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

Comparing ray/src/gen/gendaymtx.c (file contents):
Revision 2.2 by greg, Fri Jan 18 19:56:03 2013 UTC vs.
Revision 2.40 by greg, Fri Apr 26 23:10:59 2024 UTC

# Line 81 | Line 81 | static const char RCSid[] = "$Id$";
81  
82   /* Include files */
83   #define _USE_MATH_DEFINES
84 – #include <stdio.h>
84   #include <stdlib.h>
86 – #include <string.h>
85   #include <ctype.h>
86 + #include "platform.h"
87   #include "rtmath.h"
88 + #include "rtio.h"
89   #include "color.h"
90 + #include "sun.h"
91  
92 < char *progname;                                                         /* Program name */
92 < char errmsg[128];                                                       /* Error message buffer */
92 > char *progname;                                 /* Program name */
93   const double DC_SolarConstantE = 1367.0;        /* Solar constant W/m^2 */
94   const double DC_SolarConstantL = 127.5;         /* Solar constant klux */
95  
# Line 108 | Line 108 | double sky_clearness;                  /* Sky clearness */
108   double solar_rad;                       /* Solar radiance */
109   double sun_zenith;                      /* Sun zenith angle (radians) */
110   int     input = 0;                              /* Input type */
111 + int     output = 0;                             /* Output type */
112  
113   extern double dmax( double, double );
114   extern double CalcAirMass();
# Line 127 | 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  
136 –
141   /* Perez sky model coefficients */
142  
143   /* Reference:   Perez, R., R. Seals, and J. Michalsky, 1993. "All- */
# Line 208 | Line 212 | static const CategoryBounds SkyClearCat[8] =
212          { 1.950, 2.800 },
213          { 2.800, 4.500 },
214          { 4.500, 6.200 },
215 <        { 6.200, 12.00 }        /* Clear */
215 >        { 6.200, 12.01 }        /* Clear */
216   };
217  
218   /* Luminous efficacy model coefficients */
# Line 246 | Line 250 | static const ModelCoeff DirectLumEff[8] =
250          { 101.18,  1.58, -1.10,  -8.29 }
251   };
252  
253 < extern int jdate(int month, int day);
254 < extern double stadj(int  jd);
255 < extern double sdec(int  jd);
252 < extern double salt(double sd, double st);
253 < extern double sazi(double sd, double st);
254 <                                        /* sun calculation constants */
255 < extern double  s_latitude;
256 < extern double  s_longitude;
257 < extern double  s_meridian;
253 > #ifndef NSUNPATCH
254 > #define NSUNPATCH       4               /* max. # patches to spread sun into */
255 > #endif
256  
257 < double          grefl = 0.2;            /* diffuse ground reflectance */
257 > #define SUN_ANG_DEG     0.533           /* sun full-angle in degrees */
258  
259 + int             nsuns = NSUNPATCH;      /* number of sun patches to use */
260 + double          fixed_sun_sa = -1;      /* fixed solid angle per sun? */
261 +
262   int             verbose = 0;            /* progress reports to stderr? */
263  
264   int             outfmt = 'a';           /* output format */
265  
266   int             rhsubdiv = 1;           /* Reinhart sky subdivisions */
267  
268 < float           skycolor[3] = {.96, 1.004, 1.118};      /* sky coloration */
268 > COLOR           skycolor = {.96, 1.004, 1.118}; /* sky coloration */
269 > COLOR           suncolor = {1., 1., 1.};        /* sun color */
270 > COLOR           grefl = {.2, .2, .2};           /* ground reflectance */
271  
269 – int             do_sun = 1;             /* output direct solar contribution? */
270 –
272   int             nskypatch;              /* number of Reinhart patches */
273   float           *rh_palt;               /* sky patch altitudes (radians) */
274   float           *rh_pazi;               /* sky patch azimuths (radians) */
275   float           *rh_dom;                /* sky patch solid angle (sr) */
276  
277 < #define         vector(v,alt,azi)       (       (v)[1] = tcos(alt), \
278 <                                                (v)[0] = (v)[1]*tsin(azi), \
279 <                                                (v)[1] *= tcos(azi), \
280 <                                                (v)[2] = tsin(alt) )
277 > #define         vector(v,alt,azi)       (       (v)[1] = cos(alt), \
278 >                                                (v)[0] = (v)[1]*sin(azi), \
279 >                                                (v)[1] *= cos(azi), \
280 >                                                (v)[2] = sin(alt) )
281  
282   #define         rh_vector(v,i)          vector(v,rh_palt[i],rh_pazi[i])
283  
284   #define         rh_cos(i)               tsin(rh_palt[i])
285  
