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root/radiance/ray/src/rt/data.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/rt/data.c (file contents):
Revision 2.27 by schorsch, Tue Mar 30 16:13:01 2004 UTC vs.
Revision 2.40 by greg, Wed Mar 13 07:24:53 2024 UTC

# Line 10 | Line 10 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
10   #include  <time.h>
11  
12   #include  "platform.h"
13 + #include  "paths.h"
14   #include  "standard.h"
15   #include  "color.h"
16   #include  "resolu.h"
# Line 19 | Line 20 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
20                                  /* picture memory usage before warning */
21   #ifndef PSIZWARN
22   #ifdef SMLMEM
23 < #define PSIZWARN        1500000
23 > #define PSIZWARN        3000000
24   #else
25 < #define PSIZWARN        5000000
25 > #define PSIZWARN        50000000
26   #endif
27   #endif
28  
29   #ifndef TABSIZ
30 < #define TABSIZ          97              /* table size (prime) */
30 > #define TABSIZ          997             /* table size (prime) */
31   #endif
32  
33   #define hash(s)         (shash(s)%TABSIZ)
# Line 37 | Line 38 | static DATARRAY         *dtab[TABSIZ];         /* data array list */
38   static gethfunc headaspect;
39  
40  
41 < extern DATARRAY *
41 > DATARRAY *
42   getdata(                                /* get data array dname */
43          char  *dname
44   )
45   {
46          char  *dfname;
47          FILE  *fp;
48 <        int  asize;
49 <        register int  i, j;
50 <        register DATARRAY  *dp;
48 >        int  asize=0;
49 >        int  i, j;
50 >        DATARRAY  *dp;
51                                                  /* look for array in list */
52          for (dp = dtab[hash(dname)]; dp != NULL; dp = dp->next)
53                  if (!strcmp(dname, dp->name))
# Line 73 | Line 74 | getdata(                               /* get data array dname */
74  
75          if ((dfname = getpath(dname, getrlibpath(), R_OK)) == NULL) {
76                  sprintf(errmsg, "cannot find data file \"%s\"", dname);
77 <                error(USER, errmsg);
77 >                error(SYSTEM, errmsg);
78          }
79          if ((fp = fopen(dfname, "r")) == NULL) {
80                  sprintf(errmsg, "cannot open data file \"%s\"", dfname);
81                  error(SYSTEM, errmsg);
82          }
83                                                          /* get dimensions */
84 <        if (fgetval(fp, 'i', (char *)&asize) <= 0)
84 >        if (fgetval(fp, 'i', &asize) <= 0)
85                  goto scanerr;
86          if ((asize <= 0) | (asize > MAXDDIM)) {
87                  sprintf(errmsg, "bad number of dimensions for \"%s\"", dname);
# Line 93 | Line 94 | getdata(                               /* get data array dname */
94          dp->nd = asize;
95          asize = 1;
96          for (i = 0; i < dp->nd; i++) {
97 <                if (fgetval(fp, DATATY, (char *)&dp->dim[i].org) <= 0)
97 >                if (fgetval(fp, DATATY, &dp->dim[i].org) <= 0)
98                          goto scanerr;
99 <                if (fgetval(fp, DATATY, (char *)&dp->dim[i].siz) <= 0)
99 >                if (fgetval(fp, DATATY, &dp->dim[i].siz) <= 0)
100                          goto scanerr;
101 <                if (fgetval(fp, 'i', (char *)&dp->dim[i].ne) <= 0)
101 >                if (fgetval(fp, 'i', &dp->dim[i].ne) <= 0)
102                          goto scanerr;
103                  if (dp->dim[i].ne < 2)
104                          goto scanerr;
# Line 108 | Line 109 | getdata(                               /* get data array dname */
109                          if (dp->dim[i].p == NULL)
110                                  goto memerr;
111                          for (j = 0; j < dp->dim[i].ne; j++)
112 <                                if (fgetval(fp, DATATY,
112 <                                                (char *)&dp->dim[i].p[j]) <= 0)
112 >                                if (fgetval(fp, DATATY, &dp->dim[i].p[j]) <= 0)
113                                          goto scanerr;
114                          for (j = 1; j < dp->dim[i].ne-1; j++)
115                                  if ((dp->dim[i].p[j-1] < dp->dim[i].p[j]) !=
# Line 125 | Line 125 | getdata(                               /* get data array dname */
125                  goto memerr;
126          
127          for (i = 0; i < asize; i++)
128 <                if (fgetval(fp, DATATY, (char *)&dp->arr.d[i]) <= 0)
128 >                if (fgetval(fp, DATATY, &dp->arr.d[i]) <= 0)
