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root/radiance/ray/src/gen/gendaylit.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/gen/gendaylit.c (file contents):
Revision 2.4 by greg, Wed Aug 10 22:28:45 2011 UTC vs.
Revision 2.15 by greg, Mon Nov 18 18:07:16 2013 UTC

# Line 1 | Line 1
1 < #ifndef lint
2 < static const char RCSid[] = "$Id$";
3 < #endif
4 < /*        Copyright (c) 1994    *Fraunhofer Institut for Solar Energy Systems
5 < *                              Oltmannstr 5, D-79100 Freiburg, Germany
1 > /*      Copyright (c) 1994,2006 *Fraunhofer Institut for Solar Energy Systems
2 > *                              Heidenhofstr. 2, D-79110 Freiburg, Germany
3   *                              *Agence de l'Environnement et de la Maitrise de l'Energie
4   *                              Centre de Valbonne, 500 route des Lucioles, 06565 Sophia Antipolis Cedex, France
5   *                              *BOUYGUES
6   *                              1 Avenue Eugene Freyssinet, Saint-Quentin-Yvelines, France
7   */
8  
9 <
13 <
14 < /*
15 < *  gendaylit.c         program to generate the angular distribution of the daylight.
16 < *                      Our zenith is along the Z-axis, the X-axis
17 < *                      points east, and the Y-axis points north.
18 < */
19 <
9 > #define  _USE_MATH_DEFINES
10   #include  <stdio.h>
11   #include  <string.h>
12   #include  <math.h>
13   #include  <stdlib.h>
24 – #include  <ctype.h>
14  
26 – #include  "rtio.h"
27 – #include  "fvect.h"
15   #include  "color.h"
16 + #include  "sun.h"
17   #include  "paths.h"
18  
19 < extern int jdate(int month, int day);
32 < extern double stadj(int  jd);
33 < extern double sdec(int  jd);
34 < extern double salt(double sd, double st);
35 < extern double sazi(double sd, double st);
19 > #define  DOT(v1,v2)     (v1[0]*v2[0]+v1[1]*v2[1]+v1[2]*v2[2])
20  
21   double  normsc();
22  
23 < #define DATFILE         "coeff_perez.dat"
23 > /*static        char *rcsid="$Header$";*/
24  
25 + float coeff_perez[] = {
26 +        1.3525,-0.2576,-0.2690,-1.4366,-0.7670,0.0007,1.2734,-0.1233,2.8000,0.6004,1.2375,1.000,1.8734,0.6297,
27 +        0.9738,0.2809,0.0356,-0.1246,-0.5718,0.9938,-1.2219,-0.7730,1.4148,1.1016,-0.2054,0.0367,-3.9128,0.9156,
28 +        6.9750,0.1774,6.4477,-0.1239,-1.5798,-0.5081,-1.7812,0.1080,0.2624,0.0672,-0.2190,-0.4285,-1.1000,-0.2515,
29 +        0.8952,0.0156,0.2782,-0.1812,-4.5000,1.1766,24.7219,-13.0812,-37.7000,34.8438,-5.0000,1.5218,3.9229,
30 +        -2.6204,-0.0156,0.1597,0.4199,-0.5562,-0.5484,-0.6654,-0.2672,0.7117,0.7234,-0.6219,-5.6812,2.6297,
31 +        33.3389,-18.3000,-62.2500,52.0781,-3.5000,0.0016,1.1477,0.1062,0.4659,-0.3296,-0.0876,-0.0329,-0.6000,
32 +        -0.3566,-2.5000,2.3250,0.2937,0.0496,-5.6812,1.8415,21.0000,-4.7656,-21.5906,7.2492,-3.5000,-0.1554,
33 +        1.4062,0.3988,0.0032,0.0766,-0.0656,-0.1294,-1.0156,-0.3670,1.0078,1.4051,0.2875,-0.5328,-3.8500,3.3750,
34 +        14.0000,-0.9999,-7.1406,7.5469,-3.4000,-0.1078,-1.0750,1.5702,-0.0672,0.4016,0.3017,-0.4844,-1.0000,
35 +        0.0211,0.5025,-0.5119,-0.3000,0.1922,0.7023,-1.6317,19.0000,-5.0000,1.2438,-1.9094,-4.0000,0.0250,0.3844,
36 +        0.2656,1.0468,-0.3788,-2.4517,1.4656,-1.0500,0.0289,0.4260,0.3590,-0.3250,0.1156,0.7781,0.0025,31.0625,
37 +        -14.5000,-46.1148,55.3750,-7.2312,0.4050,13.3500,0.6234,1.5000,-0.6426,1.8564,0.5636};
38  
39  
40 < /* Perez sky parametrization : epsilon and delta calculations from the direct and diffuse irradiances */
40 > float defangle_theta[] = {
41 >        84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84, 84,
42 >        84, 84, 84, 84, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72,
43 >        72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 72, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60, 60,
44 >        60, 60, 60, 60, 60, 60, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48, 48,
45 >        48, 48, 48, 48, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 36, 24, 24, 24, 24,
46 >        24, 24, 24, 24, 24, 24, 24, 24, 12, 12, 12, 12, 12, 12, 0};
47 >
48 > float defangle_phi[] = {
49 >        0, 12, 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96, 108, 120, 132, 144, 156, 168, 180, 192, 204, 216, 228, 240, 252, 264,
50 >        276, 288, 300, 312, 324, 336, 348, 0, 12, 24, 36, 48, 60, 72, 84, 96, 108, 120, 132, 144, 156, 168, 180,
51 >        192, 204, 216, 228, 240, 252, 264, 276, 288, 300, 312, 324, 336, 348, 0, 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105,
52 >        120, 135, 150, 165, 180, 195, 210, 225, 240, 255, 270, 285, 300, 315, 330, 345, 0, 15, 30, 45, 60, 75,
53 >        90, 105, 120, 135, 150, 165, 180, 195, 210, 225, 240, 255, 270, 285, 300, 315, 330, 345, 0, 20, 40, 60,
54 >        80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220, 240, 260, 280, 300, 320, 340, 0, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210,
55 >        240, 270, 300, 330, 0, 60, 120, 180, 240, 300, 0};
56 >
57 >
58 >
59 > /* Perez sky parametrization: epsilon and delta calculations from the direct and diffuse irradiances */
60   double sky_brightness();
61   double sky_clearness();
62  
63   /* calculation of the direct and diffuse components from the Perez parametrization */
64 < double  diffus_irradiance_from_sky_brightness();
64 > double  diffuse_irradiance_from_sky_brightness();
65   double  direct_irradiance_from_sky_clearness();
66  
67 + /* Perez global horizontal, diffuse horizontal and direct normal luminous efficacy models : */
68 + /* input w(cm)=2cm, solar zenith angle(degrees); output efficacy(lm/W) */
69  
52 – /* Perez global horizontal, diffuse horizontal and direct normal luminous efficacy models : input w(cm)=2cm, solar zenith angle(degrees); output efficacy(lm/W) */
70   double  glob_h_effi_PEREZ();
71   double  glob_h_diffuse_effi_PEREZ();
72   double  direct_n_effi_PEREZ();
73 +
74   /*likelihood check of the epsilon, delta, direct and diffuse components*/
75   void    check_parametrization();
76   void    check_irradiances();
77   void    check_illuminances();
78   void    illu_to_irra_index();
79 + void    print_error_sky();
80  
81 <
82 < /* Perez sky luminance model */
64 < int     lect_coeff_perez(char *filename,float **coeff_perez);
65 < double  calc_rel_lum_perez(double dzeta,double gamma,double Z,
66 <                double epsilon,double Delta,float *coeff_perez);
67 < /* coefficients for the sky luminance perez model */
68 < void    coeff_lum_perez(double Z, double epsilon, double Delta, float *coeff_perez);
81 > double  calc_rel_lum_perez(double dzeta,double gamma,double Z,double epsilon,double Delta,float coeff_perez[]);
82 > void    coeff_lum_perez(double Z, double epsilon, double Delta, float coeff_perez[]);
83   double  radians(double degres);
84   double  degres(double radians);
85   void    theta_phi_to_dzeta_gamma(double theta,double phi,double *dzeta,double *gamma, double Z);
86   double  integ_lv(float *lv,float *theta);
73 – float   *theta_ordered(char *filename);
74 – float   *phi_ordered(char *filename);
75 – void    skip_comments(FILE *fp);
87  
88 + void printdefaults();
89 + void check_sun_position();
90 + void computesky();
91 + void printhead(int ac, char** av);
92 + void usage_error(char* msg);
93 + void printsky();
94  
95 + FILE * frlibopen(char* fname);
96  
97   /* astronomy and geometry*/
98   double  get_eccentricity();
99   double  air_mass();
82 – double  get_angle_sun_direction(double sun_zenith, double sun_azimut, double direction_zenith, double direction_azimut);
100  
101 <
102 < /* date*/
101 > double  solar_sunset(int month, int day);
102 > double  solar_sunrise(int month, int day);
103 > double  stadj();
104   int     jdate(int month, int day);
105  
106  
89 –
90 –
91 –
107   /* sun calculation constants */
108 < extern double  s_latitude;
109 < extern double  s_longitude;
110 < extern double  s_meridian;
108 > extern double   s_latitude;
109 > extern double   s_longitude;
110 > extern double   s_meridian;
111  
112   const double    AU = 149597890E3;
113   const double    solar_constant_e = 1367;    /* solar constant W/m^2 */
114 < const double    solar_constant_l = 127.5;   /* solar constant klux */
114 > const double    solar_constant_l = 127500;   /* solar constant lux */
115  
116   const double    half_sun_angle = 0.2665;
117   const double    half_direct_angle = 2.85;
118  
119 < const double    skyclearinf = 1.000;    /* limitations for the variation of the Perez parameters */
120 < const double    skyclearsup = 12.1;
119 > const double    skyclearinf = 1.0;          /* limitations for the variation of the Perez parameters */
120 > const double    skyclearsup = 12.01;
121   const double    skybriginf = 0.01;
122   const double    skybrigsup = 0.6;
123  
# Line 117 | Line 132 | double  altitude, azimuth;                     /* or solar angles */
132  
133  
134   /* definition of the sky conditions through the Perez parametrization */
