresponding to a particular incident angle */
137 + static int
138 + add_pabopto_inp(const int i)
139 + {
140 +        FILE            *fp = fopen(inpfile[i].fname, "r");
141 +        double          theta_out, phi_out, val[3];
142 +        int             n, c;
143 +        
144 +        if (fp == NULL || fseek(fp, inpfile[i].dstart, 0) == EOF) {
145 +                fputs(inpfile[i].fname, stderr);
146 +                fputs(": cannot open\n", stderr);
147 +                return(0);
148 +        }
149                                          /* prepare input grid */
150 <        new_bsdf_data(new_theta, new_phi);
151 <                                        /* read actual data */
152 <        while (fscanf(fp, "%lf %lf %lf\n", &theta_out, &phi_out, &val) == 3)
153 <                add_bsdf_data(theta_out, phi_out, val, inp_is_DSF);
150 >        if (!i || cmp_indir(&inpfile[i-1], &inpfile[i])) {
151 >                if (i)                  /* process previous incidence */
152 >                        make_rbfrep();
153 > #ifdef DEBUG
154 >                fprintf(stderr, "New incident (theta,phi)=(%.1f,%.1f)\n",
155 >                                        inpfile[i].theta, inpfile[i].phi);
156 > #endif
157 >                if (inpfile[i].nspec)
158 >                        set_spectral_samples(inpfile[i].nspec);
159 >                new_bsdf_data(inpfile[i].theta, inpfile[i].phi);
160 >        }
161 > #ifdef DEBUG
162 >        fprintf(stderr, "Loading measurements from '%s'...\n", inpfile[i].fname);
163 > #endif
164 >                                        /* read scattering data */
165 >        while (fscanf(fp, "%lf %lf %lf", &theta_out, &phi_out, val) == 3) {
166 >                for (n = 1; n < inpfile[i].nspec; n++)
167 >                        if (fscanf(fp, "%lf", val+n) != 1) {
168 >                                fprintf(stderr, "%s: warning: unexpected EOF\n",
169 >                                                inpfile[i].fname);
170 >                                fclose(fp);
171 >                                return(1);
172 >                        }
173 >                if (rev_orient) {       /* reverse Z-axis to face outside */
174 >                        theta_out = 180. - theta_out;
175 >                        phi_out = 360. - phi_out;
176 >                }
177 >                add_bsdf_data(theta_out, phi_out+90.-inpfile[i].up_phi,
178 >                                val, inpfile[i].isDSF);
179 >        }
180          n = 0;
181          while ((c = getc(fp)) != EOF)
182                  n += !isspace(c);
183          if (n)
184                  fprintf(stderr,
185                          "%s: warning: %d unexpected characters past EOD\n",
186 <                                fname, n);
186 >                                inpfile[i].fname, n);
187          fclose(fp);
188          return(1);
189   }
190  
191 + #ifndef TEST_MAIN
192 +
193 + #define SYM_ILL         '?'             /* illegal symmetry value */
194 + #define SYM_ISO         'I'             /* isotropic */
195 + #define SYM_QUAD        'Q'             /* quadrilateral symmetry */
196 + #define SYM_BILAT       'B'             /* bilateral symmetry */
197 + #define SYM_ANISO       'A'             /* anisotropic */
198 +
199 + static const char       quadrant_rep[16][16] = {
200 +                                "in-plane","0-90","90-180","0-180",
201 +                                "180-270","0-90+180-270","90-270",
202 +                                "0-270","270-360","270-90",
203 +                                "90-180+270-360","270-180","180-360",
204 +                                "180-90","90-360","0-360"
205 +                        };
206 + static const char       quadrant_sym[16] = {
207 +                                SYM_ISO, SYM_QUAD, SYM_QUAD, SYM_BILAT,
208 +                                SYM_QUAD, SYM_ILL, SYM_BILAT, SYM_ILL,
209 +                                SYM_QUAD, SYM_BILAT, SYM_ILL, SYM_ILL,
210 +                                SYM_BILAT, SYM_ILL, SYM_ILL, SYM_ANISO
211 +                        };
212 +
