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

Comparing ray/src/gen/gensky.c (file contents):
Revision 2.9 by greg, Wed Dec 9 08:32:52 1992 UTC vs.
Revision 2.13 by greg, Fri Nov 5 17:25:34 1993 UTC

# Line 19 | Line 19 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
19  
20   #include  "color.h"
21  
22 – #ifndef atof
23 – extern double  atof();
24 – #endif
22   extern char  *strcpy(), *strcat(), *malloc();
23   extern double  stadj(), sdec(), sazi(), salt();
24  
# Line 29 | Line 26 | extern double  stadj(), sdec(), sazi(), salt();
26  
27   #define  DOT(v1,v2)     (v1[0]*v2[0]+v1[1]*v2[1]+v1[2]*v2[2])
28  
29 + #define  S_CLEAR        1
30 + #define  S_OVER         2
31 + #define  S_UNIF         3
32 + #define  S_INTER        4
33 +
34 + #define  overcast       (skytype==S_OVER|skytype==S_UNIF)
35 +
36   double  normsc();
37                                          /* sun calculation constants */
38   extern double  s_latitude;
# Line 40 | Line 44 | double  hour;                                  /* time */
44   int  tsolar;                                    /* 0=standard, 1=solar */
45   double  altitude, azimuth;                      /* or solar angles */
46                                          /* default values */
47 < int  cloudy = 0;                                /* 1=standard, 2=uniform */
47 > int  skytype = S_CLEAR;                         /* sky type */
48   int  dosun = 1;
49 < double  zenithbr = -1.0;
49 > double  zenithbr = 0.0;
50 > int     u_zenith = 0;                           /* -1=irradiance, 1=radiance */
51   double  turbidity = 2.75;
52   double  gprefl = 0.2;
53                                          /* computed values */
54   double  sundir[3];
55   double  groundbr;
56   double  F2;
57 < double  solarbr = -1.0;
57 > double  solarbr = 0.0;
58 > int     u_solar = 0;                            /* -1=irradiance, 1=radiance */
59  
60   char  *progname;
61   char  errmsg[128];
# Line 88 | Line 94 | char  *argv[];
94                  if (argv[i][0] == '-' || argv[i][0] == '+')
95                          switch (argv[i][1]) {
96                          case 's':
97 <                                cloudy = 0;
97 >                                skytype = S_CLEAR;
98                                  dosun = argv[i][0] == '+';
99                                  break;
100                          case 'r':
101 +                        case 'R':
102 +                                u_solar = argv[i][1]=='R' ? -1 : 1;
103                                  solarbr = atof(argv[++i]);
104                                  break;
105                          case 'c':
106 <                                cloudy = argv[i][0] == '+' ? 2 : 1;
106 >                                skytype = S_OVER;
107                                  dosun = 0;
108                                  break;
109 +                        case 'u':
110 +                                skytype = S_UNIF;
111 +                                dosun = 0;
112 +                                break;
113 +                        case 'i':
114 +                                skytype = S_INTER;
115 +                                dosun = argv[i][0] == '+';
116 +                                break;
117                          case 't':
118                                  turbidity = atof(argv[++i]);
119                                  break;
120                          case 'b':
121 +                        case 'B':
122 +                                u_zenith = argv[i][1]=='B' ? -1 : 1;
123                                  zenithbr = atof(argv[++i]);
124                                  break;
125                          case 'g':
# Line 137 | Line 155 | char  *argv[];
155  
156   computesky()                    /* compute sky parameters */
157   {
158 +        double  normfactor;
159                                          /* compute solar direction */
160          if (month) {                    /* from date and time */
161                  int  jd;