135 < double  skyclearness, skybrightness;
136 < double  solarradiance;  /*radiance of the sun disk and of the circumsolar area*/
137 < double  diffusilluminance, directilluminance, diffusirradiance, directirradiance;
138 < double  sunzenith, daynumber=150, atm_preci_water=2;
135 > double  skyclearness = 0;
136 > double  skybrightness = 0;
137 > double  solarradiance;
138 > double  diffuseilluminance, directilluminance, diffuseirradiance, directirradiance, globalirradiance;
139 > double  sunzenith, daynumber, atm_preci_water=2;
140  
141 < double  diffnormalization, dirnormalization;
141 > /*double  sunaltitude_border = 0;*/
142 > double  diffnormalization = 0;
143 > double  dirnormalization = 0;
144   double  *c_perez;
145  
146 < int     output=0;       /*define the unit of the output (sky luminance or radiance): visible watt=0, solar watt=1, lumen=2*/
147 < int     input=0;        /*define the input for the calulation*/
146 > int     output=0;       /* define the unit of the output (sky luminance or radiance): */
147 >                        /* visible watt=0, solar watt=1, lumen=2 */
148 > int     input=0;        /* define the input for the calulation */
149  
150 + int     suppress_warnings=0;
151 +
152          /* default values */
153 < int  cloudy = 0;                                /* 1=standard, 2=uniform */
154 < int  dosun = 1;
153 > int     cloudy = 0;                             /* 1=standard, 2=uniform */
154 > int     dosun = 1;
155   double  zenithbr = -1.0;
156   double  betaturbidity = 0.1;
157   double  gprefl = 0.2;
# Line 138 | Line 159 | int    S_INTER=0;
159  
160          /* computed values */
161   double  sundir[3];
162 < double  groundbr;
162 > double  groundbr = 0;
163   double  F2;
164   double  solarbr = 0.0;
165   int     u_solar = 0;                            /* -1=irradiance, 1=radiance */
166 + float   timeinterval = 0;
167  
168 < char  *progname;
169 < char  errmsg[128];
168 > char    *progname;
169 > char    errmsg[128];
170  
171 + double  st;
172  
173 < main(argc, argv)
174 < int  argc;
152 < char  *argv[];
173 >
174 > int main(int argc, char** argv)
175   {
176          int  i;
177  
178          progname = argv[0];
179          if (argc == 2 && !strcmp(argv[1], "-defaults")) {
180                  printdefaults();
181 <                exit(0);
181 >                return 0;
182          }
183          if (argc < 4)
184 <                userror("arg count");
184 >                usage_error("arg count");
185          if (!strcmp(argv[1], "-ang")) {
186                  altitude = atof(argv[2]) * (M_PI/180);
187                  azimuth = atof(argv[3]) * (M_PI/180);
# Line 167 | Line 189 | char  *argv[];
189          } else {
190                  month = atoi(argv[1]);
191                  if (month < 1 || month > 12)
192 <                        userror("bad month");
192 >                        usage_error("bad month");
193                  day = atoi(argv[2]);
194                  if (day < 1 || day > 31)
195 <                        userror("bad day");
195 >                        usage_error("bad day");
196                  hour = atof(argv[3]);
197                  if (hour < 0 || hour >= 24)
198 <                        userror("bad hour");
198 >                        usage_error("bad hour");
199                  tsolar = argv[3][0] == '+';
200          }
201          for (i = 4; i < argc; i++)
# Line 183 | Line 205 | char  *argv[];
205                                  cloudy = 0;
206                                  dosun = argv[i][0] == '+';
207                                  break;
186 –                        case 'r':
208                          case 'R':
209                                  u_solar = argv[i][1] == 'R' ? -1 : 1;
210                                  solarbr = atof(argv[++i]);
# Line 195 | Line 216 | char  *argv[];
216                          case 't':
217                                  betaturbidity = atof(argv[++i]);
218                                  break;
219 +                        case 'w':
220 +                                suppress_warnings = 1;
221 +                                break;                  
222                          case 'b':
223                                  zenithbr = atof(argv[++i]);
224                                  break;
# Line 210 | Line 234 | char  *argv[];
234                          case 'm':
235                                  s_meridian = atof(argv[++i]) * (M_PI/180);
236                                  break;
213 –
237                          
238                          case 'O':
239 <                                output = atof(argv[++i]);       /*define the unit of the output of the program :
240 <                                                                sky and sun luminance/radiance (0==W visible, 1==W solar radiation, 2==lm)
241 <                                                                default is set to 0*/
239 >                                output = atof(argv[++i]);       /*define the unit of the output of the program:
240 >                                                                sky and sun luminance/radiance
241 >                                                                (0==W visible, 1==W solar radiation, 2==lm) */
242                                  break;
243                                  
244                          case 'P':
# Line 227 | Line 250 | char  *argv[];
250                          case 'W':                                       /* direct normal Irradiance [W/m^2] */
251                                  input = 1;                              /* diffuse horizontal Irrad. [W/m^2] */
252                                  directirradiance = atof(argv[++i]);
253 <                                diffusirradiance = atof(argv[++i]);
253 >                                diffuseirradiance = atof(argv[++i]);
254                                  break;
255                                  
256                          case 'L':                                       /* direct normal Illuminance [Lux] */
257                                  input = 2;                              /* diffuse horizontal Ill. [Lux] */
258                                  directilluminance = atof(argv[++i]);
259 <                                diffusilluminance = atof(argv[++i]);
259 >                                diffuseilluminance = atof(argv[++i]);
260                                  break;
261                          
262                          case 'G':                                       /* direct horizontal Irradiance [W/m^2] */
263                                  input = 3;                              /* diffuse horizontal Irrad. [W/m^2] */
264                                  directirradiance = atof(argv[++i]);
265 <                                diffusirradiance = atof(argv[++i]);
265 >                                diffuseirradiance = atof(argv[++i]);
266                                  break;
244 –                                
267                          
268 +                        case 'E':                                       /* Erbs model based on the */
269 +                                input = 4;                              /* global-horizontal irradiance [W/m^2] */
270 +                                globalirradiance = atof(argv[++i]);
271 +                                break;
272 +                        
273 +                        case 'i':
274 +                                timeinterval = atof(argv[++i]);
275 +                                break;
276 +                        
277 +                        
278                          default:
279                                  sprintf(errmsg, "unknown option: %s", argv[i]);
280 <                                userror(errmsg);
280 >                                usage_error(errmsg);
281                          }
282                  else
283 <                        userror("bad option");
283 >                        usage_error("bad option");
284  
285 <        if (fabs(s_meridian-s_longitude) > 30*M_PI/180)
286 <                fprintf(stderr,
255 <                    "%s: warning: %.1f hours btwn. standard meridian and longitude\n",
285 >        if (month && !tsolar && fabs(s_meridian-s_longitude) > 45*M_PI/180)
286 >                fprintf(stderr,"%s: warning: %.1f hours btwn. standard meridian and longitude\n",
287                      progname, (s_longitude-s_meridian)*12/M_PI);
288  
289  
290 <        /* allocation dynamique de memoire pour les pointeurs */
291 <        if ( (c_perez = malloc(5*sizeof(double))) == NULL )
292 <        {
262 <                fprintf(stderr,"Out of memory error in function main !");
263 <                exit(1);
264 <        }
290 >        /* dynamic memory allocation for the pointers */
291 >        if ( (c_perez = calloc(5, sizeof(double))) == NULL )
