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

Comparing ray/src/gen/gendaymtx.c (file contents):
Revision 2.1 by greg, Fri Jan 18 01:12:59 2013 UTC vs.
Revision 2.42 by greg, Thu Feb 27 19:00:00 2025 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 + #include "loadEPW.h"
92  
93 < char *progname;                                                         /* Program name */
92 < char errmsg[128];                                                       /* Error message buffer */
93 > char *progname;                                 /* Program name */
94   const double DC_SolarConstantE = 1367.0;        /* Solar constant W/m^2 */
95   const double DC_SolarConstantL = 127.5;         /* Solar constant klux */
96  
# 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 127 | Line 129 | extern void CalcPerezParam( double, double, double, in
129   extern void CalcSkyPatchLumin( float *parr );
130   extern void ComputeSky( float *parr );
131  
132 +
133 + extern double  solar_sunset(int month, int day);
134 + extern double  solar_sunrise(int month, int day);
135 +
136   /* Degrees into radians */
137   #define DegToRad(deg)   ((deg)*(PI/180.))
138  
139   /* Radiuans into degrees */
140   #define RadToDeg(rad)   ((rad)*(180./PI))
141  
136 –
142   /* Perez sky model coefficients */
143  
144   /* Reference:   Perez, R., R. Seals, and J. Michalsky, 1993. "All- */
# Line 208 | Line 213 | static const CategoryBounds SkyClearCat[8] =
213          { 1.950, 2.800 },
214          { 2.800, 4.500 },
215          { 4.500, 6.200 },
216 <        { 6.200, 12.00 }        /* Clear */
216 >        { 6.200, 12.01 }        /* Clear */
217   };
218  
219   /* Luminous efficacy model coefficients */
# Line 246 | Line 251 | static const ModelCoeff DirectLumEff[8] =
251          { 101.18,  1.58, -1.10,  -8.29 }
252   };
253  
254 < extern int jdate(int month, int day);
255 < extern double stadj(int  jd);
256 < 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;
254 > #ifndef NSUNPATCH
255 > #define NSUNPATCH       4               /* max. # patches to spread sun into */
256 > #endif
257  
258 < double          grefl = 0.2;            /* diffuse ground reflectance */
258 > #define SUN_ANG_DEG     0.533           /* sun full-angle in degrees */
259  
260 + int             nsuns = NSUNPATCH;      /* number of sun patches to use */
261 + double          fixed_sun_sa = -1;      /* fixed solid angle per sun? */
262 +
263   int             verbose = 0;            /* progress reports to stderr? */
264  
265   int             outfmt = 'a';           /* output format */
266  
267   int             rhsubdiv = 1;           /* Reinhart sky subdivisions */
268  
269 < float           skycolor[3] = {.96, 1.004, 1.118};      /* sky coloration */
269 > COLOR           skycolor = {.96, 1.004, 1.118}; /* sky coloration */
270 > COLOR           suncolor = {1., 1., 1.};        /* sun color */
271 > COLOR           grefl = {.2, .2, .2};           /* ground reflectance */
272  
269 – int             do_sun = 1;             /* output direct solar contribution? */
270 –
273   int             nskypatch;              /* number of Reinhart patches */
274   float           *rh_palt;               /* sky patch altitudes (radians) */
275   float           *rh_pazi;               /* sky patch azimuths (radians) */
276   float           *rh_dom;                /* sky patch solid angle (sr) */
277  
278 < #define         vector(v,alt,azi)       (       (v)[1] = tcos(alt), \
279 <                                                (v)[0] = (v)[1]*tsin(azi), \
280 <                                                (v)[1] *= tcos(azi), \
281 <                                                (v)[2] = tsin(alt) )
278 > #define         vector(v,alt,azi)       (       (v)[1] = cos(alt), \
279 >                                                (v)[0] = (v)[1]*sin(azi), \
280 >                                                (v)[1] *= cos(azi), \
281 >                                                (v)[2] = sin(alt) )
282  
283   #define         rh_vector(v,i)          vector(v,rh_palt[i],rh_pazi[i])
284  
285   #define         rh_cos(i)               tsin(rh_palt[i])
286  
287 + #define         solar_minute(jd,hr)     ((24*60)*((jd)-1)+(int)((hr)*60.+.5))
288 +
289   extern int      rh_init(void);
290   extern float *  resize_dmatrix(float *mtx_data, int nsteps, int npatch);
291 + extern void     OutputSun(int id, int goodsun, FILE *fp, FILE *mfp);
292   extern void     AddDirect(float *parr);
293  
294 +
295 + static const char *
296 + getfmtname(int fmt)
297 + {
298 +        switch (fmt) {
299 +        case 'a':
300 +                return("ascii");
301 +        case 'f':
302 +                return("float");
303 +        case 'd':
304 +                return("double");
305 +        }
306 +        return("unknown");
307 + }
308 +
309 +
310   int
311   main(int argc, char *argv[])
312   {
313 <        char    buf[256];
313 >        EPWheader       *epw = NULL;    /* EPW/WEA input file */
314 >        EPWrecord       erec;           /* current EPW/WEA input record */
315 >        float   dpthist[2];             /* previous dew point temps */
316 >        double  dir, dif;
317 >        int     doheader = 1;           /* output header? */
318 >        double  rotation = 0;           /* site rotation (degrees) */
319          double  elevation;              /* site elevation (meters) */
320 +        int     leap_day = 0;           /* add leap day? */
321 +        int     sun_hours_only = 0;     /* only output sun hours? */
322          int     dir_is_horiz;           /* direct is meas. on horizontal? */
323 +        FILE    *sunsfp = NULL;         /* output file for individual suns */
