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root/radiance/ray/src/cv/pabopto2xml.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/cv/pabopto2xml.c (file contents):
Revision 2.7 by greg, Sun Sep 2 15:33:15 2012 UTC vs.
Revision 2.15 by greg, Sun Sep 23 16:45:20 2012 UTC

# Line 16 | Line 16 | static const char RCSid[] = "$Id$";
16   #include <math.h>
17   #include "bsdf.h"
18  
19 + #define DEBUG           1
20 +
21   #ifndef GRIDRES
22 < #define GRIDRES         200             /* max. grid resolution per side */
22 > #define GRIDRES         200             /* grid resolution per side */
23   #endif
24  
25   #define RSCA            2.7             /* radius scaling factor (empirical) */
# Line 51 | Line 53 | typedef struct s_rbfnode {
53          struct s_rbfnode        *next;          /* next in global RBF list */
54          MIGRATION               *ejl;           /* edge list for this vertex */
55          FVECT                   invec;          /* incident vector direction */
56 +        double                  vtotal;         /* volume for normalization */
57          int                     nrbf;           /* number of RBFs */
58          RBFVAL                  rbfa[1];        /* RBF array (extends struct) */
59 < } RBFLIST;                      /* RBF representation of DSF @ 1 incidence */
59 > } RBFNODE;                      /* RBF representation of DSF @ 1 incidence */
60  
61                                  /* our loaded grid for this incident angle */
62 < static double   theta_in_deg, phi_in_deg;
63 < static GRIDVAL  dsf_grid[GRIDRES][GRIDRES];
62 > static double           theta_in_deg, phi_in_deg;
63 > static GRIDVAL          dsf_grid[GRIDRES][GRIDRES];
64  
65 +                                /* all incident angles in-plane so far? */
66 + static int              single_plane_incident = -1;
67 +
68 +                                /* input/output orientations */
69 + static int              input_orient = 0;
70 + static int              output_orient = 0;
71 +
72                                  /* processed incident DSF measurements */
73 < static RBFLIST          *dsf_list = NULL;
73 > static RBFNODE          *dsf_list = NULL;
74  
75 <                                /* edge (linking) matrices */
75 >                                /* RBF-linking matrices (edges) */
76   static MIGRATION        *mig_list = NULL;
77  
78 < #define mtxval(m,i,j)   (m)->mtx[(i)*(m)->rbfv[1]->nrbf+(j)]
79 < #define nextedge(rbf,m) (m)->enxt[(rbf)==(m)->rbfv[1]]
78 >                                /* migration edges drawn in raster fashion */
79 > static MIGRATION        *mig_grid[GRIDRES][GRIDRES];
80  
81 + #define mtx_nrows(m)    ((m)->rbfv[0]->nrbf)
82 + #define mtx_ncols(m)    ((m)->rbfv[1]->nrbf)
83 + #define mtx_ndx(m,i,j)  ((i)*mtx_ncols(m) + (j))
84 + #define is_src(rbf,m)   ((rbf) == (m)->rbfv[0])
85 + #define is_dest(rbf,m)  ((rbf) == (m)->rbfv[1])
86 + #define nextedge(rbf,m) (m)->enxt[is_dest(rbf,m)]
87 + #define opp_rbf(rbf,m)  (m)->rbfv[is_src(rbf,m)]
88 +
89 + #define round(v)        (int)((v) + .5 - ((v) < -.5))
90 +
91 + char                    *progname;
92 +
93 + #ifdef DEBUG                    /* percentage to cull (<0 to turn off) */
94 + int                     pctcull = -1;
95 + #else
96 + int                     pctcull = 90;
97 + #endif
98 +                                /* sampling order (set by data density) */
99 + int                     samp_order = 0;
100 +
101 + /* Compute volume associated with Gaussian lobe */
102 + static double
103 + rbf_volume(const RBFVAL *rbfp)
104 + {
105 +        double  rad = R2ANG(rbfp->crad);
106 +
107 +        return((2.*M_PI) * rbfp->peak * rad*rad);
108 + }
109 +
110   /* Compute outgoing vector from grid position */
111   static void
112 < vec_from_pos(FVECT vec, int xpos, int ypos)
112 > ovec_from_pos(FVECT vec, int xpos, int ypos)
113   {
114          double  uv[2];
115          double  r2;
# Line 81 | Line 120 | vec_from_pos(FVECT vec, int xpos, int ypos)
120          vec[0] = vec[1] = sqrt(2. - r2);
121          vec[0] *= uv[0];
122          vec[1] *= uv[1];
123 <        vec[2] = 1. - r2;
123 >        vec[2] = output_orient*(1. - r2);
124   }
125  
126 < /* Compute grid position from normalized outgoing vector */
126 > /* Compute grid position from normalized input/output vector */
127   static void
128   pos_from_vec(int pos[2], const FVECT vec)
129   {
130          double  sq[2];          /* uniform hemispherical projection */
131 <        double  norm = 1./sqrt(1. + vec[2]);
131 >        double  norm = 1./sqrt(1. + fabs(vec[2]));
132  
133          SDdisk2square(sq, vec[0]*norm, vec[1]*norm);
134  
# Line 99 | Line 138 | pos_from_vec(int pos[2], const FVECT vec)
138  
139   /* Evaluate RBF for DSF at the given normalized outgoing direction */
140   static double
141 < eval_rbfrep(const RBFLIST *rp, const FVECT outvec)
141 > eval_rbfrep(const RBFNODE *rp, const FVECT outvec)
142   {
143          double          res = .0;
144          const RBFVAL    *rbfp;
# Line 107 | Line 146 | eval_rbfrep(const RBFLIST *rp, const FVECT outvec)
146          double          sig2;
147          int             n;
148  
149 +        if (rp == NULL)
150 +                return(.0);
151          rbfp = rp->rbfa;
152          for (n = rp->nrbf; n--; rbfp++) {
153 <                vec_from_pos(odir, rbfp->gx, rbfp->gy);
153 >                ovec_from_pos(odir, rbfp->gx, rbfp->gy);
154                  sig2 = R2ANG(rbfp->crad);
155                  sig2 = (DOT(odir,outvec) - 1.) / (sig2*sig2);
156                  if (sig2 > -19.)