286 + #define         solar_minute(jd,hr)     ((24*60)*((jd)-1)+(int)((hr)*60.+.5))
287 +
288   extern int      rh_init(void);
289   extern float *  resize_dmatrix(float *mtx_data, int nsteps, int npatch);
290 + extern void     OutputSun(int id, int goodsun, FILE *fp, FILE *mfp);
291   extern void     AddDirect(float *parr);
292  
293 +
294 + static const char *
295 + getfmtname(int fmt)
296 + {
297 +        switch (fmt) {
298 +        case 'a':
299 +                return("ascii");
300 +        case 'f':
301 +                return("float");
302 +        case 'd':
303 +                return("double");
304 +        }
305 +        return("unknown");
306 + }
307 +
308 +
309   int
310   main(int argc, char *argv[])
311   {
312          char    buf[256];
313 +        int     doheader = 1;           /* output header? */
314 +        double  rotation = 0;           /* site rotation (degrees) */
315          double  elevation;              /* site elevation (meters) */
316 +        int     leap_day = 0;           /* add leap day? */
317 +        int     sun_hours_only = 0;     /* only output sun hours? */
318          int     dir_is_horiz;           /* direct is meas. on horizontal? */
319 +        FILE    *sunsfp = NULL;         /* output file for individual suns */
320 +        FILE    *modsfp = NULL;         /* modifier output file */
321          float   *mtx_data = NULL;       /* our matrix data */
322 <        int     ntsteps = 0;            /* number of rows in matrix */
322 >        int     avgSky = 0;             /* compute average sky r.t. matrix? */
323 >        int     ntsteps = 0;            /* number of time steps */
324 >        int     tstorage = 0;           /* number of allocated time steps */
325 >        int     nstored = 0;            /* number of time steps in matrix */
326          int     last_monthly = 0;       /* month of last report */
327          int     mo, da;                 /* month (1-12) and day (1-31) */
328          double  hr;                     /* hour (local standard time) */
329          double  dir, dif;               /* direct and diffuse values */
330          int     mtx_offset;
331          int     i, j;
332 +        double  timeinterval = 0;
333  
334          progname = argv[0];
335                                          /* get options */
336          for (i = 1; i < argc && argv[i][0] == '-'; i++)
337                  switch (argv[i][1]) {
338 <                case 'g':
339 <                        grefl = atof(argv[++i]);
338 >                case 'g':                       /* ground reflectance */
339 >                        grefl[0] = atof(argv[++i]);
340 >                        grefl[1] = atof(argv[++i]);
341 >                        grefl[2] = atof(argv[++i]);
342                          break;
343 <                case 'v':
343 >                case 'v':                       /* verbose progress reports */
344                          verbose++;
345                          break;
346 <                case 'o':
346 >                case 'h':                       /* turn off header */
347 >                        doheader = 0;
348 >                        break;
349 >                case 'o':                       /* output format */
350                          switch (argv[i][2]) {
351                          case 'f':
352                          case 'd':
# Line 322 | Line 357 | main(int argc, char *argv[])
357                                  goto userr;
358                          }
359                          break;
360 <                case 'm':
360 >                case 'O':                       /* output type */
361 >                        switch (argv[i][2]) {
362 >                        case '0':
363 >                                output = 0;
364 >                                break;
365 >                        case '1':
366 >                                output = 1;
367 >                                break;
368 >                        default:
369 >                                goto userr;
370 >                        }
371 >                        if (argv[i][3])
372 >                                goto userr;
373 >                        break;
374 >                case 'm':                       /* Reinhart subdivisions */
375                          rhsubdiv = atoi(argv[++i]);
376                          break;
377 <                case 'c':
377 >                case 'c':                       /* sky color */
378                          skycolor[0] = atof(argv[++i]);
379                          skycolor[1] = atof(argv[++i]);
380                          skycolor[2] = atof(argv[++i]);
381                          break;
382 <                case 'd':
383 <                        do_sun = 1;
