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

Comparing ray/src/gen/gensurf.c (file contents):
Revision 1.3 by greg, Wed Oct 18 15:01:23 1989 UTC vs.
Revision 2.4 by greg, Thu Nov 18 09:33:04 1993 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";
3   #endif
4  
5 + /* Copyright (c) 1989 Regents of the University of California */
6 +
7   /*
8   *  gensurf.c - program to generate functional surfaces
9   *
# Line 16 | Line 16 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
16   *      4/3/87
17   */
18  
19 < #include  <stdio.h>
20 < #include  "fvect.h"
19 > #include  "standard.h"
20  
21 < #define  XNAME          "X_"                    /* x function name */
22 < #define  YNAME          "Y_"                    /* y function name */
23 < #define  ZNAME          "Z_"                    /* z function name */
21 > char  XNAME[] =         "X`SYS`";               /* x function name */
22 > char  YNAME[] =         "Y`SYS`";               /* y function name */
23 > char  ZNAME[] =         "Z`SYS`";               /* z function name */
24  
25 < #define  PI             3.14159265358979323846
25 > #define  ABS(x)         ((x)>=0 ? (x) : -(x))
26  
28 – #define  FTINY          1e-7
29 –
27   #define  pvect(p)       printf(vformat, (p)[0], (p)[1], (p)[2])
28  
29   char  vformat[] = "%15.9g %15.9g %15.9g\n";
# Line 37 | Line 34 | int  smooth = 0;               /* apply smoothing? */
34  
35   char  *modname, *surfname;
36  
37 < double  funvalue(), l_hermite(), argument(), fabs();
37 >                                /* recorded data flags */
38 > #define  HASBORDER      01
39 > #define  TRIPLETS       02
40 >                                /* a data structure */
41 > struct {
42 >        int     flags;                  /* data type */
43 >        short   m, n;                   /* number of s and t values */
44 >        FLOAT   *data;                  /* the data itself, s major sort */
45 > } datarec;                      /* our recorded data */
46  
47 + double  l_hermite(), l_bezier(), l_bspline(), l_dataval();
48 + extern double  funvalue(), argument();
49 +
50   typedef struct {
51          FVECT  p;       /* vertex position */
52          FVECT  n;       /* average normal */
# Line 49 | Line 57 | main(argc, argv)
57   int  argc;
58   char  *argv[];
59   {
60 +        extern long     eclock;
61          POINT  *row0, *row1, *row2, *rp;
62          int  i, j, m, n;
63          char  stmp[256];
64  
65 <        varset("PI", PI);
66 <        funset("hermite", 5, l_hermite);
65 >        varset("PI", ':', PI);
66 >        funset("hermite", 5, ':', l_hermite);
67 >        funset("bezier", 5, ':', l_bezier);
68 >        funset("bspline", 5, ':', l_bspline);
69  
70          if (argc < 8)
71                  goto userror;
72  
73          for (i = 8; i < argc; i++)
74                  if (!strcmp(argv[i], "-e"))
75 <                        scompile(NULL, argv[++i]);
75 >                        scompile(argv[++i], NULL, 0);
76                  else if (!strcmp(argv[i], "-f"))
77                          fcompile(argv[++i]);
78                  else if (!strcmp(argv[i], "-s"))
# Line 71 | Line 82 | char  *argv[];
82  
83          modname = argv[1];
84          surfname = argv[2];
74 –        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", XNAME, argv[3]);
75 –        scompile(NULL, stmp);
76 –        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", YNAME, argv[4]);
77 –        scompile(NULL, stmp);
78 –        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", ZNAME, argv[5]);
79 –        scompile(NULL, stmp);
85          m = atoi(argv[6]);
86          n = atoi(argv[7]);
87          if (m <= 0 || n <= 0)
88                  goto userror;
89 <
90 <        row0 = (POINT *)malloc((n+1)*sizeof(POINT));
91 <        row1 = (POINT *)malloc((n+1)*sizeof(POINT));
92 <        row2 = (POINT *)malloc((n+1)*sizeof(POINT));
89 >        if (!strcmp(argv[5], "-") || access(argv[5], 4) == 0) { /* file? */
90 >                funset(ZNAME, 2, ':', l_dataval);
91 >                if (!strcmp(argv[5],argv[3]) && !strcmp(argv[5],argv[4])) {