324 +        FILE    *modsfp = NULL;         /* modifier output file */
325          float   *mtx_data = NULL;       /* our matrix data */
326 <        int     ntsteps = 0;            /* number of rows in matrix */
326 >        int     avgSky = 0;             /* compute average sky r.t. matrix? */
327 >        int     ntsteps = 0;            /* number of time steps */
328 >        int     tstorage = 0;           /* number of allocated time steps */
329 >        int     nstored = 0;            /* number of time steps in matrix */
330          int     last_monthly = 0;       /* month of last report */
298 –        int     mo, da;                 /* month (1-12) and day (1-31) */
299 –        double  hr;                     /* hour (local standard time) */
300 –        double  dir, dif;               /* direct and diffuse values */
331          int     mtx_offset;
332          int     i, j;
333 +        double  timeinterval = 0;
334  
335          progname = argv[0];
336                                          /* get options */
337          for (i = 1; i < argc && argv[i][0] == '-'; i++)
338                  switch (argv[i][1]) {
339 <                case 'g':
340 <                        grefl = atof(argv[++i]);
339 >                case 'g':                       /* ground reflectance */
340 >                        grefl[0] = atof(argv[++i]);
341 >                        grefl[1] = atof(argv[++i]);
342 >                        grefl[2] = atof(argv[++i]);
343                          break;
344 <                case 'v':
344 >                case 'v':                       /* verbose progress reports */
345                          verbose++;
346                          break;
347 <                case 'o':
347 >                case 'h':                       /* turn off header */
348 >                        doheader = 0;
349 >                        break;
350 >                case 'o':                       /* output format */
351                          switch (argv[i][2]) {
352                          case 'f':
353                          case 'd':
# Line 322 | Line 358 | main(int argc, char *argv[])
358                                  goto userr;
359                          }
360                          break;
361 <                case 'm':
361 >                case 'O':                       /* output type */
362 >                        switch (argv[i][2]) {
363 >                        case '0':
364 >                                output = 0;
365 >                                break;
366 >                        case '1':
367 >                                output = 1;
368 >                                break;
369 >                        default:
370 >                                goto userr;
371 >                        }
372 >                        if (argv[i][3])
373 >                                goto userr;
374 >                        break;
375 >                case 'm':                       /* Reinhart subdivisions */
376                          rhsubdiv = atoi(argv[++i]);
377                          break;
378 <                case 'c':
378 >                case 'c':                       /* sky color */
379                          skycolor[0] = atof(argv[++i]);
380                          skycolor[1] = atof(argv[++i]);
381                          skycolor[2] = atof(argv[++i]);
382                          break;
383 <                case 'd':
384 <                        do_sun = 1;
383 >                case 'D':                       /* output suns to file */
384 >                        if (strcmp(argv[++i], "-")) {
385 >                                sunsfp = fopen(argv[i], "w");
386 >                                if (sunsfp == NULL) {
387 >                                        fprintf(stderr,
388 >                                        "%s: cannot open '%s' for output\n",
389 >                                                        progname, argv[i]);
390 >                                        exit(1);
391 >                                }
392 >                                break;          /* still may output matrix */
393 >                        }
394 >                        sunsfp = stdout;        /* sending to stdout, so... */
395 >                        /* fall through */
396 >                case 'n':                       /* no matrix output */
397 >                        avgSky = -1;
398 >                        rhsubdiv = 1;
399 >                        /* fall through */
400 >                case 'd':                       /* solar (direct) only */
401                          skycolor[0] = skycolor[1] = skycolor[2] = 0;
402 +                        grefl[0] = grefl[1] = grefl[2] = 0;
403                          break;
404 <                case 's':
405 <                        do_sun = 0;
406 <                        if (skycolor[1] <= 1e-4)
407 <                                skycolor[0] = skycolor[1] = skycolor[2] = 1;
404 >                case 'M':                       /* send sun modifiers to file */
405 >                        if ((modsfp = fopen(argv[++i], "w")) == NULL) {
406 >                                fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for output\n",
407 >                                                progname, argv[i]);
408 >                                exit(1);
409 >                        }
410                          break;
411 +                case 's':                       /* sky only (no direct) */
412 +                        suncolor[0] = suncolor[1] = suncolor[2] = 0;
413 +                        break;