382 >                case 'D':                       /* output suns to file */
383 >                        if (strcmp(argv[++i], "-")) {
384 >                                sunsfp = fopen(argv[i], "w");
385 >                                if (sunsfp == NULL) {
386 >                                        fprintf(stderr,
387 >                                        "%s: cannot open '%s' for output\n",
388 >                                                        progname, argv[i]);
389 >                                        exit(1);
390 >                                }
391 >                                break;          /* still may output matrix */
392 >                        }
393 >                        sunsfp = stdout;        /* sending to stdout, so... */
394 >                        /* fall through */
395 >                case 'n':                       /* no matrix output */
396 >                        avgSky = -1;
397 >                        rhsubdiv = 1;
398 >                        /* fall through */
399 >                case 'd':                       /* solar (direct) only */
400                          skycolor[0] = skycolor[1] = skycolor[2] = 0;
401 +                        grefl[0] = grefl[1] = grefl[2] = 0;
402                          break;
403 <                case 's':
404 <                        do_sun = 0;
405 <                        if (skycolor[1] <= 1e-4)
406 <                                skycolor[0] = skycolor[1] = skycolor[2] = 1;
403 >                case 'M':                       /* send sun modifiers to file */
404 >                        if ((modsfp = fopen(argv[++i], "w")) == NULL) {
405 >                                fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for output\n",
406 >                                                progname, argv[i]);
407 >                                exit(1);
408 >                        }
409                          break;
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;
419 +                        rotation = atof(argv[++i]);
420 +                        break;
421 +                case '5':                       /* 5-phase calculation */
422 +                        nsuns = 1;
423 +                        fixed_sun_sa = PI/360.*atof(argv[++i]);
424 +                        if (fixed_sun_sa <= 0) {
425 +                                fprintf(stderr, "%s: missing solar disk size argument for '-5' option\n",
426 +                                                progname);
427 +                                exit(1);
428 +                        }
429 +                        fixed_sun_sa *= fixed_sun_sa*PI;
430 +                        break;
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                  }
# Line 349 | Line 444 | main(int argc, char *argv[])
444                                  progname, argv[i]);
445                  exit(1);
446          }
447 +        if ((modsfp != NULL) & (sunsfp == NULL))
448 +                fprintf(stderr, "%s: warning -M output will be empty without -D\n",
449 +                                progname);
450          if (verbose) {
451                  if (i == argc-1)
452                          fprintf(stderr, "%s: reading weather tape '%s'\n",
# Line 391 | Line 489 | main(int argc, char *argv[])
489                  fprintf(stderr, "%s: location '%s'\n", progname, buf);
490                  fprintf(stderr, "%s: (lat,long)=(%.1f,%.1f) degrees north, west\n",
491                                  progname, s_latitude, s_longitude);
492 <                fprintf(stderr, "%s: %d sky patches per time step\n",
493 <                                progname, nskypatch);
492 >                if (avgSky >= 0)
493 >                        fprintf(stderr, "%s: %d sky patches\n",
494 >                                        progname, nskypatch);
495 >                if (sunsfp)
496 >                        fprintf(stderr, "%s: outputting suns to %s\n",
497 >                                        progname, sunsfp==stdout ? "stdout" : "file");
498 >                if (rotation != 0)
499 >                        fprintf(stderr, "%s: rotating output %.0f degrees\n",
500 >                                        progname, rotation);
501          }
502                                          /* convert quantities to radians */
503          s_latitude = DegToRad(s_latitude);
504          s_longitude = DegToRad(s_longitude);
505          s_meridian = DegToRad(s_meridian);
506 +                                        /* initial allocation */
507 +        mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, tstorage=2, nskypatch);
508                                          /* process each time step in tape */