# Line 118 | Line 159 | eval_rbfrep(const RBFLIST *rp, const FVECT outvec)
159          return(res);
160   }
161  
162 + /* Insert a new directional scattering function in our global list */
163 + static void
164 + insert_dsf(RBFNODE *newrbf)
165 + {
166 +        RBFNODE         *rbf, *rbf_last;
167 +                                        /* check for redundant meas. */
168 +        for (rbf = dsf_list; rbf != NULL; rbf = rbf->next)
169 +                if (DOT(rbf->invec, newrbf->invec) >= 1.-FTINY) {
170 +                        fputs("Duplicate incident measurement (ignored)\n", stderr);
171 +                        free(newrbf);
172 +                        return;
173 +                }
174 +                                        /* keep in ascending theta order */
175 +        for (rbf_last = NULL, rbf = dsf_list;
176 +                        single_plane_incident & (rbf != NULL);
177 +                                        rbf_last = rbf, rbf = rbf->next)
178 +                if (input_orient*rbf->invec[2] < input_orient*newrbf->invec[2])
179 +                        break;
180 +        if (rbf_last == NULL) {
181 +                newrbf->next = dsf_list;
182 +                dsf_list = newrbf;
183 +                return;
184 +        }
185 +        newrbf->next = rbf;
186 +        rbf_last->next = newrbf;
187 + }
188 +
189   /* Count up filled nodes and build RBF representation from current grid */
190 < static RBFLIST *
190 > static RBFNODE *
191   make_rbfrep(void)
192   {
193          int     niter = 16;
194 +        int     minrad = ANG2R(pow(2., 1.-samp_order));
195          double  lastVar, thisVar = 100.;
196          int     nn;
197 <        RBFLIST *newnode;
197 >        RBFNODE *newnode;
198          int     i, j;
199          
200          nn = 0;                 /* count selected bins */
# Line 133 | Line 202 | make_rbfrep(void)
202              for (j = 0; j < GRIDRES; j++)
203                  nn += dsf_grid[i][j].nval;
204                                  /* allocate RBF array */
205 <        newnode = (RBFLIST *)malloc(sizeof(RBFLIST) + sizeof(RBFVAL)*(nn-1));
205 >        newnode = (RBFNODE *)malloc(sizeof(RBFNODE) + sizeof(RBFVAL)*(nn-1));
206          if (newnode == NULL) {
207 <                fputs("Out of memory in make_rbfrep\n", stderr);
207 >                fputs("Out of memory in make_rbfrep()\n", stderr);
208                  exit(1);
209          }
210          newnode->next = NULL;
# Line 143 | Line 212 | make_rbfrep(void)
212          newnode->invec[2] = sin(M_PI/180.*theta_in_deg);
213          newnode->invec[0] = cos(M_PI/180.*phi_in_deg)*newnode->invec[2];
214          newnode->invec[1] = sin(M_PI/180.*phi_in_deg)*newnode->invec[2];
215 <        newnode->invec[2] = sqrt(1. - newnode->invec[2]*newnode->invec[2]);
215 >        newnode->invec[2] = input_orient*sqrt(1. - newnode->invec[2]*newnode->invec[2]);
216 >        newnode->vtotal = 0;
217          newnode->nrbf = nn;
218          nn = 0;                 /* fill RBF array */
219          for (i = 0; i < GRIDRES; i++)
# Line 153 | Line 223 | make_rbfrep(void)
223                          newnode->rbfa[nn].crad = RSCA*dsf_grid[i][j].crad + .5;
224                          newnode->rbfa[nn].gx = i;
225                          newnode->rbfa[nn].gy = j;
226 +                        if (newnode->rbfa[nn].crad < minrad)
227 +                                minrad = newnode->rbfa[nn].crad;
228                          ++nn;
229                  }
230                                  /* iterate to improve interpolation accuracy */
231          do {
232 <                double  dsum = .0, dsum2 = .0;
232 >                double  dsum = 0, dsum2 = 0;
233                  nn = 0;
234                  for (i = 0; i < GRIDRES; i++)
235                      for (j = 0; j < GRIDRES; j++)
236                          if (dsf_grid[i][j].nval) {
237                                  FVECT   odir;
238                                  double  corr;
239 <                                vec_from_pos(odir, i, j);
239 >                                ovec_from_pos(odir, i, j);
240                                  newnode->rbfa[nn++].peak *= corr =
241                                          dsf_grid[i][j].vsum /
242                                                  eval_rbfrep(newnode, odir);
# Line 173 | Line 245 | make_rbfrep(void)
245                          }
246                  lastVar = thisVar;
247                  thisVar = dsum2/(double)nn;
248 <                /*
248 > #ifdef DEBUG
249                  fprintf(stderr, "Avg., RMS error: %.1f%%  %.1f%%\n",
250                                          100.*dsum/(double)nn,
251                                          100.*sqrt(thisVar));
252 <                */
252 > #endif
253          } while (--niter > 0 && lastVar-thisVar > 0.02*lastVar);
254  
255 <        newnode->next = dsf_list;
256 <        return(dsf_list = newnode);
255 >        nn = 0;                 /* compute sum for normalization */
256 >        while (nn < newnode->nrbf)
257 >                newnode->vtotal += rbf_volume(&newnode->rbfa[nn++]);
258 >
259 >        insert_dsf(newnode);
260 >                                /* adjust sampling resolution */
261 >        samp_order = log(2./R2ANG(minrad))/M_LN2 + .5;
262 >
263 >        return(newnode);
264   }
265  
266   /* Load a set of measurements corresponding to a particular incident angle */
267   static int
268 < load_bsdf_meas(const char *fname)
268 > load_pabopto_meas(const char *fname)
269   {
270          FILE    *fp = fopen(fname, "r");
271          int     inp_is_DSF = -1;
272 <        double  theta_out, phi_out, val;
272 >        double  new_phi, theta_out, phi_out, val;
273          char    buf[2048];
274          int     n, c;
275          
# Line 200 | Line 279 | load_bsdf_meas(const char *fname)
279                  return(0);
280          }
281          memset(dsf_grid, 0, sizeof(dsf_grid));
282 + #ifdef DEBUG
283 +        fprintf(stderr, "Loading measurement file '%s'...\n", fname);
284 + #endif
285                                  /* read header information */
286          while ((c = getc(fp)) == '#' || c == EOF) {
287                  if (fgets(buf, sizeof(buf), fp) == NULL) {
# Line 218 | Line 300 | load_bsdf_meas(const char *fname)
300                  }
301                  if (sscanf(buf, "intheta %lf", &theta_in_deg) == 1)
302                          continue;
303 <                if (sscanf(buf, "inphi %lf", &phi_in_deg) == 1)
303 >                if (sscanf(buf, "inphi %lf", &new_phi) == 1)
304                          continue;
305                  if (sscanf(buf, "incident_angle %lf %lf",
306 <                                &theta_in_deg, &phi_in_deg) == 2)
306 >                                &theta_in_deg, &new_phi) == 2)
307                          continue;
308          }
309          if (inp_is_DSF < 0) {
# Line 230 | Line 312 | load_bsdf_meas(const char *fname)
312                  fclose(fp);
313                  return(0);
314          }
315 <        ungetc(c, fp);          /* read actual data */
315 >        if (!input_orient)              /* check input orientation */
316 >                input_orient = 1 - 2*(theta_in_deg > 90.);
317 >        else if (input_orient > 0 ^ theta_in_deg < 90.) {
318 >                fputs("Cannot handle input angles on both sides of surface\n",
319 >                                stderr);
320 >                exit(1);
321 >        }
322 >        if (single_plane_incident > 0)  /* check if still in plane */
323 >                single_plane_incident = (round(new_phi) == round(phi_in_deg));
324 >        else if (single_plane_incident < 0)
325 >                single_plane_incident = 1;
326 >        phi_in_deg = new_phi;
327 >        ungetc(c, fp);                  /* read actual data */
328          while (fscanf(fp, "%lf %lf %lf\n", &theta_out, &phi_out, &val) == 3) {
329                  FVECT   ovec;
330                  int     pos[2];
331  
332 +                if (!output_orient)     /* check output orientation */
333 +                        output_orient = 1 - 2*(theta_out > 90.);
334 +                else if (output_orient > 0 ^ theta_out < 90.) {
335 +                        fputs("Cannot handle output angles on both sides of surface\n",
336 +                                        stderr);
337 +                        exit(1);
338 +                }
339                  ovec[2] = sin(M_PI/180.*theta_out);
340                  ovec[0] = cos(M_PI/180.*phi_out) * ovec[2];
341                  ovec[1] = sin(M_PI/180.*phi_out) * ovec[2];
# Line 276 | Line 377 | compute_radii(void)
377                  j = (i&1) ? jn : GRIDRES-1-jn;
378                  if (dsf_grid[i][j].nval)        /* find empty grid pos. */
379                          continue;
380 <                vec_from_pos(ovec0, i, j);