213   /* Read in PAB-Opto BSDF files and output RBF interpolant */
214   int
215   main(int argc, char *argv[])
216   {
217          extern int      nprocs;
218 +        const char      *symmetry = "U";
219          int             i;
220                                                  /* start header */
221          SET_FILE_BINARY(stdout);
# Line 94 | Line 225 | main(int argc, char *argv[])
225          progname = argv[0];                     /* get options */
226          while (argc > 2 && argv[1][0] == '-') {
227                  switch (argv[1][1]) {
228 +                case 't':
229 +                        rev_orient = !rev_orient;
230 +                        break;
231                  case 'n':
232                          nprocs = atoi(argv[2]);
233 +                        argv++; argc--;
234                          break;
235 +                case 's':
236 +                        symmetry = argv[2];
237 +                        argv++; argc--;
238 +                        break;
239                  default:
240                          goto userr;
241                  }
242 <                argv += 2; argc -= 2;
242 >                argv++; argc--;
243          }
244 <        if (argc < 3)
244 >                                                /* initialize & sort inputs */
245 >        ninpfiles = argc - 1;
246 >        if (ninpfiles < 2)
247                  goto userr;
248 <        for (i = 1; i < argc; i++) {            /* compile measurements */
249 <                if (!load_pabopto_meas(argv[i]))
248 >        inpfile = (PGINPUT *)malloc(sizeof(PGINPUT)*ninpfiles);
249 >        if (inpfile == NULL)
250 >                return(1);
251 >        for (i = 0; i < ninpfiles; i++)
252 >                if (!init_pabopto_inp(i, argv[i+1]))
253                          return(1);
254 <                make_rbfrep();
254 >        qsort(inpfile, ninpfiles, sizeof(PGINPUT), cmp_indir);
255 >                                                /* compile measurements */
256 >        for (i = 0; i < ninpfiles; i++)
257 >                if (!add_pabopto_inp(i))
258 >                        return(1);
259 >        make_rbfrep();                          /* process last data set */
260 >                                                /* check input symmetry */
261 >        switch (toupper(symmetry[0])) {
262 >        case 'U':                               /* unspecified symmetry */
263 >                if (quadrant_sym[inp_coverage] != SYM_ILL)
264 >                        break;                  /* anything legal goes */
265 >                fprintf(stderr, "%s: unsupported phi coverage (%s)\n",
266 >                                progname, quadrant_rep[inp_coverage]);
267 >                return(1);
268 >        case SYM_ISO:                           /* legal symmetry types */
269 >        case SYM_QUAD:
270 >        case SYM_BILAT:
271 >        case SYM_ANISO:
272 >                if (quadrant_sym[inp_coverage] == toupper(symmetry[0]))
273 >                        break;                  /* matches spec */
274 >                fprintf(stderr,
275 >                "%s: phi coverage (%s) does not match requested '%s' symmetry\n",
276 >                                progname, quadrant_rep[inp_coverage], symmetry);
277 >                return(1);
278 >        default:
279 >                fprintf(stderr,
280 >  "%s: -s option must be Isotropic, Quadrilateral, Bilateral, or Anisotropic\n",
281 >                                progname);
282 >                return(1);
283          }
284 + #ifdef DEBUG
285 +        fprintf(stderr, "Input phi coverage (%s) has '%c' symmetry\n",
286 +                                quadrant_rep[inp_coverage],
287 +                                quadrant_sym[inp_coverage]);
288 + #endif
289          build_mesh();                           /* create interpolation */
290          save_bsdf_rep(stdout);                  /* write it out */
291          return(0);
292   userr:
293 <        fprintf(stderr, "Usage: %s [-n nproc] meas1.dat meas2.dat .. > bsdf.sir\n",