509          while (scanf("%d %d %lf %lf %lf\n", &mo, &da, &hr, &dir, &dif) == 5) {
510 <                double          sda, sta;
511 <                                        /* make space for next time step */
405 <                mtx_offset = 3*nskypatch*ntsteps++;
406 <                mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, ntsteps, nskypatch);
407 <                if (dif <= 1e-4) {
408 <                        memset(mtx_data+mtx_offset, 0, sizeof(float)*3*nskypatch);
409 <                        continue;
410 <                }
411 <                if (verbose && mo != last_monthly)
412 <                        fprintf(stderr, "%s: stepping through month %d...\n",
413 <                                                progname, last_monthly=mo);
510 >                double          sda, sta, st;
511 >                int             sun_in_sky;
512                                          /* compute solar position */
513 <                julian_date = jdate(mo, da);
513 >                if ((mo == 2) & (da == 29)) {
514 >                        julian_date = 60;
515 >                        leap_day = 1;
516 >                } else
517 >                        julian_date = jdate(mo, da) + leap_day;
518                  sda = sdec(julian_date);
519                  sta = stadj(julian_date);
520 <                altitude = salt(sda, hr+sta);
521 <                azimuth = sazi(sda, hr+sta) + PI;
520 >                st = hr + sta;
521 >                
522 >                if (timeinterval > 0) {
523 >                        if (fabs(solar_sunrise(mo, da) - st) <= timeinterval/120)
524 >                                st = (st + timeinterval/120 + solar_sunrise(mo, da))/2;
525 >                        else if (fabs(solar_sunset(mo, da) - st) < timeinterval/120)
526 >                                st = (st - timeinterval/120 + solar_sunset(mo, da))/2;
527 >                }
528 >                altitude = salt(sda, st);
529 >                sun_in_sky = (altitude > -DegToRad(SUN_ANG_DEG/2.));
530 >                if (sun_hours_only && !sun_in_sky)
531 >                        continue;       /* skipping nighttime points */
532 >                azimuth = sazi(sda, st) + PI - DegToRad(rotation);
533 >
534 >                mtx_offset = 3*nskypatch*nstored;
535 >                nstored += !avgSky | !nstored;
536 >                                        /* make space for next row */
537 >                if (nstored > tstorage) {
538 >                        tstorage += (tstorage>>1) + nstored + 7;
539 >                        mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, tstorage, nskypatch);
540 >                }
541 >                ntsteps++;              /* keep count of time steps */
542 >
543 >                if (dir+dif <= 1e-4) {  /* effectively nighttime? */
544 >                        if (!avgSky | !mtx_offset)
545 >                                memset(mtx_data+mtx_offset, 0,
546 >                                                sizeof(float)*3*nskypatch);
547 >                                        /* output black sun? */
548 >                        if (sunsfp && sun_in_sky)
549 >                                OutputSun(solar_minute(julian_date,hr), 0,
550 >                                                        sunsfp, modsfp);
551 >                        continue;
552 >                }
553 >                if (!sun_in_sky && dir > (input==1 ? 20. : 20.*WHTEFFICACY))
554 >                        fprintf(stderr,
555 >                                "%s: warning - unusually bright at %.1f on %d-%d\n",
556 >                                        progname, hr, mo, da);
557                                          /* convert measured values */
558 <                if (dir_is_horiz && altitude > 0.)
558 >                if (dir_is_horiz && altitude > FTINY)
559                          dir /= sin(altitude);
560                  if (input == 1) {
561                          dir_irrad = dir;
# Line 429 | Line 566 | main(int argc, char *argv[])
566                  }
567                                          /* compute sky patch values */
568                  ComputeSky(mtx_data+mtx_offset);
569 <                if (do_sun)
570 <                        AddDirect(mtx_data+mtx_offset);
569 >                                        /* output sun if requested */
570 >                if (sunsfp && sun_in_sky)
571 >                        OutputSun(solar_minute(julian_date,hr), 1,
572 >                                                sunsfp, modsfp);
573 >
574 >                if (avgSky < 0)         /* no matrix? */
575 >                        continue;
576 >
577 >                AddDirect(mtx_data+mtx_offset);