380 >                ovec_from_pos(ovec0, i, j);
381                  inear = jnear = -1;             /* find nearest non-empty */
382                  lastang2 = M_PI*M_PI;
383                  for (ii = i-r; ii <= i+r; ii++) {
# Line 287 | Line 388 | compute_radii(void)
388                          if (jj >= GRIDRES) break;
389                          if (!dsf_grid[ii][jj].nval)
390                                  continue;
391 <                        vec_from_pos(ovec1, ii, jj);
391 >                        ovec_from_pos(ovec1, ii, jj);
392                          ang2 = 2. - 2.*DOT(ovec0,ovec1);
393                          if (ang2 >= lastang2)
394                                  continue;
# Line 304 | Line 405 | compute_radii(void)
405                  if (r > dsf_grid[inear][jnear].crad)
406                          dsf_grid[inear][jnear].crad = r;
407                                                  /* next search radius */
408 <                r = ang2*(2.*GRIDRES/M_PI) + 1;
408 >                r = ang2*(2.*GRIDRES/M_PI) + 3;
409              }
410                                                  /* blur radii over hemisphere */
411          memset(fill_grid, 0, sizeof(fill_grid));
# Line 348 | Line 449 | cull_values(void)
449                          continue;
450                  if (!dsf_grid[i][j].crad)
451                          continue;               /* shouldn't happen */
452 <                vec_from_pos(ovec0, i, j);
452 >                ovec_from_pos(ovec0, i, j);
453                  maxang = 2.*R2ANG(dsf_grid[i][j].crad);
454                  if (maxang > ovec0[2])          /* clamp near horizon */
455                          maxang = ovec0[2];
# Line 364 | Line 465 | cull_values(void)
465                                  continue;
466                          if ((ii == i) & (jj == j))
467                                  continue;       /* don't get self-absorbed */
468 <                        vec_from_pos(ovec1, ii, jj);
468 >                        ovec_from_pos(ovec1, ii, jj);
469                          if (2. - 2.*DOT(ovec0,ovec1) >= maxang2)
470                                  continue;
471                                                  /* absorb sum */
# Line 385 | Line 486 | cull_values(void)
486                  }
487   }
488  
489 + /* Compute (and allocate) migration price matrix for optimization */
490 + static float *
491 + price_routes(const RBFNODE *from_rbf, const RBFNODE *to_rbf)
492 + {
493 +        float   *pmtx = (float *)malloc(sizeof(float) *
494 +                                        from_rbf->nrbf * to_rbf->nrbf);
495 +        FVECT   *vto = (FVECT *)malloc(sizeof(FVECT) * to_rbf->nrbf);
496 +        int     i, j;
497  
498 +        if ((pmtx == NULL) | (vto == NULL)) {
499 +                fputs("Out of memory in migration_costs()\n", stderr);
500 +                exit(1);
501 +        }
502 +        for (j = to_rbf->nrbf; j--; )           /* save repetitive ops. */
503 +                ovec_from_pos(vto[j], to_rbf->rbfa[j].gx, to_rbf->rbfa[j].gy);
504 +
505 +        for (i = from_rbf->nrbf; i--; ) {
506 +            const double        from_ang = R2ANG(from_rbf->rbfa[i].crad);
507 +            FVECT               vfrom;
508 +            ovec_from_pos(vfrom, from_rbf->rbfa[i].gx, from_rbf->rbfa[i].gy);
509 +            for (j = to_rbf->nrbf; j--; )
510 +                pmtx[i*to_rbf->nrbf + j] = acos(DOT(vfrom, vto[j])) +
511 +                                fabs(R2ANG(to_rbf->rbfa[j].crad) - from_ang);
512 +        }
513 +        free(vto);
514 +        return(pmtx);
515 + }
516 +
517 + /* Comparison routine needed for sorting price row */
518 + static const float      *price_arr;
519 + static int
520 + msrt_cmp(const void *p1, const void *p2)
521 + {
522 +        float   c1 = price_arr[*(const int *)p1];
523 +        float   c2 = price_arr[*(const int *)p2];
524 +
525 +        if (c1 > c2) return(1);
526 +        if (c1 < c2) return(-1);
527 +        return(0);
528 + }
529 +
530 + /* Compute minimum (optimistic) cost for moving the given source material */
531 + static double
532 + min_cost(double amt2move, const double *avail, const float *price, int n)
533 + {
534 +        static int      *price_sort = NULL;
535 +        static int      n_alloc = 0;
536 +        double          total_cost = 0;
537 +        int             i;
538 +
539 +        if (amt2move <= FTINY)                  /* pre-emptive check */
540 +                return(0.);
541 +        if (n > n_alloc) {                      /* (re)allocate sort array */
542 +                if (n_alloc) free(price_sort);
543 +                price_sort = (int *)malloc(sizeof(int)*n);
544 +                if (price_sort == NULL) {
545 +                        fputs("Out of memory in min_cost()\n", stderr);
546 +                        exit(1);
547 +                }
548 +                n_alloc = n;
549 +        }
550 +        for (i = n; i--; )
551 +                price_sort[i] = i;
552 +        price_arr = price;
553 +        qsort(price_sort, n, sizeof(int), &msrt_cmp);
554 +                                                /* move cheapest first */
555 +        for (i = 0; i < n && amt2move > FTINY; i++) {
556 +                int     d = price_sort[i];
557 +                double  amt = (amt2move < avail[d]) ? amt2move : avail[d];
558 +
559 +                total_cost += amt * price[d];
560 +                amt2move -= amt;
561 +        }
562 +        return(total_cost);
563 + }
564 +
565 + /* Take a step in migration by choosing optimal bucket to transfer */
566 + static double
567 + migration_step(MIGRATION *mig, double *src_rem, double *dst_rem, const float *pmtx)
568 + {
569 +        static double   *src_cost = NULL;
570 +        int             n_alloc = 0;
571 +        const double    maxamt = .1; /* 2./(mtx_nrows(mig)*mtx_ncols(mig)); */
572 +        double          amt = 0;
573 +        struct {
574 +                int     s, d;   /* source and destination */
575 +                double  price;  /* price estimate per amount moved */
576 +                double  amt;    /* amount we can move */
577 +        } cur, best;
578 +        int             i;
579 +
580 +        if (mtx_nrows(mig) > n_alloc) {         /* allocate cost array */
581 +                if (n_alloc)
582 +                        free(src_cost);
583 +                src_cost = (double *)malloc(sizeof(double)*mtx_nrows(mig));
584 +                if (src_cost == NULL) {
585 +                        fputs("Out of memory in migration_step()\n", stderr);
586 +                        exit(1);
587 +                }
588 +                n_alloc = mtx_nrows(mig);
589 +        }
590 +        for (i = mtx_nrows(mig); i--; )         /* starting costs for diff. */
591 +                src_cost[i] = min_cost(src_rem[i], dst_rem,
592 +                                        pmtx+i*mtx_ncols(mig), mtx_ncols(mig));
593 +
594 +                                                /* find best source & dest. */
595 +        best.s = best.d = -1; best.price = FHUGE; best.amt = 0;
596 +        for (cur.s = mtx_nrows(mig); cur.s--; ) {
597 +            const float *price = pmtx + cur.s*mtx_ncols(mig);
598 +            double      cost_others = 0;
599 +            if (src_rem[cur.s] <= FTINY)
600 +                    continue;
601 +            cur.d = -1;                         /* examine cheapest dest. */
602 +            for (i = mtx_ncols(mig); i--; )
603 +                if (dst_rem[i] > FTINY &&
604 +                                (cur.d < 0 || price[i] < price[cur.d]))
605 +                        cur.d = i;
606 +            if (cur.d < 0)
607 +                    return(.0);
608 +            if ((cur.price = price[cur.d]) >= best.price)
609 +                    continue;                   /* no point checking further */
610 +            cur.amt = (src_rem[cur.s] < dst_rem[cur.d]) ?
611 +                                src_rem[cur.s] : dst_rem[cur.d];
612 +            if (cur.amt > maxamt) cur.amt = maxamt;
613 +            dst_rem[cur.d] -= cur.amt;          /* add up differential costs */
614 +            for (i = mtx_nrows(mig); i--; ) {
615 +                if (i == cur.s) continue;
616 +                cost_others += min_cost(src_rem[i], dst_rem, price, mtx_ncols(mig))
617 +                                        - src_cost[i];
618 +            }
619 +            dst_rem[cur.d] += cur.amt;          /* undo trial move */
620 +            cur.price += cost_others/cur.amt;   /* adjust effective price */
621 +            if (cur.price < best.price)         /* are we better than best? */
622 +                    best = cur;
623 +        }
624 +        if ((best.s < 0) | (best.d < 0))
625 +                return(.0);
626 +                                                /* make the actual move */