# Line 150 | Line 169 | computesky()                   /* compute sky parameters */
169                          st = hour + stadj(jd);
170                  altitude = salt(sd, st);
171                  azimuth = sazi(sd, st);
172 +                printf("# Solar altitude and azimuth: %.1f %.1f\n",
173 +                                180./PI*altitude, 180./PI*azimuth);
174          }
175 <        if (!cloudy && altitude > 87.*PI/180.) {
175 >        if (!overcast && altitude > 87.*PI/180.) {
176                  fprintf(stderr,
177   "%s: warning - sun too close to zenith, reducing altitude to 87 degrees\n",
178                                  progname);
# Line 163 | Line 184 | computesky()                   /* compute sky parameters */
184          sundir[1] = -cos(azimuth)*cos(altitude);
185          sundir[2] = sin(altitude);
186  
187 +                                        /* Compute normalization factor */
188 +        switch (skytype) {
189 +        case S_UNIF:
190 +                normfactor = 1.0;
191 +                break;
192 +        case S_OVER:
193 +                normfactor = 0.777778;
194 +                break;
195 +        case S_CLEAR:
196 +                F2 = 0.274*(0.91 + 10.0*exp(-3.0*(PI/2.0-altitude)) +
197 +                                0.45*sundir[2]*sundir[2]);
198 +                normfactor = normsc()/F2/PI;
199 +                break;
200 +        case S_INTER:
201 +                F2 = (2.739 + .9891*sin(.3119+2.6*altitude)) *
202 +                        exp(-(PI/2.0-altitude)*(.4441+1.48*altitude));
203 +                normfactor = normsc()/F2/PI;
204 +                break;
205 +        }
206                                          /* Compute zenith brightness */
207 <        if (zenithbr <= 0.0)
208 <                if (cloudy) {
207 >        if (u_zenith == -1)
208 >                zenithbr /= normfactor*PI;
209 >        else if (u_zenith == 0) {
210 >                if (overcast)
211                          zenithbr = 8.6*sundir[2] + .123;
212 <                        zenithbr *= 1000.0/WHTEFFICACY;
171 <                } else {
212 >                else
213                          zenithbr = (1.376*turbidity-1.81)*tan(altitude)+0.38;
214 <                        zenithbr *= 1000.0/SKYEFFICACY;
215 <                }
216 <        if (zenithbr < 0.0)
217 <                zenithbr = 0.0;
177 <                                        /* Compute horizontal radiance */
178 <        if (cloudy) {
179 <                if (cloudy == 2)
180 <                        groundbr = zenithbr;
214 >                if (skytype == S_INTER)
215 >                        zenithbr = (zenithbr + 8.6*sundir[2] + .123)/2.0;
216 >                if (zenithbr < 0.0)
217 >                        zenithbr = 0.0;
218                  else
219 <                        groundbr = zenithbr*0.777778;
183 <                printf("# Ground ambient level: %f\n", groundbr);
184 <        } else {
185 <                F2 = 0.274*(0.91 + 10.0*exp(-3.0*(PI/2.0-altitude)) +
186 <                                0.45*sundir[2]*sundir[2]);
187 <                groundbr = zenithbr*normsc(altitude)/F2/PI;
188 <                printf("# Ground ambient level: %f\n", groundbr);
189 <                if (sundir[2] > 0.0 && solarbr != 0.0) {
190 <                        if (solarbr < 0.0)
191 <                                solarbr = 1.5e9/SUNEFFICACY *
192 <                                (1.147 - .147/(sundir[2]>.16?sundir[2]:.16));
193 <                        groundbr += solarbr*6e-5*sundir[2]/PI;
194 <                } else
195 <                        dosun = 0;
219 >                        zenithbr *= 1000.0/SKYEFFICACY;
220          }
221 +                                        /* Compute horizontal radiance */
222 +        groundbr = zenithbr*normfactor;
223 +        printf("# Ground ambient level: %.1f\n", groundbr);
224 +        if (sundir[2] > 0.0 && (!u_solar || solarbr > 0.0)) {
225 +                if (u_solar == -1)
226 +                        solarbr /= 6e-5*sundir[2];