92 >                        loaddata(argv[5], m, n, 3);
93 >                        funset(XNAME, 2, ':', l_dataval);
94 >                        funset(YNAME, 2, ':', l_dataval);
95 >                } else {
96 >                        loaddata(argv[5], m, n, 1);
97 >                        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", XNAME, argv[3]);
98 >                        scompile(stmp, NULL, 0);
99 >                        sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", YNAME, argv[4]);
100 >                        scompile(stmp, NULL, 0);
101 >                }
102 >        } else {
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 >                sprintf(stmp, "%s(s,t)=%s;", ZNAME, argv[5]);
108 >                scompile(stmp, NULL, 0);
109 >        }
110 >        row0 = (POINT *)malloc((n+3)*sizeof(POINT));
111 >        row1 = (POINT *)malloc((n+3)*sizeof(POINT));
112 >        row2 = (POINT *)malloc((n+3)*sizeof(POINT));
113          if (row0 == NULL || row1 == NULL || row2 == NULL) {
114                  fprintf(stderr, "%s: out of memory\n", argv[0]);
115                  quit(1);
116          }
117 +        row0++; row1++; row2++;
118                                                  /* print header */
119          printhead(argc, argv);
120 <                                                /* compute first two rows */
120 >        eclock = 0;
121 >                                                /* initialize */
122 >        comprow(-1.0/m, row0, n);
123          comprow(0.0, row1, n);
124          comprow(1.0/m, row2, n);
125 <        compnorms(row1, row1, row2, n);
125 >        compnorms(row0, row1, row2, n);
126                                                  /* for each row */
127          for (i = 0; i < m; i++) {
128                                                  /* compute next row */
# Line 102 | Line 130 | char  *argv[];
130                  row0 = row1;
131                  row1 = row2;
132                  row2 = rp;
133 <                if (i+2 <= m) {
134 <                        comprow((double)(i+2)/m, row2, n);
107 <                        compnorms(row0, row1, row2, n);
108 <                } else
109 <                        compnorms(row0, row1, row1, n);
133 >                comprow((double)(i+2)/m, row2, n);
134 >                compnorms(row0, row1, row2, n);
135  
136                  for (j = 0; j < n; j++) {
137                                                          /* put polygons */
# Line 128 | Line 153 | userror:
153   }
154  
155  
156 + loaddata(file, m, n, pointsize)         /* load point data from file */
157 + char  *file;
158 + int  m, n;
159 + int  pointsize;
160 + {
161 +        extern char  *fgetword();
162 +        FILE  *fp;
163 +        char  word[64];
164 +        register int  size;
165 +        register FLOAT  *dp;
166 +
167 +        datarec.flags = HASBORDER;              /* assume border values */
168 +        datarec.m = m+1;
169 +        datarec.n = n+1;
170 +        size = datarec.m*datarec.n*pointsize;
171 +        if (pointsize == 3)
172 +                datarec.flags |= TRIPLETS;
173 +        dp = (FLOAT *)malloc(size*sizeof(FLOAT));
174 +        if ((datarec.data = dp) == NULL) {
175 +                fputs("Out of memory\n", stderr);
176 +                exit(1);
177 +        }
178 +        if (!strcmp(file, "-")) {
179 +                file = "<stdin>";
180 +                fp = stdin;
181 +        } else if ((fp = fopen(file, "r")) == NULL) {
182 +                fputs(file, stderr);
183 +                fputs(": cannot open\n", stderr);
184 +                exit(1);
185 +        }
186 +        while (size > 0 && fgetword(word, sizeof(word), fp) != NULL) {
187 +                if (!isflt(word)) {
188 +                        fprintf(stderr, "%s: garbled data value: %s\n",
189 +                                        file, word);
190 +                        exit(1);
191 +                }
192 +                *dp++ = atof(word);
193 +                size--;
194 +        }
195 +        if (size == (m+n+1)*pointsize) {        /* no border after all */
196 +                dp = (FLOAT *)realloc((char *)datarec.data,
