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

Comparing ray/src/gen/gensurf.c (file contents):
Revision 2.2 by greg, Thu Jan 30 14:11:39 1992 UTC vs.
Revision 2.23 by greg, Sat Jan 28 23:09:24 2017 UTC

# Line 1 | Line 1
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
4 –
5 – /* Copyright (c) 1989 Regents of the University of California */
6 –
4   /*
5   *  gensurf.c - program to generate functional surfaces
6   *
# Line 14 | Line 11 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
11   *  rule applied to (s,t).
12   *
13   *      4/3/87
14 + *
15 + *      4/16/02 Added conditional vertex output
16   */
17  
18   #include  "standard.h"
19  
20 < char  XNAME[] =         "X`SYS`";               /* x function name */
21 < char  YNAME[] =         "Y`SYS`";               /* y function name */
22 < char  ZNAME[] =         "Z`SYS`";               /* z function name */
20 > #include  "paths.h"
21 > #include  "resolu.h"
22 > #include  "rterror.h"
23 > #include  "calcomp.h"
24  
25 + char  XNAME[] =         "X`SYS";                /* x function name */
26 + char  YNAME[] =         "Y`SYS";                /* y function name */
27 + char  ZNAME[] =         "Z`SYS";                /* z function name */
28 +
29 + char  VNAME[] =         "valid";                /* valid vertex name */
30 +
31   #define  ABS(x)         ((x)>=0 ? (x) : -(x))
32  
33 + #define  ZEROVECT(v)    (DOT(v,v) <= FTINY*FTINY)
34 +
35   #define  pvect(p)       printf(vformat, (p)[0], (p)[1], (p)[2])
36  
37 < char  vformat[] = "%15.9g %15.9g %15.9g\n";
38 < char  tsargs[] = "4 surf_dx surf_dy surf_dz surf.cal\n";
37 > char  vformat[] = "%18.12g %18.12g %18.12g\n";
38 > char  tsargs[] = "4 surf_dx surf_dy surf_dz surf.cal";
39   char  texname[] = "Phong";
40  
41   int  smooth = 0;                /* apply smoothing? */
42 + int  objout = 0;                /* output .OBJ format? */
43  
44   char  *modname, *surfname;
45  
# Line 41 | Line 50 | char  *modname, *surfname;
50   struct {
51          int     flags;                  /* data type */
52          short   m, n;                   /* number of s and t values */
53 <        FLOAT   *data;                  /* the data itself, s major sort */
53 >        RREAL   *data;                  /* the data itself, s major sort */
54   } datarec;                      /* our recorded data */
55  
56 + /* XXX this is redundant with rt/noise3.c, should go to a library */
57   double  l_hermite(), l_bezier(), l_bspline(), l_dataval();
48 – extern double  funvalue(), argument();
58  
59   typedef struct {
60 +        int  valid;     /* point is valid (vertex number) */
61 +        int  nvalid;    /* normal is valid */
62          FVECT  p;       /* vertex position */
63          FVECT  n;       /* average normal */
64 +        RREAL  uv[2];   /* (u,v) position */
65   } POINT;
66  
67 + int  nverts = 0;                /* vertex output count */
68 + int  nnorms = 0;                /* normal output count */
69  
70 + void loaddata(char *file, int m, int n, int pointsize);
71 + double l_dataval(char *nam);
72 + void putobjrow(POINT *rp, int n);
73 + void putobjvert(POINT *p);
74 + void putsquare(POINT *p0, POINT *p1, POINT *p2, POINT *p3);
75 + void comprow(double s, POINT *row, int siz);
76 + void compnorms(POINT *r0, POINT *r1, POINT *r2, int siz);
77 + int norminterp(FVECT resmat[4], POINT *p0, POINT *p1, POINT *p2, POINT *p3);
78 +
79 +
80 + int
81   main(argc, argv)
82   int  argc;
83   char  *argv[];
84   {
60 –        extern long     eclock;
85          POINT  *row0, *row1, *row2, *rp;
86          int  i, j, m, n;
87          char  stmp[256];
# Line 77 | Line 101 | char  *argv[];
101                          fcompile(argv[++i]);
102                  else if (!strcmp(argv[i], "-s"))
103                          smooth++;
104 +                else if (!strcmp(argv[i], "-o"))
105 +                        objout++;
106                  else
107                          goto userror;
108  
# Line 116 | Line 142 | char  *argv[];
142          }
143          row0++; row1++; row2++;
144                                                  /* print header */
145 <        printhead(argc, argv);
145 >        fputs("# ", stdout);
146 >        printargs(argc, argv, stdout);
147          eclock = 0;
