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

Comparing ray/src/gen/gensurf.c (file contents):
Revision 2.4 by greg, Thu Nov 18 09:33:04 1993 UTC vs.
Revision 2.32 by greg, Fri Apr 18 23:02:53 2025 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 + int  rev = 0;                   /* invert normal directions? */
44  
45   char  *modname, *surfname;
46  
# Line 41 | Line 51 | char  *modname, *surfname;
51   struct {
52          int     flags;                  /* data type */
53          short   m, n;                   /* number of s and t values */
54 <        FLOAT   *data;                  /* the data itself, s major sort */
54 >        RREAL   *data;                  /* the data itself, s major sort */
55   } datarec;                      /* our recorded data */
56  
57 + /* XXX this is redundant with rt/noise3.c, should go to a library */
58   double  l_hermite(), l_bezier(), l_bspline(), l_dataval();
48 – extern double  funvalue(), argument();
59  
60   typedef struct {
61 +        int  valid;     /* point is valid (vertex number) */
62 +        int  nvalid;    /* normal is valid (normal number) */
63          FVECT  p;       /* vertex position */
64          FVECT  n;       /* average normal */
65 +        RREAL  uv[2];   /* (u,v) position */
66   } POINT;
67  
68 + int  nverts = 0;                /* vertex output count */
69 + int  nnorms = 0;                /* normal output count */
70  
71 < main(argc, argv)
72 < int  argc;
73 < char  *argv[];
71 > void loaddata(char *file, int m, int n, int pointsize);
72 > double l_dataval(char *nam);
73 > void putobjrow(POINT *rp, int n);
74 > void putobjvert(POINT *p);
75 > void putsquare(POINT *p0, POINT *p1, POINT *p2, POINT *p3);
76 > void comprow(double s, POINT *row, int siz);
77 > void compnorms(POINT *r0, POINT *r1, POINT *r2, int siz);
78 > int norminterp(FVECT resmat[4], POINT *p0, POINT *p1, POINT *p2, POINT *p3);
79 >
80 >
81 > int
82 > main(int argc, char *argv[])
83   {
60 –        extern long     eclock;
84          POINT  *row0, *row1, *row2, *rp;
85          int  i, j, m, n;
86          char  stmp[256];
87  
88 +        esupport |= E_VARIABLE|E_FUNCTION|E_RCONST;
89 +        esupport &= ~(E_OUTCHAN|E_INCHAN);
90          varset("PI", ':', PI);
91          funset("hermite", 5, ':', l_hermite);
92          funset("bezier", 5, ':', l_bezier);
# Line 73 | Line 98 | char  *argv[];
98          for (i = 8; i < argc; i++)
99                  if (!strcmp(argv[i], "-e"))
100                          scompile(argv[++i], NULL, 0);
101 <                else if (!strcmp(argv[i], "-f"))
102 <                        fcompile(argv[++i]);
103 <                else if (!strcmp(argv[i], "-s"))
101 >                else if (!strcmp(argv[i], "-f")) {
102 >                        char  *fpath = getpath(argv[++i], getrlibpath(), 0);
103 >                        if (fpath == NULL) {
104 >                                fprintf(stderr, "%s: cannot find file '%s'\n",
105 >                                                argv[0], argv[i]);
106 >                                quit(1);
107 >                        }
108 >                        fcompile(fpath);
109 >                } else if (!strcmp(argv[i], "-s"))
110                          smooth++;
111 +                else if (!strcmp(argv[i], "-o"))
112 +                        objout++;
113 +                else if (!strcmp(argv[i], "-i"))
114 +                        rev = 1;
115                  else
116                          goto userror;
117  
118          modname = argv[1];
119          surfname = argv[2];
120 <        m = atoi(argv[6]);
121 <        n = atoi(argv[7]);
120 >        m = eval(argv[6]) + .5;
121 >        n = eval(argv[7]) + .5;
122          if (m <= 0 || n <= 0)
123                  goto userror;
124          if (!strcmp(argv[5], "-") || access(argv[5], 4) == 0) { /* file? */
# Line 116 | Line 151 | char  *argv[];
151          }
152          row0++; row1++; row2++;
153                                                  /* print header */
154 <        printhead(argc, argv);
155 <        eclock = 0;
154 >        fputs("# ", stdout);
155 >        printargs(argc, argv, stdout);
156 >        doptimize(1);
157 >        eclock++;
158                                                  /* initialize */
159          comprow(-1.0/m, row0, n);
