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

Comparing ray/src/gen/gendaymtx.c (file contents):
Revision 2.36 by greg, Mon Apr 13 17:12:19 2020 UTC vs.
Revision 2.44 by greg, Sat Jun 7 05:09:45 2025 UTC

# Line 88 | Line 88 | static const char RCSid[] = "$Id$";
88   #include "rtio.h"
89   #include "color.h"
90   #include "sun.h"
91 + #include "loadEPW.h"
92  
92 – char *progname;                                                         /* Program name */
93 – char errmsg[128];                                                       /* Error message buffer */
93   const double DC_SolarConstantE = 1367.0;        /* Solar constant W/m^2 */
94   const double DC_SolarConstantL = 127.5;         /* Solar constant klux */
95  
# Line 129 | Line 128 | extern void CalcPerezParam( double, double, double, in
128   extern void CalcSkyPatchLumin( float *parr );
129   extern void ComputeSky( float *parr );
130  
131 +
132 + extern double  solar_sunset(int month, int day);
133 + extern double  solar_sunrise(int month, int day);
134 +
135   /* Degrees into radians */
136   #define DegToRad(deg)   ((deg)*(PI/180.))
137  
138   /* Radiuans into degrees */
139   #define RadToDeg(rad)   ((rad)*(180./PI))
140  
138 –
141   /* Perez sky model coefficients */
142  
143   /* Reference:   Perez, R., R. Seals, and J. Michalsky, 1993. "All- */
# Line 307 | Line 309 | getfmtname(int fmt)
309   int
310   main(int argc, char *argv[])
311   {
312 <        char    buf[256];
312 >        EPWheader       *epw = NULL;    /* EPW/WEA input file */
313 >        EPWrecord       erec;           /* current EPW/WEA input record */
314 >        float   dpthist[2];             /* previous dew point temps */
315 >        double  dir, dif;
316          int     doheader = 1;           /* output header? */
317          double  rotation = 0;           /* site rotation (degrees) */
318          double  elevation;              /* site elevation (meters) */
319          int     leap_day = 0;           /* add leap day? */
320 +        int     sun_hours_only = 0;     /* only output sun hours? */
321          int     dir_is_horiz;           /* direct is meas. on horizontal? */
322          FILE    *sunsfp = NULL;         /* output file for individual suns */
323          FILE    *modsfp = NULL;         /* modifier output file */
# Line 321 | Line 327 | main(int argc, char *argv[])
327          int     tstorage = 0;           /* number of allocated time steps */
328          int     nstored = 0;            /* number of time steps in matrix */
329          int     last_monthly = 0;       /* month of last report */
324 –        int     mo, da;                 /* month (1-12) and day (1-31) */
325 –        double  hr;                     /* hour (local standard time) */
326 –        double  dir, dif;               /* direct and diffuse values */
330          int     mtx_offset;
331          int     i, j;
332 +        double  timeinterval = 0;
333  
334 <        progname = argv[0];
334 >        fixargv0(argv[0]);
335                                          /* get options */
336          for (i = 1; i < argc && argv[i][0] == '-'; i++)
337                  switch (argv[i][1]) {
# Line 406 | Line 410 | main(int argc, char *argv[])
410                  case 's':                       /* sky only (no direct) */
411                          suncolor[0] = suncolor[1] = suncolor[2] = 0;
412                          break;
413 +                case 'u':                       /* solar hours only */
414 +                        sun_hours_only = 1;
415 +                        break;
416                  case 'r':                       /* rotate distribution */
417                          if (argv[i][2] && argv[i][2] != 'z')
418                                  goto userr;
# Line 424 | Line 431 | main(int argc, char *argv[])
431                  case 'A':                       /* compute average sky */
432                          avgSky = 1;
433                          break;
434 +                case 'i':
435 +                        timeinterval = atof(argv[++i]);
436 +                        break;
437                  default:
438                          goto userr;
439                  }
440 <        if (i < argc-1)
440 >        if ((i < argc-1) | (i > argc))
441                  goto userr;
442 <        if (i == argc-1 && freopen(argv[i], "r", stdin) == NULL) {
443 <                fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for input\n",
434 <                                progname, argv[i]);
442 >        epw = EPWopen(argv[i]);
443 >        if (epw == NULL)
444                  exit(1);
436 –        }
445          if ((modsfp != NULL) & (sunsfp == NULL))
446                  fprintf(stderr, "%s: warning -M output will be empty without -D\n",
447                                  progname);
# Line 446 | Line 454 | main(int argc, char *argv[])
454                                          progname);