292 >        { fprintf(stderr,"Out of memory error in function main"); return 1; }
293  
294 <
294 >        
295          printhead(argc, argv);
268 –
296          computesky();
297          printsky();
298 +        return 0;
299  
272 –        exit(0);
300   }
301  
302  
303 < void
304 < computesky()                    /* compute sky parameters */
303 >
304 >
305 >
306 > void computesky()
307   {
308  
309 <        /* new variables */
310 <        int     j, i;
311 <        float   *lv_mod;  /* 145 luminance values*/
312 <          /* 145 directions for the calculation of the normalization coefficient, coefficient Perez model */
284 <        float   *theta_o, *phi_o, *coeff_perez;
309 >        int     j;
310 >        
311 >        float   *lv_mod;  /* 145 luminance values */
312 >        float   *theta_o, *phi_o;
313          double  dzeta, gamma;
286 –        double  diffusion;
314          double  normfactor;
315 +        double  erbs_s0, erbs_kt;
316  
317  
290 –
318          /* compute solar direction */
319 <
319 >                
320          if (month) {                    /* from date and time */
321                  int  jd;
322 <                double  sd, st;
322 >                double  sd;
323  
324                  jd = jdate(month, day);         /* Julian date */
325                  sd = sdec(jd);                  /* solar declination */
# Line 300 | Line 327 | computesky()                   /* compute sky parameters */
327                          st = hour;
328                  else
329                          st = hour + stadj(jd);
330 +                
331 +                                        
332 +                if(timeinterval) {
333 +                        
334 +                        if(timeinterval<0) {
335 +                        fprintf(stderr, "time interval negative\n");
336 +                        exit(1);
337 +                        }
338 +                                                                        
339 +                        if(fabs(solar_sunrise(month,day)-st)<=timeinterval/120) {                      
340 +                         st= (st+timeinterval/120+solar_sunrise(month,day))/2;
341 +                         if(suppress_warnings==0)
342 +                         { fprintf(stderr, "Solar position corrected at time step %d %d %.3f\n",month,day,hour); }
343 +                        }
344 +                
345 +                        if(fabs(solar_sunset(month,day)-st)<timeinterval/120) {
346 +                         st= (st-timeinterval/120+solar_sunset(month,day))/2;
347 +                         if(suppress_warnings==0)
348 +                         { fprintf(stderr, "Solar position corrected at time step %d %d %.3f\n",month,day,hour); }
349 +                        }
350 +                        
351 +                        if((st<solar_sunrise(month,day)-timeinterval/120) || (st>solar_sunset(month,day)+timeinterval/120)) {
352 +                          if(suppress_warnings==0)
353 +                          { fprintf(stderr, "Warning: sun position too low, printing error sky at %d %d %.3f\n",month,day,hour); }
354 +                         altitude = salt(sd, st);
355 +                         azimuth = sazi(sd, st);
356 +                         print_error_sky();
357 +                         exit(0);
358 +                        }
359 +                }
360 +                else
361 +                
362 +                if(st<solar_sunrise(month,day) || st>solar_sunset(month,day)) {
363 +                        if(suppress_warnings==0)
364 +                        { fprintf(stderr, "Warning: sun altitude below zero at time step %i %i %.2f, printing error sky\n",month,day,hour); }
365 +                        altitude = salt(sd, st);
366 +                        azimuth = sazi(sd, st);
367 +                        print_error_sky();
368 +                        exit(0);
369 +                }
370 +                
371                  altitude = salt(sd, st);
372                  azimuth = sazi(sd, st);
373                  
374                  daynumber = (double)jdate(month, day);
375 <
375 >                
376          }
377 +        
378 +        
379 +
380 +
381 +                        
382          if (!cloudy && altitude > 87.*M_PI/180.) {
383 <                fprintf(stderr,
383 >                
384 >                if (suppress_warnings==0) {
385 >                    fprintf(stderr,
386                      "%s: warning - sun too close to zenith, reducing altitude to 87 degrees\n",
387                      progname);
388 <                printf(
314 <                    "# warning - sun too close to zenith, reducing altitude to 87 degrees\n");
388 >                }
389                  altitude = 87.*M_PI/180.;
390          }
391 +        
392 +        
393 +        
394          sundir[0] = -sin(azimuth)*cos(altitude);
395          sundir[1] = -cos(azimuth)*cos(altitude);
396          sundir[2] = sin(altitude);
# Line 321 | Line 398 | computesky()                   /* compute sky parameters */
398                  
399          /* calculation for the new functions */
400          sunzenith = 90 - altitude*180/M_PI;
401 <        
325 <        
401 >                        
402  
403 < /* compute the inputs for the calculation of the light distribution over the sky*/
404 <        if (input==0)
403 >        /* compute the inputs for the calculation of the light distribution over the sky*/
404 >        if (input==0)           /* P */
405                  {
406                  check_parametrization();
407 <                diffusirradiance = diffus_irradiance_from_sky_brightness(); /*diffuse horizontal irradiance*/
407 >                diffuseirradiance = diffuse_irradiance_from_sky_brightness(); /*diffuse horizontal irradiance*/
408                  directirradiance = direct_irradiance_from_sky_clearness();
409                  check_irradiances();
410                  
411                  if (output==0 || output==2)
412                          {
413 <                        diffusilluminance = diffusirradiance*glob_h_diffuse_effi_PEREZ();/*diffuse horizontal illuminance*/
413 >                        diffuseilluminance = diffuseirradiance*glob_h_diffuse_effi_PEREZ();/*diffuse horizontal illuminance*/
414                          directilluminance = directirradiance*direct_n_effi_PEREZ();
415                          check_illuminances();
416                          }
417                  }
418          
419  
420 <        else if (input==1)
420 >        else if (input==1)      /* W */
421                  {
422                  check_irradiances();
423                  skybrightness = sky_brightness();
424                  skyclearness =  sky_clearness();
425 +                
426                  check_parametrization();
427 <
427 >                                                        
428                  if (output==0 || output==2)
429                          {
430 <                        diffusilluminance = diffusirradiance*glob_h_diffuse_effi_PEREZ();/*diffuse horizontal illuminance*/
430 >                        diffuseilluminance = diffuseirradiance*glob_h_diffuse_effi_PEREZ();/*diffuse horizontal illuminance*/
431                          directilluminance = directirradiance*direct_n_effi_PEREZ();
432                          check_illuminances();
433                          }
# Line 358 | Line 435 | computesky()                   /* compute sky parameters */
435                  }
436                          
437          
438 <        else if (input==2)
438 >        else if (input==2)      /* L */
439                  {              
440                  check_illuminances();
441                  illu_to_irra_index();
# Line 366 | Line 443 | computesky()                   /* compute sky parameters */
443                  }
444                  
445  
446 <        else if (input==3)
446 >        else if (input==3)      /* G */
447                  {
448                          if (altitude<=0)
449                          {
450 <                        fprintf(stderr, "solar zenith angle larger than 90� \n the models used are not more valid\n");
451 <                        exit(1);
450 >                                if (suppress_warnings==0)
451 >                                     fprintf(stderr, "Warning: sun altitude < 0, proceed with irradiance values of zero\n");
452 >                                directirradiance = 0;
453 >                                diffuseirradiance = 0;
454 >                        } else {
455 >                        
456 >                                directirradiance=directirradiance/sin(altitude);
457                          }
458 <
377 <                directirradiance=directirradiance/sin(altitude);
458 >                                
459                  check_irradiances();
460                  skybrightness = sky_brightness();
461                  skyclearness =  sky_clearness();