627 +        mig->mtx[mtx_ndx(mig,best.s,best.d)] += best.amt;
628 +        src_rem[best.s] -= best.amt;
629 +        dst_rem[best.d] -= best.amt;
630 +        return(best.amt);
631 + }
632 +
633 + #ifdef DEBUG
634 + static char *
635 + thetaphi(const FVECT v)
636 + {
637 +        static char     buf[128];
638 +        double          theta, phi;
639 +
640 +        theta = 180./M_PI*acos(v[2]);
641 +        phi = 180./M_PI*atan2(v[1],v[0]);
642 +        sprintf(buf, "(%.0f,%.0f)", theta, phi);
643 +
644 +        return(buf);
645 + }
646 + #endif
647 +
648 + /* Compute (and insert) migration along directed edge */
649 + static MIGRATION *
650 + make_migration(RBFNODE *from_rbf, RBFNODE *to_rbf, int creat_only)
651 + {
652 +        const double    end_thresh = 0.02/(from_rbf->nrbf*to_rbf->nrbf);
653 +        float           *pmtx;
654 +        MIGRATION       *newmig;
655 +        double          *src_rem, *dst_rem;
656 +        double          total_rem = 1.;
657 +        int             i;
658 +                                                /* check if exists already */
659 +        for (newmig = from_rbf->ejl; newmig != NULL;
660 +                        newmig = nextedge(from_rbf,newmig))
661 +                if (newmig->rbfv[1] == to_rbf)
662 +                        return(creat_only ? (MIGRATION *)NULL : newmig);
663 +                                                /* else allocate */
664 +        pmtx = price_routes(from_rbf, to_rbf);
665 +        newmig = (MIGRATION *)malloc(sizeof(MIGRATION) + sizeof(float) *
666 +                                        (from_rbf->nrbf*to_rbf->nrbf - 1));
667 +        src_rem = (double *)malloc(sizeof(double)*from_rbf->nrbf);
668 +        dst_rem = (double *)malloc(sizeof(double)*to_rbf->nrbf);
669 +        if ((newmig == NULL) | (src_rem == NULL) | (dst_rem == NULL)) {
670 +                fputs("Out of memory in make_migration()\n", stderr);
671 +                exit(1);
672 +        }
673 + #ifdef DEBUG
674 +        {
675 +                fprintf(stderr, "Building path from (theta,phi) %s ",
676 +                                thetaphi(from_rbf->invec));
677 +                fprintf(stderr, "to %s", thetaphi(to_rbf->invec));
678 +        }
679 + #endif
680 +        newmig->next = NULL;
681 +        newmig->rbfv[0] = from_rbf;
682 +        newmig->rbfv[1] = to_rbf;
683 +        newmig->enxt[0] = newmig->enxt[1] = NULL;
684 +        memset(newmig->mtx, 0, sizeof(float)*from_rbf->nrbf*to_rbf->nrbf);
685 +                                                /* starting quantities */
686 +        for (i = from_rbf->nrbf; i--; )
687 +                src_rem[i] = rbf_volume(&from_rbf->rbfa[i]) / from_rbf->vtotal;
688 +        for (i = to_rbf->nrbf; i--; )
689 +                dst_rem[i] = rbf_volume(&to_rbf->rbfa[i]) / to_rbf->vtotal;
690 +                                                /* move a bit at a time */
691 +        while (total_rem > end_thresh) {
692 +                total_rem -= migration_step(newmig, src_rem, dst_rem, pmtx);
693 + #ifdef DEBUG
694 +                /* fputc('.', stderr); */
695 +                fprintf(stderr, "\n%.9f remaining...", total_rem);
696 + #endif
697 +        }
698 + #ifdef DEBUG
699 +        fputs("done.\n", stderr);
700 + #endif
701 +
702 +        free(pmtx);                             /* free working arrays */
703 +        free(src_rem);
704 +        free(dst_rem);
705 +        for (i = from_rbf->nrbf; i--; ) {       /* normalize final matrix */
706 +            float       nf = rbf_volume(&from_rbf->rbfa[i]);
707 +            int         j;
708 +            if (nf <= FTINY) continue;
709 +            nf = from_rbf->vtotal / nf;
710 +            for (j = to_rbf->nrbf; j--; )
711 +                newmig->mtx[mtx_ndx(newmig,i,j)] *= nf;
712 +        }
713 +                                                /* insert in edge lists */
714 +        newmig->enxt[0] = from_rbf->ejl;
715 +        from_rbf->ejl = newmig;
716 +        newmig->enxt[1] = to_rbf->ejl;
717 +        to_rbf->ejl = newmig;
718 +        newmig->next = mig_list;
719 +        return(mig_list = newmig);
720 + }
721 +
722 + /* Get triangle surface orientation (unnormalized) */
723 + static void
724 + tri_orient(FVECT vres, const FVECT v1, const FVECT v2, const FVECT v3)
725 + {
726 +        FVECT   v2minus1, v3minus2;
727 +
728 +        VSUB(v2minus1, v2, v1);
729 +        VSUB(v3minus2, v3, v2);
730 +        VCROSS(vres, v2minus1, v3minus2);
731 + }
732 +
733 + /* Determine if vertex order is reversed (inward normal) */
734 + static int
735 + is_rev_tri(const FVECT v1, const FVECT v2, const FVECT v3)
736 + {
737 +        FVECT   tor;
738 +
739 +        tri_orient(tor, v1, v2, v3);
740 +
741 +        return(DOT(tor, v2) < 0.);
742 + }
743 +
744 + /* Find vertices completing triangles on either side of the given edge */
745 + static int
746 + get_triangles(RBFNODE *rbfv[2], const MIGRATION *mig)
747 + {
748 +        const MIGRATION *ej, *ej2;
749 +        RBFNODE         *tv;
750 +
751 +        rbfv[0] = rbfv[1] = NULL;
752 +        if (mig == NULL)
753 +                return(0);
754 +        for (ej = mig->rbfv[0]->ejl; ej != NULL;
755 +                                ej = nextedge(mig->rbfv[0],ej)) {
756 +                if (ej == mig)
757 +                        continue;
758 +                tv = opp_rbf(mig->rbfv[0],ej);
759 +                for (ej2 = tv->ejl; ej2 != NULL; ej2 = nextedge(tv,ej2))
760 +                        if (opp_rbf(tv,ej2) == mig->rbfv[1]) {
761 +                                rbfv[is_rev_tri(mig->rbfv[0]->invec,
762 +                                                mig->rbfv[1]->invec,
763 +                                                tv->invec)] = tv;
764 +                                break;
765 +                        }
766 +        }
767 +        return((rbfv[0] != NULL) + (rbfv[1] != NULL));
768 + }
769 +
770 + /* Check if prospective vertex would create overlapping triangle */
771 + static int
772 + overlaps_tri(const RBFNODE *bv0, const RBFNODE *bv1, const RBFNODE *pv)
773 + {
774 +        const MIGRATION *ej;
775 +        RBFNODE         *vother[2];
776 +        int             im_rev;
777 +                                                /* find shared edge in mesh */
778 +        for (ej = pv->ejl; ej != NULL; ej = nextedge(pv,ej)) {
779 +                const RBFNODE   *tv = opp_rbf(pv,ej);
780 +                if (tv == bv0) {
781 +                        im_rev = is_rev_tri(ej->rbfv[0]->invec,
782 +                                        ej->rbfv[1]->invec, bv1->invec);
783 +                        break;
784 +                }
785 +                if (tv == bv1) {
786 +                        im_rev = is_rev_tri(ej->rbfv[0]->invec,
787 +                                        ej->rbfv[1]->invec, bv0->invec);
788 +                        break;
789 +                }
790 +        }
791 +        if (!get_triangles(vother, ej))         /* triangle on same side? */
792 +                return(0);
793 +        return(vother[im_rev] != NULL);
794 + }
795 +
796 + /* Find context hull vertex to complete triangle (oriented call) */
797 + static RBFNODE *
798 + find_chull_vert(const RBFNODE *rbf0, const RBFNODE *rbf1)
799 + {
800 +        FVECT   vmid, vejn, vp;
801 +        RBFNODE *rbf, *rbfbest = NULL;
802 +        double  dprod, area2, bestarea2 = FHUGE, bestdprod = -.5;
803 +
804 +        VSUB(vejn, rbf1->invec, rbf0->invec);
805 +        VADD(vmid, rbf0->invec, rbf1->invec);
806 +        if (normalize(vejn) == 0 || normalize(vmid) == 0)
807 +                return(NULL);
808 +                                                /* XXX exhaustive search */
809 +        /* Find triangle with minimum rotation from perpendicular */
810 +        for (rbf = dsf_list; rbf != NULL; rbf = rbf->next) {
811 +                if ((rbf == rbf0) | (rbf == rbf1))
812 +                        continue;
813 +                tri_orient(vp, rbf0->invec, rbf1->invec, rbf->invec);
814 +                if (DOT(vp, vmid) <= FTINY)
815 +                        continue;               /* wrong orientation */
816 +                area2 = .25*DOT(vp,vp);
817 +                VSUB(vp, rbf->invec, rbf0->invec);
818 +                dprod = -DOT(vp, vejn);
819 +                VSUM(vp, vp, vejn, dprod);      /* above guarantees non-zero */
820 +                dprod = DOT(vp, vmid) / VLEN(vp);
821 +                if (dprod <= bestdprod + FTINY*(1 - 2*(area2 < bestarea2)))
822 +                        continue;               /* found better already */
823 +                if (overlaps_tri(rbf0, rbf1, rbf))
824 +                        continue;               /* overlaps another triangle */
825 +                rbfbest = rbf;
826 +                bestdprod = dprod;              /* new one to beat */
827 +                bestarea2 = area2;
828 +        }
829 +        return(rbfbest);