414 +                case 'u':                       /* solar hours only */
415 +                        sun_hours_only = 1;
416 +                        break;
417 +                case 'r':                       /* rotate distribution */
418 +                        if (argv[i][2] && argv[i][2] != 'z')
419 +                                goto userr;
420 +                        rotation = atof(argv[++i]);
421 +                        break;
422 +                case '5':                       /* 5-phase calculation */
423 +                        nsuns = 1;
424 +                        fixed_sun_sa = PI/360.*atof(argv[++i]);
425 +                        if (fixed_sun_sa <= 0) {
426 +                                fprintf(stderr, "%s: missing solar disk size argument for '-5' option\n",
427 +                                                progname);
428 +                                exit(1);
429 +                        }
430 +                        fixed_sun_sa *= fixed_sun_sa*PI;
431 +                        break;
432 +                case 'A':                       /* compute average sky */
433 +                        avgSky = 1;
434 +                        break;
435 +                case 'i':
436 +                        timeinterval = atof(argv[++i]);
437 +                        break;
438                  default:
439                          goto userr;
440                  }
441 <        if (i < argc-1)
441 >        if ((i < argc-1) | (i > argc))
442                  goto userr;
443 <        if (i == argc-1 && freopen(argv[i], "r", stdin) == NULL) {
444 <                fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for input\n",
349 <                                progname, argv[i]);
443 >        epw = EPWopen(argv[i]);
444 >        if (epw == NULL)
445                  exit(1);
446 <        }
446 >        if ((modsfp != NULL) & (sunsfp == NULL))
447 >                fprintf(stderr, "%s: warning -M output will be empty without -D\n",
448 >                                progname);
449          if (verbose) {
450                  if (i == argc-1)
451                          fprintf(stderr, "%s: reading weather tape '%s'\n",
# Line 358 | Line 455 | main(int argc, char *argv[])
455                                          progname);
456          }
457                                          /* read weather tape header */
458 <        if (scanf("place %[^\n]\n", buf) != 1)
459 <                goto fmterr;
460 <        if (scanf("latitude %lf\n", &s_latitude) != 1)
461 <                goto fmterr;
462 <        if (scanf("longitude %lf\n", &s_longitude) != 1)
463 <                goto fmterr;
464 <        if (scanf("time_zone %lf\n", &s_meridian) != 1)
368 <                goto fmterr;
369 <        if (scanf("site_elevation %lf\n", &elevation) != 1)
370 <                goto fmterr;
371 <        if (scanf("weather_data_file_units %d\n", &input) != 1)
372 <                goto fmterr;
373 <        switch (input) {                /* translate units */
374 <        case 1:
458 >        s_latitude = epw->loc.latitude;
459 >        s_longitude = -epw->loc.longitude;
460 >        s_meridian = -15.*epw->loc.timezone;
461 >        elevation = epw->loc.elevation;
462 >        switch (epw->isWEA) {           /* translate units */
463 >        case WEAnot:
464 >        case WEAradnorm:
465                  input = 1;              /* radiometric quantities */
466                  dir_is_horiz = 0;       /* direct is perpendicular meas. */
467                  break;
468 <        case 2:
468 >        case WEAradhoriz:
469                  input = 1;              /* radiometric quantities */
470                  dir_is_horiz = 1;       /* solar measured horizontally */
471                  break;
472 <        case 3:
472 >        case WEAphotnorm:
473                  input = 2;              /* photometric quantities */
474                  dir_is_horiz = 0;       /* direct is perpendicular meas. */
475                  break;
# Line 388 | Line 478 | main(int argc, char *argv[])
478          }
479          rh_init();                      /* initialize sky patches */
480          if (verbose) {
481 <                fprintf(stderr, "%s: location '%s'\n", progname, buf);
481 >                fprintf(stderr, "%s: location '%s, %s'\n", progname,
482 >                                epw->loc.city, epw->loc.country);
483                  fprintf(stderr, "%s: (lat,long)=(%.1f,%.1f) degrees north, west\n",
484                                  progname, s_latitude, s_longitude);
485 <                fprintf(stderr, "%s: %d sky patches per time step\n",
486 <                                progname, nskypatch);
485 >                if (avgSky >= 0)
486 >                        fprintf(stderr, "%s: %d sky patches\n",
487 >                                        progname, nskypatch);
488 >                if (sunsfp)
489 >                        fprintf(stderr, "%s: outputting suns to %s\n",
490 >                                        progname, sunsfp==stdout ? "stdout" : "file");
491 >                if (rotation != 0)
492 >                        fprintf(stderr, "%s: rotating output %.0f degrees\n",
493 >                                        progname, rotation);
494          }
495 +                                        /* convert quantities to radians */
496 +        s_latitude = DegToRad(s_latitude);
497 +        s_longitude = DegToRad(s_longitude);
498 +        s_meridian = DegToRad(s_meridian);
499 +                                        /* initial allocation */
500 +        mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, tstorage=2, nskypatch);
501 +        dpthist[0] = -100;
