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

Comparing ray/src/gen/gendaymtx.c (file contents):
Revision 2.3 by greg, Sat Jan 19 20:38:36 2013 UTC vs.
Revision 2.15 by greg, Tue Jun 17 18:51:47 2014 UTC

# Line 86 | Line 86 | static const char RCSid[] = "$Id$";
86   #include <string.h>
87   #include <ctype.h>
88   #include "rtmath.h"
89 + #include "platform.h"
90   #include "color.h"
91  
92   char *progname;                                                         /* Program name */
# Line 108 | Line 109 | double sky_clearness;                  /* Sky clearness */
109   double solar_rad;                       /* Solar radiance */
110   double sun_zenith;                      /* Sun zenith angle (radians) */
111   int     input = 0;                              /* Input type */
112 + int     output = 0;                             /* Output type */
113  
114   extern double dmax( double, double );
115   extern double CalcAirMass();
# Line 208 | Line 210 | static const CategoryBounds SkyClearCat[8] =
210          { 1.950, 2.800 },
211          { 2.800, 4.500 },
212          { 4.500, 6.200 },
213 <        { 6.200, 12.00 }        /* Clear */
213 >        { 6.200, 12.01 }        /* Clear */
214   };
215  
216   /* Luminous efficacy model coefficients */
# Line 247 | Line 249 | static const ModelCoeff DirectLumEff[8] =
249   };
250  
251   #ifndef NSUNPATCH
252 < #define NSUNPATCH       4               /* # patches to spread sun into */
252 > #define NSUNPATCH       4               /* max. # patches to spread sun into */
253   #endif
254  
255   extern int jdate(int month, int day);
# Line 260 | Line 262 | extern double  s_latitude;
262   extern double  s_longitude;
263   extern double  s_meridian;
264  
265 < double          grefl = 0.2;            /* diffuse ground reflectance */
265 > int             nsuns = NSUNPATCH;      /* number of sun patches to use */
266 > double          fixed_sun_sa = -1;      /* fixed solid angle per sun? */
267  
268   int             verbose = 0;            /* progress reports to stderr? */
269  
# Line 268 | Line 271 | int            outfmt = 'a';           /* output format */
271  
272   int             rhsubdiv = 1;           /* Reinhart sky subdivisions */
273  
274 < float           skycolor[3] = {.96, 1.004, 1.118};      /* sky coloration */
274 > COLOR           skycolor = {.96, 1.004, 1.118}; /* sky coloration */
275 > COLOR           suncolor = {1., 1., 1.};        /* sun color */
276 > COLOR           grefl = {.2, .2, .2};           /* ground reflectance */
277  
273 – int             do_sun = 1;             /* output direct solar contribution? */
274 –
278   int             nskypatch;              /* number of Reinhart patches */
279   float           *rh_palt;               /* sky patch altitudes (radians) */
280   float           *rh_pazi;               /* sky patch azimuths (radians) */
# Line 290 | Line 293 | extern int     rh_init(void);
293   extern float *  resize_dmatrix(float *mtx_data, int nsteps, int npatch);
294   extern void     AddDirect(float *parr);
295  
296 +
297 + static const char *
298 + getfmtname(int fmt)
299 + {
300 +        switch (fmt) {
301 +        case 'a':
302 +                return("ascii");
303 +        case 'f':
304 +                return("float");
305 +        case 'd':
306 +                return("double");
307 +        }
308 +        return("unknown");
309 + }
310 +
311 +
312   int
313   main(int argc, char *argv[])
314   {
315          char    buf[256];
316 +        int     doheader = 1;           /* output header? */
317 +        double  rotation = 0;           /* site rotation (degrees) */
318          double  elevation;              /* site elevation (meters) */
319          int     dir_is_horiz;           /* direct is meas. on horizontal? */
320          float   *mtx_data = NULL;       /* our matrix data */
# Line 309 | Line 330 | main(int argc, char *argv[])
330                                          /* get options */
331          for (i = 1; i < argc && argv[i][0] == '-'; i++)
332                  switch (argv[i][1]) {
333 <                case 'g':
334 <                        grefl = atof(argv[++i]);
333 >                case 'g':                       /* ground reflectance */
334 >                        grefl[0] = atof(argv[++i]);
335 >                        grefl[1] = atof(argv[++i]);
336 >                        grefl[2] = atof(argv[++i]);
337                          break;
338 <                case 'v':
338 >                case 'v':                       /* verbose progress reports */
339                          verbose++;
340                          break;
341 <                case 'o':
341 >                case 'h':                       /* turn off header */
342 >                        doheader = 0;
343 >                        break;
344 >                case 'o':                       /* output format */