455          }
456                                          /* read weather tape header */
457 <        if (scanf("place %[^\r\n] ", buf) != 1)
458 <                goto fmterr;
459 <        if (scanf("latitude %lf\n", &s_latitude) != 1)
460 <                goto fmterr;
461 <        if (scanf("longitude %lf\n", &s_longitude) != 1)
462 <                goto fmterr;
463 <        if (scanf("time_zone %lf\n", &s_meridian) != 1)
456 <                goto fmterr;
457 <        if (scanf("site_elevation %lf\n", &elevation) != 1)
458 <                goto fmterr;
459 <        if (scanf("weather_data_file_units %d\n", &input) != 1)
460 <                goto fmterr;
461 <        switch (input) {                /* translate units */
462 <        case 1:
457 >        s_latitude = epw->loc.latitude;
458 >        s_longitude = -epw->loc.longitude;
459 >        s_meridian = -15.*epw->loc.timezone;
460 >        elevation = epw->loc.elevation;
461 >        switch (epw->isWEA) {           /* translate units */
462 >        case WEAnot:
463 >        case WEAradnorm:
464                  input = 1;              /* radiometric quantities */
465                  dir_is_horiz = 0;       /* direct is perpendicular meas. */
466                  break;
467 <        case 2:
467 >        case WEAradhoriz:
468                  input = 1;              /* radiometric quantities */
469                  dir_is_horiz = 1;       /* solar measured horizontally */
470                  break;
471 <        case 3:
471 >        case WEAphotnorm:
472                  input = 2;              /* photometric quantities */
473                  dir_is_horiz = 0;       /* direct is perpendicular meas. */
474                  break;
# Line 476 | Line 477 | main(int argc, char *argv[])
477          }
478          rh_init();                      /* initialize sky patches */
479          if (verbose) {
480 <                fprintf(stderr, "%s: location '%s'\n", progname, buf);
480 >                fprintf(stderr, "%s: location '%s, %s'\n", progname,
481 >                                epw->loc.city, epw->loc.country);
482                  fprintf(stderr, "%s: (lat,long)=(%.1f,%.1f) degrees north, west\n",
483                                  progname, s_latitude, s_longitude);
484                  if (avgSky >= 0)
485                          fprintf(stderr, "%s: %d sky patches\n",
486                                          progname, nskypatch);
487                  if (sunsfp)
488 <                        fprintf(stderr, "%s: outputting suns to file\n",
489 <                                        progname);
488 >                        fprintf(stderr, "%s: outputting suns to %s\n",
489 >                                        progname, sunsfp==stdout ? "stdout" : "file");
490                  if (rotation != 0)
491                          fprintf(stderr, "%s: rotating output %.0f degrees\n",
492                                          progname, rotation);
# Line 495 | Line 497 | main(int argc, char *argv[])
497          s_meridian = DegToRad(s_meridian);
498                                          /* initial allocation */
499          mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, tstorage=2, nskypatch);
500 +        dpthist[0] = -100;
501                                          /* process each time step in tape */
502 <        while (scanf("%d %d %lf %lf %lf\n", &mo, &da, &hr, &dir, &dif) == 5) {
503 <                double          sda, sta;
502 >        while ((j = EPWread(epw, &erec)) > 0) {
503 >                const int       mo = erec.date.month+1;
504 >                const int       da = erec.date.day;
505 >                const double    hr = erec.date.hour;
506 >                double          sda, sta, st;
507 >                int             sun_in_sky;
508 >                                        /* 3-hour dew point temp */
509 >                if (EPWisset(&erec,dptemp)) {
510 >                        if (dpthist[0] < -99)
511 >                                dpthist[0] = dpthist[1] = erec.dptemp;
512 >                        dew_point = (1./3.)*(dpthist[0] + dpthist[1] + erec.dptemp);
513 >                        dpthist[0] = dpthist[1]; dpthist[1] = erec.dptemp;
514 >                } else
515 >                        dpthist[0] = -100;
516 >                                        /* compute solar position */
517 >                if ((mo == 2) & (da == 29)) {
518 >                        julian_date = 60;
519 >                        leap_day = 1;
520 >                } else
521 >                        julian_date = jdate(mo, da) + leap_day;
522 >                sda = sdec(julian_date);
523 >                sta = stadj(julian_date);
524 >                st = hr + sta;
525 >                
526 >                if (timeinterval > 0) {
527 >                        if (fabs(solar_sunrise(mo, da) - st) <= timeinterval/120)
