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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 2.16 by greg, Sat Aug 21 11:54:06 2004 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";
# Line 31 | Line 39 | char  tsargs[] = "4 surf_dx surf_dy surf_dz surf.cal\n
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          FVECT  p;       /* vertex position */
62          FVECT  n;       /* average normal */
63 +        RREAL  uv[2];   /* (u,v) position */
64   } POINT;
65  
66  
67 + void loaddata(char *file, int m, int n, int pointsize);
68 + double l_dataval(char *nam);
69 + void putobjrow(POINT *rp, int n);
70 + void putsquare(POINT *p0, POINT *p1, POINT *p2, POINT *p3);
71 + void comprow(double s, POINT *row, int siz);
72 + void compnorms(POINT *r0, POINT *r1, POINT *r2, int siz);
73 + int norminterp(FVECT resmat[4], POINT *p0, POINT *p1, POINT *p2, POINT *p3);
74 +
75 +
76 + int
77   main(argc, argv)
78   int  argc;
79   char  *argv[];
80   {
60 –        extern long     eclock;
81          POINT  *row0, *row1, *row2, *rp;
82          int  i, j, m, n;
83          char  stmp[256];
# Line 77 | Line 97 | char  *argv[];
97                          fcompile(argv[++i]);
98                  else if (!strcmp(argv[i], "-s"))
99                          smooth++;
100 +                else if (!strcmp(argv[i], "-o"))
101 +                        objout++;
102                  else
103                          goto userror;
104  
# Line 116 | Line 138 | char  *argv[];
138          }
139          row0++; row1++; row2++;
140                                                  /* print header */
141 <        printhead(argc, argv);
141 >        fputs("# ", stdout);
142 >        printargs(argc, argv, stdout);
143          eclock = 0;
144                                                  /* initialize */
145          comprow(-1.0/m, row0, n);
146          comprow(0.0, row1, n);
147          comprow(1.0/m, row2, n);
148          compnorms(row0, row1, row2, n);
149 +        if (objout) {
150 +                printf("\nusemtl %s\n\n", modname);
151 +                putobjrow(row1, n);
152 +        }
153                                                  /* for each row */
154          for (i = 0; i < m; i++) {
155                                                  /* compute next row */
# Line 132 | Line 159 | char  *argv[];
159                  row2 = rp;
160                  comprow((double)(i+2)/m, row2, n);
161                  compnorms(row0, row1, row2, n);
162 +                if (objout)
163 +                        putobjrow(row1, n);
164  
165                  for (j = 0; j < n; j++) {
166 +                        int  orient = (j & 1);
167                                                          /* put polygons */
168 <                        if ((i+j) & 1)
168 >                        if (!(row0[j].valid && row1[j+1].valid))
169 >                                orient = 1;
170 >                        else if (!(row1[j].valid && row0[j+1].valid))
171 >                                orient = 0;
172 >                        if (orient)
173                                  putsquare(&row0[j], &row1[j],
174                                                  &row0[j+1], &row1[j+1]);
175                          else
# Line 144 | Line 178 | char  *argv[];
178                  }
179          }
180  
181 <        quit(0);
181 >        return 0;
182  
183   userror:
184          fprintf(stderr, "Usage: %s material name ", argv[0]);
185          fprintf(stderr, "x(s,t) y(s,t) z(s,t) m n [-s][-e expr][-f file]\n");
186 <        quit(1);
186 >        return 1;
187   }
188  
189  
190 < loaddata(file, m, n, pointsize)         /* load point data from file */
191 < char  *file;
192 < int  m, n;
193 < int  pointsize;
190 > void
191 > loaddata(               /* load point data from file */
192 >        char  *file,
193 >        int  m,
194 >        int  n,
195 >        int  pointsize
196 > )
197   {
161 –        extern char  *fgetword();
198          FILE  *fp;
199          char  word[64];
200          register int  size;
201 <        register FLOAT  *dp;
201 >        register RREAL  *dp;
202  
203          datarec.flags = HASBORDER;              /* assume border values */
204 <        size = (m+1)*(n+1)*pointsize;
204 >        datarec.m = m+1;
205 >        datarec.n = n+1;
206 >        size = datarec.m*datarec.n*pointsize;
207          if (pointsize == 3)