502                                          /* process each time step in tape */
503 <        while (scanf("%d %d %lf %lf %lf\n", &mo, &da, &hr, &dir, &dif) == 5) {
504 <                double          sda, sta;
505 <                                        /* make space for next time step */
506 <                mtx_offset = 3*nskypatch*ntsteps++;
507 <                mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, ntsteps, nskypatch);
508 <                if (dif <= 1e-4) {
509 <                        memset(mtx_data+mtx_offset, 0, sizeof(float)*3*nskypatch);
510 <                        continue;
511 <                }
512 <                if (verbose && mo != last_monthly)
513 <                        fprintf(stderr, "%s: stepping through month %d...\n",
514 <                                                progname, last_monthly=mo);
503 >        while ((j = EPWread(epw, &erec)) > 0) {
504 >                const int       mo = erec.date.month+1;
505 >                const int       da = erec.date.day;
506 >                const double    hr = erec.date.hour;
507 >                double          sda, sta, st;
508 >                int             sun_in_sky;
509 >                                        /* 3-hour dew point temp */
510 >                if (EPWisset(&erec,dptemp)) {
511 >                        if (dpthist[0] < -99)
512 >                                dpthist[0] = dpthist[1] = erec.dptemp;
513 >                        dew_point = (1./3.)*(dpthist[0] + dpthist[1] + erec.dptemp);
514 >                        dpthist[0] = dpthist[1]; dpthist[1] = erec.dptemp;
515 >                } else
516 >                        dpthist[0] = -100;
517                                          /* compute solar position */
518 <                julian_date = jdate(mo, da);
518 >                if ((mo == 2) & (da == 29)) {
519 >                        julian_date = 60;
520 >                        leap_day = 1;
521 >                } else
522 >                        julian_date = jdate(mo, da) + leap_day;
523                  sda = sdec(julian_date);
524                  sta = stadj(julian_date);
525 <                altitude = salt(sda, hr+sta);
526 <                azimuth = sazi(sda, hr+sta);
525 >                st = hr + sta;
526 >                
527 >                if (timeinterval > 0) {
528 >                        if (fabs(solar_sunrise(mo, da) - st) <= timeinterval/120)
529 >                                st = (st + timeinterval/120 + solar_sunrise(mo, da))/2;
530 >                        else if (fabs(solar_sunset(mo, da) - st) < timeinterval/120)
531 >                                st = (st - timeinterval/120 + solar_sunset(mo, da))/2;
532 >                }
533 >                altitude = salt(sda, st);
534 >                sun_in_sky = (altitude > -DegToRad(SUN_ANG_DEG/2.));
535 >                if (sun_hours_only & !sun_in_sky)
536 >                        continue;       /* skipping nighttime points */
537 >                azimuth = sazi(sda, st) + PI - DegToRad(rotation);
538 >
539 >                switch (epw->isWEA) {           /* translate units */
540 >                case WEAnot:
541 >                case WEAradnorm:
542 >                        if (!EPWisset(&erec,dirirrad) |
543 >                                        !EPWisset(&erec,horizdiffirrad)) {
544 >                                fprintf(stderr, "%s: missing required irradiances at line %d\n",
545 >                                                progname, epw->lino);
546 >                                exit(1);
547 >                        }
548 >                        dir = erec.dirirrad;
549 >                        dif = erec.horizdiffirrad;
550 >                        break;
551 >                case WEAradhoriz:
552 >                        dir = erec.globhorizirrad - erec.horizdiffirrad;
553 >                        dif = erec.horizdiffirrad;
554 >                        break;
555 >                case WEAphotnorm:
556 >                        dir = erec.dirillum;
557 >                        dif = erec.diffillum;
558 >                        break;
559 >                }
560 >                mtx_offset = 3*nskypatch*nstored;
561 >                nstored += !avgSky | !nstored;
562 >                                        /* make space for next row */
563 >                if (nstored > tstorage) {
564 >                        tstorage += (tstorage>>1) + nstored + 7;
565 >                        mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, tstorage, nskypatch);
566 >                }
567 >                ntsteps++;              /* keep count of time steps */
568 >
569 >                if (dir+dif <= 1e-4) {  /* effectively nighttime? */
570 >                        if (!avgSky | !mtx_offset)
571 >                                memset(mtx_data+mtx_offset, 0,
572 >                                                sizeof(float)*3*nskypatch);
573 >                                        /* output black sun? */
574 >                        if (sunsfp && sun_in_sky)
575 >                                OutputSun(solar_minute(julian_date,hr), 0,
576 >                                                        sunsfp, modsfp);
577 >                        continue;
578 >                }
579 >                if (!sun_in_sky && dir > (input==1 ? 20. : 20.*WHTEFFICACY))
580 >                        fprintf(stderr,
581 >                                "%s: warning - unusually bright at %.1f on %d-%d\n",
582 >                                        progname, hr, mo, da);
583                                          /* convert measured values */
584 <                if (dir_is_horiz && altitude > 0.)