129                          goto scanerr;
130          fclose(fp);
131          i = hash(dname);
132          dp->next = dtab[i];
133          return(dtab[i] = dp);
134 –
134   memerr:
135          error(SYSTEM, "out of memory in getdata");
136   scanerr:
137          sprintf(errmsg, "%s in data file \"%s\"",
138                          feof(fp) ? "unexpected EOF" : "bad format", dfname);
139          error(USER, errmsg);
140 <        return NULL; /* pro forma return */
140 >        return NULL;    /* pro forma return */
141   }
142  
143  
# Line 148 | Line 147 | headaspect(                    /* check string for aspect ratio */
147          void  *iap
148   )
149   {
150 <        char    fmt[32];
150 >        char    fmt[MAXFMTLEN];
151  
152          if (isaspect(s))
153                  *(double*)iap *= aspectval(s);
154 <        else if (formatval(fmt, s) && !globmatch(PICFMT, fmt))
154 >        else if (formatval(fmt, s) && strcmp(fmt, COLRFMT))
155                  *(double*)iap = 0.0;
156          return(0);
157   }
158  
159 <
161 < extern DATARRAY *
159 > DATARRAY *
160   getpict(                                /* get picture pname */
161          char  *pname
162   )
# Line 171 | Line 169 | getpict(                               /* get picture pname */
169          RESOLU  inpres;
170          RREAL  loc[2];
171          int  y;
172 <        register int  x, i;
173 <        register DATARRAY  *pp;
172 >        int  x, i;
173 >        DATARRAY  *pp;
174                                                  /* look for array in list */
175          for (pp = dtab[hash(pname)]; pp != NULL; pp = pp->next)
176                  if (!strcmp(pname, pp->name))
# Line 180 | Line 178 | getpict(                               /* get picture pname */
178  
179          if ((pfname = getpath(pname, getrlibpath(), R_OK)) == NULL) {
180                  sprintf(errmsg, "cannot find picture file \"%s\"", pname);
181 <                error(USER, errmsg);
181 >                error(SYSTEM, errmsg);
182          }
183          if ((pp = (DATARRAY *)malloc(3*sizeof(DATARRAY))) == NULL)
184                  goto memerr;
185  
186          pp[0].name = savestr(pname);
187  
188 <        if ((fp = fopen(pfname, "r")) == NULL) {
188 >        if ((fp = fopen(pfname, "rb")) == NULL) {
189                  sprintf(errmsg, "cannot open picture file \"%s\"", pfname);
190                  error(SYSTEM, errmsg);
191          }
194 –        SET_FILE_BINARY(fp);
192                                                  /* get dimensions */
193          inpaspect = 1.0;
194          getheader(fp, headaspect, &inpaspect);
# Line 217 | Line 214 | getpict(                               /* get picture pname */
214          i = ns*sl*sizeof(COLR);
215   #if PSIZWARN
216          if (i > PSIZWARN) {                             /* memory warning */
217 <                sprintf(errmsg, "picture file \"%s\" using %d bytes of memory",
218 <                                pname, i);
217 >                sprintf(errmsg, "picture file \"%s\" using %.1f MB of memory",
218 >                                pname, i*(1.0/(1024*1024)));
219                  error(WARNING, errmsg);
220          }
221   #endif
# Line 237 | Line 234 | getpict(                               /* get picture pname */
234                          copycolr(pp[0].arr.c[i], scanin[x]);
235                  }
236          }
237 <        free((void *)scanin);
237 >        free(scanin);
238          fclose(fp);
239          i = hash(pname);
240          pp[0].next = dtab[i];           /* link into picture list */
# Line 247 | Line 244 | getpict(                               /* get picture pname */
244          pp[1].type = GRN;
245          pp[2].type = BLU;
246          return(dtab[i] = pp);
250 –
247   memerr:
248          error(SYSTEM, "out of memory in getpict");
249   readerr:
250          sprintf(errmsg, "bad picture file \"%s\"", pfname);
251          error(USER, errmsg);
252 <        return NULL; /* pro forma return */
252 >        return NULL;    /* pro forma return */
253   }
254  
255  
256 < extern void
256 > /* header info type for hyperspectral image */
257 > typedef struct {
258 >        float   wlpart[4];      /* wavelength partitions */
259 >        int     nc;             /* number of components */
260 >        double  inpaspect;      /* pixel aspect ratio */
261 > } SPECINFO;
262 >
263 > static int
264 > specheadline(                           /* get info for spectral image */
265 >        char  *s,