528 >                                st = (st + timeinterval/120 + solar_sunrise(mo, da))/2;
529 >                        else if (fabs(solar_sunset(mo, da) - st) < timeinterval/120)
530 >                                st = (st - timeinterval/120 + solar_sunset(mo, da))/2;
531 >                }
532 >                altitude = salt(sda, st);
533 >                sun_in_sky = (altitude > -DegToRad(SUN_ANG_DEG/2.));
534 >                if (sun_hours_only & !sun_in_sky)
535 >                        continue;       /* skipping nighttime points */
536 >                azimuth = sazi(sda, st) + PI - DegToRad(rotation);
537  
538 +                switch (epw->isWEA) {           /* translate units */
539 +                case WEAnot:
540 +                case WEAradnorm:
541 +                        if (!EPWisset(&erec,dirirrad) |
542 +                                        !EPWisset(&erec,horizdiffirrad)) {
543 +                                fprintf(stderr, "%s: missing required irradiances at line %d\n",
544 +                                                progname, epw->lino);
545 +                                exit(1);
546 +                        }
547 +                        dir = erec.dirirrad;
548 +                        dif = erec.horizdiffirrad;
549 +                        break;
550 +                case WEAradhoriz:
551 +                        dir = erec.globhorizirrad - erec.horizdiffirrad;
552 +                        dif = erec.horizdiffirrad;
553 +                        break;
554 +                case WEAphotnorm:
555 +                        dir = erec.dirillum;
556 +                        dif = erec.diffillum;
557 +                        break;
558 +                }
559                  mtx_offset = 3*nskypatch*nstored;
560                  nstored += !avgSky | !nstored;
561                                          /* make space for next row */
# Line 507 | Line 564 | main(int argc, char *argv[])
564                          mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, tstorage, nskypatch);
565                  }
566                  ntsteps++;              /* keep count of time steps */
510 –                                        /* compute solar position */
511 –                if ((mo == 2) & (da == 29)) {
512 –                        julian_date = 60;
513 –                        leap_day = 1;
514 –                } else
515 –                        julian_date = jdate(mo, da) + leap_day;
516 –                sda = sdec(julian_date);
517 –                sta = stadj(julian_date);
518 –                altitude = salt(sda, hr+sta);
519 –                azimuth = sazi(sda, hr+sta) + PI - DegToRad(rotation);
567  
568                  if (dir+dif <= 1e-4) {  /* effectively nighttime? */
569                          if (!avgSky | !mtx_offset)
570                                  memset(mtx_data+mtx_offset, 0,
571                                                  sizeof(float)*3*nskypatch);
572 <                        if (sunsfp)     /* output black sun */
572 >                                        /* output black sun? */
573 >                        if (sunsfp && sun_in_sky)
574                                  OutputSun(solar_minute(julian_date,hr), 0,
575                                                          sunsfp, modsfp);
576                          continue;
577                  }
578 +                if (!sun_in_sky && dir > (input==1 ? 20. : 20.*WHTEFFICACY))
579 +                        fprintf(stderr,
580 +                                "%s: warning - unusually bright at %.1f on %d-%d\n",
581 +                                        progname, hr, mo, da);
582                                          /* convert measured values */
583 <                if (dir_is_horiz && altitude > 0.)
583 >                if (dir_is_horiz && altitude > FTINY)
584                          dir /= sin(altitude);
585                  if (input == 1) {
586                          dir_irrad = dir;
# Line 539 | Line 591 | main(int argc, char *argv[])
591                  }
592                                          /* compute sky patch values */
593                  ComputeSky(mtx_data+mtx_offset);
594 <
595 <                if (sunsfp)             /* output sun if requested */
594 >                                        /* output sun if requested */
595 >                if (sunsfp && sun_in_sky)
596                          OutputSun(solar_minute(julian_date,hr), 1,
597                                                  sunsfp, modsfp);
598  
# Line 557 | Line 609 | main(int argc, char *argv[])
609                                                  progname, last_monthly=mo);
610                                          /* note whether leap-day was given */
611          }
612 +        if (j != EOF) {
613 +                fprintf(stderr, "%s: error on input\n", progname);
614 +                exit(1);
615 +        }