584 >                if (dir_is_horiz && altitude > FTINY)
585                          dir /= sin(altitude);
586                  if (input == 1) {
587                          dir_irrad = dir;
# Line 425 | Line 592 | main(int argc, char *argv[])
592                  }
593                                          /* compute sky patch values */
594                  ComputeSky(mtx_data+mtx_offset);
595 <                if (do_sun)
596 <                        AddDirect(mtx_data+mtx_offset);
595 >                                        /* output sun if requested */
596 >                if (sunsfp && sun_in_sky)
597 >                        OutputSun(solar_minute(julian_date,hr), 1,
598 >                                                sunsfp, modsfp);
599 >
600 >                if (avgSky < 0)         /* no matrix? */
601 >                        continue;
602 >
603 >                AddDirect(mtx_data+mtx_offset);
604 >                                        /* update cumulative sky? */
605 >                for (i = 3*nskypatch*(avgSky&(ntsteps>1)); i--; )
606 >                        mtx_data[i] += mtx_data[mtx_offset+i];
607 >                                        /* monthly reporting */
608 >                if (verbose && mo != last_monthly)
609 >                        fprintf(stderr, "%s: stepping through month %d...\n",
610 >                                                progname, last_monthly=mo);
611 >                                        /* note whether leap-day was given */
612          }
613 <                                        /* check for junk at end */
614 <        while ((i = fgetc(stdin)) != EOF)
615 <                if (!isspace(i)) {
616 <                        fprintf(stderr, "%s: warning - unexpected data past EOT: ",
617 <                                        progname);
618 <                        buf[0] = i; buf[1] = '\0';
619 <                        fgets(buf+1, sizeof(buf)-1, stdin);
620 <                        fputs(buf, stderr); fputc('\n', stderr);
621 <                        break;
622 <                }
613 >        if (j != EOF) {
614 >                fprintf(stderr, "%s: error on input\n", progname);
615 >                exit(1);
616 >        }
617 >        EPWclose(epw); epw = NULL;
618 >        if (!ntsteps) {
619 >                fprintf(stderr, "%s: no valid time steps on input\n", progname);
620 >                exit(1);
621 >        }
622 >        if (avgSky < 0)                 /* no matrix output? */
623 >                goto alldone;
624 >
625 >        dif = 1./(double)ntsteps;       /* average sky? */
626 >        for (i = 3*nskypatch*(avgSky&(ntsteps>1)); i--; )
627 >                mtx_data[i] *= dif;
628                                          /* write out matrix */
629 +        if (outfmt != 'a')
630 +                SET_FILE_BINARY(stdout);
631   #ifdef getc_unlocked
632          flockfile(stdout);
633   #endif
634          if (verbose)
635                  fprintf(stderr, "%s: writing %smatrix with %d time steps...\n",
636 <                                progname, outfmt=='a' ? "" : "binary ", ntsteps);
636 >                                progname, outfmt=='a' ? "" : "binary ", nstored);
637 >        if (doheader) {
638 >                newheader("RADIANCE", stdout);
639 >                printargs(argc, argv, stdout);
640 >                printf("LATLONG= %.8f %.8f\n", RadToDeg(s_latitude),
641 >                                        -RadToDeg(s_longitude));
642 >                printf("NROWS=%d\n", nskypatch);
643 >                printf("NCOLS=%d\n", nstored);
644 >                printf("NCOMP=3\n");
645 >                if ((outfmt == 'f') | (outfmt == 'd'))
646 >                        fputendian(stdout);
647 >                fputformat((char *)getfmtname(outfmt), stdout);
648 >                putchar('\n');
649 >        }
650                                          /* patches are rows (outer sort) */
651          for (i = 0; i < nskypatch; i++) {
652                  mtx_offset = 3*i;
653                  switch (outfmt) {
654                  case 'a':
655 <                        for (j = 0; j < ntsteps; j++) {
656 <                                printf("%.3e %.3e %.3e\n", mtx_data[mtx_offset],
655 >                        for (j = 0; j < nstored; j++) {
656 >                                printf("%.3g %.3g %.3g\n", mtx_data[mtx_offset],
657                                                  mtx_data[mtx_offset+1],
658                                                  mtx_data[mtx_offset+2]);
659                                  mtx_offset += 3*nskypatch;
660                          }
661 <                        fputc('\n', stdout);
661 >                        if (nstored > 1)
662 >                                fputc('\n', stdout);
663                          break;
664                  case 'f':
665 <                        for (j = 0; j < ntsteps; j++) {
666 <                                fwrite(mtx_data+mtx_offset, sizeof(float), 3,