266 >        void  *cdp
267 > )
268 > {
269 >        SPECINFO        *sip = (SPECINFO *)cdp;
270 >        char            fmt[MAXFMTLEN];
271 >
272 >        if (isaspect(s))
273 >                sip->inpaspect *= aspectval(s);
274 >        else if (isncomp(s))
275 >                sip->nc = ncompval(s);
276 >        else if (iswlsplit(s))
277 >                wlsplitval(sip->wlpart, s);
278 >        else if (formatval(fmt, s) && strcmp(fmt, SPECFMT))
279 >                return(-1);
280 >        return(0);
281 > }
282 >
283 > DATARRAY *
284 > getspec(                /* load hyperspectral image as data */
285 >        char *sname
286 > )
287 > {
288 >        SPECINFO        si;
289 >        char            *pfname;
290 >        FILE            *fp;
291 >        int             sl, ns;
292 >        int             y, i;
293 >        DATARRAY        *pp;
294 >                                                /* look for array in list */
295 >        for (pp = dtab[hash(sname)]; pp != NULL; pp = pp->next)
296 >                if (!strcmp(sname, pp->name))
297 >                        return(pp);             /* found! */
298 >
299 >        if ((pfname = getpath(sname, getrlibpath(), R_OK)) == NULL) {
300 >                sprintf(errmsg, "cannot find hyperspectral image \"%s\"", sname);
301 >                error(SYSTEM, errmsg);
302 >        }
303 >        if ((fp = fopen(pfname, "rb")) == NULL) {
304 >                sprintf(errmsg, "cannot open hyperspectral image \"%s\"", pfname);
305 >                error(SYSTEM, errmsg);
306 >        }
307 >        si.wlpart[3] = 0;
308 >        si.nc = 0;
309 >        si.inpaspect = 1.0;
310 >        if (getheader(fp, specheadline, &si) < 0 ||
311 >                        (si.nc <= 3) | (si.nc > MAXCSAMP) | (si.wlpart[3] < 1) ||
312 >                        !fscnresolu(&sl, &ns, fp))
313 >                goto readerr;
314 >
315 >        if ((pp = (DATARRAY *)malloc(sizeof(DATARRAY))) == NULL)
316 >                goto memerr;
317 >
318 >        pp->name = savestr(sname);
319 >        pp->type = SPECTY;
320 >        pp->nd = 3;
321 >        pp->dim[0].ne = ns;
322 >        pp->dim[1].ne = sl;
323 >        pp->dim[0].org =
324 >        pp->dim[1].org = 0.0;
325 >        if (sl <= ns*si.inpaspect) {
326 >                pp->dim[0].siz = si.inpaspect * (double)ns/sl;
327 >                pp->dim[1].siz = 1.0;
328 >        } else {
329 >                pp->dim[0].siz = 1.0;
330 >                pp->dim[1].siz = (double)sl/ns / si.inpaspect;
331 >        }
332 >        pp->dim[2].ne = si.nc;
333 >        pp->dim[2].siz = si.wlpart[3] - si.wlpart[0];
334 >        pp->dim[2].org = si.wlpart[0] + 0.5*pp->dim[2].siz/si.nc;
335 >        pp->dim[2].siz *= (si.nc - 1.0)/si.nc;
336 >        pp->dim[0].p = pp->dim[1].p = pp->dim[2].p = NULL;
337 >        i = ns*sl*(si.nc+1);
338 > #if PSIZWARN
339 >        if (i > PSIZWARN) {                     /* memory warning */
340 >                sprintf(errmsg, "hyperspectral image \"%s\" using %.1f MB of memory",
341 >                                sname, i*(1.0/(1024*1024)));
342 >                error(WARNING, errmsg);
343 >        }
344 > #endif
345 >        if ((pp->arr.s = (uby8 *)malloc(i)) == NULL)
346 >                goto memerr;
347 >        for (y = 0; y < ns; y++)                /* read each scanline */
348 >                if (freadscolrs(pp->arr.s + y*sl*(si.nc+1), si.nc, sl, fp) < 0)
349 >                        goto readerr;
350 >        fclose(fp);
351 >        i = hash(sname);                        /* insert in hash table */
352 >        pp->next = dtab[i];
353 >        return(dtab[i] = pp);
354 > memerr:
355 >        error(SYSTEM, "out of memory in getspec");
356 > readerr:
357 >        sprintf(errmsg, "bad hyperspectral image \"%s\"", pfname);
358 >        error(USER, errmsg);
359 >        return NULL;    /* pro forma return */
360 > }
361 >
362 >
363 > void
364   freedata(                       /* release data array reference */
365          DATARRAY  *dta
366   )
367   {
368          DATARRAY  head;
369          int  hval, nents;
370 <        register DATARRAY  *dpl, *dp;
371 <        register int  i;
370 >        DATARRAY  *dpl, *dp;
371 >        int  i;
372  
373          if (dta == NULL) {                      /* free all if NULL */
374                  hval = 0; nents = TABSIZ;
375          } else {
376 +                if (dta->next == dta) {
377 +                        free(dta);              /* unlisted temp array */
378 +                        return;