160          comprow(0.0, row1, n);
161          comprow(1.0/m, row2, n);
162          compnorms(row0, row1, row2, n);
163 +        if (objout) {
164 +                printf("\nusemtl %s\n\n", modname);
165 +                printf("o %s\n\n", surfname);
166 +                putobjrow(row1, n);
167 +        }
168                                                  /* for each row */
169          for (i = 0; i < m; i++) {
170                                                  /* compute next row */
# Line 132 | Line 174 | char  *argv[];
174                  row2 = rp;
175                  comprow((double)(i+2)/m, row2, n);
176                  compnorms(row0, row1, row2, n);
177 +                if (objout)
178 +                        putobjrow(row1, n);
179  
180                  for (j = 0; j < n; j++) {
181 +                        int  orient = (j & 1);
182                                                          /* put polygons */
183 <                        if ((i+j) & 1)
183 >                        if (!(row0[j].valid && row1[j+1].valid))
184 >                                orient = 1;
185 >                        else if (!(row1[j].valid && row0[j+1].valid))
186 >                                orient = 0;
187 >                        if (orient)
188                                  putsquare(&row0[j], &row1[j],
189                                                  &row0[j+1], &row1[j+1]);
190                          else
# Line 144 | Line 193 | char  *argv[];
193                  }
194          }
195  
196 <        quit(0);
196 >        return 0;
197  
198   userror:
199          fprintf(stderr, "Usage: %s material name ", argv[0]);
200 <        fprintf(stderr, "x(s,t) y(s,t) z(s,t) m n [-s][-e expr][-f file]\n");
201 <        quit(1);
200 >        fprintf(stderr, "x(s,t) y(s,t) z(s,t) m n [-s][-o][-e expr][-f file]\n");
201 >        return 1;
202   }
203  
204  
205 < loaddata(file, m, n, pointsize)         /* load point data from file */
206 < char  *file;
207 < int  m, n;
208 < int  pointsize;
205 > void
206 > loaddata(               /* load point data from file */
207 >        char  *file,
208 >        int  m,
209 >        int  n,
210 >        int  pointsize
211 > )
212   {
161 –        extern char  *fgetword();
213          FILE  *fp;
214          char  word[64];
215 <        register int  size;
216 <        register FLOAT  *dp;
215 >        int  size;
216 >        RREAL  *dp;
217  
218          datarec.flags = HASBORDER;              /* assume border values */
219          datarec.m = m+1;
# Line 170 | Line 221 | int  pointsize;
221          size = datarec.m*datarec.n*pointsize;
222          if (pointsize == 3)
223                  datarec.flags |= TRIPLETS;
224 <        dp = (FLOAT *)malloc(size*sizeof(FLOAT));
224 >        dp = (RREAL *)malloc(size*sizeof(RREAL));
225          if ((datarec.data = dp) == NULL) {
226                  fputs("Out of memory\n", stderr);
227                  exit(1);
# Line 193 | Line 244 | int  pointsize;
244                  size--;
245          }
246          if (size == (m+n+1)*pointsize) {        /* no border after all */
247 <                dp = (FLOAT *)realloc((char *)datarec.data,
248 <                                m*n*pointsize*sizeof(FLOAT));
247 >                dp = (RREAL *)realloc(datarec.data,
248 >                                m*n*pointsize*sizeof(RREAL));
249                  if (dp != NULL)
250                          datarec.data = dp;
251                  datarec.flags &= ~HASBORDER;
# Line 213 | Line 264 | int  pointsize;
264  
265  
266   double
267 < l_dataval(nam)                          /* return recorded data value */
268 < char  *nam;
267 > l_dataval(                              /* return recorded data value */
268 >        char  *nam
269 > )
270   {
271          double  u, v;
272 <        register int  i, j;
273 <        register FLOAT  *dp;
272 >        int  i, j;
273 >        RREAL  *dp;
274          double  d00, d01, d10, d11;
275                                                  /* compute coordinates */
276          u = argument(1); v = argument(2);
# Line 254 | Line 306 | char  *nam;
306   }
307  
308  
309 < putsquare(p0, p1, p2, p3)               /* put out a square */
310 < POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
309 > void