# Line 382 | Line 463 | computesky()                   /* compute sky parameters */
463  
464                  if (output==0 || output==2)
465                          {
466 <                        diffusilluminance = diffusirradiance*glob_h_diffuse_effi_PEREZ();/*diffuse horizontal illuminance*/
466 >                        diffuseilluminance = diffuseirradiance*glob_h_diffuse_effi_PEREZ();/*diffuse horizontal illuminance*/
467                          directilluminance = directirradiance*direct_n_effi_PEREZ();
468                          check_illuminances();
469                          }
470  
471                  }
472  
392 –        
393 –        else    {fprintf(stderr,"error in giving the input arguments"); exit(1);}
473  
474 +        else if (input==4)      /* E */         /* Implementation of the Erbs model. W.Sprenger (04/13) */
475 +                {
476 +                        
477 +                        if (altitude<=0)
478 +                        {
479 +                                if (suppress_warnings==0 && globalirradiance > 50)
480 +                                        fprintf(stderr, "Warning: global irradiance higher than 50 W/m^2 while the sun altitude is lower than zero\n");
481 +                                globalirradiance = 0; diffuseirradiance = 0; directirradiance = 0;
482 +                        
483 +                        } else {
484 +                        
485 +                        erbs_s0 = solar_constant_e*get_eccentricity()*sin(altitude);
486 +                        
487 +                        if (globalirradiance>erbs_s0)
488 +                        {
489 +                                if (suppress_warnings==0)
490 +                                        fprintf(stderr, "Warning: global irradiance is higher than the time-dependent solar constant s0\n");
491 +                                globalirradiance=erbs_s0*0.999;                
492 +                        }
493 +                        
494 +                        erbs_kt=globalirradiance/erbs_s0;
495 +                        
496 +                        if (erbs_kt<=0.22)      diffuseirradiance=globalirradiance*(1-0.09*erbs_kt);
497 +                        else if (erbs_kt<=0.8)  diffuseirradiance=globalirradiance*(0.9511-0.1604*erbs_kt+4.388*pow(erbs_kt,2)-16.638*pow(erbs_kt,3)+12.336*pow(erbs_kt,4));
498 +                        else if (erbs_kt<1)     diffuseirradiance=globalirradiance*(0.165);
499 +                        
500 +                        directirradiance=globalirradiance-diffuseirradiance;
501 +                        
502 +                        printf("# erbs_s0, erbs_kt, irr_dir_h, irr_diff: %.3f %.3f %.3f %.3f\n", erbs_s0, erbs_kt, directirradiance, diffuseirradiance);
503 +                        printf("# WARNING: the -E option is only recommended for a rough estimation!\n");
504 +                        
505 +                        directirradiance=directirradiance/sin(altitude);
506 +                                                                                                                        
507 +                        }
508 +                        
509 +                check_irradiances();
510 +                skybrightness = sky_brightness();
511 +                skyclearness =  sky_clearness();
512 +                check_parametrization();
513  
514 +                if (output==0 || output==2)
515 +                        {
516 +                        diffuseilluminance = diffuseirradiance*glob_h_diffuse_effi_PEREZ();/*diffuse horizontal illuminance*/
517 +                        directilluminance = directirradiance*direct_n_effi_PEREZ();
518 +                        check_illuminances();
519 +                        }
520 +
521 +                }
522 +                
523 +                
524 +                
525          
526 < /* normalization factor for the relative sky luminance distribution, diffuse part*/
526 >        else    { fprintf(stderr,"error at the input arguments"); exit(1); }
527  
399 –        /* allocation dynamique de memoire pour les pointeurs */
400 –        if ( (coeff_perez = malloc(8*20*sizeof(float))) == NULL )
401 –        {
402 –                fprintf(stderr,"Out of memory error in function main !");
403 –                exit(1);
404 –        }
528  
529 < /* read the coefficients for the Perez sky luminance model */
530 <        if (lect_coeff_perez(DATFILE, &coeff_perez) > 0)
531 <        {
409 <                fprintf(stderr,"lect_coeff_perez does not work\n");
410 <                exit(2);
411 <        }
412 <
529 >        
530 >        /* normalization factor for the relative sky luminance distribution, diffuse part*/
531 >        
532          if ( (lv_mod = malloc(145*sizeof(float))) == NULL)
533          {
534                  fprintf(stderr,"Out of memory in function main");
# Line 417 | Line 536 | computesky()                   /* compute sky parameters */
536          }
537  
538          /* read the angles */
539 <        theta_o = theta_ordered("defangle.dat");
540 <        phi_o = phi_ordered("defangle.dat");
539 >        theta_o = defangle_theta;
540 >        phi_o = defangle_phi;
541 >        
542  
543 < /* parameters for the perez model */
543 >        /* parameters for the perez model */
544          coeff_lum_perez(radians(sunzenith), skyclearness, skybrightness, coeff_perez);
545  
546 < /*calculation of the modelled luminance */
546 >        
547 >        
548 >        /*calculation of the modelled luminance */
549          for (j=0;j<145;j++)
550          {
551                  theta_phi_to_dzeta_gamma(radians(*(theta_o+j)),radians(*(phi_o+j)),&dzeta,&gamma,radians(sunzenith));
552 +                                
553                  *(lv_mod+j) = calc_rel_lum_perez(dzeta,gamma,radians(sunzenith),skyclearness,skybrightness,coeff_perez);
554 <                /*printf("theta, phi, lv_mod %lf\t %lf\t %lf\n", *(theta_o+j),*(phi_o+j),*(lv_mod+j));*/
554 >                
555 >                /* fprintf(stderr,"theta, phi, lv_mod %f\t %f\t %f\n", *(theta_o+j),*(phi_o+j),*(lv_mod+j)); */
556          }
557 <
557 >        
558          /* integration of luminance for the normalization factor, diffuse part of the sky*/
559 +        
560          diffnormalization = integ_lv(lv_mod, theta_o);
436 –        /*printf("perez integration %lf\n", diffnormalization);*/
561          
438 –        
562  
563  
564 < /*normalization coefficient in lumen or in watt*/
564 >        /*normalization coefficient in lumen or in watt*/
565          if (output==0)
566                  {
567 <                diffnormalization = diffusilluminance/diffnormalization/WHTEFFICACY;
567 >                diffnormalization = diffuseilluminance/diffnormalization/WHTEFFICACY;
568                  }
569          else if (output==1)
570                  {
571 <                diffnormalization = diffusirradiance/diffnormalization;
571 >                diffnormalization = diffuseirradiance/diffnormalization;
572                  }
573          else if (output==2)
574                  {
575 <                diffnormalization = diffusilluminance/diffnormalization;
575 >                diffnormalization = diffuseilluminance/diffnormalization;
576                  }
577  
578 <        else    {fprintf(stderr,"output argument : wrong number"); exit(1);}
578 >        else    {fprintf(stderr,"Wrong output specification.\n"); exit(1);}
579  
580  
581  
582  
583 < /* calculation for the solar source */  
583 >        /* calculation for the solar source */  
584          if (output==0)
585                  solarradiance = directilluminance/(2*M_PI*(1-cos(half_sun_angle*M_PI/180)))/WHTEFFICACY;
586                  
# Line 467 | Line 590 | computesky()                   /* compute sky parameters */
590          else
591                  solarradiance = directilluminance/(2*M_PI*(1-cos(half_sun_angle*M_PI/180)));
592          
470 –                        
593  
594  
595 < /* Compute the ground radiance */
596 < zenithbr=calc_rel_lum_perez(0.0,radians(sunzenith),radians(sunzenith),skyclearness,skybrightness,coeff_perez);
597 < zenithbr*=diffnormalization;
598 < /*
599 < fprintf(stderr, "gendaylit : the actual zenith radiance(W/m^2/sr) or luminance(cd/m^2) is : %.0lf\n", zenithbr);
478 < */
479 <
480 < if (skyclearness==1)
595 >        /* Compute the ground radiance */
596 >        zenithbr=calc_rel_lum_perez(0.0,radians(sunzenith),radians(sunzenith),skyclearness,skybrightness,coeff_perez);
597 >        zenithbr*=diffnormalization;
598 >        
599 >        if (skyclearness==1)
600          normfactor = 0.777778;
601                  
602 < if (skyclearness>=6)
602 >        if (skyclearness>=6)
603          {              
604          F2 = 0.274*(0.91 + 10.0*exp(-3.0*(M_PI/2.0-altitude)) + 0.45*sundir[2]*sundir[2]);
605          normfactor = normsc()/F2/M_PI;
606          }
607  
608 < if ( (skyclearness>1) && (skyclearness<6) )