379 +                }
380                  hval = hash(dta->name); nents = 1;
381 +                if (!*dta->name) {              /* not a data file? */
382 +                        dta->next = dtab[hval];
383 +                        dtab[hval] = dta;       /* ...fake position */
384 +                }
385          }
386          while (nents--) {
387                  head.next = dtab[hval];
# Line 278 | Line 389 | freedata(                      /* release data array reference */
389                  while ((dp = dpl->next) != NULL)
390                          if ((dta == NULL) | (dta == dp)) {
391                                  dpl->next = dp->next;
392 <                                if (dp->type == DATATY)
282 <                                        free((void *)dp->arr.d);
283 <                                else
284 <                                        free((void *)dp->arr.c);
392 >                                free(dp->arr.p);
393                                  for (i = 0; i < dp->nd; i++)
394                                          if (dp->dim[i].p != NULL)
395 <                                                free((void *)dp->dim[i].p);
395 >                                                free(dp->dim[i].p);
396                                  freestr(dp->name);
397 <                                free((void *)dp);
397 >                                free(dp);
398                          } else
399                                  dpl = dp;
400                  dtab[hval++] = head.next;
# Line 294 | Line 402 | freedata(                      /* release data array reference */
402   }
403  
404  
405 < extern double
406 < datavalue(              /* interpolate data value at a point */
407 <        register DATARRAY  *dp,
300 <        double  *pt
301 < )
405 > /* internal call to interpolate data value or vector */
406 > static double
407 > data_interp(DATARRAY *dp, double *pt, double coef, DATATYPE *rvec)
408   {
409 <        DATARRAY  sd;
410 <        int  asize;
411 <        int  lower, upper;
412 <        register int  i;
413 <        double  x, y0, y1;
409 >        DATARRAY        sd;
410 >        int             stride, i;
411 >        double          x, c0, c1, y0, y1;
412 >                                        /* unlikely, but may as well check */
413 >        if ((-FTINY <= coef) & (coef <= FTINY))
414 >                return(0.);
415                                          /* set up dimensions for recursion */
416          if (dp->nd > 1) {
417                  sd.name = dp->name;
418                  sd.type = dp->type;
419                  sd.nd = dp->nd - 1;
420 <                asize = 1;
421 <                for (i = 0; i < sd.nd; i++) {
422 <                        sd.dim[i].org = dp->dim[i+1].org;
423 <                        sd.dim[i].siz = dp->dim[i+1].siz;
317 <                        sd.dim[i].p = dp->dim[i+1].p;
318 <                        asize *= sd.dim[i].ne = dp->dim[i+1].ne;
319 <                }
420 >                memcpy(sd.dim, dp->dim+1, sd.nd*sizeof(struct dadim));
421 >                stride = sd.dim[i = sd.nd-1].ne + (sd.type==SPECTY);
422 >                while (i-- > 0)
423 >                        stride *= sd.dim[i].ne;
424          }
425                                          /* get independent variable */
426          if (dp->dim[0].p == NULL) {             /* evenly spaced points */
# Line 328 | Line 432 | datavalue(             /* interpolate data value at a point */
432                  else if (i > dp->dim[0].ne - 2)
433                          i = dp->dim[0].ne - 2;
434          } else {                                /* unevenly spaced points */
435 +                int     lower, upper;
436                  if (dp->dim[0].siz > 0.0) {
437                          lower = 0;
438                          upper = dp->dim[0].ne;
# Line 342 | Line 447 | datavalue(             /* interpolate data value at a point */
447                          else
448                                  upper = i;
449                  } while (i != (lower + upper) >> 1);
450 +
451                  if (i > dp->dim[0].ne - 2)
452                          i = dp->dim[0].ne - 2;
453 +
454                  x = i + (pt[0] - dp->dim[0].p[i]) /
455                                  (dp->dim[0].p[i+1] - dp->dim[0].p[i]);
456          }
457 +        /*
458 +         * Compute interpolation coefficients:
459 +         * extrapolate as far as one division, then
460 +         * taper off harmonically to zero.