578 >                                        /* update cumulative sky? */
579 >                for (i = 3*nskypatch*(avgSky&(ntsteps>1)); i--; )
580 >                        mtx_data[i] += mtx_data[mtx_offset+i];
581 >                                        /* monthly reporting */
582 >                if (verbose && mo != last_monthly)
583 >                        fprintf(stderr, "%s: stepping through month %d...\n",
584 >                                                progname, last_monthly=mo);
585 >                                        /* note whether leap-day was given */
586          }
587 +        if (!ntsteps) {
588 +                fprintf(stderr, "%s: no valid time steps on input\n", progname);
589 +                exit(1);
590 +        }
591                                          /* check for junk at end */
592          while ((i = fgetc(stdin)) != EOF)
593                  if (!isspace(i)) {
# Line 442 | Line 598 | main(int argc, char *argv[])
598                          fputs(buf, stderr); fputc('\n', stderr);
599                          break;
600                  }
601 +
602 +        if (avgSky < 0)                 /* no matrix output? */
603 +                goto alldone;
604 +
605 +        dif = 1./(double)ntsteps;       /* average sky? */
606 +        for (i = 3*nskypatch*(avgSky&(ntsteps>1)); i--; )
607 +                mtx_data[i] *= dif;
608                                          /* write out matrix */
609 +        if (outfmt != 'a')
610 +                SET_FILE_BINARY(stdout);
611   #ifdef getc_unlocked
612          flockfile(stdout);
613   #endif
614          if (verbose)
615                  fprintf(stderr, "%s: writing %smatrix with %d time steps...\n",
616 <                                progname, outfmt=='a' ? "" : "binary ", ntsteps);
616 >                                progname, outfmt=='a' ? "" : "binary ", nstored);
617 >        if (doheader) {
618 >                newheader("RADIANCE", stdout);
619 >                printargs(argc, argv, stdout);
620 >                printf("LATLONG= %.8f %.8f\n", RadToDeg(s_latitude),
621 >                                        -RadToDeg(s_longitude));
622 >                printf("NROWS=%d\n", nskypatch);
623 >                printf("NCOLS=%d\n", nstored);
624 >                printf("NCOMP=3\n");
625 >                if ((outfmt == 'f') | (outfmt == 'd'))
626 >                        fputendian(stdout);
627 >                fputformat((char *)getfmtname(outfmt), stdout);
628 >                putchar('\n');
629 >        }
630                                          /* patches are rows (outer sort) */
631          for (i = 0; i < nskypatch; i++) {
632                  mtx_offset = 3*i;
633                  switch (outfmt) {
634                  case 'a':
635 <                        for (j = 0; j < ntsteps; j++) {
636 <                                printf("%.3e %.3e %.3e\n", mtx_data[mtx_offset],
635 >                        for (j = 0; j < nstored; j++) {
636 >                                printf("%.3g %.3g %.3g\n", mtx_data[mtx_offset],
637                                                  mtx_data[mtx_offset+1],
638                                                  mtx_data[mtx_offset+2]);
639                                  mtx_offset += 3*nskypatch;
640                          }
641 <                        if (ntsteps > 1)
641 >                        if (nstored > 1)
642                                  fputc('\n', stdout);
643                          break;
644                  case 'f':
645 <                        for (j = 0; j < ntsteps; j++) {
646 <                                fwrite(mtx_data+mtx_offset, sizeof(float), 3,
645 >                        for (j = 0; j < nstored; j++) {
646 >                                putbinary(mtx_data+mtx_offset, sizeof(float), 3,
647                                                  stdout);
648                                  mtx_offset += 3*nskypatch;
649                          }
650                          break;
651                  case 'd':
652 <                        for (j = 0; j < ntsteps; j++) {
652 >                        for (j = 0; j < nstored; j++) {
653                                  double  ment[3];
654                                  ment[0] = mtx_data[mtx_offset];
655                                  ment[1] = mtx_data[mtx_offset+1];
656                                  ment[2] = mtx_data[mtx_offset+2];
657 <                                fwrite(ment, sizeof(double), 3, stdout);
657 >                                putbinary(ment, sizeof(double), 3, stdout);
658                                  mtx_offset += 3*nskypatch;
659                          }