148                                                  /* initialize */
149          comprow(-1.0/m, row0, n);
150          comprow(0.0, row1, n);
151          comprow(1.0/m, row2, n);
152          compnorms(row0, row1, row2, n);
153 +        if (objout) {
154 +                printf("\nusemtl %s\n\n", modname);
155 +                putobjrow(row1, n);
156 +        }
157                                                  /* for each row */
158          for (i = 0; i < m; i++) {
159                                                  /* compute next row */
# Line 132 | Line 163 | char  *argv[];
163                  row2 = rp;
164                  comprow((double)(i+2)/m, row2, n);
165                  compnorms(row0, row1, row2, n);
166 +                if (objout)
167 +                        putobjrow(row1, n);
168  
169                  for (j = 0; j < n; j++) {
170 +                        int  orient = (j & 1);
171                                                          /* put polygons */
172 <                        if ((i+j) & 1)
172 >                        if (!(row0[j].valid && row1[j+1].valid))
173 >                                orient = 1;
174 >                        else if (!(row1[j].valid && row0[j+1].valid))
175 >                                orient = 0;
176 >                        if (orient)
177                                  putsquare(&row0[j], &row1[j],
178                                                  &row0[j+1], &row1[j+1]);
179                          else
# Line 144 | Line 182 | char  *argv[];
182                  }
183          }
184  
185 <        quit(0);
185 >        return 0;
186  
187   userror:
188          fprintf(stderr, "Usage: %s material name ", argv[0]);
189 <        fprintf(stderr, "x(s,t) y(s,t) z(s,t) m n [-s][-e expr][-f file]\n");
190 <        quit(1);
189 >        fprintf(stderr, "x(s,t) y(s,t) z(s,t) m n [-s][-o][-e expr][-f file]\n");
190 >        return 1;
191   }
192  
193  
194 < loaddata(file, m, n, pointsize)         /* load point data from file */
195 < char  *file;
196 < int  m, n;
197 < int  pointsize;
194 > void
195 > loaddata(               /* load point data from file */
196 >        char  *file,
197 >        int  m,
198 >        int  n,
199 >        int  pointsize
200 > )
201   {
161 –        extern char  *fgetword();
202          FILE  *fp;
203          char  word[64];
204 <        register int  size;
205 <        register FLOAT  *dp;
204 >        int  size;
205 >        RREAL  *dp;
206  
207          datarec.flags = HASBORDER;              /* assume border values */
208 <        size = (m+1)*(n+1)*pointsize;
208 >        datarec.m = m+1;
209 >        datarec.n = n+1;
210 >        size = datarec.m*datarec.n*pointsize;
211          if (pointsize == 3)
212                  datarec.flags |= TRIPLETS;
213 <        dp = (FLOAT *)malloc(size*sizeof(FLOAT));
213 >        dp = (RREAL *)malloc(size*sizeof(RREAL));
214          if ((datarec.data = dp) == NULL) {
215                  fputs("Out of memory\n", stderr);
216                  exit(1);
# Line 191 | Line 233 | int  pointsize;
233                  size--;
234          }
235          if (size == (m+n+1)*pointsize) {        /* no border after all */
236 <                dp = (FLOAT *)realloc((char *)datarec.data,
237 <                                m*n*pointsize*sizeof(FLOAT));
236 >                dp = (RREAL *)realloc(datarec.data,
237 >                                m*n*pointsize*sizeof(RREAL));
238                  if (dp != NULL)
239                          datarec.data = dp;
240                  datarec.flags &= ~HASBORDER;
241 +                datarec.m = m;
242 +                datarec.n = n;
243                  size = 0;
244          }
245 <        if (size || fgetword(word, sizeof(word), fp) != NULL) {
245 >        if (datarec.m < 2 || datarec.n < 2 || size != 0 ||
246 >                        fgetword(word, sizeof(word), fp) != NULL) {
247                  fputs(file, stderr);
248                  fputs(": bad number of data points\n", stderr);
249                  exit(1);
# Line 208 | Line 253 | int  pointsize;
253  
254  
255   double
256 < l_dataval(nam)                          /* return recorded data value */
257 < char  *nam;
256 > l_dataval(                              /* return recorded data value */