345                          switch (argv[i][2]) {
346                          case 'f':
347                          case 'd':
# Line 326 | Line 352 | main(int argc, char *argv[])
352                                  goto userr;
353                          }
354                          break;
355 <                case 'm':
355 >                case 'O':                       /* output type */
356 >                        switch (argv[i][2]) {
357 >                        case '0':
358 >                                output = 0;
359 >                                break;
360 >                        case '1':
361 >                                output = 1;
362 >                                break;
363 >                        default:
364 >                                goto userr;
365 >                        }
366 >                        if (argv[i][3])
367 >                                goto userr;
368 >                        break;
369 >                case 'm':                       /* Reinhart subdivisions */
370                          rhsubdiv = atoi(argv[++i]);
371                          break;
372 <                case 'c':
372 >                case 'c':                       /* sky color */
373                          skycolor[0] = atof(argv[++i]);
374                          skycolor[1] = atof(argv[++i]);
375                          skycolor[2] = atof(argv[++i]);
376                          break;
377 <                case 'd':
338 <                        do_sun = 1;
377 >                case 'd':                       /* solar (direct) only */
378                          skycolor[0] = skycolor[1] = skycolor[2] = 0;
379 +                        if (suncolor[1] <= 1e-4)
380 +                                suncolor[0] = suncolor[1] = suncolor[2] = 1;
381                          break;
382 <                case 's':
383 <                        do_sun = 0;
382 >                case 's':                       /* sky only (no direct) */
383 >                        suncolor[0] = suncolor[1] = suncolor[2] = 0;
384                          if (skycolor[1] <= 1e-4)
385                                  skycolor[0] = skycolor[1] = skycolor[2] = 1;
386                          break;
387 +                case 'r':                       /* rotate distribution */
388 +                        if (argv[i][2] && argv[i][2] != 'z')
389 +                                goto userr;
390 +                        rotation = atof(argv[++i]);
391 +                        break;
392 +                case '5':                       /* 5-phase calculation */
393 +                        nsuns = 1;
394 +                        fixed_sun_sa = 6.797e-05;
395 +                        break;
396                  default:
397                          goto userr;
398                  }
# Line 397 | Line 447 | main(int argc, char *argv[])
447                                  progname, s_latitude, s_longitude);
448                  fprintf(stderr, "%s: %d sky patches per time step\n",
449                                  progname, nskypatch);
450 +                if (rotation != 0)
451 +                        fprintf(stderr, "%s: rotating output %.0f degrees\n",
452 +                                        progname, rotation);
453          }
454                                          /* convert quantities to radians */
455          s_latitude = DegToRad(s_latitude);
# Line 404 | Line 457 | main(int argc, char *argv[])
457          s_meridian = DegToRad(s_meridian);
458                                          /* process each time step in tape */
459          while (scanf("%d %d %lf %lf %lf\n", &mo, &da, &hr, &dir, &dif) == 5) {
460 +                static int      step_alloc = 0;
461                  double          sda, sta;
462                                          /* make space for next time step */
463                  mtx_offset = 3*nskypatch*ntsteps++;
464 <                mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, ntsteps, nskypatch);
464 >                if (ntsteps > step_alloc) {
465 >                        step_alloc += step_alloc>>1 + 8;
466 >                        mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, step_alloc, nskypatch);
467 >                }
468                  if (dif <= 1e-4) {
469                          memset(mtx_data+mtx_offset, 0, sizeof(float)*3*nskypatch);
470                          continue;
# Line 420 | Line 477 | main(int argc, char *argv[])
477                  sda = sdec(julian_date);
478                  sta = stadj(julian_date);
479                  altitude = salt(sda, hr+sta);
480 <                azimuth = sazi(sda, hr+sta) + PI;
480 >                azimuth = sazi(sda, hr+sta) + PI - DegToRad(rotation);
481                                          /* convert measured values */
482                  if (dir_is_horiz && altitude > 0.)