208                  datarec.flags |= TRIPLETS;
209 <        dp = (FLOAT *)malloc(size*sizeof(FLOAT));
209 >        dp = (RREAL *)malloc(size*sizeof(RREAL));
210          if ((datarec.data = dp) == NULL) {
211                  fputs("Out of memory\n", stderr);
212                  exit(1);
# Line 191 | Line 229 | int  pointsize;
229                  size--;
230          }
231          if (size == (m+n+1)*pointsize) {        /* no border after all */
232 <                dp = (FLOAT *)realloc((char *)datarec.data,
233 <                                m*n*pointsize*sizeof(FLOAT));
232 >                dp = (RREAL *)realloc((void *)datarec.data,
233 >                                m*n*pointsize*sizeof(RREAL));
234                  if (dp != NULL)
235                          datarec.data = dp;
236                  datarec.flags &= ~HASBORDER;
237 +                datarec.m = m;
238 +                datarec.n = n;
239                  size = 0;
240          }
241 <        if (size || fgetword(word, sizeof(word), fp) != NULL) {
241 >        if (datarec.m < 2 || datarec.n < 2 || size != 0 ||
242 >                        fgetword(word, sizeof(word), fp) != NULL) {
243                  fputs(file, stderr);
244                  fputs(": bad number of data points\n", stderr);
245                  exit(1);
# Line 208 | Line 249 | int  pointsize;
249  
250  
251   double
252 < l_dataval(nam)                          /* return recorded data value */
253 < char  *nam;
252 > l_dataval(                              /* return recorded data value */
253 >        char  *nam
254 > )
255   {
256          double  u, v;
257          register int  i, j;
258 <        register FLOAT  *dp;
258 >        register RREAL  *dp;
259          double  d00, d01, d10, d11;
260                                                  /* compute coordinates */
261          u = argument(1); v = argument(2);
262          if (datarec.flags & HASBORDER) {
263 <                i = u *= datarec.m;
264 <                j = v *= datarec.n;
263 >                i = u *= datarec.m-1;
264 >                j = v *= datarec.n-1;
265          } else {
266 <                i = u = u*(datarec.m+1) - .5;
267 <                j = v = v*(datarec.n+1) - .5;
266 >                i = u = u*datarec.m - .5;
267 >                j = v = v*datarec.n - .5;
268          }
269          if (i < 0) i = 0;
270          else if (i > datarec.m-2) i = datarec.m-2;
# Line 230 | Line 272 | char  *nam;
272          else if (j > datarec.n-2) j = datarec.n-2;
273                                                  /* compute value */
274          if (datarec.flags & TRIPLETS) {
275 <                dp = datarec.data + 3*(j*datarec.n + i);
276 <                if (nam == YNAME)
235 <                        dp++;
236 <                else if (nam == ZNAME)
275 >                dp = datarec.data + 3*(j*datarec.m + i);
276 >                if (nam == ZNAME)
277                          dp += 2;
278 +                else if (nam == YNAME)
279 +                        dp++;
280                  d00 = dp[0]; d01 = dp[3];
281 <                dp += 3*datarec.n;
281 >                dp += 3*datarec.m;
282                  d10 = dp[0]; d11 = dp[3];
283          } else {
284 <                dp = datarec.data + j*datarec.n + i;
284 >                dp = datarec.data + j*datarec.m + i;
285                  d00 = dp[0]; d01 = dp[1];
286 <                dp += datarec.n;
286 >                dp += datarec.m;
287                  d10 = dp[0]; d11 = dp[1];
288          }
289                                                  /* bilinear interpolation */
# Line 249 | Line 291 | char  *nam;
291   }
292  
293  
294 < putsquare(p0, p1, p2, p3)               /* put out a square */
295 < POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
294 > void
295 > putobjrow(                      /* output vertex row to .OBJ */
296 >        register POINT  *rp,
297 >        int  n
298 > )
299   {
300 +        static int      nverts = 0;
301 +
302 +        for ( ; n-- >= 0; rp++) {
303 +                if (!rp->valid)
304 +                        continue;
305 +                fputs("v ", stdout);
306 +                pvect(rp->p);
307 +                if (smooth && !ZEROVECT(rp->n))
308 +                        printf("\tvn %.9g %.9g %.9g\n",
309 +                                        rp->n[0], rp->n[1], rp->n[2]);
310 +                printf("\tvt %.9g %.9g\n", rp->uv[0], rp->uv[1]);