257 >        char  *nam
258 > )
259   {
260          double  u, v;
261 <        register int  i, j;
262 <        register FLOAT  *dp;
261 >        int  i, j;
262 >        RREAL  *dp;
263          double  d00, d01, d10, d11;
264                                                  /* compute coordinates */
265          u = argument(1); v = argument(2);
266          if (datarec.flags & HASBORDER) {
267 <                i = u *= datarec.m;
268 <                j = v *= datarec.n;
267 >                i = u *= datarec.m-1;
268 >                j = v *= datarec.n-1;
269          } else {
270 <                i = u = u*(datarec.m+1) - .5;
271 <                j = v = v*(datarec.n+1) - .5;
270 >                i = u = u*datarec.m - .5;
271 >                j = v = v*datarec.n - .5;
272          }
273          if (i < 0) i = 0;
274          else if (i > datarec.m-2) i = datarec.m-2;
# Line 230 | Line 276 | char  *nam;
276          else if (j > datarec.n-2) j = datarec.n-2;
277                                                  /* compute value */
278          if (datarec.flags & TRIPLETS) {
279 <                dp = datarec.data + 3*(j*datarec.n + i);
280 <                if (nam == YNAME)
235 <                        dp++;
236 <                else if (nam == ZNAME)
279 >                dp = datarec.data + 3*(j*datarec.m + i);
280 >                if (nam == ZNAME)
281                          dp += 2;
282 +                else if (nam == YNAME)
283 +                        dp++;
284                  d00 = dp[0]; d01 = dp[3];
285 <                dp += 3*datarec.n;
285 >                dp += 3*datarec.m;
286                  d10 = dp[0]; d11 = dp[3];
287          } else {
288 <                dp = datarec.data + j*datarec.n + i;
288 >                dp = datarec.data + j*datarec.m + i;
289                  d00 = dp[0]; d01 = dp[1];
290 <                dp += datarec.n;
290 >                dp += datarec.m;
291                  d10 = dp[0]; d11 = dp[1];
292          }
293                                                  /* bilinear interpolation */
# Line 249 | Line 295 | char  *nam;
295   }
296  
297  
298 < putsquare(p0, p1, p2, p3)               /* put out a square */
299 < POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
298 > void
299 > putobjrow(                      /* output vertex row to .OBJ */
300 >        POINT  *rp,
301 >        int  n
302 > )
303   {
304 +        for ( ; n-- >= 0; rp++) {
305 +                if (!rp->valid)
306 +                        continue;
307 +                fputs("v ", stdout);
308 +                pvect(rp->p);
309 +                if (smooth && !ZEROVECT(rp->n)) {
310 +                        printf("\tvn %.9g %.9g %.9g\n",
311 +                                        rp->n[0], rp->n[1], rp->n[2]);
312 +                        rp->nvalid = ++nnorms;
313 +                } else
314 +                        rp->nvalid = 0;
315 +                printf("\tvt %.9g %.9g\n", rp->uv[0], rp->uv[1]);
316 +                rp->valid = ++nverts;
317 +        }
318 + }
319 +
320 +
321 + void
322 + putobjvert(             /* put out OBJ vertex index triplet */
323 +        POINT *p
324 + )
325 + {
326 +        int     pti = p->valid ? p->valid-nverts-1 : 0;
327 +        int     ni = p->nvalid ? p->nvalid-nnorms-1 : 0;
328 +        
329 +        printf(" %d/%d/%d", pti, pti, ni);
330 + }
331 +
332 +
333 + void
334 + putsquare(              /* put out a square */
335 +        POINT *p0,
336 +        POINT *p1,
337 +        POINT *p2,
338 +        POINT *p3
339 + )
340 + {
341          static int  nout = 0;
342          FVECT  norm[4];
343          int  axis;
344          FVECT  v1, v2, vc1, vc2;
345          int  ok1, ok2;
346                                          /* compute exact normals */
347 <        fvsum(v1, p1->p, p0->p, -1.0);
348 <        fvsum(v2, p2->p, p0->p, -1.0);
349 <        fcross(vc1, v1, v2);
350 <        ok1 = normalize(vc1) != 0.0;
351 <        fvsum(v1, p2->p, p3->p, -1.0);
352 <        fvsum(v2, p1->p, p3->p, -1.0);
353 <        fcross(vc2, v1, v2);
354 <        ok2 = normalize(vc2) != 0.0;
347 >        ok1 = (p0->valid && p1->valid && p2->valid);
348 >        if (ok1) {
349 >                VSUB(v1, p1->p, p0->p);
350 >                VSUB(v2, p2->p, p0->p);