310 > putobjrow(                      /* output vertex row to .OBJ */
311 >        POINT  *rp,
312 >        int  n
313 > )
314   {
315 +        static FVECT  prevNorm;
316 +
317 +        for ( ; n-- >= 0; rp++) {
318 +                if (!rp->valid)
319 +                        continue;
320 +                fputs("v ", stdout);
321 +                pvect(rp->p);
322 +                rp->valid = ++nverts;
323 +                printf("\tvt %.9g %.9g\n", rp->uv[0], rp->uv[1]);
324 +                if (!smooth || ZEROVECT(rp->n))
325 +                        rp->nvalid = 0;
326 +                else if (VABSEQ(rp->n, prevNorm))
327 +                        rp->nvalid = nnorms;
328 +                else {
329 +                        printf("\tvn %.9g %.9g %.9g\n",
330 +                                        rp->n[0], rp->n[1], rp->n[2]);
331 +                        rp->nvalid = ++nnorms;
332 +                        VCOPY(prevNorm, rp->n);
333 +                }
334 +        }
335 + }
336 +
337 +
338 + void
339 + putobjvert(             /* put out OBJ vertex index triplet */
340 +        POINT *p
341 + )
342 + {
343 +        int     pti = p->valid ? p->valid-nverts-1 : 0;
344 +        int     ni = p->nvalid ? p->nvalid-nnorms-1 : 0;
345 +        
346 +        printf(" %d/%d/%d", pti, pti, ni);
347 + }
348 +
349 +
350 + void
351 + putsquare(              /* put out a square */
352 +        POINT *p0,
353 +        POINT *p1,
354 +        POINT *p2,
355 +        POINT *p3
356 + )
357 + {
358          static int  nout = 0;
359          FVECT  norm[4];
360          int  axis;
361          FVECT  v1, v2, vc1, vc2;
362          int  ok1, ok2;
363 +
364 +        if (rev) {                      /* reverse normals? */
365 +                POINT  *pt = p1; p1 = p2; p2 = pt;
366 +        }
367                                          /* compute exact normals */
368 <        fvsum(v1, p1->p, p0->p, -1.0);
369 <        fvsum(v2, p2->p, p0->p, -1.0);
370 <        fcross(vc1, v1, v2);
371 <        ok1 = normalize(vc1) != 0.0;
372 <        fvsum(v1, p2->p, p3->p, -1.0);
373 <        fvsum(v2, p1->p, p3->p, -1.0);
374 <        fcross(vc2, v1, v2);
375 <        ok2 = normalize(vc2) != 0.0;
368 >        ok1 = (p0->valid && p1->valid && p2->valid);
369 >        if (ok1) {
370 >                VSUB(v1, p1->p, p0->p);
371 >                VSUB(v2, p2->p, p0->p);
372 >                fcross(vc1, v1, v2);
373 >                ok1 = (normalize(vc1) != 0.0);
374 >        }
375 >        ok2 = (p1->valid && p2->valid && p3->valid);
376 >        if (ok2) {
377 >                VSUB(v1, p2->p, p3->p);
378 >                VSUB(v2, p1->p, p3->p);
379 >                fcross(vc2, v1, v2);
380 >                ok2 = (normalize(vc2) != 0.0);
381 >        }
382          if (!(ok1 | ok2))
383                  return;
384 +        if (objout) {                   /* output .OBJ faces */
385 +                if (ok1 & ok2 && fdot(vc1,vc2) >= 1.0-FTINY*FTINY) {
386 +                        putc('f', stdout);
387 +                        putobjvert(p0); putobjvert(p1);
388 +                        putobjvert(p3); putobjvert(p2);
389 +                        putc('\n', stdout);
390 +                        return;
391 +                }
392 +                if (ok1) {
393 +                        putc('f', stdout);
394 +                        putobjvert(p0); putobjvert(p1); putobjvert(p2);
395 +                        putc('\n', stdout);
396 +                }
397 +                if (ok2) {
398 +                        putc('f', stdout);
399 +                        putobjvert(p2); putobjvert(p1); putobjvert(p3);
400 +                        putc('\n', stdout);
401 +                }
402 +                return;
403 +        }
404                                          /* compute normal interpolation */
405          axis = norminterp(norm, p0, p1, p2, p3);
406  
# Line 280 | Line 408 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
408          if (ok1 & ok2 && fdot(vc1,vc2) >= 1.0-FTINY*FTINY) {
409                  printf("\n%s ", modname);
410                  if (axis != -1) {
411 <                        printf("texfunc %s\n", texname);
284 <                        printf(tsargs);
411 >                        printf("texfunc %s\n%s\n", texname, tsargs);
412                          printf("0\n13\t%d\n", axis);