483                          dir /= sin(altitude);
# Line 433 | Line 490 | main(int argc, char *argv[])
490                  }
491                                          /* compute sky patch values */
492                  ComputeSky(mtx_data+mtx_offset);
493 <                if (do_sun)
437 <                        AddDirect(mtx_data+mtx_offset);
493 >                AddDirect(mtx_data+mtx_offset);
494          }
495                                          /* check for junk at end */
496          while ((i = fgetc(stdin)) != EOF)
# Line 447 | Line 503 | main(int argc, char *argv[])
503                          break;
504                  }
505                                          /* write out matrix */
506 +        if (outfmt != 'a')
507 +                SET_FILE_BINARY(stdout);
508   #ifdef getc_unlocked
509          flockfile(stdout);
510   #endif
511          if (verbose)
512                  fprintf(stderr, "%s: writing %smatrix with %d time steps...\n",
513                                  progname, outfmt=='a' ? "" : "binary ", ntsteps);
514 +        if (doheader) {
515 +                newheader("RADIANCE", stdout);
516 +                printargs(argc, argv, stdout);
517 +                printf("LATLONG= %.8f %.8f\n", RadToDeg(s_latitude),
518 +                                        -RadToDeg(s_longitude));
519 +                printf("NROWS=%d\n", nskypatch);
520 +                printf("NCOLS=%d\n", ntsteps);
521 +                printf("NCOMP=3\n");
522 +                fputformat(getfmtname(outfmt), stdout);
523 +                putchar('\n');
524 +        }
525                                          /* patches are rows (outer sort) */
526          for (i = 0; i < nskypatch; i++) {
527                  mtx_offset = 3*i;
# Line 494 | Line 563 | main(int argc, char *argv[])
563                  fprintf(stderr, "%s: done.\n", progname);
564          exit(0);
565   userr:
566 <        fprintf(stderr, "Usage: %s [-v][-d|-s][-m N][-g refl][-c r g b][-o{f|d}] [tape.wea]\n",
566 >        fprintf(stderr, "Usage: %s [-v][-h][-d|-s][-r deg][-m N][-g r g b][-c r g b][-o{f|d}][-O{0|1}] [tape.wea]\n",
567                          progname);
568          exit(1);
569   fmterr:
# Line 515 | Line 584 | ComputeSky(float *parr)
584   {
585          int index;                      /* Category index */
586          double norm_diff_illum;         /* Normalized diffuse illuimnance */
518 –        double zlumin;                  /* Zenith luminance */
587          int i;
588          
589          /* Calculate atmospheric precipitable water content */
590          apwc = CalcPrecipWater(dew_point);
591  
592 <        /* Limit solar altitude to keep circumsolar off zenith */
593 <        if (altitude > DegToRad(87.0))
594 <                altitude = DegToRad(87.0);
592 >        /* Calculate sun zenith angle (don't let it dip below horizon) */
593 >        /* Also limit minimum angle to keep circumsolar off zenith */
594 >        if (altitude <= 0.0)
595 >                sun_zenith = DegToRad(90.0);
596 >        else if (altitude >= DegToRad(87.0))
597 >                sun_zenith = DegToRad(3.0);
598 >        else
599 >                sun_zenith = DegToRad(90.0) - altitude;
600  
528 –        /* Calculate sun zenith angle */
529 –        sun_zenith = DegToRad(90.0) - altitude;
530 –
601          /* Compute the inputs for the calculation of the sky distribution */
602          
603          if (input == 0)                                 /* XXX never used */
# Line 546 | Line 616 | ComputeSky(float *parr)
616                  sky_brightness = CalcSkyBrightness();
617                  sky_clearness =  CalcSkyClearness();