830 + }
831 +
832 + /* Create new migration edge and grow mesh recursively around it */
833 + static void
834 + mesh_from_edge(MIGRATION *edge)
835 + {
836 +        MIGRATION       *ej0, *ej1;
837 +        RBFNODE         *tvert[2];
838 +        
839 +        if (edge == NULL)
840 +                return;
841 +                                                /* triangle on either side? */
842 +        get_triangles(tvert, edge);
843 +        if (tvert[0] == NULL) {                 /* grow mesh on right */
844 +                tvert[0] = find_chull_vert(edge->rbfv[0], edge->rbfv[1]);
845 +                if (tvert[0] != NULL) {
846 +                        if (tvert[0] > edge->rbfv[0])
847 +                                ej0 = make_migration(edge->rbfv[0], tvert[0], 1);
848 +                        else
849 +                                ej0 = make_migration(tvert[0], edge->rbfv[0], 1);
850 +                        if (tvert[0] > edge->rbfv[1])
851 +                                ej1 = make_migration(edge->rbfv[1], tvert[0], 1);
852 +                        else
853 +                                ej1 = make_migration(tvert[0], edge->rbfv[1], 1);
854 +                        mesh_from_edge(ej0);
855 +                        mesh_from_edge(ej1);
856 +                }
857 +        } else if (tvert[1] == NULL) {          /* grow mesh on left */
858 +                tvert[1] = find_chull_vert(edge->rbfv[1], edge->rbfv[0]);
859 +                if (tvert[1] != NULL) {
860 +                        if (tvert[1] > edge->rbfv[0])
861 +                                ej0 = make_migration(edge->rbfv[0], tvert[1], 1);
862 +                        else
863 +                                ej0 = make_migration(tvert[1], edge->rbfv[0], 1);
864 +                        if (tvert[1] > edge->rbfv[1])
865 +                                ej1 = make_migration(edge->rbfv[1], tvert[1], 1);
866 +                        else
867 +                                ej1 = make_migration(tvert[1], edge->rbfv[1], 1);
868 +                        mesh_from_edge(ej0);
869 +                        mesh_from_edge(ej1);
870 +                }
871 +        }
872 + }
873 +
874 + #ifdef DEBUG
875 + #include "random.h"
876 + #include "bmpfile.h"
877 + /* Hash pointer to byte value (must return 0 for NULL) */
878 + static int
879 + byte_hash(const void *p)
880 + {
881 +        size_t  h = (size_t)p;
882 +        h ^= (size_t)p >> 8;
883 +        h ^= (size_t)p >> 16;
884 +        h ^= (size_t)p >> 24;
885 +        return(h & 0xff);
886 + }
887 + /* Write out BMP image showing edges */
888 + static void
889 + write_edge_image(const char *fname)
890 + {
891 +        BMPHeader       *hdr = BMPmappedHeader(GRIDRES, GRIDRES, 0, 256);
892 +        BMPWriter       *wtr;
893 +        int             i, j;
894 +
895 +        fprintf(stderr, "Writing incident mesh drawing to '%s'\n", fname);
896 +        hdr->compr = BI_RLE8;
897 +        for (i = 256; --i; ) {                  /* assign random color map */
898 +                hdr->palette[i].r = random() & 0xff;
899 +                hdr->palette[i].g = random() & 0xff;
900 +                hdr->palette[i].b = random() & 0xff;
901 +                                                /* reject dark colors */
902 +                i += (hdr->palette[i].r + hdr->palette[i].g +
903 +                                                hdr->palette[i].b < 128);
904 +        }
905 +        hdr->palette[0].r = hdr->palette[0].g = hdr->palette[0].b = 0;
906 +                                                /* open output */
907 +        wtr = BMPopenOutputFile(fname, hdr);
908 +        if (wtr == NULL) {
909 +                free(hdr);
910 +                return;
911 +        }
912 +        for (i = 0; i < GRIDRES; i++) {         /* write scanlines */
913 +                for (j = 0; j < GRIDRES; j++)
914 +                        wtr->scanline[j] = byte_hash(mig_grid[i][j]);
915 +                if (BMPwriteScanline(wtr) != BIR_OK)
916 +                        break;
917 +        }
918 +        BMPcloseOutput(wtr);                    /* close & clean up */
919 + }
920 + #endif
921 +
922 + /* Draw edge list into mig_grid array */
923 + static void
924 + draw_edges()
925 + {
926 +        int             nnull = 0, ntot = 0;
927 +        MIGRATION       *ej;
928 +        int             p0[2], p1[2];
929 +
930 +        /* memset(mig_grid, 0, sizeof(mig_grid)); */
931 +        for (ej = mig_list; ej != NULL; ej = ej->next) {
932 +                ++ntot;
933 +                pos_from_vec(p0, ej->rbfv[0]->invec);
934 +                pos_from_vec(p1, ej->rbfv[1]->invec);
935 +                if ((p0[0] == p1[0]) & (p0[1] == p1[1])) {
936 +                        ++nnull;
937 +                        mig_grid[p0[0]][p0[1]] = ej;
938 +                        continue;
939 +                }
940 +                if (abs(p1[0]-p0[0]) > abs(p1[1]-p0[1])) {
941 +                        const int       xstep = 2*(p1[0] > p0[0]) - 1;
942 +                        const double    ystep = (double)((p1[1]-p0[1])*xstep) /
943 +                                                        (double)(p1[0]-p0[0]);
944 +                        int             x;
945 +                        double          y;
946 +                        for (x = p0[0], y = p0[1]+.5; x != p1[0];
947 +                                                x += xstep, y += ystep)
948 +                                mig_grid[x][(int)y] = ej;
949 +                        mig_grid[x][(int)y] = ej;
950 +                } else {
951 +                        const int       ystep = 2*(p1[1] > p0[1]) - 1;
952 +                        const double    xstep = (double)((p1[0]-p0[0])*ystep) /
953 +                                                        (double)(p1[1]-p0[1]);
954 +                        int             y;
955 +                        double          x;
956 +                        for (y = p0[1], x = p0[0]+.5; y != p1[1];
957 +                                                y += ystep, x += xstep)
958 +                                mig_grid[(int)x][y] = ej;
959 +                        mig_grid[(int)x][y] = ej;
960 +                }
961 +        }
962 +        if (nnull)
963 +                fprintf(stderr, "Warning: %d of %d edges are null\n",
964 +                                nnull, ntot);
965 + #ifdef DEBUG
966 +        write_edge_image("bsdf_edges.bmp");
967 + #endif
968 + }
969 +        
970 + /* Build our triangle mesh from recorded RBFs */
971 + static void
972 + build_mesh()
973 + {
974 +        double          best2 = M_PI*M_PI;
975 +        RBFNODE         *shrt_edj[2];
976 +        RBFNODE         *rbf0, *rbf1;
977 +                                                /* check if isotropic */
978 +        if (single_plane_incident) {
979 +                for (rbf0 = dsf_list; rbf0 != NULL; rbf0 = rbf0->next)
980 +                        if (rbf0->next != NULL)
981 +                                make_migration(rbf0, rbf0->next, 1);
982 +                return;
983 +        }
984 +                                                /* start w/ shortest edge */
985 +        shrt_edj[0] = shrt_edj[1] = NULL;
986 +        for (rbf0 = dsf_list; rbf0 != NULL; rbf0 = rbf0->next)
987 +            for (rbf1 = rbf0->next; rbf1 != NULL; rbf1 = rbf1->next) {
988 +                double  dist2 = 2. - 2.*DOT(rbf0->invec,rbf1->invec);
989 +                if (dist2 < best2) {
990 +                        shrt_edj[0] = rbf0;
991 +                        shrt_edj[1] = rbf1;
992 +                        best2 = dist2;
993 +                }
994 +        }
995 +        if (shrt_edj[0] == NULL) {
996 +                fputs("Cannot find shortest edge\n", stderr);
997 +                exit(1);
998 +        }
999 +                                                /* build mesh from this edge */
1000 +        if (shrt_edj[0] < shrt_edj[1])
1001 +                mesh_from_edge(make_migration(shrt_edj[0], shrt_edj[1], 0));
1002 +        else
1003 +                mesh_from_edge(make_migration(shrt_edj[1], shrt_edj[0], 0));
1004 +                                                /* draw edge list into grid */
1005 +        draw_edges();
1006 + }
1007 +
1008 + /* Identify enclosing triangle for this position (flood fill raster check) */
1009 + static int
1010 + identify_tri(MIGRATION *miga[3], unsigned char vmap[GRIDRES][(GRIDRES+7)/8],
1011 +                        int px, int py)
1012 + {
1013 +        const int       btest = 1<<(py&07);
1014 +
1015 +        if (vmap[px][py>>3] & btest)            /* already visited here? */
1016 +                return(1);
1017 +                                                /* else mark it */
1018 +        vmap[px][py>>3] |= btest;
1019 +
1020 +        if (mig_grid[px][py] != NULL) {         /* are we on an edge? */
1021 +                int     i;
