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

Comparing ray/src/gen/gendaymtx.c (file contents):
Revision 2.36 by greg, Mon Apr 13 17:12:19 2020 UTC vs.
Revision 2.42 by greg, Thu Feb 27 19:00:00 2025 UTC

# Line 88 | Line 88 | static const char RCSid[] = "$Id$";
88   #include "rtio.h"
89   #include "color.h"
90   #include "sun.h"
91 + #include "loadEPW.h"
92  
93 < char *progname;                                                         /* Program name */
93 < 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 129 | 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  
138 –
142   /* Perez sky model coefficients */
143  
144   /* Reference:   Perez, R., R. Seals, and J. Michalsky, 1993. "All- */
# Line 307 | Line 310 | getfmtname(int fmt)
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 */
# Line 321 | Line 328 | main(int argc, char *argv[])
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 */
324 –        int     mo, da;                 /* month (1-12) and day (1-31) */
325 –        double  hr;                     /* hour (local standard time) */
326 –        double  dir, dif;               /* direct and diffuse values */
331          int     mtx_offset;
332          int     i, j;
333 +        double  timeinterval = 0;
334  
335          progname = argv[0];
336                                          /* get options */
# Line 406 | Line 411 | main(int argc, char *argv[])
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;
# Line 424 | Line 432 | main(int argc, char *argv[])
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",
434 <                                progname, argv[i]);
443 >        epw = EPWopen(argv[i]);
444 >        if (epw == NULL)
445                  exit(1);
436 –        }
446          if ((modsfp != NULL) & (sunsfp == NULL))
447                  fprintf(stderr, "%s: warning -M output will be empty without -D\n",
448                                  progname);
# Line 446 | Line 455 | main(int argc, char *argv[])
455                                          progname);
456          }
457                                          /* read weather tape header */
458 <        if (scanf("place %[^\r\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)
456 <                goto fmterr;
457 <        if (scanf("site_elevation %lf\n", &elevation) != 1)
458 <                goto fmterr;
459 <        if (scanf("weather_data_file_units %d\n", &input) != 1)
460 <                goto fmterr;
461 <        switch (input) {                /* translate units */
462 <        case 1:
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 476 | 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                  if (avgSky >= 0)
486                          fprintf(stderr, "%s: %d sky patches\n",
487                                          progname, nskypatch);
488                  if (sunsfp)
489 <                        fprintf(stderr, "%s: outputting suns to file\n",
490 <                                        progname);
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);
# Line 495 | Line 498 | main(int argc, char *argv[])
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;
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 >                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 >                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 */
# Line 507 | Line 565 | main(int argc, char *argv[])
565                          mtx_data = resize_dmatrix(mtx_data, tstorage, nskypatch);
566                  }
567                  ntsteps++;              /* keep count of time steps */
510 –                                        /* compute solar position */
511 –                if ((mo == 2) & (da == 29)) {
512 –                        julian_date = 60;
513 –                        leap_day = 1;
514 –                } else
515 –                        julian_date = jdate(mo, da) + leap_day;
516 –                sda = sdec(julian_date);
517 –                sta = stadj(julian_date);
518 –                altitude = salt(sda, hr+sta);
519 –                azimuth = sazi(sda, hr+sta) + PI - DegToRad(rotation);
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 <                        if (sunsfp)     /* output black sun */
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 539 | Line 592 | main(int argc, char *argv[])
592                  }
593                                          /* compute sky patch values */
594                  ComputeSky(mtx_data+mtx_offset);
595 <
596 <                if (sunsfp)             /* output sun if requested */
595 >                                        /* output sun if requested */
596 >                if (sunsfp && sun_in_sky)
597                          OutputSun(solar_minute(julian_date,hr), 1,
598                                                  sunsfp, modsfp);
599  
# Line 557 | Line 610 | main(int argc, char *argv[])
610                                                  progname, last_monthly=mo);
611                                          /* note whether leap-day was given */
612          }
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          }
564 –                                        /* check for junk at end */
565 –        while ((i = fgetc(stdin)) != EOF)
566 –                if (!isspace(i)) {
567 –                        fprintf(stderr, "%s: warning - unexpected data past EOT: ",
568 –                                        progname);
569 –                        buf[0] = i; buf[1] = '\0';
570 –                        fgets(buf+1, sizeof(buf)-1, stdin);
571 –                        fputs(buf, stderr); fputc('\n', stderr);
572 –                        break;
573 –                }
574 –
622          if (avgSky < 0)                 /* no matrix output? */
623                  goto alldone;
624  
# Line 642 | Line 689 | alldone:
689                  fprintf(stderr, "%s: done.\n", progname);
690          exit(0);
691   userr:
692 <        fprintf(stderr, "Usage: %s [-v][-h][-A][-d|-s|-n][-D file][-r deg][-m N][-g r g b][-c r g b][-o{f|d}][-O{0|1}] [tape.wea]\n",
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:
# Line 653 | Line 700 | writerr:
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 664 | Line 712 | ComputeSky(float *parr)
712          int index;                      /* Category index */
713          double norm_diff_illum;         /* Normalized diffuse illuimnance */
714          int i;
715 <        
715 >
716          /* Calculate atmospheric precipitable water content */
717          apwc = CalcPrecipWater(dew_point);
718  
# Line 698 | Line 746 | ComputeSky(float *parr)
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();
# Line 754 | Line 806 | ComputeSky(float *parr)
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)
# Line 814 | Line 885 | OutputSun(int id, int goodsun, FILE *fp, FILE *mfp)
885          FVECT   sv;
886  
887          srad = DegToRad(SUN_ANG_DEG/2.);
817 –
818 –        if (altitude < -srad)           /* well below horizon? */
819 –                return;
820 –
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);
# Line 1027 | Line 1094 | int CalcSkyParamFromIllum()
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 1052 | Line 1129 | int CalcSkyParamFromIllum()
1129                  /* Limit sky brightness */
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();

Diff Legend

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