618  
619 +                /* Limit sky clearness */
620 +                if (sky_clearness > 11.9)
621 +                        sky_clearness = 11.9;
622 +
623 +                /* Limit sky brightness */
624 +                if (sky_brightness < 0.01)
625 +                        sky_brightness = 0.01;
626 +
627                  /* Calculate illuminance */
628                  index = GetCategoryIndex();
629                  diff_illum = diff_irrad * CalcDiffuseIllumRatio(index);
# Line 557 | Line 635 | ComputeSky(float *parr)
635                  index = CalcSkyParamFromIllum();
636          }
637  
638 +        if (output == 1) {                      /* hack for solar radiance */
639 +                diff_illum = diff_irrad * WHTEFFICACY;
640 +                dir_illum = dir_irrad * WHTEFFICACY;
641 +        }
642 +
643          if (bright(skycolor) <= 1e-4) {                 /* 0 sky component? */
644                  memset(parr, 0, sizeof(float)*3*nskypatch);
645                  return;
# Line 565 | Line 648 | ComputeSky(float *parr)
648          parr[0] = diff_illum;
649          if (altitude > 0)
650                  parr[0] += dir_illum * sin(altitude);
651 <        parr[2] = parr[1] = parr[0] *= grefl*(1./PI/WHTEFFICACY);
651 >        parr[2] = parr[1] = parr[0] *= (1./PI/WHTEFFICACY);
652 >        multcolor(parr, grefl);
653  
654          /* Calculate Perez sky model parameters */
655          CalcPerezParam(sun_zenith, sky_clearness, sky_brightness, index);
# Line 576 | Line 660 | ComputeSky(float *parr)
660          /* Calculate relative horizontal illuminance */
661          norm_diff_illum = CalcRelHorzIllum(parr);
662  
663 +        /* Check for zero sky -- make uniform in that case */
664 +        if (norm_diff_illum <= FTINY) {
665 +                for (i = 1; i < nskypatch; i++)
666 +                        setcolor(parr+3*i, 1., 1., 1.);
667 +                norm_diff_illum = PI;
668 +        }
669          /* Normalization coefficient */
670          norm_diff_illum = diff_illum / norm_diff_illum;
671  
582 –        /* Calculate relative zenith luminance */
583 –        zlumin = CalcRelLuminance(sun_zenith, 0.0);
584 –
585 –        /* Calculate absolute zenith illuminance */
586 –        zlumin *= norm_diff_illum;
587 –
672          /* Apply to sky patches to get absolute radiance values */
673          for (i = 1; i < nskypatch; i++) {
674 <                scalecolor(parr+3*i, zlumin*(1./WHTEFFICACY));
674 >                scalecolor(parr+3*i, norm_diff_illum*(1./WHTEFFICACY));
675                  multcolor(parr+3*i, skycolor);
676          }
677   }
# Line 602 | Line 686 | AddDirect(float *parr)
686          double  wta[NSUNPATCH], wtot;
687          int     i, j, p;
688  
689 <        if (!do_sun || dir_illum < 1e-4)
689 >        if (dir_illum <= 1e-4 || bright(suncolor) <= 1e-4)
690                  return;
691 <                                        /* identify NSUNPATCH closest patches */
692 <        for (i = NSUNPATCH; i--; )
691 >                                        /* identify nsuns closest patches */
692 >        if (nsuns > NSUNPATCH)
693 >                nsuns = NSUNPATCH;
694 >        else if (nsuns <= 0)
695 >                nsuns = 1;
696 >        for (i = nsuns; i--; )
697                  near_dprod[i] = -1.;
698          vector(svec, altitude, azimuth);
699          for (p = 1; p < nskypatch; p++) {
# Line 613 | Line 701 | AddDirect(float *parr)
701                  double  dprod;
702                  rh_vector(pvec, p);
703                  dprod = DOT(pvec, svec);
704 <                for (i = 0; i < NSUNPATCH; i++)
704 >                for (i = 0; i < nsuns; i++)