1022 +                for (i = 0; i < 3; i++) {
1023 +                        if (miga[i] == mig_grid[px][py])
1024 +                                return(1);
1025 +                        if (miga[i] != NULL)
1026 +                                continue;
1027 +                        miga[i] = mig_grid[px][py];
1028 +                        return(1);
1029 +                }
1030 +                return(0);                      /* outside triangle! */
1031 +        }
1032 +                                                /* check neighbors (flood) */
1033 +        if (px > 0 && !identify_tri(miga, vmap, px-1, py))
1034 +                return(0);
1035 +        if (px < GRIDRES-1 && !identify_tri(miga, vmap, px+1, py))
1036 +                return(0);
1037 +        if (py > 0 && !identify_tri(miga, vmap, px, py-1))
1038 +                return(0);
1039 +        if (py < GRIDRES-1 && !identify_tri(miga, vmap, px, py+1))
1040 +                return(0);
1041 +        return(1);                              /* this neighborhood done */
1042 + }
1043 +
1044 + /* Insert vertex in ordered list */
1045 + static void
1046 + insert_vert(RBFNODE **vlist, RBFNODE *v)
1047 + {
1048 +        int     i, j;
1049 +
1050 +        for (i = 0; vlist[i] != NULL; i++) {
1051 +                if (v == vlist[i])
1052 +                        return;
1053 +                if (v < vlist[i])
1054 +                        break;
1055 +        }
1056 +        for (j = i; vlist[j] != NULL; j++)
1057 +                ;
1058 +        while (j > i) {
1059 +                vlist[j] = vlist[j-1];
1060 +                --j;
1061 +        }
1062 +        vlist[i] = v;
1063 + }
1064 +
1065 + /* Sort triangle edges in standard order */
1066 + static int
1067 + order_triangle(MIGRATION *miga[3])
1068 + {
1069 +        RBFNODE         *vert[7];
1070 +        MIGRATION       *ord[3];
1071 +        int             i;
1072 +                                                /* order vertices, first */
1073 +        memset(vert, 0, sizeof(vert));
1074 +        for (i = 3; i--; ) {
1075 +                if (miga[i] == NULL)
1076 +                        return(0);
1077 +                insert_vert(vert, miga[i]->rbfv[0]);
1078 +                insert_vert(vert, miga[i]->rbfv[1]);
1079 +        }
1080 +                                                /* should be just 3 vertices */
1081 +        if ((vert[3] == NULL) | (vert[4] != NULL))
1082 +                return(0);
1083 +                                                /* identify edge 0 */
1084 +        for (i = 3; i--; )
1085 +                if (miga[i]->rbfv[0] == vert[0] &&
1086 +                                miga[i]->rbfv[1] == vert[1]) {
1087 +                        ord[0] = miga[i];
1088 +                        break;
1089 +                }
1090 +        if (i < 0)
1091 +                return(0);
1092 +                                                /* identify edge 1 */
1093 +        for (i = 3; i--; )
1094 +                if (miga[i]->rbfv[0] == vert[1] &&
1095 +                                miga[i]->rbfv[1] == vert[2]) {
1096 +                        ord[1] = miga[i];
1097 +                        break;
1098 +                }
1099 +        if (i < 0)
1100 +                return(0);
1101 +                                                /* identify edge 2 */
1102 +        for (i = 3; i--; )
1103 +                if (miga[i]->rbfv[0] == vert[0] &&
1104 +                                miga[i]->rbfv[1] == vert[2]) {
1105 +                        ord[2] = miga[i];
1106 +                        break;
1107 +                }
1108 +        if (i < 0)
1109 +                return(0);
1110 +                                                /* reassign order */
1111 +        miga[0] = ord[0]; miga[1] = ord[1]; miga[2] = ord[2];
1112 +        return(1);
1113 + }
1114 +
1115 + /* Find edge(s) for interpolating the given incident vector */
1116 + static int
1117 + get_interp(MIGRATION *miga[3], const FVECT invec)
1118 + {
1119 +        miga[0] = miga[1] = miga[2] = NULL;
1120 +        if (single_plane_incident) {            /* isotropic BSDF? */
1121 +                RBFNODE *rbf;                   /* find edge we're on */
1122 +                for (rbf = dsf_list; rbf != NULL; rbf = rbf->next) {
1123 +                        if (input_orient*rbf->invec[2] < input_orient*invec[2])
1124 +                                break;
1125 +                        if (rbf->next != NULL &&
1126 +                                        input_orient*rbf->next->invec[2] <
1127 +                                                        input_orient*invec[2]) {
1128 +                                for (miga[0] = rbf->ejl; miga[0] != NULL;
1129 +                                                miga[0] = nextedge(rbf,miga[0]))
1130 +                                        if (opp_rbf(rbf,miga[0]) == rbf->next)
1131 +                                                return(1);
1132 +                                break;
1133 +                        }
1134 +                }
1135 +                return(0);                      /* outside range! */
1136 +        }
1137 +        {                                       /* else use triangle mesh */
1138 +                unsigned char   floodmap[GRIDRES][(GRIDRES+7)/8];
1139 +                int             pstart[2];
1140 +                RBFNODE         *vother;
1141 +                MIGRATION       *ej;
1142 +                int             i;
1143 +
1144 +                pos_from_vec(pstart, invec);
1145 +                memset(floodmap, 0, sizeof(floodmap));
1146 +                                                /* call flooding function */
1147 +                if (!identify_tri(miga, floodmap, pstart[0], pstart[1]))
1148 +                        return(0);              /* outside mesh */
1149 +                if ((miga[0] == NULL) | (miga[2] == NULL))
1150 +                        return(0);              /* should never happen */
1151 +                if (miga[1] == NULL)
1152 +                        return(1);              /* on edge */
1153 +                                                /* verify triangle */
1154 +                if (!order_triangle(miga)) {
1155 + #ifdef DEBUG
1156 +                        fputs("Munged triangle in get_interp()\n", stderr);
1157 + #endif
1158 +                        vother = NULL;          /* find triangle from edge */
1159 +                        for (i = 3; i--; ) {
1160 +                            RBFNODE     *tpair[2];
1161 +                            if (get_triangles(tpair, miga[i]) &&
1162 +                                        (vother = tpair[ is_rev_tri(
1163 +                                                        miga[i]->rbfv[0]->invec,
1164 +                                                        miga[i]->rbfv[1]->invec,
1165 +                                                        invec) ]) != NULL)
1166 +                                        break;
1167 +                        }
1168 +                        if (vother == NULL) {   /* couldn't find 3rd vertex */
1169 + #ifdef DEBUG
1170 +                                fputs("No triangle in get_interp()\n", stderr);
1171 + #endif
1172 +                                return(0);
1173 +                        }
1174 +                                                /* reassign other two edges */
1175 +                        for (ej = vother->ejl; ej != NULL;
1176 +                                                ej = nextedge(vother,ej)) {
1177 +                                RBFNODE *vorig = opp_rbf(vother,ej);
1178 +                                if (vorig == miga[i]->rbfv[0])
1179 +                                        miga[(i+1)%3] = ej;
1180 +                                else if (vorig == miga[i]->rbfv[1])
1181 +                                        miga[(i+2)%3] = ej;
1182 +                        }
1183 +                        if (!order_triangle(miga)) {
1184 + #ifdef DEBUG
1185 +                                fputs("Bad triangle in get_interp()\n", stderr);
1186 + #endif
1187 +                                return(0);
1188 +                        }
1189 +                }
1190 +                return(3);                      /* return in standard order */
1191 +        }
1192 + }
1193 +
1194 + /* Advect and allocate new RBF along edge */
1195 + static RBFNODE *
1196 + e_advect_rbf(const MIGRATION *mig, const FVECT invec)
1197 + {
1198 +        RBFNODE         *rbf;
1199 +        int             n, i, j;
1200 +        double          t, full_dist;
1201 +                                                /* get relative position */
1202 +        t = acos(DOT(invec, mig->rbfv[0]->invec));
1203 +        if (t < M_PI/GRIDRES) {                 /* near first DSF */
1204 +                n = sizeof(RBFNODE) + sizeof(RBFVAL)*(mig->rbfv[0]->nrbf-1);