413                          pvect(norm[0]);
414                          pvect(norm[1]);
# Line 303 | Line 430 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
430          if (ok1) {
431                  printf("\n%s ", modname);
432                  if (axis != -1) {
433 <                        printf("texfunc %s\n", texname);
307 <                        printf(tsargs);
433 >                        printf("texfunc %s\n%s\n", texname, tsargs);
434                          printf("0\n13\t%d\n", axis);
435                          pvect(norm[0]);
436                          pvect(norm[1]);
# Line 322 | Line 448 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
448          if (ok2) {
449                  printf("\n%s ", modname);
450                  if (axis != -1) {
451 <                        printf("texfunc %s\n", texname);
326 <                        printf(tsargs);
451 >                        printf("texfunc %s\n%s\n", texname, tsargs);
452                          printf("0\n13\t%d\n", axis);
453                          pvect(norm[0]);
454                          pvect(norm[1]);
# Line 341 | Line 466 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
466   }
467  
468  
469 < comprow(s, row, siz)                    /* compute row of values */
470 < double  s;
471 < register POINT  *row;
472 < int  siz;
469 > void
470 > comprow(                        /* compute row of values */
471 >        double  s,
472 >        POINT  *row,
473 >        int  siz
474 > )
475   {
476          double  st[2];
477          int  end;
478 <        register int  i;
478 >        int  checkvalid;
479 >        int  i;
480          
481          if (smooth) {
482                  i = -1;                 /* compute one past each end */
# Line 360 | Line 488 | int  siz;
488                  end = siz;
489          }
490          st[0] = s;
491 +        checkvalid = (fundefined(VNAME) == 2);
492          while (i <= end) {
493                  st[1] = (double)i/siz;
494 <                row[i].p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
495 <                row[i].p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
496 <                row[i].p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
494 >                if (checkvalid && funvalue(VNAME, 2, st) <= 0.0) {
495 >                        row[i].valid = 0;
496 >                        row[i].p[0] = row[i].p[1] = row[i].p[2] = 0.0;
497 >                        row[i].uv[0] = row[i].uv[1] = 0.0;
498 >                } else {
499 >                        row[i].valid = 1;
500 >                        row[i].p[0] = funvalue(XNAME, 2, st);
501 >                        row[i].p[1] = funvalue(YNAME, 2, st);
502 >                        row[i].p[2] = funvalue(ZNAME, 2, st);
503 >                        row[i].uv[0] = st[0];
504 >                        row[i].uv[1] = st[1];
505 >                }
506                  i++;
507          }
508   }
509  
510  
511 < compnorms(r0, r1, r2, siz)              /* compute row of averaged normals */
512 < register POINT  *r0, *r1, *r2;
513 < int  siz;
511 > void
512 > compnorms(              /* compute row of averaged normals */
513 >        POINT  *r0,
514 >        POINT  *r1,
515 >        POINT  *r2,
516 >        int  siz
517 > )
518   {
519          FVECT  v1, v2;
520  
521          if (!smooth)                    /* not needed if no smoothing */
522                  return;
523 <                                        /* compute middle points */
523 >                                        /* compute row 1 normals */
524          while (siz-- >= 0) {
525 <                fvsum(v1, r2[0].p, r0[0].p, -1.0);
526 <                fvsum(v2, r1[1].p, r1[-1].p, -1.0);
527 <                fcross(r1[0].n, v1, v2);
525 >                if (!r1[0].valid)
526 >                        goto skip;
527 >                if (!r0[0].valid) {
528 >                        if (!r2[0].valid) {
529 >                                r1[0].n[0] = r1[0].n[1] = r1[0].n[2] = 0.0;
530 >                                goto skip;
531 >                        }
532 >                        fvsum(v1, r2[0].p, r1[0].p, -1.0);
533 >                } else if (!r2[0].valid)
534 >                        fvsum(v1, r1[0].p, r0[0].p, -1.0);
535 >                else