311 +                rp->valid = ++nverts;
312 +        }
313 + }
314 +
315 +
316 + void
317 + putsquare(              /* put out a square */
318 +        POINT *p0,
319 +        POINT *p1,
320 +        POINT *p2,
321 +        POINT *p3
322 + )
323 + {
324          static int  nout = 0;
325          FVECT  norm[4];
326          int  axis;
327          FVECT  v1, v2, vc1, vc2;
328          int  ok1, ok2;
329                                          /* compute exact normals */
330 <        fvsum(v1, p1->p, p0->p, -1.0);
331 <        fvsum(v2, p2->p, p0->p, -1.0);
332 <        fcross(vc1, v1, v2);
333 <        ok1 = normalize(vc1) != 0.0;
334 <        fvsum(v1, p2->p, p3->p, -1.0);
335 <        fvsum(v2, p1->p, p3->p, -1.0);
336 <        fcross(vc2, v1, v2);
337 <        ok2 = normalize(vc2) != 0.0;
330 >        ok1 = (p0->valid && p1->valid && p2->valid);
331 >        if (ok1) {
332 >                VSUB(v1, p1->p, p0->p);
333 >                VSUB(v2, p2->p, p0->p);
334 >                fcross(vc1, v1, v2);
335 >                ok1 = (normalize(vc1) != 0.0);
336 >        }
337 >        ok2 = (p1->valid && p2->valid && p3->valid);
338 >        if (ok2) {
339 >                VSUB(v1, p2->p, p3->p);
340 >                VSUB(v2, p1->p, p3->p);
341 >                fcross(vc2, v1, v2);
342 >                ok2 = (normalize(vc2) != 0.0);
343 >        }
344          if (!(ok1 | ok2))
345                  return;
346 +        if (objout) {                   /* output .OBJ faces */
347 +                int     p0n=0, p1n=0, p2n=0, p3n=0;
348 +                if (smooth) {
349 +                        if (!ZEROVECT(p0->n))
350 +                                p0n = p0->valid;
351 +                        if (!ZEROVECT(p1->n))
352 +                                p1n = p1->valid;
353 +                        if (!ZEROVECT(p2->n))
354 +                                p2n = p2->valid;
355 +                        if (!ZEROVECT(p3->n))
356 +                                p3n = p3->valid;
357 +                }
358 +                if (ok1 & ok2 && fdot(vc1,vc2) >= 1.0-FTINY*FTINY) {
359 +                        printf("f %d/%d/%d %d/%d/%d %d/%d/%d %d/%d/%d\n",
360 +                                        p0->valid, p0->valid, p0n,
361 +                                        p1->valid, p1->valid, p1n,
362 +                                        p3->valid, p3->valid, p3n,
363 +                                        p2->valid, p2->valid, p2n);
364 +                        return;
365 +                }
366 +                if (ok1)
367 +                        printf("f %d/%d/%d %d/%d/%d %d/%d/%d\n",
368 +                                        p0->valid, p0->valid, p0n,
369 +                                        p1->valid, p1->valid, p1n,
370 +                                        p2->valid, p2->valid, p2n);
371 +                if (ok2)
372 +                        printf("f %d/%d/%d %d/%d/%d %d/%d/%d\n",
373 +                                        p2->valid, p2->valid, p2n,
374 +                                        p1->valid, p1->valid, p1n,
375 +                                        p3->valid, p3->valid, p3n);
376 +                return;
377 +        }
378                                          /* compute normal interpolation */
379          axis = norminterp(norm, p0, p1, p2, p3);
380  
# Line 336 | Line 443 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
443   }
444  
445  
446 < comprow(s, row, siz)                    /* compute row of values */
447 < double  s;
448 < register POINT  *row;
449 < int  siz;
446 > void
447 > comprow(                        /* compute row of values */
448 >        double  s,
449 >        register POINT  *row,
450 >        int  siz
451 > )
452   {
453          double  st[2];
454          int  end;
455 +        int  checkvalid;
456          register int  i;
457          
458          if (smooth) {
# Line 355 | Line 465 | int  siz;
465                  end = siz;
466          }
467          st[0] = s;
468 +        checkvalid = (fundefined(VNAME) == 2);
469          while (i <= end) {
470                  st[1] = (double)i/siz;
471 <                row[i].p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
472 <                row[i].p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
473 <                row[i].p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
471 >                if (checkvalid && funvalue(VNAME, 2, st) <= 0.0) {