293 >        fprintf(stderr, "Usage: %s [-t][-n nproc][-s symmetry] meas1.dat meas2.dat .. > bsdf.sir\n",
294                                          progname);
295          return(1);
296   }
297 +
298 + #else           /* TEST_MAIN */
299 +
300 + /* Test main produces a Radiance model from the given input file */
301 + int
302 + main(int argc, char *argv[])
303 + {
304 +        PGINPUT pginp;
305 +        char    buf[128];
306 +        FILE    *pfp;
307 +        double  bsdf, min_log;
308 +        FVECT   dir;
309 +        int     i, j, n;
310 +
311 +        progname = argv[0];
312 +        if (argc != 2) {
313 +                fprintf(stderr, "Usage: %s input.dat > output.rad\n", progname);
314 +                return(1);
315 +        }
316 +        ninpfiles = 1;
317 +        inpfile = &pginp;
318 +        if (!init_pabopto_inp(0, argv[1]) || !add_pabopto_inp(0))
319 +                return(1);
320 +                                                /* reduce data set */
321 +        if (make_rbfrep() == NULL) {
322 +                fprintf(stderr, "%s: nothing to plot!\n", progname);
323 +                exit(1);
324 +        }
325 + #ifdef DEBUG
326 +        fprintf(stderr, "Minimum BSDF = %.4f\n", bsdf_min);
327 + #endif
328 +        min_log = log(bsdf_min*.5 + 1e-5);
329 + #if 1                                           /* produce spheres at meas. */
330 +        puts("void plastic yellow\n0\n0\n5 .6 .4 .01 .04 .08\n");
331 +        n = 0;
332 +        for (i = 0; i < grid_res; i++)
333 +            for (j = 0; j < grid_res; j++)
334 +                if (dsf_grid[i][j].sum.n > 0) {
335 +                        ovec_from_pos(dir, i, j);
336 +                        bsdf = dsf_grid[i][j].sum.v /
337 +                           ((double)dsf_grid[i][j].sum.n*output_orient*dir[2]);
338 +                        if (bsdf <= bsdf_min*.6)
339 +                                continue;
340 +                        bsdf = log(bsdf + 1e-5) - min_log;
341 +                        ovec_from_pos(dir, i, j);
342 +                        printf("yellow sphere s%04d\n0\n0\n", ++n);
343 +                        printf("4 %.6g %.6g %.6g %.6g\n\n",
344 +                                        dir[0]*bsdf, dir[1]*bsdf, dir[2]*bsdf,
345 +                                        .007*bsdf);
346 +                }
347 + #endif
348 + #if 1                                           /* spheres at RBF peaks */
349 +        puts("void plastic red\n0\n0\n5 .8 .01 .01 .04 .08\n");
350 +        for (n = 0; n < dsf_list->nrbf; n++) {
351 +                RBFVAL  *rbf = &dsf_list->rbfa[n];
352 +                ovec_from_pos(dir, rbf->gx, rbf->gy);
353 +                bsdf = eval_rbfrep(dsf_list, dir);
354 +                bsdf = log(bsdf + 1e-5) - min_log;
355 +                printf("red sphere p%04d\n0\n0\n", ++n);
356 +                printf("4 %.6g %.6g %.6g %.6g\n\n",
357 +                                dir[0]*bsdf, dir[1]*bsdf, dir[2]*bsdf,
358 +                                .011*bsdf);
359 +        }
360 + #endif
361 + #if 1                                           /* output continuous surface */
362 +        puts("void trans tgreen\n0\n0\n7 .7 1 .7 .04 .04 .9 1\n");
363 +        fflush(stdout);
364 +        sprintf(buf, "gensurf tgreen bsdf - - - %d %d", grid_res-1, grid_res-1);
365 +        pfp = popen(buf, "w");
366 +        if (pfp == NULL) {
367 +                fprintf(stderr, "%s: cannot open '| %s'\n", progname, buf);
368 +                return(1);
369 +        }
370 +        for (i = 0; i < grid_res; i++)
371 +            for (j = 0; j < grid_res; j++) {
372 +                ovec_from_pos(dir, i, j);
373 +                bsdf = eval_rbfrep(dsf_list, dir);
374 +                bsdf = log(bsdf + 1e-5) - min_log;
375 +                fprintf(pfp, "%.8e %.8e %.8e\n",
376 +                                dir[0]*bsdf, dir[1]*bsdf, dir[2]*bsdf);
377 +            }
378 +        if (pclose(pfp) != 0)
379 +                return(1);
380 + #endif
381 +        return(0);
382 + }
383 +
384 + #endif          /* TEST_MAIN */

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