351 >                fcross(vc1, v1, v2);
352 >                ok1 = (normalize(vc1) != 0.0);
353 >        }
354 >        ok2 = (p1->valid && p2->valid && p3->valid);
355 >        if (ok2) {
356 >                VSUB(v1, p2->p, p3->p);
357 >                VSUB(v2, p1->p, p3->p);
358 >                fcross(vc2, v1, v2);
359 >                ok2 = (normalize(vc2) != 0.0);
360 >        }
361          if (!(ok1 | ok2))
362                  return;
363 +        if (objout) {                   /* output .OBJ faces */
364 +                if (ok1 & ok2 && fdot(vc1,vc2) >= 1.0-FTINY*FTINY) {
365 +                        putc('f', stdout);
366 +                        putobjvert(p0); putobjvert(p1);
367 +                        putobjvert(p3); putobjvert(p2);
368 +                        putc('\n', stdout);
369 +                        return;
370 +                }
371 +                if (ok1) {
372 +                        putc('f', stdout);
373 +                        putobjvert(p0); putobjvert(p1); putobjvert(p2);
374 +                        putc('\n', stdout);
375 +                }
376 +                if (ok2) {
377 +                        putc('f', stdout);
378 +                        putobjvert(p2); putobjvert(p1); putobjvert(p3);
379 +                        putc('\n', stdout);
380 +                }
381 +                return;
382 +        }
383                                          /* compute normal interpolation */
384          axis = norminterp(norm, p0, p1, p2, p3);
385  
# Line 275 | Line 387 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
387          if (ok1 & ok2 && fdot(vc1,vc2) >= 1.0-FTINY*FTINY) {
388                  printf("\n%s ", modname);
389                  if (axis != -1) {
390 <                        printf("texfunc %s\n", texname);
279 <                        printf(tsargs);
390 >                        printf("texfunc %s\n%s\n", texname, tsargs);
391                          printf("0\n13\t%d\n", axis);
392                          pvect(norm[0]);
393                          pvect(norm[1]);
# Line 298 | Line 409 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
409          if (ok1) {
410                  printf("\n%s ", modname);
411                  if (axis != -1) {
412 <                        printf("texfunc %s\n", texname);
302 <                        printf(tsargs);
412 >                        printf("texfunc %s\n%s\n", texname, tsargs);
413                          printf("0\n13\t%d\n", axis);
414                          pvect(norm[0]);
415                          pvect(norm[1]);
# Line 317 | Line 427 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
427          if (ok2) {
428                  printf("\n%s ", modname);
429                  if (axis != -1) {
430 <                        printf("texfunc %s\n", texname);
321 <                        printf(tsargs);
430 >                        printf("texfunc %s\n%s\n", texname, tsargs);
431                          printf("0\n13\t%d\n", axis);
432                          pvect(norm[0]);
433                          pvect(norm[1]);
# Line 336 | Line 445 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
445   }
446  
447  
448 < comprow(s, row, siz)                    /* compute row of values */
449 < double  s;
450 < register POINT  *row;
451 < int  siz;
448 > void
449 > comprow(                        /* compute row of values */
450 >        double  s,
451 >        POINT  *row,
452 >        int  siz
453 > )
454   {
455          double  st[2];
456          int  end;
457 <        register int  i;
457 >        int  checkvalid;
458 >        int  i;
459          
460          if (smooth) {
461                  i = -1;                 /* compute one past each end */
# Line 355 | Line 467 | int  siz;
467                  end = siz;
468          }
469          st[0] = s;
470 +        checkvalid = (fundefined(VNAME) == 2);
471          while (i <= end) {
472                  st[1] = (double)i/siz;
473 <                row[i].p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
474 <                row[i].p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
475 <                row[i].p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
473 >                if (checkvalid && funvalue(VNAME, 2, st) <= 0.0) {