472 >                        row[i].valid = 0;
473 >                        row[i].p[0] = row[i].p[1] = row[i].p[2] = 0.0;
474 >                        row[i].uv[0] = row[i].uv[1] = 0.0;
475 >                } else {
476 >                        row[i].valid = 1;
477 >                        row[i].p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
478 >                        row[i].p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
479 >                        row[i].p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
480 >                        row[i].uv[0] = st[0];
481 >                        row[i].uv[1] = st[1];
482 >                }
483                  i++;
484          }
485   }
486  
487  
488 < compnorms(r0, r1, r2, siz)              /* compute row of averaged normals */
489 < register POINT  *r0, *r1, *r2;
490 < int  siz;
488 > void
489 > compnorms(              /* compute row of averaged normals */
490 >        register POINT  *r0,
491 >        register POINT  *r1,
492 >        register POINT  *r2,
493 >        int  siz
494 > )
495   {
496          FVECT  v1, v2;
373 –        register int  i;
497  
498          if (!smooth)                    /* not needed if no smoothing */
499                  return;
500 <                                        /* compute middle points */
500 >                                        /* compute row 1 normals */
501          while (siz-- >= 0) {
502 <                fvsum(v1, r2[0].p, r0[0].p, -1.0);
503 <                fvsum(v2, r1[1].p, r1[-1].p, -1.0);
502 >                if (!r1[0].valid)
503 >                        continue;
504 >                if (!r0[0].valid) {
505 >                        if (!r2[0].valid) {
506 >                                r1[0].n[0] = r1[0].n[1] = r1[0].n[2] = 0.0;
507 >                                continue;
508 >                        }
509 >                        fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
510 >                } else if (!r2[0].valid)
511 >                        fvsum(v1, r1[0].p, r0[0].p, -1.0);
512 >                else
513 >                        fvsum(v1, r2[0].p, r0[0].p, -1.0);
514 >                if (!r1[-1].valid) {
515 >                        if (!r1[1].valid) {
516 >                                r1[0].n[0] = r1[0].n[1] = r1[0].n[2] = 0.0;
517 >                                continue;
518 >                        }
519 >                        fvsum(v2, r1[1].p, r1[0].p, -1.0);
520 >                } else if (!r1[1].valid)
521 >                        fvsum(v2, r1[0].p, r1[-1].p, -1.0);
522 >                else
523 >                        fvsum(v2, r1[1].p, r1[-1].p, -1.0);
524                  fcross(r1[0].n, v1, v2);
525                  normalize(r1[0].n);
526                  r0++; r1++; r2++;
# Line 386 | Line 529 | int  siz;
529  
530  
531   int
532 < norminterp(resmat, p0, p1, p2, p3)      /* compute normal interpolation */
533 < register FVECT  resmat[4];
534 < POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
532 > norminterp(     /* compute normal interpolation */
533 >        register FVECT  resmat[4],
534 >        POINT  *p0,
535 >        POINT  *p1,
536 >        POINT  *p2,
537 >        POINT  *p3
538 > )
539   {
540   #define u  ((ax+1)%3)
541   #define v  ((ax+2)%3)
# Line 425 | Line 572 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
572          eqnmat[3][2] = p3->p[v];
573          eqnmat[3][3] = 1.0;
574                                          /* invert matrix (solve system) */
575 <        if (!invmat(eqnmat, eqnmat))
575 >        if (!invmat4(eqnmat, eqnmat))
576                  return(-1);                     /* no solution */
577                                          /* compute result matrix */
578          for (j = 0; j < 4; j++)
# Line 441 | Line 588 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
588   }
589  
590  
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 –
591   double
592 < l_hermite()                    
592 > l_hermite(char *nm)
593   {
594          double  t;
595          
# Line 546 | Line 602 | l_hermite()                    
602  
603  
604   double
605 < l_bezier()
605 > l_bezier(char *nm)
606   {
607          double  t;
608  
# Line 559 | Line 615 | l_bezier()
615  
616  
617   double
618 < l_bspline()
618 > l_bspline(char *nm)
619   {
620          double  t;
621  

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