197 +                                m*n*pointsize*sizeof(FLOAT));
198 +                if (dp != NULL)
199 +                        datarec.data = dp;
200 +                datarec.flags &= ~HASBORDER;
201 +                datarec.m = m;
202 +                datarec.n = n;
203 +                size = 0;
204 +        }
205 +        if (datarec.m < 2 || datarec.n < 2 || size != 0 ||
206 +                        fgetword(word, sizeof(word), fp) != NULL) {
207 +                fputs(file, stderr);
208 +                fputs(": bad number of data points\n", stderr);
209 +                exit(1);
210 +        }
211 +        fclose(fp);
212 + }
213 +
214 +
215 + double
216 + l_dataval(nam)                          /* return recorded data value */
217 + char  *nam;
218 + {
219 +        double  u, v;
220 +        register int  i, j;
221 +        register FLOAT  *dp;
222 +        double  d00, d01, d10, d11;
223 +                                                /* compute coordinates */
224 +        u = argument(1); v = argument(2);
225 +        if (datarec.flags & HASBORDER) {
226 +                i = u *= datarec.m-1;
227 +                j = v *= datarec.n-1;
228 +        } else {
229 +                i = u = u*datarec.m - .5;
230 +                j = v = v*datarec.n - .5;
231 +        }
232 +        if (i < 0) i = 0;
233 +        else if (i > datarec.m-2) i = datarec.m-2;
234 +        if (j < 0) j = 0;
235 +        else if (j > datarec.n-2) j = datarec.n-2;
236 +                                                /* compute value */
237 +        if (datarec.flags & TRIPLETS) {
238 +                dp = datarec.data + 3*(j*datarec.m + i);
239 +                if (nam == ZNAME)
240 +                        dp += 2;
241 +                else if (nam == YNAME)
242 +                        dp++;
243 +                d00 = dp[0]; d01 = dp[3];
244 +                dp += 3*datarec.m;
245 +                d10 = dp[0]; d11 = dp[3];
246 +        } else {
247 +                dp = datarec.data + j*datarec.m + i;
248 +                d00 = dp[0]; d01 = dp[1];
249 +                dp += datarec.m;
250 +                d10 = dp[0]; d11 = dp[1];
251 +        }
252 +                                                /* bilinear interpolation */
253 +        return((j+1-v)*((i+1-u)*d00+(u-i)*d01)+(v-j)*((i+1-u)*d10+(u-i)*d11));
254 + }
255 +
256 +
257   putsquare(p0, p1, p2, p3)               /* put out a square */
258   POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
259   {
# Line 220 | Line 346 | double  s;
346   register POINT  *row;
347   int  siz;
348   {
349 <        double  st[2], step;
350 <
349 >        double  st[2];
350 >        int  end;
351 >        register int  i;
352 >        
353 >        if (smooth) {
354 >                i = -1;                 /* compute one past each end */
355 >                end = siz+1;
356 >        } else {
357 >                if (s < -FTINY || s > 1.0+FTINY)
358 >                        return;
359 >                i = 0;
360 >                end = siz;
361 >        }
362          st[0] = s;
363 <        st[1] = 0.0;
364 <        step = 1.0 / siz;
365 <        while (siz-- >= 0) {
366 <                row->p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
367 <                row->p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
368 <                row->p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
232 <                row++;
233 <                st[1] += step;
363 >        while (i <= end) {
364 >                st[1] = (double)i/siz;
365 >                row[i].p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
366 >                row[i].p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
367 >                row[i].p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
368 >                i++;
369          }
370   }
371  
# Line 239 | Line 374 | compnorms(r0, r1, r2, siz)             /* compute row of averaged
374   register POINT  *r0, *r1, *r2;
375   int  siz;
376   {
377 <        FVECT  v1, v2, vc;
377 >        FVECT  v1, v2;
378  
379          if (!smooth)                    /* not needed if no smoothing */