608 >        if ( (skyclearness>1) && (skyclearness<6) )
609          {
610          S_INTER=1;
611          F2 = (2.739 + .9891*sin(.3119+2.6*altitude)) * exp(-(M_PI/2.0-altitude)*(.4441+1.48*altitude));
612          normfactor = normsc()/F2/M_PI;
613          }
614  
615 < groundbr = zenithbr*normfactor;
497 < printf("# Ground ambient level: %.1f\n", groundbr);
615 >        groundbr = zenithbr*normfactor;
616  
617 < if (dosun&&(skyclearness>1))
618 < groundbr += 6.8e-5/M_PI*solarradiance*sundir[2];                
617 >        if (dosun&&(skyclearness>1))
618 >        groundbr += 6.8e-5/M_PI*solarradiance*sundir[2];                
619  
620 < groundbr *= gprefl;
620 >        groundbr *= gprefl;
621  
622  
623 +                
624 +        if(*(c_perez+1)>0)
625 +        {
626 +          if(suppress_warnings==0)
627 +                {  fprintf(stderr, "Warning: positive Perez parameter B (= %lf), printing error sky\n",*(c_perez+1));}  
628 +          print_error_sky();
629 +          exit(0);
630 +        }
631  
632 +
633   return;
634   }
635  
# Line 510 | Line 637 | return;
637  
638  
639  
640 + double solar_sunset(int month,int day)
641 + {
642 +     float W;
643 +     extern double s_latitude;
644 +     W=-1*(tan(s_latitude)*tan(sdec(jdate(month, day))));
645 +     return(12+(M_PI/2 - atan2(W,sqrt(1-W*W)))*180/(M_PI*15));
646 + }
647  
648  
649 < printsky()                      /* print out sky */
649 >
650 >
651 > double solar_sunrise(int month,int day)
652   {
653 +     float W;
654 +     extern double s_latitude;
655 +     W=-1*(tan(s_latitude)*tan(sdec(jdate(month, day))));
656 +     return(12-(M_PI/2 - atan2(W,sqrt(1-W*W)))*180/(M_PI*15));
657 + }
658 +
659 +
660 +
661 +
662 + void printsky()
663 + {      
664 +        
665 +        printf("# Local solar time: %.2f\n", st);
666 +        printf("# Solar altitude and azimuth: %.1f %.1f\n", altitude*180/M_PI, azimuth*180/M_PI);
667 +
668 +
669          if (dosun&&(skyclearness>1))
670 <                {              
670 >        {              
671                  printf("\nvoid light solar\n");
672                  printf("0\n0\n");
673                  printf("3 %.3e %.3e %.3e\n", solarradiance, solarradiance, solarradiance);
674                  printf("\nsolar source sun\n");
675                  printf("0\n0\n");
676                  printf("4 %f %f %f %f\n", sundir[0], sundir[1], sundir[2], 2*half_sun_angle);
677 <                }
526 <                
527 <        if (dosun&&(skyclearness==1))
528 <                {              
677 >        } else if (dosun) {
678                  printf("\nvoid light solar\n");
679                  printf("0\n0\n");
680                  printf("3 0.0 0.0 0.0\n");
681                  printf("\nsolar source sun\n");
682                  printf("0\n0\n");
683                  printf("4 %f %f %f %f\n", sundir[0], sundir[1], sundir[2], 2*half_sun_angle);
684 <                }
684 >        }
685          
686  
687          printf("\nvoid brightfunc skyfunc\n");
688          printf("2 skybright perezlum.cal\n");
689          printf("0\n");
690          printf("10 %.3e %.3e %lf %lf %lf %lf %lf %f %f %f \n", diffnormalization, groundbr,
691 <            *(c_perez+0),*(c_perez+1),*(c_perez+2),*(c_perez+3),*(c_perez+4),
692 <            sundir[0], sundir[1], sundir[2]);
691 >                *(c_perez+0),*(c_perez+1),*(c_perez+2),*(c_perez+3),*(c_perez+4),
692 >                sundir[0], sundir[1], sundir[2]);
693 >        
694   }
695  
696  
697 < printdefaults()                 /* print default values */
697 >
698 > void print_error_sky()
699   {
700 +
701 +
702 +        sundir[0] = -sin(azimuth)*cos(altitude);
703 +        sundir[1] = -cos(azimuth)*cos(altitude);
704 +        sundir[2] = sin(altitude);
705 +
706 +        printf("# Local solar time: %.2f\n", st);
707 +        printf("# Solar altitude and azimuth: %.1f %.1f\n", altitude*180/M_PI, azimuth*180/M_PI);
708 +
709 +        printf("\nvoid brightfunc skyfunc\n");
710 +        printf("2 skybright perezlum.cal\n");
711 +        printf("0\n");
712 +        printf("10 0.00 0.00  0.000 0.000 0.000 0.000 0.000  %f %f %f \n", sundir[0], sundir[1], sundir[2]);
713 + }
714 +        
715 +
716 +
717 +
718 +
719 + void printdefaults()                    /* print default values */
720 + {
721          printf("-g %f\t\t\t# Ground plane reflectance\n", gprefl);
722          if (zenithbr > 0.0)
723                  printf("-b %f\t\t\t# Zenith radiance (watts/ster/m^2\n", zenithbr);
# Line 557 | Line 729 | printdefaults()                        /* print default values */
729   }
730  
731  
732 < userror(msg)                    /* print usage error and quit */
733 < char  *msg;
732 >
733 >
734 > void usage_error(char* msg)                     /* print usage error and quit */
735   {
736          if (msg != NULL)
737 <                fprintf(stderr, "%s: Use error - %s\n", progname, msg);
738 <        fprintf(stderr, "Usage: %s month day hour [-P|-W|-L] direct_value diffus_value [options]\n", progname);
739 <        fprintf(stderr, "or   : %s -ang altitude azimuth [-P|-W|-L] direct_value diffus_value [options]\n", progname);
737 >                fprintf(stderr, "%s: Use error - %s\n\n", progname, msg);
738 >        fprintf(stderr, "Usage: %s      month day hour    [...]\n", progname);
739 >        fprintf(stderr, "   or: %s -ang altitude azimuth  [...]\n", progname);
740 >        fprintf(stderr, "               followed by:      -P          epsilon delta [options]\n");
741 >        fprintf(stderr, "                        or:      [-W|-L|-G]  direct_value diffuse_value [options]\n");
742 >        fprintf(stderr, "                        or:      -E          global_irradiance [options]\n\n");
743 >        fprintf(stderr, "       Description:\n");
744          fprintf(stderr, "       -P epsilon delta  (these are the Perez parameters) \n");
745          fprintf(stderr, "       -W direct-normal-irradiance diffuse-horizontal-irradiance (W/m^2)\n");
746          fprintf(stderr, "       -L direct-normal-illuminance diffuse-horizontal-illuminance (lux)\n");
747          fprintf(stderr, "       -G direct-horizontal-irradiance diffuse-horizontal-irradiance (W/m^2)\n");
748 +        fprintf(stderr, "       -E global-horizontal-irradiance (W/m^2)\n\n");
749 +        fprintf(stderr, "       Output specification with option:\n");
750          fprintf(stderr, "       -O [0|1|2]  (0=output in W/m^2/sr visible, 1=output in W/m^2/sr solar, 2=output in candela/m^2), default is 0 \n");
751 +        fprintf(stderr, "       gendaylit version 2.4 (2013/09/04)  \n\n");
752          exit(1);
753   }
754  
755  
756  
757 < double
758 < normsc()                        /* compute normalization factor (E0*F2/L0) */
757 >
758 > double normsc()           /* compute normalization factor (E0*F2/L0) */
759   {
760          static double  nfc[2][5] = {
761                                  /* clear sky approx. */
# Line 598 | Line 778 | normsc()                       /* compute normalization factor (E0*F2/L0)
778  
779  
780  
781 < printhead(ac, av)               /* print command header */
782 < register int  ac;
783 < register char  **av;
781 >
782 >
783 > void printhead(int ac, char** av)               /* print command header */
784   {
785          putchar('#');
786          while (ac--) {
# Line 613 | Line 793 | register char  **av;
793  
794  
795  
616 – void
617 – skip_comments(FILE *fp)         /* skip comments in file */
618 – {
619 –        int     c;
620 –        
621 –        while ((c = getc(fp)) != EOF)
622 –                if (c == '#') {
623 –                        while ((c = getc(fp)) != EOF)
624 –                                if (c == '\n')
625 –                                        break;
626 –                } else if (!isspace(c)) {
627 –                        ungetc(c, fp);
628 –                        break;
629 –                }
630 – }
796  
797  
633 –
798   /* Perez models */
799  
800   /* Perez global horizontal luminous efficacy model */
# Line 640 | Line 804 | double glob_h_effi_PEREZ()
804          double  value;
805          double  category_bounds[10], a[10], b[10], c[10], d[10];
806          int     category_total_number, category_number, i;
807 <
808 <
809 < if (skyclearness<skyclearinf || skyclearness>skyclearsup || skybrightness<=skybriginf || skybrightness>skybrigsup)
810 < fprintf(stderr, "Warning : skyclearness or skybrightness out of range ; \n Check your input parameters\n");
811 <
807 >        
808 >        check_parametrization();
809 >        
810 >        
811 > /*if ((skyclearness<skyclearinf || skyclearness>skyclearsup || skybrightness<skybriginf || skybrightness>skybrigsup) && suppress_warnings==0)
812 >     fprintf(stderr, "Warning: skyclearness or skybrightness out of range in function glob_h_effi_PEREZ \n"); */
813 >    
814 >    
815          /* initialize category bounds (clearness index bounds) */
816  