1205 +                rbf = (RBFNODE *)malloc(n);
1206 +                if (rbf == NULL)
1207 +                        goto memerr;
1208 +                memcpy(rbf, mig->rbfv[0], n);   /* just duplicate */
1209 +                return(rbf);
1210 +        }
1211 +        full_dist = acos(DOT(mig->rbfv[0]->invec, mig->rbfv[1]->invec));
1212 +        if (t > full_dist-M_PI/GRIDRES) {       /* near second DSF */
1213 +                n = sizeof(RBFNODE) + sizeof(RBFVAL)*(mig->rbfv[1]->nrbf-1);
1214 +                rbf = (RBFNODE *)malloc(n);
1215 +                if (rbf == NULL)
1216 +                        goto memerr;
1217 +                memcpy(rbf, mig->rbfv[1], n);   /* just duplicate */
1218 +                return(rbf);
1219 +        }
1220 +        t /= full_dist;
1221 +        n = 0;                                  /* count migrating particles */
1222 +        for (i = 0; i < mtx_nrows(mig); i++)
1223 +            for (j = 0; j < mtx_ncols(mig); j++)
1224 +                n += (mig->mtx[mtx_ndx(mig,i,j)] > FTINY);
1225 + #ifdef DEBUG
1226 +        fprintf(stderr, "Input RBFs have %d, %d nodes -> output has %d\n",
1227 +                        mig->rbfv[0]->nrbf, mig->rbfv[1]->nrbf, n);
1228 + #endif
1229 +        rbf = (RBFNODE *)malloc(sizeof(RBFNODE) + sizeof(RBFVAL)*(n-1));
1230 +        if (rbf == NULL)
1231 +                goto memerr;
1232 +        rbf->next = NULL; rbf->ejl = NULL;
1233 +        VCOPY(rbf->invec, invec);
1234 +        rbf->nrbf = n;
1235 +        rbf->vtotal = 1.-t + t*mig->rbfv[1]->vtotal/mig->rbfv[0]->vtotal;
1236 +        n = 0;                                  /* advect RBF lobes */
1237 +        for (i = 0; i < mtx_nrows(mig); i++) {
1238 +            const RBFVAL        *rbf0i = &mig->rbfv[0]->rbfa[i];
1239 +            const float         peak0 = rbf0i->peak;
1240 +            const double        rad0 = R2ANG(rbf0i->crad);
1241 +            FVECT               v0;
1242 +            float               mv;
1243 +            ovec_from_pos(v0, rbf0i->gx, rbf0i->gy);
1244 +            for (j = 0; j < mtx_ncols(mig); j++)
1245 +                if ((mv = mig->mtx[mtx_ndx(mig,i,j)]) > FTINY) {
1246 +                        const RBFVAL    *rbf1j = &mig->rbfv[1]->rbfa[j];
1247 +                        double          rad1 = R2ANG(rbf1j->crad);
1248 +                        FVECT           v;
1249 +                        int             pos[2];
1250 +                        rbf->rbfa[n].peak = peak0 * mv * rbf->vtotal;
1251 +                        rbf->rbfa[n].crad = ANG2R(sqrt(rad0*rad0*(1.-t) +
1252 +                                                        rad1*rad1*t));
1253 +                        ovec_from_pos(v, rbf1j->gx, rbf1j->gy);
1254 +                        geodesic(v, v0, v, t, GEOD_REL);
1255 +                        pos_from_vec(pos, v);
1256 +                        rbf->rbfa[n].gx = pos[0];
1257 +                        rbf->rbfa[n].gy = pos[1];
1258 +                        ++n;
1259 +                }
1260 +        }
1261 +        rbf->vtotal *= mig->rbfv[0]->vtotal;    /* turn ratio into actual */
1262 +        return(rbf);
1263 + memerr:
1264 +        fputs("Out of memory in e_advect_rbf()\n", stderr);
1265 +        exit(1);
1266 +        return(NULL);   /* pro forma return */
1267 + }
1268 +
1269 + /* Partially advect between recorded incident angles and allocate new RBF */
1270 + static RBFNODE *
1271 + advect_rbf(const FVECT invec)
1272 + {
1273 +        MIGRATION       *miga[3];
1274 +        RBFNODE         *rbf;
1275 +        float           mbfact, mcfact;
1276 +        int             n, i, j, k;
1277 +        FVECT           v0, v1, v2;
1278 +        double          s, t;
1279 +
1280 +        if (!get_interp(miga, invec))           /* can't interpolate? */
1281 +                return(NULL);
1282 +        if (miga[1] == NULL)                    /* advect along edge? */
1283 +                return(e_advect_rbf(miga[0], invec));
1284 + #ifdef DEBUG
1285 +        if (miga[0]->rbfv[0] != miga[2]->rbfv[0] |
1286 +                        miga[0]->rbfv[1] != miga[1]->rbfv[0] |
1287 +                        miga[1]->rbfv[1] != miga[2]->rbfv[1]) {
1288 +                fputs("Triangle vertex screw-up!\n", stderr);
1289 +                exit(1);
1290 +        }
1291 + #endif
1292 +                                                /* figure out position */
1293 +        fcross(v0, miga[2]->rbfv[0]->invec, miga[2]->rbfv[1]->invec);
1294 +        normalize(v0);
1295 +        fcross(v2, miga[1]->rbfv[0]->invec, miga[1]->rbfv[1]->invec);
1296 +        normalize(v2);
1297 +        fcross(v1, invec, miga[1]->rbfv[1]->invec);
1298 +        normalize(v1);
1299 +        s = acos(DOT(v0,v1)) / acos(DOT(v0,v2));
1300 +        geodesic(v1, miga[0]->rbfv[0]->invec, miga[0]->rbfv[1]->invec,
1301 +                        s, GEOD_REL);
1302 +        t = acos(DOT(v1,invec)) / acos(DOT(v1,miga[1]->rbfv[1]->invec));
1303 +        n = 0;                                  /* count migrating particles */
1304 +        for (i = 0; i < mtx_nrows(miga[0]); i++)
1305 +            for (j = 0; j < mtx_ncols(miga[0]); j++)
1306 +                for (k = (miga[0]->mtx[mtx_ndx(miga[0],i,j)] > FTINY) *
1307 +                                        mtx_ncols(miga[2]); k--; )
1308 +                        n += (miga[2]->mtx[mtx_ndx(miga[2],i,k)] > FTINY &&
1309 +                                miga[1]->mtx[mtx_ndx(miga[1],j,k)] > FTINY);
1310 + #ifdef DEBUG
1311 +        fprintf(stderr, "Input RBFs have %d, %d, %d nodes -> output has %d\n",
1312 +                        miga[0]->rbfv[0]->nrbf, miga[0]->rbfv[1]->nrbf,
1313 +                        miga[2]->rbfv[1]->nrbf, n);
1314 + #endif
1315 +        rbf = (RBFNODE *)malloc(sizeof(RBFNODE) + sizeof(RBFVAL)*(n-1));
1316 +        if (rbf == NULL) {
1317 +                fputs("Out of memory in advect_rbf()\n", stderr);
1318 +                exit(1);
1319 +        }
1320 +        rbf->next = NULL; rbf->ejl = NULL;
1321 +        VCOPY(rbf->invec, invec);
1322 +        rbf->nrbf = n;
1323 +        n = 0;                                  /* compute RBF lobes */
1324 +        mbfact = s * miga[0]->rbfv[1]->vtotal/miga[0]->rbfv[0]->vtotal *
1325 +                (1.-t + t*miga[1]->rbfv[1]->vtotal/miga[1]->rbfv[0]->vtotal);
1326 +        mcfact = (1.-s) *
1327 +                (1.-t + t*miga[2]->rbfv[1]->vtotal/miga[2]->rbfv[0]->vtotal);
1328 +        for (i = 0; i < mtx_nrows(miga[0]); i++) {
1329 +            const RBFVAL        *rbf0i = &miga[0]->rbfv[0]->rbfa[i];
1330 +            const float         w0i = rbf0i->peak;
1331 +            const double        rad0i = R2ANG(rbf0i->crad);
1332 +            ovec_from_pos(v0, rbf0i->gx, rbf0i->gy);
1333 +            for (j = 0; j < mtx_ncols(miga[0]); j++) {
1334 +                const float     ma = miga[0]->mtx[mtx_ndx(miga[0],i,j)];
1335 +                const RBFVAL    *rbf1j;
1336 +                double          rad1j, srad2;
1337 +                if (ma <= FTINY)
1338 +                        continue;
1339 +                rbf1j = &miga[0]->rbfv[1]->rbfa[j];
1340 +                rad1j = R2ANG(rbf1j->crad);
1341 +                srad2 = (1.-s)*(1.-t)*rad0i*rad0i + s*(1.-t)*rad1j*rad1j;
1342 +                ovec_from_pos(v1, rbf1j->gx, rbf1j->gy);
1343 +                geodesic(v1, v0, v1, s, GEOD_REL);
1344 +                for (k = 0; k < mtx_ncols(miga[2]); k++) {
1345 +                    float               mb = miga[1]->mtx[mtx_ndx(miga[1],j,k)];
1346 +                    float               mc = miga[2]->mtx[mtx_ndx(miga[2],i,k)];
1347 +                    const RBFVAL        *rbf2k;
1348 +                    double              rad2k;
1349 +                    FVECT               vout;
1350 +                    int                 pos[2];
1351 +                    if ((mb <= FTINY) | (mc <= FTINY))
1352 +                        continue;
1353 +                    rbf2k = &miga[2]->rbfv[1]->rbfa[k];
1354 +                    rbf->rbfa[n].peak = w0i * ma * (mb*mbfact + mc*mcfact);
1355 +                    rad2k = R2ANG(rbf2k->crad);
1356 +                    rbf->rbfa[n].crad = ANG2R(sqrt(srad2 + t*rad2k*rad2k));
1357 +                    ovec_from_pos(v2, rbf2k->gx, rbf2k->gy);
1358 +                    geodesic(vout, v1, v2, t, GEOD_REL);
1359 +                    pos_from_vec(pos, vout);
1360 +                    rbf->rbfa[n].gx = pos[0];
1361 +                    rbf->rbfa[n].gy = pos[1];
1362 +                    ++n;
1363 +                }
1364 +            }
1365 +        }
1366 +        rbf->vtotal = miga[0]->rbfv[0]->vtotal * (mbfact + mcfact);
1367 +        return(rbf);
1368 + }
1369 +
1370 + /* Interpolate and output isotropic BSDF data */
1371 + static void
1372 + interp_isotropic()
1373 + {
1374 +        const int       sqres = 1<<samp_order;