660                          break;
# Line 484 | Line 662 | main(int argc, char *argv[])
662                  if (ferror(stdout))
663                          goto writerr;
664          }
665 <        if (fflush(stdout) == EOF)
665 > alldone:
666 >        if (fflush(NULL) == EOF)
667                  goto writerr;
668          if (verbose)
669                  fprintf(stderr, "%s: done.\n", progname);
670          exit(0);
671   userr:
672 <        fprintf(stderr, "Usage: %s [-v][-d|-s][-m N][-g refl][-c r g b][-o{f|d}] [tape.wea]\n",
672 >        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",
673                          progname);
674          exit(1);
675   fmterr:
676 <        fprintf(stderr, "%s: input weather tape format error\n", progname);
676 >        fprintf(stderr, "%s: weather tape format error in header\n", progname);
677          exit(1);
678   writerr:
679          fprintf(stderr, "%s: write error on output\n", progname);
680          exit(1);
681   }
682  
683 +
684   /* Return maximum of two doubles */
685   double dmax( double a, double b )
686   { return (a > b) ? a : b; }
# Line 511 | Line 691 | ComputeSky(float *parr)
691   {
692          int index;                      /* Category index */
693          double norm_diff_illum;         /* Normalized diffuse illuimnance */
514 –        double zlumin;                  /* Zenith luminance */
694          int i;
695          
696          /* Calculate atmospheric precipitable water content */
697          apwc = CalcPrecipWater(dew_point);
698  
699 <        /* Limit solar altitude to keep circumsolar off zenith */
700 <        if (altitude > DegToRad(87.0))
701 <                altitude = DegToRad(87.0);
699 >        /* Calculate sun zenith angle (don't let it dip below horizon) */
700 >        /* Also limit minimum angle to keep circumsolar off zenith */
701 >        if (altitude <= 0.0)
702 >                sun_zenith = DegToRad(90.0);
703 >        else if (altitude >= DegToRad(87.0))
704 >                sun_zenith = DegToRad(3.0);
705 >        else
706 >                sun_zenith = DegToRad(90.0) - altitude;
707  
524 –        /* Calculate sun zenith angle */
525 –        sun_zenith = DegToRad(90.0) - altitude;
526 –
708          /* Compute the inputs for the calculation of the sky distribution */
709          
710          if (input == 0)                                 /* XXX never used */
# Line 542 | Line 723 | ComputeSky(float *parr)
723                  sky_brightness = CalcSkyBrightness();
724                  sky_clearness =  CalcSkyClearness();
725  
726 +                /* Limit sky clearness */
727 +                if (sky_clearness > 11.9)
728 +                        sky_clearness = 11.9;
729 +                else if (sky_clearness < 1.0)
730 +                        sky_clearness = 1.0;
731 +
732 +                /* Limit sky brightness */
733 +                if (sky_brightness < 0.01)
734 +                        sky_brightness = 0.01;
735 +                else if (sky_brightness > 0.6)
736 +                        sky_brightness = 0.6;
737 +
738                  /* Calculate illuminance */
739                  index = GetCategoryIndex();
740                  diff_illum = diff_irrad * CalcDiffuseIllumRatio(index);
# Line 553 | Line 746 | ComputeSky(float *parr)
746                  index = CalcSkyParamFromIllum();
747          }
748  
749 <        if (bright(skycolor) <= 1e-4) {                 /* 0 sky component? */
750 <                memset(parr, 0, sizeof(float)*3*nskypatch);
751 <                return;
749 >        if (output == 1) {                      /* hack for solar radiance */
750 >                diff_illum = diff_irrad * WHTEFFICACY;
751 >                dir_illum = dir_irrad * WHTEFFICACY;
752          }
753          /* Compute ground radiance (include solar contribution if any) */
754 <        parr[0] = diff_illum * (1./PI/WHTEFFICACY);
754 >        parr[0] = diff_illum;
755          if (altitude > 0)
756 <                parr[0] += dir_illum * sin(altitude) * (1./PI/WHTEFFICACY);
757 <        parr[2] = parr[1] = parr[0];
756 >                parr[0] += dir_illum * sin(altitude);
757 >        parr[2] = parr[1] = parr[0] *= (1./PI/WHTEFFICACY);
758 >        multcolor(parr, grefl);
759  
760 +        if (bright(skycolor) <= 1e-4) {                 /* 0 sky component? */
761 +                memset(parr+3, 0, sizeof(float)*3*(nskypatch-1));
762 +                return;
763 +        }
764          /* Calculate Perez sky model parameters */
765          CalcPerezParam(sun_zenith, sky_clearness, sky_brightness, index);
766  
# Line 572 | Line 770 | ComputeSky(float *parr)
770          /* Calculate relative horizontal illuminance */