536 >                        fvsum(v1, r2[0].p, r0[0].p, -1.0);
537 >                if (!r1[-1].valid) {
538 >                        if (!r1[1].valid) {
539 >                                r1[0].n[0] = r1[0].n[1] = r1[0].n[2] = 0.0;
540 >                                goto skip;
541 >                        }
542 >                        fvsum(v2, r1[1].p, r1[0].p, -1.0);
543 >                } else if (!r1[1].valid)
544 >                        fvsum(v2, r1[0].p, r1[-1].p, -1.0);
545 >                else
546 >                        fvsum(v2, r1[1].p, r1[-1].p, -1.0);
547 >                if (rev)
548 >                        fcross(r1[0].n, v2, v1);
549 >                else
550 >                        fcross(r1[0].n, v1, v2);
551                  normalize(r1[0].n);
552 +        skip:
553                  r0++; r1++; r2++;
554          }
555   }
556  
557  
558   int
559 < norminterp(resmat, p0, p1, p2, p3)      /* compute normal interpolation */
560 < register FVECT  resmat[4];
561 < POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
559 > norminterp(     /* compute normal interpolation */
560 >        FVECT  resmat[4],
561 >        POINT  *p0,
562 >        POINT  *p1,
563 >        POINT  *p2,
564 >        POINT  *p3
565 > )
566   {
567   #define u  ((ax+1)%3)
568   #define v  ((ax+2)%3)
569  
570 <        register int  ax;
570 >        int  ax;
571          MAT4  eqnmat;
572          FVECT  v1;
573 <        register int  i, j;
573 >        int  i, j;
574  
575          if (!smooth)                    /* no interpolation if no smoothing */
576                  return(-1);
# Line 429 | Line 599 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
599          eqnmat[3][2] = p3->p[v];
600          eqnmat[3][3] = 1.0;
601                                          /* invert matrix (solve system) */
602 <        if (!invmat(eqnmat, eqnmat))
602 >        if (!invmat4(eqnmat, eqnmat))
603                  return(-1);                     /* no solution */
604                                          /* compute result matrix */
605          for (j = 0; j < 4; j++)
# Line 445 | Line 615 | POINT  *p0, *p1, *p2, *p3;
615   }
616  
617  
448 – /*
449 – * invmat - computes the inverse of mat into inverse.  Returns 1
450 – * if there exists an inverse, 0 otherwise.  It uses Gaussian Elimination
451 – * method.
452 – */
453 –
454 – invmat(inverse,mat)
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 –
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 –                /* 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++) {
487 –                        m4tmp[i][k] /= temp;
488 –                        inverse[i][k] /= temp;
489 –                        }
490 –                for(j = 0; j < 4; j++) {
491 –                        if(j != i) {
492 –                                temp = m4tmp[j][i];
493 –                                for(k = 0; k < 4; k++) {
494 –                                        m4tmp[j][k] -= m4tmp[i][k]*temp;
495 –                                        inverse[j][k] -= inverse[i][k]*temp;
496 –                                        }
497 –                                }
498 –                        }
499 –                }
500 –        return(1);
501 –
502 – #undef SWAP
503 – }
504 –
505 –
506 – eputs(msg)
507 – char  *msg;
508 – {
509 –        fputs(msg, stderr);
510 – }
511 –
512 –
513 – wputs(msg)
514 – char  *msg;
515 – {
516 –        eputs(msg);
517 – }
518 –
519 –
520 – quit(code)
521 – int  code;
522 – {
523 –        exit(code);
524 – }
525 –
526 –
527 – printhead(ac, av)               /* print command header */
528 – register int  ac;
529 – register char  **av;
530 – {
531 –        putchar('#');
532 –        while (ac--) {
533 –                putchar(' ');
534 –                fputs(*av++, stdout);
535 –        }
536 –        putchar('\n');
537 – }
538 –
539 –
618   double
619 < l_hermite()                    
619 > l_hermite(char *nm)
620   {
621          double  t;
622          
# Line 551 | Line 629 | l_hermite()                    
629  
630  
631   double
632 < l_bezier()
632 > l_bezier(char *nm)
633   {
634          double  t;
635  
# Line 564 | Line 642 | l_bezier()
642  
643  
644   double
645 < l_bspline()
645 > l_bspline(char *nm)
646   {
647          double  t;
648  

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