474 >                        row[i].valid = 0;
475 >                        row[i].p[0] = row[i].p[1] = row[i].p[2] = 0.0;
476 >                        row[i].uv[0] = row[i].uv[1] = 0.0;
477 >                } else {
478 >                        row[i].valid = 1;
479 >                        row[i].p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
480 >                        row[i].p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
481 >                        row[i].p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
482 >                        row[i].uv[0] = st[0];
483 >                        row[i].uv[1] = st[1];
484 >                }
485                  i++;
486          }
487   }
488  
489  
490 < compnorms(r0, r1, r2, siz)              /* compute row of averaged normals */
491 < register POINT  *r0, *r1, *r2;
492 < int  siz;
490 > void
491 > compnorms(              /* compute row of averaged normals */
492 >        POINT  *r0,
493 >        POINT  *r1,
494 >        POINT  *r2,
495 >        int  siz
496 > )
497   {
498          FVECT  v1, v2;
373 –        register int  i;
499  
500          if (!smooth)                    /* not needed if no smoothing */
501                  return;
502 <                                        /* compute middle points */
502 >                                        /* compute row 1 normals */
503          while (siz-- >= 0) {
504 <                fvsum(v1, r2[0].p, r0[0].p, -1.0);
505 <                fvsum(v2, r1[1].p, r1[-1].p, -1.0);
504 >                if (!r1[0].valid)
505 >                        continue;
506 >                if (!r0[0].valid) {
507 >                        if (!r2[0].valid) {
508 >                                r1[0].n[0] = r1[0].n[1] = r1[0].n[2] = 0.0;
509 >                                continue;
510 >                        }
511 >                        fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
512 >                } else if (!r2[0].valid)
513 >                        fvsum(v1, r1[0].p, r0[0].p, -1.0);
514 >                else
515 >                        fvsum(v1, r2[0].p, r0[0].p, -1.0);
516 >                if (!r1[-1].valid) {
517 >                        if (!r1[1].valid) {
518 >                                r1[0].n[0] = r1[0].n[1] = r1[0].n[2] = 0.0;
519 >                                continue;
520 >                        }
521 >                        fvsum(v2, r1[1].p, r1[0].p, -1.0);
522 >                } else if (!r1[1].valid)
523 >                        fvsum(v2, r1[0].p, r1[-1].p, -1.0);
524 >                else
525 >                        fvsum(v2, r1[1].p, r1[-1].p, -1.0);
526                  fcross(r1[0].n, v1, v2);
527                  normalize(r1[0].n);
528                  r0++; r1++; r2++;
# Line 386 | Line 531 | int  siz;
531  
532  
533   int
534 < norminterp(resmat, p0, p1, p2, p3)      /* compute normal interpolation */
535 < register FVECT  resmat[4];
536 < POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
534 > norminterp(     /* compute normal interpolation */
535 >        FVECT  resmat[4],
536 >        POINT  *p0,
537 >        POINT  *p1,
538 >        POINT  *p2,
539 >        POINT  *p3
540 > )
541   {
542   #define u  ((ax+1)%3)
543   #define v  ((ax+2)%3)
544  
545 <        register int  ax;
545 >        int  ax;
546          MAT4  eqnmat;
547          FVECT  v1;
548 <        register int  i, j;
548 >        int  i, j;
549  
550          if (!smooth)                    /* no interpolation if no smoothing */
551                  return(-1);
# Line 425 | Line 574 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
574          eqnmat[3][2] = p3->p[v];
575          eqnmat[3][3] = 1.0;
576                                          /* invert matrix (solve system) */
577 <        if (!invmat(eqnmat, eqnmat))
577 >        if (!invmat4(eqnmat, eqnmat))
578                  return(-1);                     /* no solution */
579                                          /* compute result matrix */
580          for (j = 0; j < 4; j++)
# Line 441 | Line 590 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
590   }
591  
592  
444 – /*
445 – * invmat - computes the inverse of mat into inverse.  Returns 1
446 – * if there exists an inverse, 0 otherwise.  It uses Gaussian Elimination
447 – * method.
448 – */
449 –
450 – invmat(inverse,mat)
451 – MAT4  inverse, mat;
452 – {
453 – #define SWAP(a,b,t) (t=a,a=b,b=t)
454 –
455 –        MAT4  m4tmp;
456 –        register int i,j,k;
457 –        register double temp;
458 –
459 –        copymat4(m4tmp, mat);
460 –                                        /* set inverse to identity */
461 –        for (i = 0; i < 4; i++)
462 –                for (j = 0; j < 4; j++)
463 –                        inverse[i][j] = i==j ? 1.0 : 0.0;
464 –
465 –        for(i = 0; i < 4; i++) {
466 –                /* Look for row with largest pivot and swap rows */
467 –                temp = FTINY; j = -1;
468 –                for(k = i; k < 4; k++)
469 –                        if(ABS(m4tmp[k][i]) > temp) {
470 –                                temp = ABS(m4tmp[k][i]);
471 –                                j = k;
472 –                                }
473 –                if(j == -1)     /* No replacing row -> no inverse */
474 –                        return(0);
475 –                if (j != i)
476 –                        for(k = 0; k < 4; k++) {
477 –                                SWAP(m4tmp[i][k],m4tmp[j][k],temp);
478 –                                SWAP(inverse[i][k],inverse[j][k],temp);
479 –                                }
480 –
481 –                temp = m4tmp[i][i];
482 –                for(k = 0; k < 4; k++) {
483 –                        m4tmp[i][k] /= temp;
484 –                        inverse[i][k] /= temp;
485 –                        }
486 –                for(j = 0; j < 4; j++) {
487 –                        if(j != i) {
488 –                                temp = m4tmp[j][i];
489 –                                for(k = 0; k < 4; k++) {
490 –                                        m4tmp[j][k] -= m4tmp[i][k]*temp;
491 –                                        inverse[j][k] -= inverse[i][k]*temp;
492 –                                        }
493 –                                }
494 –                        }
495 –                }
496 –        return(1);
497 –
498 – #undef SWAP
499 – }
500 –
501 –
502 – eputs(msg)
503 – char  *msg;
504 – {
505 –        fputs(msg, stderr);
506 – }
507 –
508 –
509 – wputs(msg)
510 – char  *msg;
511 – {
512 –        eputs(msg);
513 – }
514 –
515 –
516 – quit(code)
517 – {
518 –        exit(code);
519 – }
520 –
521 –
522 – printhead(ac, av)               /* print command header */
523 – register int  ac;
524 – register char  **av;
525 – {
526 –        putchar('#');
527 –        while (ac--) {
528 –                putchar(' ');
529 –                fputs(*av++, stdout);
530 –        }
531 –        putchar('\n');
532 – }
533 –
534 –
593   double
594 < l_hermite()                    
594 > l_hermite(char *nm)
595   {
596          double  t;
597          
# Line 546 | Line 604 | l_hermite()                    
604  
605  
606   double
607 < l_bezier()
607 > l_bezier(char *nm)
608   {
609          double  t;
610  
# Line 559 | Line 617 | l_bezier()
617  
618  
619   double
620 < l_bspline()
620 > l_bspline(char *nm)
621   {
622          double  t;
623  

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