771          norm_diff_illum = CalcRelHorzIllum(parr);
772  
773 +        /* Check for zero sky -- make uniform in that case */
774 +        if (norm_diff_illum <= FTINY) {
775 +                for (i = 1; i < nskypatch; i++)
776 +                        setcolor(parr+3*i, 1., 1., 1.);
777 +                norm_diff_illum = PI;
778 +        }
779          /* Normalization coefficient */
780          norm_diff_illum = diff_illum / norm_diff_illum;
781  
578 –        /* Calculate relative zenith luminance */
579 –        zlumin = CalcRelLuminance(sun_zenith, 0.0);
580 –
581 –        /* Calculate absolute zenith illuminance */
582 –        zlumin *= norm_diff_illum;
583 –
782          /* Apply to sky patches to get absolute radiance values */
783          for (i = 1; i < nskypatch; i++) {
784 <                scalecolor(parr+3*i, zlumin*(1./WHTEFFICACY));
784 >                scalecolor(parr+3*i, norm_diff_illum*(1./WHTEFFICACY));
785                  multcolor(parr+3*i, skycolor);
786          }
787   }
788  
789 +
790 + double
791 + solar_sunset(int month, int day)
792 + {
793 +        float W;
794 +        W = -1 * (tan(s_latitude) * tan(sdec(jdate(month, day))));
795 +        return(12 + (M_PI / 2 - atan2(W, sqrt(1 - W * W))) * 180 / (M_PI * 15));
796 + }
797 +
798 +
799 + double
800 + solar_sunrise(int month, int day)
801 + {
802 +        float W;
803 +        W = -1 * (tan(s_latitude) * tan(sdec(jdate(month, day))));
804 +        return(12 - (M_PI / 2 - atan2(W, sqrt(1 - W * W))) * 180 / (M_PI * 15));
805 + }
806 +
807 +
808   /* Add in solar direct to nearest sky patches (GW) */
809   void
810   AddDirect(float *parr)
811   {
812          FVECT   svec;
813 <        double  near_dprod[4];
814 <        int     near_patch[4];
815 <        double  wta[4], wtot;
813 >        double  near_dprod[NSUNPATCH];
814 >        int     near_patch[NSUNPATCH];
815 >        double  wta[NSUNPATCH], wtot;
816          int     i, j, p;
817  
818 <        if (!do_sun || dir_illum < 1e-4)
818 >        if (dir_illum <= 1e-4 || bright(suncolor) <= 1e-4)
819                  return;
820 <                                        /* identify 4 closest patches */
821 <        for (i = 4; i--; )
820 >                                        /* identify nsuns closest patches */
821 >        if (nsuns > NSUNPATCH)
822 >                nsuns = NSUNPATCH;
823 >        else if (nsuns <= 0)
824 >                nsuns = 1;
825 >        for (i = nsuns; i--; )
826                  near_dprod[i] = -1.;
827          vector(svec, altitude, azimuth);
828          for (p = 1; p < nskypatch; p++) {
# Line 609 | Line 830 | AddDirect(float *parr)
830                  double  dprod;
831                  rh_vector(pvec, p);
832                  dprod = DOT(pvec, svec);
833 <                for (i = 0; i < 4; i++)
833 >                for (i = 0; i < nsuns; i++)
834                          if (dprod > near_dprod[i]) {
835 <                                for (j = 4; --j > i; ) {
835 >                                for (j = nsuns; --j > i; ) {
836                                          near_dprod[j] = near_dprod[j-1];
837                                          near_patch[j] = near_patch[j-1];
838                                  }
# Line 621 | Line 842 | AddDirect(float *parr)
842                          }
843          }
844          wtot = 0;                       /* weight by proximity */
845 <        for (i = 4; i--; )
845 >        for (i = nsuns; i--; )
846                  wtot += wta[i] = 1./(1.002 - near_dprod[i]);
847                                          /* add to nearest patch radiances */
848 <        for (i = 4; i--; ) {
848 >        for (i = nsuns; i--; ) {
849                  float   *pdest = parr + 3*near_patch[i];
850 <                float   val_add = wta[i] * dir_illum /
851 <                                (WHTEFFICACY * wtot * rh_dom[near_patch[i]]);
852 <                *pdest++ += val_add;
853 <                *pdest++ += val_add;
854 <                *pdest++ += val_add;
850 >                float   val_add = wta[i] * dir_illum / (WHTEFFICACY * wtot);
851 >
852 >                val_add /= (fixed_sun_sa > 0)   ? fixed_sun_sa
853 >                                                : rh_dom[near_patch[i]] ;
854 >                *pdest++ += val_add*suncolor[0];
855 >                *pdest++ += val_add*suncolor[1];
856 >                *pdest++ += val_add*suncolor[2];
857          }
858   }
859  
860 + /* Output a sun to indicated file if appropriate for this time step */
861 + void
862 + OutputSun(int id, int goodsun, FILE *fp, FILE *mfp)
863 + {
864 +        double  srad;
865 +        FVECT   sv;
866 +
867 +        srad = DegToRad(SUN_ANG_DEG/2.);