380                  return;
246 –                                        /* compute first point */
247 –        fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
248 –        fvsum(v2, r1[1].p, r1[0].p, -1.0);
249 –        fcross(r1[0].n, v1, v2);
250 –        fvsum(v1, r0[0].p, r1[0].p, -1.0);
251 –        fcross(vc, v2, v1);
252 –        fvsum(r1[0].n, r1[0].n, vc, 1.0);
253 –        normalize(r1[0].n);
254 –        r0++; r1++; r2++;
381                                          /* compute middle points */
382 <        while (--siz > 0) {
383 <                fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
384 <                fvsum(v2, r1[1].p, r1[0].p, -1.0);
382 >        while (siz-- >= 0) {
383 >                fvsum(v1, r2[0].p, r0[0].p, -1.0);
384 >                fvsum(v2, r1[1].p, r1[-1].p, -1.0);
385                  fcross(r1[0].n, v1, v2);
260 –                fvsum(v1, r0[0].p, r1[0].p, -1.0);
261 –                fcross(vc, v2, v1);
262 –                fvsum(r1[0].n, r1[0].n, vc, 1.0);
263 –                fvsum(v2, r1[-1].p, r1[0].p, -1.0);
264 –                fcross(vc, v1, v2);
265 –                fvsum(r1[0].n, r1[0].n, vc, 1.0);
266 –                fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
267 –                fcross(vc, v2, v1);
268 –                fvsum(r1[0].n, r1[0].n, vc, 1.0);
386                  normalize(r1[0].n);
387                  r0++; r1++; r2++;
388          }
272 –                                        /* compute end point */
273 –        fvsum(v1, r0[0].p, r1[0].p, -1.0);
274 –        fvsum(v2, r1[-1].p, r1[0].p, -1.0);
275 –        fcross(r1[0].n, v1, v2);
276 –        fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
277 –        fcross(vc, v2, v1);
278 –        fvsum(r1[0].n, r1[0].n, vc, 1.0);
279 –        normalize(r1[0].n);
389   }
390  
391  
# Line 289 | Line 398 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
398   #define v  ((ax+2)%3)
399  
400          register int  ax;
401 <        double  eqnmat[4][4], solmat[4][4];
401 >        MAT4  eqnmat;
402          FVECT  v1;
403          register int  i, j;
404  
# Line 300 | Line 409 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
409          fvsum(v1, v1, p1->n, 1.0);
410          fvsum(v1, v1, p2->n, 1.0);
411          fvsum(v1, v1, p3->n, 1.0);
412 <        ax = fabs(v1[0]) > fabs(v1[1]) ? 0 : 1;
413 <        ax = fabs(v1[ax]) > fabs(v1[2]) ? ax : 2;
412 >        ax = ABS(v1[0]) > ABS(v1[1]) ? 0 : 1;
413 >        ax = ABS(v1[ax]) > ABS(v1[2]) ? ax : 2;
414                                          /* assign equation matrix */
415          eqnmat[0][0] = p0->p[u]*p0->p[v];
416          eqnmat[0][1] = p0->p[u];
# Line 320 | Line 429 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
429          eqnmat[3][2] = p3->p[v];
430          eqnmat[3][3] = 1.0;
431                                          /* invert matrix (solve system) */
432 <        if (!invmat(solmat, eqnmat))
432 >        if (!invmat(eqnmat, eqnmat))
433                  return(-1);                     /* no solution */
434                                          /* compute result matrix */
435          for (j = 0; j < 4; j++)
436                  for (i = 0; i < 3; i++)
437 <                        resmat[j][i] =  solmat[j][0]*p0->n[i] +
438 <                                        solmat[j][1]*p1->n[i] +
439 <                                        solmat[j][2]*p2->n[i] +
440 <                                        solmat[j][3]*p3->n[i];
437 >                        resmat[j][i] =  eqnmat[j][0]*p0->n[i] +
438 >                                        eqnmat[j][1]*p1->n[i] +
439 >                                        eqnmat[j][2]*p2->n[i] +
440 >                                        eqnmat[j][3]*p3->n[i];
441          return(ax);
442  
443   #undef u
# Line 336 | Line 445 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
445   }
446  
447  
339 – static double  m4tmp[4][4];             /* for efficiency */
340 –
341 – #define  copymat4(m4a,m4b)      bcopy((char *)m4b,(char *)m4a,sizeof(m4tmp))
342 –
343 –