817          category_total_number = 8;
# Line 699 | Line 866 | fprintf(stderr, "Warning : skyclearness or skybrightne
866  
867  
868  
702 –
869          for (i=1; i<=category_total_number; i++)
870          {
871                  if ( (skyclearness >= category_bounds[i]) && (skyclearness < category_bounds[i+1]) )
# Line 713 | Line 879 | fprintf(stderr, "Warning : skyclearness or skybrightne
879   }
880  
881  
882 +
883 +
884   /* global horizontal diffuse efficacy model, according to PEREZ */
885   double glob_h_diffuse_effi_PEREZ()
886   {
# Line 720 | Line 888 | double glob_h_diffuse_effi_PEREZ()
888          double  category_bounds[10], a[10], b[10], c[10], d[10];
889          int     category_total_number, category_number, i;
890  
891 +        check_parametrization();
892          
893 < if (skyclearness<skyclearinf || skyclearness>skyclearsup || skybrightness<=skybriginf || skybrightness>skybrigsup)
894 < fprintf(stderr, "Warning : skyclearness or skybrightness out of range ; \n Check your input parameters\n");
895 <
893 >        
894 > /*if ((skyclearness<skyclearinf || skyclearness>skyclearsup || skybrightness<skybriginf || skybrightness>skybrigsup) && suppress_warnings==0)
895 > fprintf(stderr, "Warning: skyclearness or skybrightness out of range in function glob_h_diffuse_PEREZ \n"); */
896 >    
897   /* initialize category bounds (clearness index bounds) */
898  
899          category_total_number = 8;
900  
901 + //XXX:  category_bounds > 0.1
902          category_bounds[1] = 1;
903          category_bounds[2] = 1.065;
904          category_bounds[3] = 1.230;
# Line 778 | Line 949 | fprintf(stderr, "Warning : skyclearness or skybrightne
949  
950  
951  
952 <
952 >        category_number = -1;
953          for (i=1; i<=category_total_number; i++)
954          {
955                  if ( (skyclearness >= category_bounds[i]) && (skyclearness < category_bounds[i+1]) )
956                          category_number = i;
957          }
958  
959 +        if (category_number == -1) {
960 +                if (suppress_warnings==0)
961 +                    fprintf(stderr, "Warning: sky clearness (= %.3f) too high, printing error sky\n", skyclearness);
962 +                print_error_sky();
963 +                exit(0);
964 +        }
965 +                
966 +
967          value = a[category_number] + b[category_number]*atm_preci_water  + c[category_number]*cos(sunzenith*M_PI/180) +
968              d[category_number]*log(skybrightness);
969  
970          return(value);
971 +
972   }
973  
974  
975 +
976 +
977 +
978 +
979   /* direct normal efficacy model, according to PEREZ */
980  
981   double direct_n_effi_PEREZ()
# Line 802 | Line 986 | double         category_bounds[10], a[10], b[10], c[10], d[10
986   int     category_total_number, category_number, i;
987  
988  
989 < if (skyclearness<skyclearinf || skyclearness>skyclearsup || skybrightness<=skybriginf || skybrightness>skybrigsup)
990 < fprintf(stderr, "Warning : skyclearness or skybrightness out of range ; \n Check your input parameters\n");
989 > /*if ((skyclearness<skyclearinf || skyclearness>skyclearsup || skybrightness<skybriginf || skybrightness>skybrigsup) && suppress_warnings==0)
990 >   fprintf(stderr, "Warning: skyclearness or skybrightness out of range in function direct_n_effi_PEREZ \n");*/
991  
992  
993   /* initialize category bounds (clearness index bounds) */
# Line 877 | Line 1061 | return(value);
1061   /*check the range of epsilon and delta indexes of the perez parametrization*/
1062   void check_parametrization()
1063   {
1064 < if (skyclearness<skyclearinf || skyclearness>skyclearsup || skybrightness<=skybriginf || skybrightness>skybrigsup)
1064 >
1065 > if (skyclearness<skyclearinf || skyclearness>skyclearsup || skybrightness<skybriginf || skybrightness>skybrigsup)
1066                  {
1067 <                fprintf(stderr,"sky clearness or sky brightness out of range %lf\t %lf\n", skyclearness, skybrightness);
1068 <                exit(1);        
1067 >
1068 > /*  limit sky clearness or sky brightness, 2009 11 13 by J. Wienold */
1069 >                
1070 >                if (skyclearness<skyclearinf){
1071 >                        /* if (suppress_warnings==0)
1072 >                            fprintf(stderr,"Range warning: sky clearness too low (%lf)\n", skyclearness); */
1073 >                        skyclearness=skyclearinf;
1074                  }
1075 +                if (skyclearness>skyclearsup){
1076 +                        /* if (suppress_warnings==0)
1077 +                            fprintf(stderr,"Range warning: sky clearness too high (%lf)\n", skyclearness); */
1078 +                        skyclearness=skyclearsup-0.001;
1079 +                }
1080 +                if (skybrightness<skybriginf){
1081 +                        /* if (suppress_warnings==0)
1082 +                            fprintf(stderr,"Range warning: sky brightness too low (%lf)\n", skybrightness); */
1083 +                        skybrightness=skybriginf;
1084 +                }
1085 +                if (skybrightness>skybrigsup){
1086 +                        /* if (suppress_warnings==0)
1087 +                            fprintf(stderr,"Range warning: sky brightness too high (%lf)\n", skybrightness); */
1088 +                        skybrightness=skybrigsup;
1089 +                }
1090 +
1091 +        return; }
1092          else return;
1093   }
1094  
1095  
1096 < /* likelihood of the direct and diffuse components */
1096 >
1097 >
1098 >
1099 > /* validity of the direct and diffuse components */
1100   void    check_illuminances()
1101   {
1102 <        if (!( (directilluminance>=0) && (directilluminance<=solar_constant_l*1000) && (diffusilluminance>0) ))
1103 <        {
1104 <        fprintf(stderr,"direct or diffuse illuminances out of range\n");
1105 <        exit(1);
1102 >        if (directilluminance < 0) {
1103 >                if(suppress_warnings==0)
1104 >                { fprintf(stderr,"Warning: direct illuminance < 0. Using 0.0\n"); }
1105 >                directilluminance = 0.0;
1106          }
1107 < return;
1107 >        if (diffuseilluminance < 0) {
1108 >                if(suppress_warnings==0)
1109 >                { fprintf(stderr,"Warning: diffuse illuminance < 0. Using 0.0\n"); }
1110 >                diffuseilluminance = 0.0;
1111 >        }
1112 >        
1113 >        if (directilluminance+diffuseilluminance==0 && altitude > 0) {
1114 >                if(suppress_warnings==0)
1115 >                { fprintf(stderr,"Warning: zero illuminance at sun altitude > 0, printing error sky\n"); }
1116 >                print_error_sky();
1117 >                exit(0);
1118 >        }
1119 >        
1120 >        if (directilluminance > solar_constant_l) {
1121 >                if(suppress_warnings==0)
1122 >                { fprintf(stderr,"Warning: direct illuminance exceeds solar constant\n"); }
1123 >                print_error_sky();
1124 >                exit(0);
1125 >        }
1126   }
1127  
1128  
1129   void    check_irradiances()
1130   {
1131 <        if (!( (directirradiance>=0) && (directirradiance<=solar_constant_e) && (diffusirradiance>0) ))
1132 <        {
1133 <        fprintf(stderr,"direct or diffuse irradiances out of range\n");
1134 <        exit(1);
1135 <        }      
1136 < return;
1131 >        if (directirradiance < 0) {
1132 >                if(suppress_warnings==0)
1133 >                { fprintf(stderr,"Warning: direct irradiance < 0. Using 0.0\n"); }
1134 >                directirradiance = 0.0;
1135 >        }
1136 >        if (diffuseirradiance < 0) {
1137 >                if(suppress_warnings==0)
1138 >                { fprintf(stderr,"Warning: diffuse irradiance < 0. Using 0.0\n"); }
1139 >                diffuseirradiance = 0.0;
1140 >        }
1141 >        
1142 >        if (directirradiance+diffuseirradiance==0 && altitude > 0) {
1143 >                if(suppress_warnings==0)
1144 >                { fprintf(stderr,"Warning: zero irradiance at sun altitude > 0, printing error sky\n"); }
1145 >                print_error_sky();
1146 >                exit(0);
1147 >        }
1148 >        
1149 >        if (directirradiance > solar_constant_e) {
1150 >                if(suppress_warnings==0)
1151 >                { fprintf(stderr,"Warning: direct irradiance exceeds solar constant\n"); }
1152 >                print_error_sky();
1153 >                exit(0);
1154 >        }
1155   }
1156          
1157  
# Line 915 | Line 1161 | double sky_brightness()
1161   {
1162   double value;
1163  
1164 < value = diffusirradiance * air_mass() / ( solar_constant_e*get_eccentricity());
1164 > value = diffuseirradiance * air_mass() / ( solar_constant_e*get_eccentricity());
1165  
1166   return(value);
1167   }
# Line 924 | Line 1170 | return(value);
1170   /* Perez sky's clearness */
1171   double sky_clearness()
1172   {
1173 < double value;
1173 >        double value;
1174  