665 >                        for (j = 0; j < nstored; j++) {
666 >                                putbinary(mtx_data+mtx_offset, sizeof(float), 3,
667                                                  stdout);
668                                  mtx_offset += 3*nskypatch;
669                          }
670                          break;
671                  case 'd':
672 <                        for (j = 0; j < ntsteps; j++) {
672 >                        for (j = 0; j < nstored; j++) {
673                                  double  ment[3];
674                                  ment[0] = mtx_data[mtx_offset];
675                                  ment[1] = mtx_data[mtx_offset+1];
676                                  ment[2] = mtx_data[mtx_offset+2];
677 <                                fwrite(ment, sizeof(double), 3, stdout);
677 >                                putbinary(ment, sizeof(double), 3, stdout);
678                                  mtx_offset += 3*nskypatch;
679                          }
680                          break;
# Line 479 | Line 682 | main(int argc, char *argv[])
682                  if (ferror(stdout))
683                          goto writerr;
684          }
685 <        if (fflush(stdout) == EOF)
685 > alldone:
686 >        if (fflush(NULL) == EOF)
687                  goto writerr;
688          if (verbose)
689                  fprintf(stderr, "%s: done.\n", progname);
690          exit(0);
691   userr:
692 <        fprintf(stderr, "Usage: %s [-v][-d|-s][-m N][-g refl][-c r g b][-o{f|d}] [tape.wea]\n",
692 >        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",
693                          progname);
694          exit(1);
695   fmterr:
696 <        fprintf(stderr, "%s: input weather tape format error\n", progname);
696 >        fprintf(stderr, "%s: weather tape format error in header\n", progname);
697          exit(1);
698   writerr:
699          fprintf(stderr, "%s: write error on output\n", progname);
700          exit(1);
701   }
702  
703 +
704   /* Return maximum of two doubles */
705   double dmax( double a, double b )
706   { return (a > b) ? a : b; }
# Line 506 | Line 711 | ComputeSky(float *parr)
711   {
712          int index;                      /* Category index */
713          double norm_diff_illum;         /* Normalized diffuse illuimnance */
509 –        double zlumin;                  /* Zenith luminance */
714          int i;
715  
512 –        if (bright(skycolor) <= 1e-4) {                 /* 0 sky component? */
513 –                memset(parr, 0, sizeof(float)*3*nskypatch);
514 –                return;
515 –        }
516 –        
716          /* Calculate atmospheric precipitable water content */
717          apwc = CalcPrecipWater(dew_point);
718  
719 <        /* Limit solar altitude to keep circumsolar off zenith */
720 <        if (altitude > DegToRad(87.0))
721 <                altitude = DegToRad(87.0);
719 >        /* Calculate sun zenith angle (don't let it dip below horizon) */
720 >        /* Also limit minimum angle to keep circumsolar off zenith */
721 >        if (altitude <= 0.0)
722 >                sun_zenith = DegToRad(90.0);
723 >        else if (altitude >= DegToRad(87.0))
724 >                sun_zenith = DegToRad(3.0);
725 >        else
726 >                sun_zenith = DegToRad(90.0) - altitude;
727  
524 –        /* Calculate sun zenith angle */
525 –        sun_zenith = DegToRad(90.0) - altitude;
526 –
728          /* Compute the inputs for the calculation of the sky distribution */
729          
730          if (input == 0)                                 /* XXX never used */
# Line 542 | Line 743 | ComputeSky(float *parr)
743                  sky_brightness = CalcSkyBrightness();
744                  sky_clearness =  CalcSkyClearness();
745  
746 +                /* Limit sky clearness */
747 +                if (sky_clearness > 11.9)
748 +                        sky_clearness = 11.9;
749 +                else if (sky_clearness < 1.0)
750 +                        sky_clearness = 1.0;
751 +
752 +                /* Limit sky brightness */
753 +                if (sky_brightness < 0.01)
754 +                        sky_brightness = 0.01;
755 +                else if (sky_brightness > 0.6)
756 +                        sky_brightness = 0.6;
757 +
758                  /* Calculate illuminance */
759                  index = GetCategoryIndex();
760                  diff_illum = diff_irrad * CalcDiffuseIllumRatio(index);
# Line 553 | Line 766 | ComputeSky(float *parr)
766                  index = CalcSkyParamFromIllum();
767          }
768  
769 +        if (output == 1) {                      /* hack for solar radiance */
770 +                diff_illum = diff_irrad * WHTEFFICACY;
771 +                dir_illum = dir_irrad * WHTEFFICACY;
772 +        }
773          /* Compute ground radiance (include solar contribution if any) */
774 <        parr[0] = diff_illum * (1./PI/WHTEFFICACY);
774 >        parr[0] = diff_illum;
775          if (altitude > 0)