868 +        srad = goodsun ? dir_illum/(WHTEFFICACY * PI*srad*srad) : 0;
869 +        vector(sv, altitude, azimuth);
870 +        fprintf(fp, "\nvoid light solar%d\n0\n0\n", id);
871 +        fprintf(fp, "3 %.3e %.3e %.3e\n", srad*suncolor[0],
872 +                        srad*suncolor[1], srad*suncolor[2]);
873 +        fprintf(fp, "\nsolar%d source sun%d\n0\n0\n", id, id);
874 +        fprintf(fp, "4 %.6f %.6f %.6f %.4f\n", sv[0], sv[1], sv[2], SUN_ANG_DEG);
875 +        
876 +        if (mfp != NULL)                /* saving modifier IDs? */
877 +                fprintf(mfp, "solar%d\n", id);
878 + }
879 +
880   /* Initialize Reinhart sky patch positions (GW) */
881   int
882   rh_init(void)
# Line 665 | Line 908 | rh_init(void)
908          for (i = 0; i < NROW*rhsubdiv; i++) {
909                  const float     ralt = alpha*(i + .5);
910                  const int       ninrow = tnaz[i/rhsubdiv]*rhsubdiv;
911 <                const float     dom = (sin(alpha*(i+1)) - sin(alpha*i))/ninrow;
911 >                const float     dom = 2.*PI*(sin(alpha*(i+1)) - sin(alpha*i)) /
912 >                                                (double)ninrow;
913                  for (j = 0; j < ninrow; j++) {
914                          rh_palt[p] = ralt;
915                          rh_pazi[p] = 2.*PI * j / (double)ninrow;
# Line 770 | Line 1014 | double CalcSkyClearness()
1014          double sz_cubed;        /* Sun zenith angle cubed */
1015  
1016          /* Calculate sun zenith angle cubed */
1017 <        sz_cubed = pow(sun_zenith, 3.0);
1017 >        sz_cubed = sun_zenith*sun_zenith*sun_zenith;
1018  
1019          return ((diff_irrad + dir_irrad) / diff_irrad + 1.041 *
1020                          sz_cubed) / (1.0 + 1.041 * sz_cubed);
# Line 801 | Line 1045 | double CalcDiffuseIrradiance()
1045   double CalcDirectIrradiance()
1046   {
1047          return CalcDiffuseIrradiance() * ((sky_clearness - 1.0) * (1 + 1.041
1048 <                        * pow(sun_zenith, 3.0)));
1048 >                        * sun_zenith*sun_zenith*sun_zenith));
1049   }
1050  
1051   /* Calculate sky brightness and clearness from illuminance values */
# Line 827 | Line 1071 | int CalcSkyParamFromIllum()
1071                  sky_clearness = 12.0;
1072  
1073          /* Limit sky brightness */
1074 <        if (sky_brightness < 0.05)
1074 >        if (sky_brightness < 0.01)
1075                          sky_brightness = 0.01;
1076  
1077 +        if (sky_clearness < 1.0000)
1078 +        {
1079 +                sky_clearness = 1.0000;
1080 +        }
1081 +
1082 +        if (sky_brightness > 0.6)
1083 +        {
1084 +                sky_brightness = 0.6;
1085 +        }
1086 +
1087          while (((fabs(diff_irrad - test1) > 10.0) ||
1088                          (fabs(dir_irrad - test2) > 10.0)) && !(counter == 5))
1089          {
# Line 840 | Line 1094 | int CalcSkyParamFromIllum()
1094                  /* Convert illuminance to irradiance */
1095                  index = GetCategoryIndex();
1096                  diff_irrad = diff_illum / CalcDiffuseIllumRatio(index);
1097 <                dir_irrad = dir_illum / CalcDirectIllumRatio(index);
1097 >                dir_irrad = CalcDirectIllumRatio(index);
1098 >                if (dir_irrad > 0.1)
1099 >                        dir_irrad = dir_illum / dir_irrad;
1100          
1101                  /* Calculate sky brightness and clearness */
1102                  sky_brightness = CalcSkyBrightness();
# Line 851 | Line 1107 | int CalcSkyParamFromIllum()
1107                          sky_clearness = 12.0;
1108          
1109                  /* Limit sky brightness */
1110 <                if (sky_brightness < 0.05)
1110 >                if (sky_brightness < 0.01)
1111                          sky_brightness = 0.01;
1112 +
1113 +                if (sky_clearness < 1.0000)
1114 +                {
1115 +                        sky_clearness = 1.0000;
1116 +                }
1117 +
1118 +                if (sky_brightness > 0.6)
1119 +                {
1120 +                        sky_brightness = 0.6;
1121 +                }
1122          }
1123  
1124          return GetCategoryIndex();
# Line 937 | Line 1203 | double CalcRelHorzIllum( float *parr )
1203          double rh_illum = 0.0;  /* Relative horizontal illuminance */
1204  
1205          for (i = 1; i < nskypatch; i++)
1206 <                rh_illum += parr[3*i+1] * rh_cos(i);
1206 >                rh_illum += parr[3*i+1] * rh_cos(i) * rh_dom[i];
1207  
1208 <        return rh_illum * (2.0 * PI / (nskypatch-1));
1208 >        return rh_illum;
1209   }
1210  
1211   /* Calculate earth orbit eccentricity correction factor */

Diff Legend

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