1175 < value = ( (diffusirradiance + directirradiance)/(diffusirradiance) + 1.041*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180 ) / (1 + 1.041*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180) ;
1175 >        value = ( (diffuseirradiance + directirradiance)/(diffuseirradiance) + 1.041*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180 ) / (1 + 1.041*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180) ;
1176  
1177 < return(value);
1177 >        return(value);
1178   }
1179  
1180  
1181  
1182   /* diffus horizontal irradiance from Perez sky's brightness */
1183 < double diffus_irradiance_from_sky_brightness()
1183 > double diffuse_irradiance_from_sky_brightness()
1184   {
1185          double value;
1186  
# Line 949 | Line 1195 | double direct_irradiance_from_sky_clearness()
1195   {
1196          double value;
1197  
1198 <        value = diffus_irradiance_from_sky_brightness();
1198 >        value = diffuse_irradiance_from_sky_brightness();
1199          value = value * ( (skyclearness-1) * (1+1.041*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180*sunzenith*M_PI/180) );
1200  
1201          return(value);
1202   }
1203  
1204  
1205 < void illu_to_irra_index(void)
1205 >
1206 >
1207 > void illu_to_irra_index()
1208   {
1209 < double  test1=0.1, test2=0.1;
1209 > double  test1=0.1, test2=0.1, d_eff;
1210   int     counter=0;      
1211  
1212 < diffusirradiance = diffusilluminance*solar_constant_e/(solar_constant_l*1000);
1213 < directirradiance = directilluminance*solar_constant_e/(solar_constant_l*1000);
1212 > diffuseirradiance = diffuseilluminance*solar_constant_e/(solar_constant_l);
1213 > directirradiance = directilluminance*solar_constant_e/(solar_constant_l);
1214   skyclearness =  sky_clearness();
1215   skybrightness = sky_brightness();
1216 < if (skyclearness>12) skyclearness=12;
969 < if (skybrightness<0.05) skybrightness=0.01;
970 <        
971 <        
972 < while ( ((fabs(diffusirradiance-test1)>10) || (fabs(directirradiance-test2)>10)
973 <                || skyclearness>skyclearinf || skyclearness<skyclearsup
974 <                || skybrightness>skybriginf || skybrightness<skybrigsup )
975 <                 && !(counter==5) )
976 <        {
977 <                /*fprintf(stderr, "conversion illuminance into irradiance %lf\t %lf\n", diffusirradiance, directirradiance);*/
1216 > check_parametrization();
1217  
1218 <        test1=diffusirradiance;
1218 >
1219 > while ( ((fabs(diffuseirradiance-test1)>10) || (fabs(directirradiance-test2)>10)
1220 >                || (!(skyclearness<skyclearinf || skyclearness>skyclearsup))
1221 >                || (!(skybrightness<skybriginf || skybrightness>skybrigsup)) )
1222 >                 && !(counter==9) )
1223 >        {
1224 >        
1225 >        test1=diffuseirradiance;
1226          test2=directirradiance;
1227          counter++;
1228          
1229 <        diffusirradiance = diffusilluminance/glob_h_diffuse_effi_PEREZ();
1230 <        directirradiance = directilluminance/direct_n_effi_PEREZ();
985 <        /*fprintf(stderr, "conversion illuminance into irradiance %lf\t %lf\n", diffusirradiance, directirradiance);*/
1229 >        diffuseirradiance = diffuseilluminance/glob_h_diffuse_effi_PEREZ();
1230 >        d_eff = direct_n_effi_PEREZ();
1231          
1232 +        
1233 +        if (d_eff < 0.1)
1234 +                directirradiance = 0;
1235 +        else    
1236 +                directirradiance = directilluminance/d_eff;
1237 +        
1238          skybrightness = sky_brightness();
1239          skyclearness =  sky_clearness();
1240 <        if (skyclearness>12) skyclearness=12;
1241 <        if (skybrightness<0.05) skybrightness=0.01;
991 <
992 <                /*fprintf(stderr, "%lf\t %lf\n", skybrightness, skyclearness);*/
993 <
1240 >        check_parametrization();
1241 >                
1242          }
1243  
1244  
1245   return;
1246   }              
1247  
1248 <
1001 < int lect_coeff_perez(char *filename,float **coeff_perez)
1248 > static int get_numlin(float epsilon)
1249   {
1250 <        FILE *fcoeff_perez;
1251 <        float temp;
1252 <        int i,j;
1253 <
1254 <        if ((fcoeff_perez = frlibopen(filename)) == NULL)
1255 <        {
1256 <                fprintf(stderr,"file %s cannot be opened\n", filename);
1257 <                return 1; /* il y a un probleme de fichier */
1258 <        }
1259 <        else
1260 <        {
1261 <                /*printf("file %s  open\n", filename);*/
1262 <        }
1263 <        
1264 <        skip_comments(fcoeff_perez);
1018 <
1019 <        for (i=0;i<8;i++)
1020 <                for (j=0;j<20;j++)
1021 <                {
1022 <                        fscanf(fcoeff_perez,"%f",&temp);
1023 <                        *(*coeff_perez+i*20+j) = temp;
1024 <                }
1025 <        fclose(fcoeff_perez);
1026 <
1027 <        return 0; /* tout est OK */
1250 >        if (epsilon < 1.065)
1251 >                return 0;
1252 >        else if (epsilon < 1.230)
1253 >                return 1;
1254 >        else if (epsilon < 1.500)
1255 >                return 2;
1256 >        else if (epsilon < 1.950)
1257 >                return 3;
1258 >        else if (epsilon < 2.800)
1259 >                return 4;
1260 >        else if (epsilon < 4.500)
1261 >                return 5;
1262 >        else if (epsilon < 6.200)
1263 >                return 6;
1264 >        return 7;
1265   }
1266  
1030 –
1031 –
1267   /* sky luminance perez model */
1268 < double calc_rel_lum_perez(double dzeta,double gamma,double Z,
1034 < double epsilon,double Delta,float *coeff_perez)
1268 > double calc_rel_lum_perez(double dzeta,double gamma,double Z,double epsilon,double Delta,float coeff_perez[])
1269   {
1270 +                        
1271          float x[5][4];
1272          int i,j,num_lin;
1273          double c_perez[5];
1274  
1275          if ( (epsilon <  skyclearinf) || (epsilon >= skyclearsup) )
1276          {
1277 <                fprintf(stderr,"Epsilon out of range in function calc_rel_lum_perez !\n");
1277 >                fprintf(stderr,"Error: epsilon out of range in function calc_rel_lum_perez!\n");
1278                  exit(1);
1279          }
1280  
# Line 1048 | Line 1283 | double epsilon,double Delta,float *coeff_perez)
1283          {
1284                  if ( Delta < 0.2 ) Delta = 0.2;
1285          }
1286 <
1287 <        if ( (epsilon >= 1.000) && (epsilon < 1.065) ) num_lin = 0;
1288 <        if ( (epsilon >= 1.065) && (epsilon < 1.230) ) num_lin = 1;
1289 <        if ( (epsilon >= 1.230) && (epsilon < 1.500) ) num_lin = 2;
1055 <        if ( (epsilon >= 1.500) && (epsilon < 1.950) ) num_lin = 3;
1056 <        if ( (epsilon >= 1.950) && (epsilon < 2.800) ) num_lin = 4;
1057 <        if ( (epsilon >= 2.800) && (epsilon < 4.500) ) num_lin = 5;
1058 <        if ( (epsilon >= 4.500) && (epsilon < 6.200) ) num_lin = 6;
1059 <        if ( (epsilon >= 6.200) && (epsilon < 14.00) ) num_lin = 7;
1060 <
1286 >        
1287 >        
1288 >        num_lin = get_numlin(epsilon);
1289 >        
1290          for (i=0;i<5;i++)
1291                  for (j=0;j<4;j++)
1292                  {
1293                          x[i][j] = *(coeff_perez + 20*num_lin + 4*i +j);
1294 <                        /* printf("x %d %d vaut %f\n",i,j,x[i][j]); */
1294 >                        /* fprintf(stderr,"x %d %d vaut %f\n",i,j,x[i][j]); */
1295                  }
1296  
1297  
# Line 1089 | Line 1318 | double epsilon,double Delta,float *coeff_perez)
1318  
1319  
1320   /* coefficients for the sky luminance perez model */
1321 < void coeff_lum_perez(double Z, double epsilon, double Delta, float *coeff_perez)
1321 > void coeff_lum_perez(double Z, double epsilon, double Delta, float coeff_perez[])
1322   {
1323          float x[5][4];
1324          int i,j,num_lin;
1325  
1326          if ( (epsilon <  skyclearinf) || (epsilon >= skyclearsup) )
1327          {
1328 <                fprintf(stderr,"Epsilon out of range in function calc_rel_lum_perez !\n");
1328 >                fprintf(stderr,"Error: epsilon out of range in function coeff_lum_perez!\n");
1329                  exit(1);
1330          }
1331  
# Line 1105 | Line 1334 | void coeff_lum_perez(double Z, double epsilon, double
1334          {
1335                  if ( Delta < 0.2 ) Delta = 0.2;
1336          }
1337 +        
1338 +        
1339 +        num_lin = get_numlin(epsilon);
1340  
1341 <        if ( (epsilon >= 1.000) && (epsilon < 1.065) ) num_lin = 0;
1110 <        if ( (epsilon >= 1.065) && (epsilon < 1.230) ) num_lin = 1;
1111 <        if ( (epsilon >= 1.230) && (epsilon < 1.500) ) num_lin = 2;
1112 <        if ( (epsilon >= 1.500) && (epsilon < 1.950) ) num_lin = 3;
1113 <        if ( (epsilon >= 1.950) && (epsilon < 2.800) ) num_lin = 4;
1114 <        if ( (epsilon >= 2.800) && (epsilon < 4.500) ) num_lin = 5;
1115 <        if ( (epsilon >= 4.500) && (epsilon < 6.200) ) num_lin = 6;