705                          if (dprod > near_dprod[i]) {
706 <                                for (j = NSUNPATCH; --j > i; ) {
706 >                                for (j = nsuns; --j > i; ) {
707                                          near_dprod[j] = near_dprod[j-1];
708                                          near_patch[j] = near_patch[j-1];
709                                  }
# Line 625 | Line 713 | AddDirect(float *parr)
713                          }
714          }
715          wtot = 0;                       /* weight by proximity */
716 <        for (i = NSUNPATCH; i--; )
716 >        for (i = nsuns; i--; )
717                  wtot += wta[i] = 1./(1.002 - near_dprod[i]);
718                                          /* add to nearest patch radiances */
719 <        for (i = NSUNPATCH; i--; ) {
719 >        for (i = nsuns; i--; ) {
720                  float   *pdest = parr + 3*near_patch[i];
721 <                float   val_add = wta[i] * dir_illum /
722 <                                (WHTEFFICACY * wtot * rh_dom[near_patch[i]]);
723 <                *pdest++ += val_add;
724 <                *pdest++ += val_add;
725 <                *pdest++ += val_add;
721 >                float   val_add = wta[i] * dir_illum / (WHTEFFICACY * wtot);
722 >
723 >                val_add /= (fixed_sun_sa > 0)   ? fixed_sun_sa
724 >                                                : rh_dom[near_patch[i]] ;
725 >                *pdest++ += val_add*suncolor[0];
726 >                *pdest++ += val_add*suncolor[1];
727 >                *pdest++ += val_add*suncolor[2];
728          }
729   }
730  
# Line 775 | Line 865 | double CalcSkyClearness()
865          double sz_cubed;        /* Sun zenith angle cubed */
866  
867          /* Calculate sun zenith angle cubed */
868 <        sz_cubed = pow(sun_zenith, 3.0);
868 >        sz_cubed = sun_zenith*sun_zenith*sun_zenith;
869  
870          return ((diff_irrad + dir_irrad) / diff_irrad + 1.041 *
871                          sz_cubed) / (1.0 + 1.041 * sz_cubed);
# Line 806 | Line 896 | double CalcDiffuseIrradiance()
896   double CalcDirectIrradiance()
897   {
898          return CalcDiffuseIrradiance() * ((sky_clearness - 1.0) * (1 + 1.041
899 <                        * pow(sun_zenith, 3.0)));
899 >                        * sun_zenith*sun_zenith*sun_zenith));
900   }
901  
902   /* Calculate sky brightness and clearness from illuminance values */
# Line 832 | Line 922 | int CalcSkyParamFromIllum()
922                  sky_clearness = 12.0;
923  
924          /* Limit sky brightness */
925 <        if (sky_brightness < 0.05)
925 >        if (sky_brightness < 0.01)
926                          sky_brightness = 0.01;
927  
928          while (((fabs(diff_irrad - test1) > 10.0) ||
# Line 856 | Line 946 | int CalcSkyParamFromIllum()
946                          sky_clearness = 12.0;
947          
948                  /* Limit sky brightness */
949 <                if (sky_brightness < 0.05)
949 >                if (sky_brightness < 0.01)
950                          sky_brightness = 0.01;
951          }
952  
# Line 942 | Line 1032 | double CalcRelHorzIllum( float *parr )
1032          double rh_illum = 0.0;  /* Relative horizontal illuminance */
1033  
1034          for (i = 1; i < nskypatch; i++)
1035 <                rh_illum += parr[3*i+1] * rh_cos(i);
1035 >                rh_illum += parr[3*i+1] * rh_cos(i) * rh_dom[i];
1036  
1037 <        return rh_illum * (2.0 * PI / (nskypatch-1));
1037 >        return rh_illum;
1038   }
1039  
1040   /* Calculate earth orbit eccentricity correction factor */

Diff Legend

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