227 +                else if (u_solar == 0) {
228 +                        solarbr = 1.5e9/SUNEFFICACY *
229 +                        (1.147 - .147/(sundir[2]>.16?sundir[2]:.16));
230 +                        if (skytype == S_INTER)
231 +                                solarbr *= 0.15;        /* fudge factor! */
232 +                }
233 +                groundbr += 6e-5/PI*solarbr*sundir[2];
234 +        } else
235 +                dosun = 0;
236          groundbr *= gprefl;
237   }
238  
# Line 210 | Line 249 | printsky()                     /* print out sky */
249          }
250          
251          printf("\nvoid brightfunc skyfunc\n");
252 <        printf("2 skybright skybright.cal\n");
252 >        printf("2 skybr skybright.cal\n");
253          printf("0\n");
254 <        if (cloudy)
255 <                printf("3 %d %.2e %.2e\n", cloudy, zenithbr, groundbr);
254 >        if (overcast)
255 >                printf("3 %d %.2e %.2e\n", skytype, zenithbr, groundbr);
256          else
257 <                printf("7 -1 %.2e %.2e %.2e %f %f %f\n", zenithbr, groundbr,
258 <                                F2, sundir[0], sundir[1], sundir[2]);
257 >                printf("7 %d %.2e %.2e %.2e %f %f %f\n",
258 >                                skytype, zenithbr, groundbr, F2,
259 >                                sundir[0], sundir[1], sundir[2]);
260   }
261  
262  
263   printdefaults()                 /* print default values */
264   {
265 <        if (cloudy == 1)
265 >        switch (skytype) {
266 >        case S_OVER:
267                  printf("-c\t\t\t\t# Cloudy sky\n");
268 <        else if (cloudy == 2)
269 <                printf("+c\t\t\t\t# Uniform cloudy sky\n");
270 <        else if (dosun)
271 <                printf("+s\t\t\t\t# Sunny sky with sun\n");
272 <        else
273 <                printf("-s\t\t\t\t# Sunny sky without sun\n");
268 >                break;
269 >        case S_UNIF:
270 >                printf("-u\t\t\t\t# Uniform cloudy sky\n");
271 >                break;
272 >        case S_INTER:
273 >                if (dosun)
274 >                        printf("+i\t\t\t\t# Intermediate sky with sun\n");
275 >                else
276 >                        printf("-i\t\t\t\t# Intermediate sky without sun\n");
277 >                break;
278 >        case S_CLEAR:
279 >                if (dosun)
280 >                        printf("+s\t\t\t\t# Sunny sky with sun\n");
281 >                else
282 >                        printf("-s\t\t\t\t# Sunny sky without sun\n");
283 >                break;
284 >        }
285          printf("-g %f\t\t\t# Ground plane reflectance\n", gprefl);
286          if (zenithbr > 0.0)
287                  printf("-b %f\t\t\t# Zenith radiance (watts/ster/m2\n", zenithbr);
# Line 254 | Line 306 | char  *msg;
306  
307  
308   double
309 < normsc(theta)                   /* compute normalization factor (E0*F2/L0) */
258 < double  theta;
309 > normsc()                        /* compute normalization factor (E0*F2/L0) */
310   {
311 <        static double  nf[5] = {2.766521, 0.547665,
312 <                                -0.369832, 0.009237, 0.059229};
311 >        static double  nfc[2][5] = {
312 >                                /* clear sky approx. */
313 >                {2.766521, 0.547665, -0.369832, 0.009237, 0.059229},
314 >                                /* intermediate sky approx. */
315 >                {3.5556, -2.7152, -1.3081, 1.0660, 0.60227},
316 >        };
317 >        register double  *nf;
318          double  x, nsc;
319          register int  i;
320                                          /* polynomial approximation */
321 <        x = (theta - PI/4.0)/(PI/4.0);
322 <        nsc = nf[4];
323 <        for (i = 3; i >= 0; i--)
321 >        nf = nfc[skytype==S_INTER];
322 >        x = (altitude - PI/4.0)/(PI/4.0);
323 >        nsc = nf[i=4];
324 >        while (i--)
325                  nsc = nsc*x + nf[i];
326  
327          return(nsc);

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