344 – setident4(m4)
345 – double  m4[4][4];
346 – {
347 –        static double  ident[4][4] = {
348 –                1.,0.,0.,0.,
349 –                0.,1.,0.,0.,
350 –                0.,0.,1.,0.,
351 –                0.,0.,0.,1.,
352 –        };
353 –        copymat4(m4, ident);
354 – }
355 –
448   /*
449   * invmat - computes the inverse of mat into inverse.  Returns 1
450   * if there exists an inverse, 0 otherwise.  It uses Gaussian Elimination
# Line 360 | Line 452 | double  m4[4][4];
452   */
453  
454   invmat(inverse,mat)
455 < double mat[4][4],inverse[4][4];
455 > MAT4  inverse, mat;
456   {
457   #define SWAP(a,b,t) (t=a,a=b,b=t)
458  
459 +        MAT4  m4tmp;
460          register int i,j,k;
461          register double temp;
462  
370 –        setident4(inverse);
463          copymat4(m4tmp, mat);
464 +                                        /* set inverse to identity */
465 +        for (i = 0; i < 4; i++)
466 +                for (j = 0; j < 4; j++)
467 +                        inverse[i][j] = i==j ? 1.0 : 0.0;
468  
469          for(i = 0; i < 4; i++) {
470 <                if(m4tmp[i][i] == 0) {    /* Pivot is zero */
471 <                        /* Look for a raw with pivot != 0 and swap raws */
472 <                        for(j = i + 1; j < 4; j++)
473 <                                if(m4tmp[j][i] != 0) {
474 <                                        for( k = 0; k < 4; k++) {
475 <                                                SWAP(m4tmp[i][k],m4tmp[j][k],temp);
476 <                                                SWAP(inverse[i][k],inverse[j][k],temp);
477 <                                                }
478 <                                        break;
479 <                                        }
480 <                        if(j == 4)      /* No replacing raw -> no inverse */
481 <                                return(0);
482 <                        }
470 >                /* Look for row with largest pivot and swap rows */
471 >                temp = FTINY; j = -1;
472 >                for(k = i; k < 4; k++)
473 >                        if(ABS(m4tmp[k][i]) > temp) {
474 >                                temp = ABS(m4tmp[k][i]);
475 >                                j = k;
476 >                                }
477 >                if(j == -1)     /* No replacing row -> no inverse */
478 >                        return(0);
479 >                if (j != i)
480 >                        for(k = 0; k < 4; k++) {
481 >                                SWAP(m4tmp[i][k],m4tmp[j][k],temp);
482 >                                SWAP(inverse[i][k],inverse[j][k],temp);
483 >                                }
484  
485                  temp = m4tmp[i][i];
486                  for(k = 0; k < 4; k++) {
# Line 401 | Line 498 | double mat[4][4],inverse[4][4];
498                          }
499                  }
500          return(1);
501 +
502   #undef SWAP
503   }
504  
# Line 420 | Line 518 | char  *msg;
518  
519  
520   quit(code)
521 + int  code;
522   {
523          exit(code);
524   }
# Line 448 | Line 547 | l_hermite()                    
547                  argument(2)*(-2.0*t+3.0)*t*t +
548                  argument(3)*((t-2.0)*t+1.0)*t +
549                  argument(4)*(t-1.0)*t*t );
550 + }
551 +
552 +
553 + double
554 + l_bezier()
555 + {
556 +        double  t;
557 +
558 +        t = argument(5);
559 +        return( argument(1) * (1.+t*(-3.+t*(3.-t))) +
560 +                argument(2) * 3.*t*(1.+t*(-2.+t)) +
561 +                argument(3) * 3.*t*t*(1.-t) +
562 +                argument(4) * t*t*t );
563 + }
564 +
565 +
566 + double
567 + l_bspline()
568 + {
569 +        double  t;
570 +
571 +        t = argument(5);
572 +        return( argument(1) * (1./6.+t*(-1./2.+t*(1./2.-1./6.*t))) +
573 +                argument(2) * (2./3.+t*t*(-1.+1./2.*t)) +
574 +                argument(3) * (1./6.+t*(1./2.+t*(1./2.-1./2.*t))) +
575 +                argument(4) * (1./6.*t*t*t) );
576   }

Diff Legend

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+ Added lines
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> Changed lines