776 <                parr[0] += dir_illum * sin(altitude) * (1./PI/WHTEFFICACY);
777 <        parr[2] = parr[1] = parr[0];
776 >                parr[0] += dir_illum * sin(altitude);
777 >        parr[2] = parr[1] = parr[0] *= (1./PI/WHTEFFICACY);
778 >        multcolor(parr, grefl);
779  
780 +        if (bright(skycolor) <= 1e-4) {                 /* 0 sky component? */
781 +                memset(parr+3, 0, sizeof(float)*3*(nskypatch-1));
782 +                return;
783 +        }
784          /* Calculate Perez sky model parameters */
785          CalcPerezParam(sun_zenith, sky_clearness, sky_brightness, index);
786  
# Line 568 | Line 790 | ComputeSky(float *parr)
790          /* Calculate relative horizontal illuminance */
791          norm_diff_illum = CalcRelHorzIllum(parr);
792  
793 +        /* Check for zero sky -- make uniform in that case */
794 +        if (norm_diff_illum <= FTINY) {
795 +                for (i = 1; i < nskypatch; i++)
796 +                        setcolor(parr+3*i, 1., 1., 1.);
797 +                norm_diff_illum = PI;
798 +        }
799          /* Normalization coefficient */
800          norm_diff_illum = diff_illum / norm_diff_illum;
801  
574 –        /* Calculate relative zenith luminance */
575 –        zlumin = CalcRelLuminance(sun_zenith, 0.0);
576 –
577 –        /* Calculate absolute zenith illuminance */
578 –        zlumin *= norm_diff_illum;
579 –
802          /* Apply to sky patches to get absolute radiance values */
803          for (i = 1; i < nskypatch; i++) {
804 <                scalecolor(parr+3*i, zlumin*(1./WHTEFFICACY));
804 >                scalecolor(parr+3*i, norm_diff_illum*(1./WHTEFFICACY));
805                  multcolor(parr+3*i, skycolor);
806          }
807   }
808  
809 +
810 + double
811 + solar_sunset(int month, int day)
812 + {
813 +        float W;
814 +        W = -1 * (tan(s_latitude) * tan(sdec(jdate(month, day))));
815 +        return(12 + (M_PI / 2 - atan2(W, sqrt(1 - W * W))) * 180 / (M_PI * 15));
816 + }
817 +
818 +
819 + double
820 + solar_sunrise(int month, int day)
821 + {
822 +        float W;
823 +        W = -1 * (tan(s_latitude) * tan(sdec(jdate(month, day))));
824 +        return(12 - (M_PI / 2 - atan2(W, sqrt(1 - W * W))) * 180 / (M_PI * 15));
825 + }
826 +
827 +
828   /* Add in solar direct to nearest sky patches (GW) */
829   void
830   AddDirect(float *parr)
831   {
832          FVECT   svec;
833 <        double  near_dprod[4];
834 <        int     near_patch[4];
835 <        double  wta[4], wtot;
833 >        double  near_dprod[NSUNPATCH];
834 >        int     near_patch[NSUNPATCH];
835 >        double  wta[NSUNPATCH], wtot;
836          int     i, j, p;
837  
838 <        if (!do_sun || dir_illum < 1e-4)
838 >        if (dir_illum <= 1e-4 || bright(suncolor) <= 1e-4)
839                  return;
840 <                                        /* identify 4 closest patches */
841 <        for (i = 4; i--; )
840 >                                        /* identify nsuns closest patches */
841 >        if (nsuns > NSUNPATCH)
842 >                nsuns = NSUNPATCH;
843 >        else if (nsuns <= 0)
844 >                nsuns = 1;
845 >        for (i = nsuns; i--; )
846                  near_dprod[i] = -1.;
847          vector(svec, altitude, azimuth);
848          for (p = 1; p < nskypatch; p++) {
# Line 605 | Line 850 | AddDirect(float *parr)
850                  double  dprod;
851                  rh_vector(pvec, p);
852                  dprod = DOT(pvec, svec);
853 <                for (i = 0; i < 4; i++)
853 >                for (i = 0; i < nsuns; i++)
854                          if (dprod > near_dprod[i]) {
855 <                                for (j = 4; --j > i; ) {
855 >                                for (j = nsuns; --j > i; ) {
856                                          near_dprod[j] = near_dprod[j-1];
857                                          near_patch[j] = near_patch[j-1];
858                                  }
# Line 617 | Line 862 | AddDirect(float *parr)
862                          }
863          }
864          wtot = 0;                       /* weight by proximity */
865 <        for (i = 4; i--; )
865 >        for (i = nsuns; i--; )
866                  wtot += wta[i] = 1./(1.002 - near_dprod[i]);
867                                          /* add to nearest patch radiances */
868 <        for (i = 4; i--; )
869 <                parr[near_patch[i]] += wta[i] * dir_illum /
870 <                                        (wtot * rh_dom[near_patch[i]]);
868 >        for (i = nsuns; i--; ) {
869 >                float   *pdest = parr + 3*near_patch[i];
870 >                float   val_add = wta[i] * dir_illum / (WHTEFFICACY * wtot);
871 >
872 >                val_add /= (fixed_sun_sa > 0)   ? fixed_sun_sa
873 >                                                : rh_dom[near_patch[i]] ;
874 >                *pdest++ += val_add*suncolor[0];
875 >                *pdest++ += val_add*suncolor[1];
876 >                *pdest++ += val_add*suncolor[2];
877 >        }
878   }