616 +        EPWclose(epw); epw = NULL;
617          if (!ntsteps) {
618                  fprintf(stderr, "%s: no valid time steps on input\n", progname);
619                  exit(1);
620          }
564 –                                        /* check for junk at end */
565 –        while ((i = fgetc(stdin)) != EOF)
566 –                if (!isspace(i)) {
567 –                        fprintf(stderr, "%s: warning - unexpected data past EOT: ",
568 –                                        progname);
569 –                        buf[0] = i; buf[1] = '\0';
570 –                        fgets(buf+1, sizeof(buf)-1, stdin);
571 –                        fputs(buf, stderr); fputc('\n', stderr);
572 –                        break;
573 –                }
574 –
621          if (avgSky < 0)                 /* no matrix output? */
622                  goto alldone;
623  
# Line 642 | Line 688 | alldone:
688                  fprintf(stderr, "%s: done.\n", progname);
689          exit(0);
690   userr:
691 <        fprintf(stderr, "Usage: %s [-v][-h][-A][-d|-s|-n][-D file][-r deg][-m N][-g r g b][-c r g b][-o{f|d}][-O{0|1}] [tape.wea]\n",
691 >        fprintf(stderr, "Usage: %s [-v][-h][-A][-d|-s|-n][-u][-D file [-M modfile]][-r deg][-m N][-g r g b][-c r g b][-o{f|d}][-O{0|1}] [tape.wea]\n",
692                          progname);
693          exit(1);
694   fmterr:
# Line 653 | Line 699 | writerr:
699          exit(1);
700   }
701  
702 +
703   /* Return maximum of two doubles */
704   double dmax( double a, double b )
705   { return (a > b) ? a : b; }
# Line 664 | Line 711 | ComputeSky(float *parr)
711          int index;                      /* Category index */
712          double norm_diff_illum;         /* Normalized diffuse illuimnance */
713          int i;
714 <        
714 >
715          /* Calculate atmospheric precipitable water content */
716          apwc = CalcPrecipWater(dew_point);
717  
# Line 698 | Line 745 | ComputeSky(float *parr)
745                  /* Limit sky clearness */
746                  if (sky_clearness > 11.9)
747                          sky_clearness = 11.9;
748 +                else if (sky_clearness < 1.0)
749 +                        sky_clearness = 1.0;
750  
751                  /* Limit sky brightness */
752                  if (sky_brightness < 0.01)
753                          sky_brightness = 0.01;
754 +                else if (sky_brightness > 0.6)
755 +                        sky_brightness = 0.6;
756  
757                  /* Calculate illuminance */
758                  index = GetCategoryIndex();
# Line 754 | Line 805 | ComputeSky(float *parr)
805          }
806   }
807  
808 +
809 + double
810 + solar_sunset(int month, int day)
811 + {
812 +        float W;
813 +        W = -1 * (tan(s_latitude) * tan(sdec(jdate(month, day))));
814 +        return(12 + (M_PI / 2 - atan2(W, sqrt(1 - W * W))) * 180 / (M_PI * 15));
815 + }
816 +
817 +
818 + double
819 + solar_sunrise(int month, int day)
820 + {
821 +        float W;
822 +        W = -1 * (tan(s_latitude) * tan(sdec(jdate(month, day))));
823 +        return(12 - (M_PI / 2 - atan2(W, sqrt(1 - W * W))) * 180 / (M_PI * 15));
824 + }
825 +
826 +
827   /* Add in solar direct to nearest sky patches (GW) */
828   void
829   AddDirect(float *parr)
# Line 814 | Line 884 | OutputSun(int id, int goodsun, FILE *fp, FILE *mfp)
884          FVECT   sv;
885  
886          srad = DegToRad(SUN_ANG_DEG/2.);
817 –
818 –        if (altitude < -srad)           /* well below horizon? */
819 –                return;
820 –
887          srad = goodsun ? dir_illum/(WHTEFFICACY * PI*srad*srad) : 0;
888          vector(sv, altitude, azimuth);
889          fprintf(fp, "\nvoid light solar%d\n0\n0\n", id);
# Line 1027 | Line 1093 | int CalcSkyParamFromIllum()
1093          if (sky_brightness < 0.01)
1094                          sky_brightness = 0.01;
1095  
1096 +        if (sky_clearness < 1.0000)
1097 +        {
1098 +                sky_clearness = 1.0000;
1099 +        }
1100 +
1101 +        if (sky_brightness > 0.6)
1102 +        {
1103 +                sky_brightness = 0.6;
1104 +        }
1105 +
1106          while (((fabs(diff_irrad - test1) > 10.0) ||
1107                          (fabs(dir_irrad - test2) > 10.0)) && !(counter == 5))
1108          {
# Line 1052 | Line 1128 | int CalcSkyParamFromIllum()
1128                  /* Limit sky brightness */
1129                  if (sky_brightness < 0.01)
1130                          sky_brightness = 0.01;
1131 +
1132 +                if (sky_clearness < 1.0000)
1133 +                {
1134 +                        sky_clearness = 1.0000;
1135 +                }
1136 +
1137 +                if (sky_brightness > 0.6)
1138 +                {
1139 +                        sky_brightness = 0.6;
1140 +                }
1141          }
1142  
1143          return GetCategoryIndex();

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines