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

Comparing ray/src/gen/gensurf.c (file contents):
Revision 1.4 by greg, Wed Oct 18 18:49:09 1989 UTC vs.
Revision 2.7 by greg, Tue Mar 11 22:48:20 2003 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1989 Regents of the University of California */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
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  <stdio.h>
20 < #include  "fvect.h"
18 > #include  "standard.h"
19  
20 < #define  XNAME          "X_"                    /* x function name */
21 < #define  YNAME          "Y_"                    /* y function name */
22 < #define  ZNAME          "Z_"                    /* z function name */
20 > char  XNAME[] =         "X`SYS";                /* x function name */
21 > char  YNAME[] =         "Y`SYS";                /* y function name */
22 > char  ZNAME[] =         "Z`SYS";                /* z function name */
23  
24 < #define  PI             3.14159265358979323846
24 > char  VNAME[] =         "valid";                /* valid vertex name */
25  
28 – #define  FTINY          1e-7
29 –
26   #define  ABS(x)         ((x)>=0 ? (x) : -(x))
27  
28   #define  pvect(p)       printf(vformat, (p)[0], (p)[1], (p)[2])
# Line 36 | Line 32 | char  tsargs[] = "4 surf_dx surf_dy surf_dz surf.cal\n
32   char  texname[] = "Phong";
33  
34   int  smooth = 0;                /* apply smoothing? */
35 + int  objout = 0;                /* output .OBJ format? */
36  
37   char  *modname, *surfname;
38  
39 < double  funvalue(), l_hermite(), argument();
39 >                                /* recorded data flags */
40 > #define  HASBORDER      01
41 > #define  TRIPLETS       02
42 >                                /* a data structure */
43 > struct {
44 >        int     flags;                  /* data type */
45 >        short   m, n;                   /* number of s and t values */
46 >        FLOAT   *data;                  /* the data itself, s major sort */
47 > } datarec;                      /* our recorded data */
48  
49 + double  l_hermite(), l_bezier(), l_bspline(), l_dataval();
50 + extern double  funvalue(), argument();
51 +
52   typedef struct {
53 +        int  valid;     /* point is valid (vertex number) */
54          FVECT  p;       /* vertex position */
55          FVECT  n;       /* average normal */
56 +        FLOAT  uv[2];   /* (u,v) position */
57   } POINT;
58  
59  
# Line 51 | Line 61 | main(argc, argv)
61   int  argc;
62   char  *argv[];
63   {
64 +        extern long     eclock;
65          POINT  *row0, *row1, *row2, *rp;
66          int  i, j, m, n;
67          char  stmp[256];
68  
69 <        varset("PI", PI);
70 <        funset("hermite", 5, l_hermite);
69 >        varset("PI", ':', PI);
70 >        funset("hermite", 5, ':', l_hermite);
71 >        funset("bezier", 5, ':', l_bezier);
72 >        funset("bspline", 5, ':', l_bspline);
73  
74          if (argc < 8)
75                  goto userror;
76  
77          for (i = 8; i < argc; i++)
78                  if (!strcmp(argv[i], "-e"))
79 <                        scompile(NULL, argv[++i]);
79 >                        scompile(argv[++i], NULL, 0);
80                  else if (!strcmp(argv[i], "-f"))
81                          fcompile(argv[++i]);
82                  else if (!strcmp(argv[i], "-s"))
83                          smooth++;
84 +                else if (!strcmp(argv[i], "-o"))
85 +                        objout++;
86                  else
87                          goto userror;
88  
89          modname = argv[1];
90          surfname = argv[2];
76 –        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", XNAME, argv[3]);
77 –        scompile(NULL, stmp);
78 –        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", YNAME, argv[4]);
79 –        scompile(NULL, stmp);
80 –        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", ZNAME, argv[5]);
81 –        scompile(NULL, stmp);
91          m = atoi(argv[6]);
92          n = atoi(argv[7]);
93          if (m <= 0 || n <= 0)
94                  goto userror;
95 <
95 >        if (!strcmp(argv[5], "-") || access(argv[5], 4) == 0) { /* file? */
96 >                funset(ZNAME, 2, ':', l_dataval);
97 >                if (!strcmp(argv[5],argv[3]) && !strcmp(argv[5],argv[4])) {
98 >                        loaddata(argv[5], m, n, 3);
99 >                        funset(XNAME, 2, ':', l_dataval);
100 >                        funset(YNAME, 2, ':', l_dataval);
101 >                } else {
102 >                        loaddata(argv[5], m, n, 1);
103 >                        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", XNAME, argv[3]);
104 >                        scompile(stmp, NULL, 0);
105 >                        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", YNAME, argv[4]);
106 >                        scompile(stmp, NULL, 0);
107 >                }
108 >        } else {
109 >                sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", XNAME, argv[3]);
110 >                scompile(stmp, NULL, 0);
111 >                sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", YNAME, argv[4]);
112 >                scompile(stmp, NULL, 0);
113 >                sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", ZNAME, argv[5]);
114 >                scompile(stmp, NULL, 0);
115 >        }
116          row0 = (POINT *)malloc((n+3)*sizeof(POINT));
117          row1 = (POINT *)malloc((n+3)*sizeof(POINT));
118          row2 = (POINT *)malloc((n+3)*sizeof(POINT));
# Line 94 | Line 123 | char  *argv[];
123          row0++; row1++; row2++;
124                                                  /* print header */
125          printhead(argc, argv);
126 +        eclock = 0;
127                                                  /* initialize */
128          comprow(-1.0/m, row0, n);
129          comprow(0.0, row1, n);
130          comprow(1.0/m, row2, n);
131          compnorms(row0, row1, row2, n);
132 +        if (objout)
133 +                putobjrow(row1, n);
134                                                  /* for each row */
135          for (i = 0; i < m; i++) {
136                                                  /* compute next row */
# Line 108 | Line 140 | char  *argv[];
140                  row2 = rp;
141                  comprow((double)(i+2)/m, row2, n);
142                  compnorms(row0, row1, row2, n);
143 +                if (objout)
144 +                        putobjrow(row1, n);
145  
146                  for (j = 0; j < n; j++) {
147 +                        int  orient = (j & 1);
148                                                          /* put polygons */
149 <                        if ((i+j) & 1)
149 >                        if (!(row0[j].valid && row1[j+1].valid))
150 >                                orient = 1;
151 >                        else if (!(row1[j].valid && row0[j+1].valid))
152 >                                orient = 0;
153 >                        if (orient)
154                                  putsquare(&row0[j], &row1[j],
155                                                  &row0[j+1], &row1[j+1]);
156                          else
# Line 129 | Line 168 | userror:
168   }
169  
170  
171 + loaddata(file, m, n, pointsize)         /* load point data from file */
172 + char  *file;
173 + int  m, n;
174 + int  pointsize;
175 + {
176 +        FILE  *fp;
177 +        char  word[64];
178 +        register int  size;
179 +        register FLOAT  *dp;
180 +
181 +        datarec.flags = HASBORDER;              /* assume border values */
182 +        datarec.m = m+1;
183 +        datarec.n = n+1;
184 +        size = datarec.m*datarec.n*pointsize;
185 +        if (pointsize == 3)
186 +                datarec.flags |= TRIPLETS;
187 +        dp = (FLOAT *)malloc(size*sizeof(FLOAT));
188 +        if ((datarec.data = dp) == NULL) {
189 +                fputs("Out of memory\n", stderr);
190 +                exit(1);
191 +        }
192 +        if (!strcmp(file, "-")) {
193 +                file = "<stdin>";
194 +                fp = stdin;
195 +        } else if ((fp = fopen(file, "r")) == NULL) {
196 +                fputs(file, stderr);
197 +                fputs(": cannot open\n", stderr);
198 +                exit(1);
199 +        }
200 +        while (size > 0 && fgetword(word, sizeof(word), fp) != NULL) {
201 +                if (!isflt(word)) {
202 +                        fprintf(stderr, "%s: garbled data value: %s\n",
203 +                                        file, word);
204 +                        exit(1);
205 +                }
206 +                *dp++ = atof(word);
207 +                size--;
208 +        }
209 +        if (size == (m+n+1)*pointsize) {        /* no border after all */
210 +                dp = (FLOAT *)realloc((char *)datarec.data,
211 +                                m*n*pointsize*sizeof(FLOAT));
212 +                if (dp != NULL)
213 +                        datarec.data = dp;
214 +                datarec.flags &= ~HASBORDER;
215 +                datarec.m = m;
216 +                datarec.n = n;
217 +                size = 0;
218 +        }
219 +        if (datarec.m < 2 || datarec.n < 2 || size != 0 ||
220 +                        fgetword(word, sizeof(word), fp) != NULL) {
221 +                fputs(file, stderr);
222 +                fputs(": bad number of data points\n", stderr);
223 +                exit(1);
224 +        }
225 +        fclose(fp);
226 + }
227 +
228 +
229 + double
230 + l_dataval(nam)                          /* return recorded data value */
231 + char  *nam;
232 + {
233 +        double  u, v;
234 +        register int  i, j;
235 +        register FLOAT  *dp;
236 +        double  d00, d01, d10, d11;
237 +                                                /* compute coordinates */
238 +        u = argument(1); v = argument(2);
239 +        if (datarec.flags & HASBORDER) {
240 +                i = u *= datarec.m-1;
241 +                j = v *= datarec.n-1;
242 +        } else {
243 +                i = u = u*datarec.m - .5;
244 +                j = v = v*datarec.n - .5;
245 +        }
246 +        if (i < 0) i = 0;
247 +        else if (i > datarec.m-2) i = datarec.m-2;
248 +        if (j < 0) j = 0;
249 +        else if (j > datarec.n-2) j = datarec.n-2;
250 +                                                /* compute value */
251 +        if (datarec.flags & TRIPLETS) {
252 +                dp = datarec.data + 3*(j*datarec.m + i);
253 +                if (nam == ZNAME)
254 +                        dp += 2;
255 +                else if (nam == YNAME)
256 +                        dp++;
257 +                d00 = dp[0]; d01 = dp[3];
258 +                dp += 3*datarec.m;
259 +                d10 = dp[0]; d11 = dp[3];
260 +        } else {
261 +                dp = datarec.data + j*datarec.m + i;
262 +                d00 = dp[0]; d01 = dp[1];
263 +                dp += datarec.m;
264 +                d10 = dp[0]; d11 = dp[1];
265 +        }
266 +                                                /* bilinear interpolation */
267 +        return((j+1-v)*((i+1-u)*d00+(u-i)*d01)+(v-j)*((i+1-u)*d10+(u-i)*d11));
268 + }
269 +
270 +
271 + putobjrow(rp, n)                        /* output vertex row to .OBJ */
272 + register POINT  *rp;
273 + int  n;
274 + {
275 +        static int      nverts = 0;
276 +
277 +        for ( ; n-- >= 0; rp++) {
278 +                if (!rp->valid)
279 +                        continue;
280 +                fputs("v ", stdout);
281 +                printf(vformat, rp->p[0], rp->p[1], rp->p[2]);
282 +                if (smooth)
283 +                        printf("\tvn %.9g %.9g %.9g\n",
284 +                                        rp->n[0], rp->n[1], rp->n[2]);
285 +                printf("\tvt %.9g %.9g\n", rp->uv[0], rp->uv[1]);
286 +                rp->valid = ++nverts;
287 +        }
288 + }
289 +
290 +
291   putsquare(p0, p1, p2, p3)               /* put out a square */
292   POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
293   {
# Line 138 | Line 297 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
297          FVECT  v1, v2, vc1, vc2;
298          int  ok1, ok2;
299                                          /* compute exact normals */
300 <        fvsum(v1, p1->p, p0->p, -1.0);
301 <        fvsum(v2, p2->p, p0->p, -1.0);
302 <        fcross(vc1, v1, v2);
303 <        ok1 = normalize(vc1) != 0.0;
304 <        fvsum(v1, p2->p, p3->p, -1.0);
305 <        fvsum(v2, p1->p, p3->p, -1.0);
306 <        fcross(vc2, v1, v2);
307 <        ok2 = normalize(vc2) != 0.0;
300 >        ok1 = (p0->valid && p1->valid && p2->valid);
301 >        if (ok1) {
302 >                fvsum(v1, p1->p, p0->p, -1.0);
303 >                fvsum(v2, p2->p, p0->p, -1.0);
304 >                fcross(vc1, v1, v2);
305 >                ok1 = (normalize(vc1) != 0.0);
306 >        }
307 >        ok2 = (p1->valid && p2->valid && p3->valid);
308 >        if (ok2) {
309 >                fvsum(v1, p2->p, p3->p, -1.0);
310 >                fvsum(v2, p1->p, p3->p, -1.0);
311 >                fcross(vc2, v1, v2);
312 >                ok2 = (normalize(vc2) != 0.0);
313 >        }
314          if (!(ok1 | ok2))
315                  return;
316 +        if (objout) {                   /* output .OBJ faces */
317 +                int     p0n=0, p1n=0, p2n=0, p3n=0;
318 +                if (smooth) {
319 +                        p0n = p0->valid;
320 +                        p1n = p1->valid;
321 +                        p2n = p2->valid;
322 +                        p3n = p3->valid;
323 +                }
324 +                if (ok1 & ok2 && fdot(vc1,vc2) >= 1.0-FTINY*FTINY) {
325 +                        printf("f %d/%d/%d %d/%d/%d %d/%d/%d %d/%d/%d\n",
326 +                                        p0->valid, p0n, p0->valid,
327 +                                        p1->valid, p1n, p1->valid,
328 +                                        p3->valid, p3n, p3->valid,
329 +                                        p2->valid, p2n, p2->valid);
330 +                        return;
331 +                }
332 +                if (ok1)
333 +                        printf("f %d/%d/%d %d/%d/%d %d/%d/%d\n",
334 +                                        p0->valid, p0n, p0->valid,
335 +                                        p1->valid, p1n, p1->valid,
336 +                                        p2->valid, p2n, p2->valid);
337 +                if (ok2)
338 +                        printf("f %d/%d/%d %d/%d/%d %d/%d/%d\n",
339 +                                        p2->valid, p2n, p2->valid,
340 +                                        p1->valid, p1n, p1->valid,
341 +                                        p3->valid, p3n, p3->valid);
342 +                return;
343 +        }
344                                          /* compute normal interpolation */
345          axis = norminterp(norm, p0, p1, p2, p3);
346  
# Line 222 | Line 415 | register POINT  *row;
415   int  siz;
416   {
417          double  st[2];
418 +        int  end;
419 +        int  checkvalid;
420          register int  i;
421 <                                        /* compute one past each end */
421 >        
422 >        if (smooth) {
423 >                i = -1;                 /* compute one past each end */
424 >                end = siz+1;
425 >        } else {
426 >                if (s < -FTINY || s > 1.0+FTINY)
427 >                        return;
428 >                i = 0;
429 >                end = siz;
430 >        }
431          st[0] = s;
432 <        for (i = -1; i <= siz+1; i++) {
432 >        checkvalid = (fundefined(VNAME) == 2);
433 >        while (i <= end) {
434                  st[1] = (double)i/siz;
435 <                row[i].p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
436 <                row[i].p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
437 <                row[i].p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
435 >                if (checkvalid && funvalue(VNAME, 2, st) <= 0.0) {
436 >                        row[i].valid = 0;
437 >                        row[i].p[0] = row[i].p[1] = row[i].p[2] = 0.0;
438 >                        row[i].uv[0] = row[i].uv[1] = 0.0;
439 >                } else {
440 >                        row[i].valid = 1;
441 >                        row[i].p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
442 >                        row[i].p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
443 >                        row[i].p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
444 >                        row[i].uv[0] = st[0];
445 >                        row[i].uv[1] = st[1];
446 >                }
447 >                i++;
448          }
449   }
450  
# Line 238 | Line 453 | compnorms(r0, r1, r2, siz)             /* compute row of averaged
453   register POINT  *r0, *r1, *r2;
454   int  siz;
455   {
456 <        FVECT  v1, v2, vc;
242 <        register int  i;
456 >        FVECT  v1, v2;
457  
458          if (!smooth)                    /* not needed if no smoothing */
459                  return;
460 <                                        /* compute middle points */
460 >                                        /* compute row 1 normals */
461          while (siz-- >= 0) {
462 <                fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
463 <                fvsum(v2, r1[1].p, r1[0].p, -1.0);
462 >                if (!r1[0].valid)
463 >                        continue;
464 >                if (!r0[0].valid) {
465 >                        if (!r2[0].valid) {
466 >                                r1[0].n[0] = r1[0].n[1] = r1[0].n[2] = 0.0;
467 >                                continue;
468 >                        }
469 >                        fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
470 >                } else if (!r2[0].valid)
471 >                        fvsum(v1, r1[0].p, r0[0].p, -1.0);
472 >                else
473 >                        fvsum(v1, r2[0].p, r0[0].p, -1.0);
474 >                if (!r1[-1].valid) {
475 >                        if (!r1[1].valid) {
476 >                                r1[0].n[0] = r1[0].n[1] = r1[0].n[2] = 0.0;
477 >                                continue;
478 >                        }
479 >                        fvsum(v2, r1[1].p, r1[0].p, -1.0);
480 >                } else if (!r1[1].valid)
481 >                        fvsum(v2, r1[0].p, r1[-1].p, -1.0);
482 >                else
483 >                        fvsum(v2, r1[1].p, r1[-1].p, -1.0);
484                  fcross(r1[0].n, v1, v2);
251 –                fvsum(v1, r0[0].p, r1[0].p, -1.0);
252 –                fcross(vc, v2, v1);
253 –                fvsum(r1[0].n, r1[0].n, vc, 1.0);
254 –                fvsum(v2, r1[-1].p, r1[0].p, -1.0);
255 –                fcross(vc, v1, v2);
256 –                fvsum(r1[0].n, r1[0].n, vc, 1.0);
257 –                fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
258 –                fcross(vc, v2, v1);
259 –                fvsum(r1[0].n, r1[0].n, vc, 1.0);
485                  normalize(r1[0].n);
486                  r0++; r1++; r2++;
487          }
# Line 272 | Line 497 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
497   #define v  ((ax+2)%3)
498  
499          register int  ax;
500 <        double  eqnmat[4][4];
500 >        MAT4  eqnmat;
501          FVECT  v1;
502          register int  i, j;
503  
# Line 303 | Line 528 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
528          eqnmat[3][2] = p3->p[v];
529          eqnmat[3][3] = 1.0;
530                                          /* invert matrix (solve system) */
531 <        if (!invmat(eqnmat, eqnmat))
531 >        if (!invmat4(eqnmat, eqnmat))
532                  return(-1);                     /* no solution */
533                                          /* compute result matrix */
534          for (j = 0; j < 4; j++)
# Line 319 | Line 544 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
544   }
545  
546  
547 < /*
323 < * invmat - computes the inverse of mat into inverse.  Returns 1
324 < * if there exists an inverse, 0 otherwise.  It uses Gaussian Elimination
325 < * method.
326 < */
327 <
328 < invmat(inverse,mat)
329 < double mat[4][4],inverse[4][4];
330 < {
331 < #define SWAP(a,b,t) (t=a,a=b,b=t)
332 <
333 <        double  m4tmp[4][4];
334 <        register int i,j,k;
335 <        register double temp;
336 <
337 <        bcopy(mat, m4tmp, sizeof(m4tmp));
338 <                                        /* set inverse to identity */
339 <        for (i = 0; i < 4; i++)
340 <                for (j = 0; j < 4; j++)
341 <                        inverse[i][j] = i==j ? 1.0 : 0.0;
342 <
343 <        for(i = 0; i < 4; i++) {
344 <                /* Look for raw with largest pivot and swap raws */
345 <                temp = FTINY; j = -1;
346 <                for(k = i; k < 4; k++)
347 <                        if(ABS(m4tmp[k][i]) > temp) {
348 <                                temp = ABS(m4tmp[k][i]);
349 <                                j = k;
350 <                                }
351 <                if(j == -1)     /* No replacing raw -> no inverse */
352 <                        return(0);
353 <                if (j != i)
354 <                        for(k = 0; k < 4; k++) {
355 <                                SWAP(m4tmp[i][k],m4tmp[j][k],temp);
356 <                                SWAP(inverse[i][k],inverse[j][k],temp);
357 <                                }
358 <
359 <                temp = m4tmp[i][i];
360 <                for(k = 0; k < 4; k++) {
361 <                        m4tmp[i][k] /= temp;
362 <                        inverse[i][k] /= temp;
363 <                        }
364 <                for(j = 0; j < 4; j++) {
365 <                        if(j != i) {
366 <                                temp = m4tmp[j][i];
367 <                                for(k = 0; k < 4; k++) {
368 <                                        m4tmp[j][k] -= m4tmp[i][k]*temp;
369 <                                        inverse[j][k] -= inverse[i][k]*temp;
370 <                                        }
371 <                                }
372 <                        }
373 <                }
374 <        return(1);
375 <
376 < #undef SWAP
377 < }
378 <
379 <
547 > void
548   eputs(msg)
549   char  *msg;
550   {
# Line 384 | Line 552 | char  *msg;
552   }
553  
554  
555 + void
556   wputs(msg)
557   char  *msg;
558   {
# Line 391 | Line 560 | char  *msg;
560   }
561  
562  
563 + void
564   quit(code)
565 + int  code;
566   {
567          exit(code);
568   }
# Line 420 | Line 591 | l_hermite()                    
591                  argument(2)*(-2.0*t+3.0)*t*t +
592                  argument(3)*((t-2.0)*t+1.0)*t +
593                  argument(4)*(t-1.0)*t*t );
594 + }
595 +
596 +
597 + double
598 + l_bezier()
599 + {
600 +        double  t;
601 +
602 +        t = argument(5);
603 +        return( argument(1) * (1.+t*(-3.+t*(3.-t))) +
604 +                argument(2) * 3.*t*(1.+t*(-2.+t)) +
605 +                argument(3) * 3.*t*t*(1.-t) +
606 +                argument(4) * t*t*t );
607 + }
608 +
609 +
610 + double
611 + l_bspline()
612 + {
613 +        double  t;
614 +
615 +        t = argument(5);
616 +        return( argument(1) * (1./6.+t*(-1./2.+t*(1./2.-1./6.*t))) +
617 +                argument(2) * (2./3.+t*t*(-1.+1./2.*t)) +
618 +                argument(3) * (1./6.+t*(1./2.+t*(1./2.-1./2.*t))) +
619 +                argument(4) * (1./6.*t*t*t) );
620   }

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