1375 +        FILE            *ofp = NULL;
1376 +        char            cmd[128];
1377 +        int             ix, ox, oy;
1378 +        FVECT           ivec, ovec;
1379 +        double          bsdf;
1380 + #if DEBUG
1381 +        fprintf(stderr, "Writing isotropic order %d ", samp_order);
1382 +        if (pctcull >= 0) fprintf(stderr, "data with %d%% culling\n", pctcull);
1383 +        else fputs("raw data\n", stderr);
1384 + #endif
1385 +        if (pctcull >= 0) {                     /* begin output */
1386 +                sprintf(cmd, "rttree_reduce -h -a -fd -r 3 -t %d -g %d",
1387 +                                pctcull, samp_order);
1388 +                fflush(stdout);
1389 +                ofp = popen(cmd, "w");
1390 +                if (ofp == NULL) {
1391 +                        fputs("Cannot create pipe for rttree_reduce\n", stderr);
1392 +                        exit(1);
1393 +                }
1394 +        } else
1395 +                fputs("{\n", stdout);
1396 +                                                /* run through directions */
1397 +        for (ix = 0; ix < sqres/2; ix++) {
1398 +                RBFNODE *rbf;
1399 +                SDsquare2disk(ivec, (ix+.5)/sqres, .5);
1400 +                ivec[2] = input_orient *
1401 +                                sqrt(1. - ivec[0]*ivec[0] - ivec[1]*ivec[1]);
1402 +                rbf = advect_rbf(ivec);
1403 +                for (ox = 0; ox < sqres; ox++)
1404 +                    for (oy = 0; oy < sqres; oy++) {
1405 +                        SDsquare2disk(ovec, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
1406 +                        ovec[2] = output_orient *
1407 +                                sqrt(1. - ovec[0]*ovec[0] - ovec[1]*ovec[1]);
1408 +                        bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec) / fabs(ovec[2]);
1409 +                        if (pctcull >= 0)
1410 +                                fwrite(&bsdf, sizeof(bsdf), 1, ofp);
1411 +                        else
1412 +                                printf("\t%.3e\n", bsdf);
1413 +                    }
1414 +                free(rbf);
1415 +        }
1416 +        if (pctcull >= 0) {                     /* finish output */
1417 +                if (pclose(ofp)) {
1418 +                        fprintf(stderr, "Error running '%s'\n", cmd);
1419 +                        exit(1);
1420 +                }
1421 +        } else {
1422 +                for (ix = sqres*sqres*sqres/2; ix--; )
1423 +                        fputs("\t0\n", stdout);
1424 +                fputs("}\n", stdout);
1425 +        }
1426 + }
1427 +
1428 + /* Interpolate and output anisotropic BSDF data */
1429 + static void
1430 + interp_anisotropic()
1431 + {
1432 +        const int       sqres = 1<<samp_order;
1433 +        FILE            *ofp = NULL;
1434 +        char            cmd[128];
1435 +        int             ix, iy, ox, oy;
1436 +        FVECT           ivec, ovec;
1437 +        double          bsdf;
1438 + #if DEBUG
1439 +        fprintf(stderr, "Writing anisotropic order %d ", samp_order);
1440 +        if (pctcull >= 0) fprintf(stderr, "data with %d%% culling\n", pctcull);
1441 +        else fputs("raw data\n", stderr);
1442 + #endif
1443 +        if (pctcull >= 0) {                     /* begin output */
1444 +                sprintf(cmd, "rttree_reduce -h -a -fd -r 4 -t %d -g %d",
1445 +                                pctcull, samp_order);
1446 +                fflush(stdout);
1447 +                ofp = popen(cmd, "w");
1448 +                if (ofp == NULL) {
1449 +                        fputs("Cannot create pipe for rttree_reduce\n", stderr);
1450 +                        exit(1);
1451 +                }
1452 +        } else
1453 +                fputs("{\n", stdout);
1454 +                                                /* run through directions */
1455 +        for (ix = 0; ix < sqres; ix++)
1456 +            for (iy = 0; iy < sqres; iy++) {
1457 +                RBFNODE *rbf;
1458 +                SDsquare2disk(ivec, (ix+.5)/sqres, (iy+.5)/sqres);
1459 +                ivec[2] = input_orient *
1460 +                                sqrt(1. - ivec[0]*ivec[0] - ivec[1]*ivec[1]);
1461 +                rbf = advect_rbf(ivec);
1462 +                for (ox = 0; ox < sqres; ox++)
1463 +                    for (oy = 0; oy < sqres; oy++) {
1464 +                        SDsquare2disk(ovec, (ox+.5)/sqres, (oy+.5)/sqres);
1465 +                        ovec[2] = output_orient *
1466 +                                sqrt(1. - ovec[0]*ovec[0] - ovec[1]*ovec[1]);
1467 +                        bsdf = eval_rbfrep(rbf, ovec) / fabs(ovec[2]);
1468 +                        if (pctcull >= 0)
1469 +                                fwrite(&bsdf, sizeof(bsdf), 1, ofp);
1470 +                        else
1471 +                                printf("\t%.3e\n", bsdf);
1472 +                    }
1473 +                free(rbf);
1474 +            }
1475 +        if (pctcull >= 0) {                     /* finish output */
1476 +                if (pclose(ofp)) {
1477 +                        fprintf(stderr, "Error running '%s'\n", cmd);
1478 +                        exit(1);
1479 +                }
1480 +        } else
1481 +                fputs("}\n", stdout);
1482 + }
1483 +
1484   #if 1
1485 + /* Read in BSDF files and interpolate as tensor tree representation */
1486 + int
1487 + main(int argc, char *argv[])
1488 + {
1489 +        RBFNODE         *rbf;
1490 +        double          bsdf;
1491 +        int             i;
1492 +
1493 +        progname = argv[0];
1494 +        if (argc > 2 && !strcmp(argv[1], "-t")) {
1495 +                pctcull = atoi(argv[2]);
1496 +                argv += 2; argc -= 2;
1497 +        }
1498 +        if (argc < 3) {
1499 +                fprintf(stderr,
1500 +                "Usage: %s [-t pctcull] meas1.dat meas2.dat .. > bsdf.xml\n",
1501 +                                progname);
1502 +                return(1);
1503 +        }
1504 +        for (i = 1; i < argc; i++) {            /* compile measurements */
1505 +                if (!load_pabopto_meas(argv[i]))
1506 +                        return(1);
1507 +                compute_radii();
1508 +                cull_values();
1509 +                make_rbfrep();
1510 +        }
1511 +        build_mesh();                           /* create interpolation */
1512 +        /* xml_prologue();                              /* start XML output */
1513 +        if (single_plane_incident)              /* resample dist. */
1514 +                interp_isotropic();
1515 +        else
1516 +                interp_anisotropic();
1517 +        /* xml_epilogue();                              /* finish XML output */
1518 +        return(0);
1519 + }
1520 + #else
1521   /* Test main produces a Radiance model from the given input file */
1522   int
1523   main(int argc, char *argv[])
# Line 401 | Line 1532 | main(int argc, char *argv[])
1532                  fprintf(stderr, "Usage: %s input.dat > output.rad\n", argv[0]);
1533                  return(1);
1534          }
1535 <        if (!load_bsdf_meas(argv[1]))
1535 >        if (!load_pabopto_meas(argv[1]))
1536                  return(1);
1537  
1538          compute_radii();
# Line 414 | Line 1545 | main(int argc, char *argv[])
1545          for (i = 0; i < GRIDRES; i++)
1546              for (j = 0; j < GRIDRES; j++)
1547                  if (dsf_grid[i][j].vsum > .0f) {
1548 <                        vec_from_pos(dir, i, j);
1548 >                        ovec_from_pos(dir, i, j);
1549                          bsdf = dsf_grid[i][j].vsum / dir[2];
1550                          if (dsf_grid[i][j].nval) {
1551                                  printf("pink cone c%04d\n0\n0\n8\n", ++n);
# Line 425 | Line 1556 | main(int argc, char *argv[])
1556                                          dir[2]*(bsdf+.005));
1557                                  puts("\t.003\t0\n");
1558                          } else {
1559 <                                vec_from_pos(dir, i, j);
1559 >                                ovec_from_pos(dir, i, j);
1560                                  printf("yellow sphere s%04d\n0\n0\n", ++n);
1561                                  printf("4 %.6g %.6g %.6g .0015\n\n",
1562                                          dir[0]*bsdf, dir[1]*bsdf, dir[2]*bsdf);
# Line 443 | Line 1574 | main(int argc, char *argv[])
1574          }
1575          for (i = 0; i < GRIDRES; i++)
1576              for (j = 0; j < GRIDRES; j++) {
1577 <                vec_from_pos(dir, i, j);
1577 >                ovec_from_pos(dir, i, j);
1578                  bsdf = eval_rbfrep(dsf_list, dir) / dir[2];
1579                  fprintf(pfp, "%.8e %.8e %.8e\n",
1580                                  dir[0]*bsdf, dir[1]*bsdf, dir[2]*bsdf);

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