1116 <        if ( (epsilon >= 6.200) && (epsilon < 14.00) ) num_lin = 7;
1341 >        /*fprintf(stderr,"numlin %d\n", num_lin);*/
1342  
1343          for (i=0;i<5;i++)
1344                  for (j=0;j<4;j++)
# Line 1145 | Line 1370 | void coeff_lum_perez(double Z, double epsilon, double
1370   }
1371  
1372  
1373 +
1374   /* degrees into radians */
1375   double radians(double degres)
1376   {
1377          return degres*M_PI/180.0;
1378   }
1379  
1380 +
1381   /* radian into degrees */
1382   double degres(double radians)
1383   {
1384          return radians/M_PI*180.0;
1385   }
1386  
1387 +
1388   /* calculation of the angles dzeta and gamma */
1389   void theta_phi_to_dzeta_gamma(double theta,double phi,double *dzeta,double *gamma, double Z)
1390   {
# Line 1166 | Line 1394 | void theta_phi_to_dzeta_gamma(double theta,double phi,
1394          else if ( (cos(Z)*cos(theta)+sin(Z)*sin(theta)*cos(phi)) > 1.1 )
1395          {
1396                  printf("error in calculation of gamma (angle between point and sun");
1397 <                exit(3);
1397 >                exit(1);
1398          }
1399          else
1400                  *gamma = acos(cos(Z)*cos(theta)+sin(Z)*sin(theta)*cos(phi));
1401   }
1402  
1403  
1176 – /********************************************************************************/
1177 – /*      Fonction: theta_ordered                                                 */
1178 – /*                                                                              */
1179 – /*      In: char *filename                                                      */
1180 – /*                                                                              */
1181 – /*      Out: float *                                                            */
1182 – /*                                                                              */
1183 – /*      Update: 29/08/93                                                        */
1184 – /*                                                                              */
1185 – /*      Rem: theta en degres                                                    */
1186 – /*                                                                              */
1187 – /*      But: fournit les valeurs de theta du fichier d'entree a la memoire      */
1188 – /*                                                                              */
1189 – /********************************************************************************/
1190 – float *theta_ordered(char *filename)
1191 – {
1192 –        int i;
1193 –        float buffer,*ptr;
1194 –        FILE *file_in;
1404  
1196 –        if ( (file_in = frlibopen(filename)) == NULL )
1197 –        {
1198 –                fprintf(stderr,"Cannot open file %s in function theta_ordered\n",filename);
1199 –                exit(1);
1200 –        }
1201 –        
1202 –        skip_comments(file_in);
1203 –
1204 –        if ( (ptr = malloc(145*sizeof(float))) == NULL )
1205 –        {
1206 –                fprintf(stderr,"Out of memory in function theta_ordered\n");
1207 –                exit(1);
1208 –        }
1209 –
1210 –        for (i=0;i<145;i++)
1211 –        {
1212 –                fscanf(file_in,"%f",&buffer);
1213 –                *(ptr+i) = buffer;
1214 –                fscanf(file_in,"%f",&buffer);
1215 –        }
1216 –
1217 –        fclose(file_in);
1218 –        return ptr;
1219 – }
1220 –
1221 –
1222 – /********************************************************************************/
1223 – /*      Fonction: phi_ordered                                                   */
1224 – /*                                                                              */
1225 – /*      In: char *filename                                                      */
1226 – /*                                                                              */
1227 – /*      Out: float *                                                            */
1228 – /*                                                                              */
1229 – /*      Update: 29/08/93                                                        */
1230 – /*                                                                              */
1231 – /*      Rem: valeurs de Phi en DEGRES                                           */
1232 – /*                                                                              */
1233 – /*      But: mettre les angles contenus dans le fichier d'entree dans la memoire */
1234 – /*                                                                              */
1235 – /********************************************************************************/
1236 – float *phi_ordered(char *filename)
1237 – {
1238 –        int i;
1239 –        float buffer,*ptr;
1240 –        FILE *file_in;
1241 –
1242 –        if ( (file_in = frlibopen(filename)) == NULL )
1243 –        {
1244 –                fprintf(stderr,"Cannot open file %s in function phi_ordered\n",filename);
1245 –                exit(1);
1246 –        }
1247 –        
1248 –        skip_comments(file_in);
1249 –
1250 –        if ( (ptr = malloc(145*sizeof(float))) == NULL )
1251 –        {
1252 –                fprintf(stderr,"Out of memory in function phi_ordered");
1253 –                exit(1);
1254 –        }
1255 –
1256 –        for (i=0;i<145;i++)
1257 –        {
1258 –                fscanf(file_in,"%f",&buffer);
1259 –                fscanf(file_in,"%f",&buffer);
1260 –                *(ptr+i) = buffer;
1261 –        }
1262 –
1263 –        fclose(file_in);
1264 –        return ptr;
1265 – }
1266 –
1267 –
1268 – /********************************************************************************/
1269 – /*      Fonction: integ_lv                                                      */
1270 – /*                                                                              */
1271 – /*      In: float *lv,*theta                                                    */
1272 – /*          int sun_pos                                                         */
1273 – /*                                                                              */
1274 – /*      Out: double                                                             */
1275 – /*                                                                              */
1276 – /*      Update: 29/08/93                                                        */
1277 – /*                                                                              */
1278 – /*      Rem:                                                                    */
1279 – /*                                                                              */
1280 – /*      But: calcul l'integrale de luminance relative sans la dir. du soleil    */
1281 – /*                                                                              */
1282 – /********************************************************************************/
1405   double integ_lv(float *lv,float *theta)
1406   {
1407          int i;
1408          double buffer=0.0;
1409 <
1409 >        
1410          for (i=0;i<145;i++)
1411 +        {
1412                  buffer += (*(lv+i))*cos(radians(*(theta+i)));
1413 <
1413 >        }
1414 >                        
1415          return buffer*2*M_PI/144;
1292 –
1416   }
1417  
1418  
1419  
1297 –
1298 –
1299 –
1420   /* enter day number(double), return E0 = square(R0/R):  eccentricity correction factor  */
1421  
1422   double get_eccentricity()
# Line 1309 | Line 1429 | double get_eccentricity()
1429              0.000719*cos(2*day_angle)+0.000077*sin(2*day_angle);
1430  
1431          return (E0);
1312 –
1432   }
1433  
1434  
# Line 1317 | Line 1436 | double get_eccentricity()
1436   double  air_mass()
1437   {
1438   double  m;
1320 –
1439   if (sunzenith>90)
1440          {
1441 <        fprintf(stderr, "solar zenith angle larger than 90� in fuction air_mass():\n the models used are not more valid\n");
1442 <        exit(1);
1441 >        if(suppress_warnings==0)
1442 >        { fprintf(stderr, "Warning: air mass has reached the maximal value\n"); }
1443 >        sunzenith=90;
1444          }
1326 –        
1445   m = 1/( cos(sunzenith*M_PI/180)+0.15*exp( log(93.885-sunzenith)*(-1.253) ) );
1446   return(m);
1447   }
1330 –
1331 –
1332 – double get_angle_sun_direction(double sun_zenith, double sun_azimut, double direction_zenith, double direction_azimut)
1333 –
1334 – {
1335 –
1336 – double angle;
1337 –
1338 –
1339 – if (sun_zenith == 0)
1340 –        puts("WARNING: zenith_angle = 0 in function get_angle_sun_vert_plan");
1341 –
1342 – angle = acos( cos(sun_zenith*M_PI/180)*cos(direction_zenith*M_PI/180) + sin(sun_zenith*M_PI/180)*sin(direction_zenith*M_PI/180)*cos((sun_azimut-direction_azimut)*M_PI/180) );
1343 – angle = angle*180/M_PI;
1344 – return(angle);
1345 – }
1346 –
1347 –
1348 –
1349 –
1350 –
1448  
1449  
1450  

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