879  
880 + /* Output a sun to indicated file if appropriate for this time step */
881 + void
882 + OutputSun(int id, int goodsun, FILE *fp, FILE *mfp)
883 + {
884 +        double  srad;
885 +        FVECT   sv;
886 +
887 +        srad = DegToRad(SUN_ANG_DEG/2.);
888 +        srad = goodsun ? dir_illum/(WHTEFFICACY * PI*srad*srad) : 0;
889 +        vector(sv, altitude, azimuth);
890 +        fprintf(fp, "\nvoid light solar%d\n0\n0\n", id);
891 +        fprintf(fp, "3 %.3e %.3e %.3e\n", srad*suncolor[0],
892 +                        srad*suncolor[1], srad*suncolor[2]);
893 +        fprintf(fp, "\nsolar%d source sun%d\n0\n0\n", id, id);
894 +        fprintf(fp, "4 %.6f %.6f %.6f %.4f\n", sv[0], sv[1], sv[2], SUN_ANG_DEG);
895 +        
896 +        if (mfp != NULL)                /* saving modifier IDs? */
897 +                fprintf(mfp, "solar%d\n", id);
898 + }
899 +
900   /* Initialize Reinhart sky patch positions (GW) */
901   int
902   rh_init(void)
# Line 656 | Line 928 | rh_init(void)
928          for (i = 0; i < NROW*rhsubdiv; i++) {
929                  const float     ralt = alpha*(i + .5);
930                  const int       ninrow = tnaz[i/rhsubdiv]*rhsubdiv;
931 <                const float     dom = (sin(alpha*(i+1)) - sin(alpha*i))/ninrow;
931 >                const float     dom = 2.*PI*(sin(alpha*(i+1)) - sin(alpha*i)) /
932 >                                                (double)ninrow;
933                  for (j = 0; j < ninrow; j++) {
934                          rh_palt[p] = ralt;
935                          rh_pazi[p] = 2.*PI * j / (double)ninrow;
# Line 761 | Line 1034 | double CalcSkyClearness()
1034          double sz_cubed;        /* Sun zenith angle cubed */
1035  
1036          /* Calculate sun zenith angle cubed */
1037 <        sz_cubed = pow(sun_zenith, 3.0);
1037 >        sz_cubed = sun_zenith*sun_zenith*sun_zenith;
1038  
1039          return ((diff_irrad + dir_irrad) / diff_irrad + 1.041 *
1040                          sz_cubed) / (1.0 + 1.041 * sz_cubed);
# Line 792 | Line 1065 | double CalcDiffuseIrradiance()
1065   double CalcDirectIrradiance()
1066   {
1067          return CalcDiffuseIrradiance() * ((sky_clearness - 1.0) * (1 + 1.041
1068 <                        * pow(sun_zenith, 3.0)));
1068 >                        * sun_zenith*sun_zenith*sun_zenith));
1069   }
1070  
1071   /* Calculate sky brightness and clearness from illuminance values */
# Line 818 | Line 1091 | int CalcSkyParamFromIllum()
1091                  sky_clearness = 12.0;
1092  
1093          /* Limit sky brightness */
1094 <        if (sky_brightness < 0.05)
1094 >        if (sky_brightness < 0.01)
1095                          sky_brightness = 0.01;
1096  
1097 +        if (sky_clearness < 1.0000)
1098 +        {
1099 +                sky_clearness = 1.0000;
1100 +        }
1101 +
1102 +        if (sky_brightness > 0.6)
1103 +        {
1104 +                sky_brightness = 0.6;
1105 +        }
1106 +
1107          while (((fabs(diff_irrad - test1) > 10.0) ||
1108                          (fabs(dir_irrad - test2) > 10.0)) && !(counter == 5))
1109          {
# Line 831 | Line 1114 | int CalcSkyParamFromIllum()
1114                  /* Convert illuminance to irradiance */
1115                  index = GetCategoryIndex();
1116                  diff_irrad = diff_illum / CalcDiffuseIllumRatio(index);
1117 <                dir_irrad = dir_illum / CalcDirectIllumRatio(index);
1117 >                dir_irrad = CalcDirectIllumRatio(index);
1118 >                if (dir_irrad > 0.1)
1119 >                        dir_irrad = dir_illum / dir_irrad;
1120          
1121                  /* Calculate sky brightness and clearness */
1122                  sky_brightness = CalcSkyBrightness();
# Line 842 | Line 1127 | int CalcSkyParamFromIllum()
1127                          sky_clearness = 12.0;
1128          
1129                  /* Limit sky brightness */
1130 <                if (sky_brightness < 0.05)
1130 >                if (sky_brightness < 0.01)
1131                          sky_brightness = 0.01;
1132 +
1133 +                if (sky_clearness < 1.0000)
1134 +                {
1135 +                        sky_clearness = 1.0000;
1136 +                }
1137 +
1138 +                if (sky_brightness > 0.6)
1139 +                {
1140 +                        sky_brightness = 0.6;
1141 +                }
1142          }
1143  
1144          return GetCategoryIndex();
# Line 928 | Line 1223 | double CalcRelHorzIllum( float *parr )
1223          double rh_illum = 0.0;  /* Relative horizontal illuminance */
1224  
1225          for (i = 1; i < nskypatch; i++)
1226 <                rh_illum += parr[3*i+1] * rh_cos(i);
1226 >                rh_illum += parr[3*i+1] * rh_cos(i) * rh_dom[i];
1227  
1228 <        return rh_illum * (2.0 * PI / (nskypatch-1));
1228 >        return rh_illum;
1229   }
1230  
1231   /* Calculate earth orbit eccentricity correction factor */

Diff Legend

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