461 +         */
462 +        if (x > i+2) {
463 +                c0 = 1./(i-1 - x);
464 +                c1 = -2.*c0;
465 +        } else if (x < i-1) {
466 +                c1 = 1./(i - x);
467 +                c0 = -2.*c1;
468 +        } else {
469 +                c0 = i+1 - x;
470 +                c1 = x - i;
471 +        }
472 +        c0 *= coef;
473 +        c1 *= coef;
474 +                                        /* check if vector interp */
475 +        if ((dp->nd == 2) & (rvec != NULL)) {
476 +                if (dp->type == DATATY) {
477 +                        sd.arr.d = dp->arr.d + i*stride;
478 +                        for (i = sd.dim[0].ne; i--; )
479 +                                rvec[i] += c0*sd.arr.d[i]
480 +                                        + c1*sd.arr.d[i+stride];
481 +                } else if (dp->type == SPECTY) {
482 +                        double  f;
483 +                        sd.arr.s = dp->arr.s + i*stride;
484 +                        if ((sd.arr.s[sd.dim[0].ne] > 0) & ((-FTINY>c0)|(c0>FTINY))) {
485 +                                f = c0*ldexp(1., (int)sd.arr.s[sd.dim[0].ne]-(COLXS+8));
486 +                                for (i = sd.dim[0].ne; i--; )
487 +                                        rvec[i] += f*(sd.arr.s[i] + 0.5);
488 +                        }
489 +                        sd.arr.s += stride;
490 +                        if ((sd.arr.s[sd.dim[0].ne] > 0) & ((-FTINY>c1)|(c1>FTINY))) {
491 +                                f = c1*ldexp(1., (int)sd.arr.s[sd.dim[0].ne]-(COLXS+8));
492 +                                for (i = sd.dim[0].ne; i--; )
493 +                                        rvec[i] += f*(sd.arr.s[i] + 0.5);
494 +                        }
495 +                } else {
496 +                        sd.arr.c = dp->arr.c + i*stride;
497 +                        for (i = sd.dim[0].ne; i--; )
498 +                                rvec[i] += c0*colrval(sd.arr.c[i],sd.type)
499 +                                        + c1*colrval(sd.arr.c[i+stride],sd.type);
500 +                }
501 +                return(0.);             /* return value ignored */
502 +        }
503                                          /* get dependent variable */
504          if (dp->nd > 1) {
505                  if (dp->type == DATATY) {
506 <                        sd.arr.d = dp->arr.d + i*asize;
507 <                        y0 = datavalue(&sd, pt+1);
508 <                        sd.arr.d = dp->arr.d + (i+1)*asize;
509 <                        y1 = datavalue(&sd, pt+1);
506 >                        sd.arr.d = dp->arr.d + i*stride;
507 >                        y0 = data_interp(&sd, pt+1, c0, rvec);
508 >                        sd.arr.d += stride;
509 >                } else if (dp->type == SPECTY) {
510 >                        sd.arr.s = dp->arr.s + i*stride;
511 >                        y0 = data_interp(&sd, pt+1, c0, rvec);
512 >                        sd.arr.s += stride;
513                  } else {
514 <                        sd.arr.c = dp->arr.c + i*asize;
515 <                        y0 = datavalue(&sd, pt+1);
516 <                        sd.arr.c = dp->arr.c + (i+1)*asize;
361 <                        y1 = datavalue(&sd, pt+1);
514 >                        sd.arr.c = dp->arr.c + i*stride;
515 >                        y0 = data_interp(&sd, pt+1, c0, rvec);
516 >                        sd.arr.c += stride;
517                  }
518 <        } else {
518 >                y1 = data_interp(&sd, pt+1, c1, rvec);
519 >        } else {                        /* end of recursion */
520                  if (dp->type == DATATY) {
521                          y0 = dp->arr.d[i];
522                          y1 = dp->arr.d[i+1];
523 +                } else if (dp->type == SPECTY) {
524 +                        if (dp->arr.s[dp->dim[0].ne]) {
525 +                                double  f = dp->arr.s[dp->dim[0].ne]
526 +                                        ? ldexp(1., -(COLXS+8) +
527 +                                                (int)dp->arr.s[dp->dim[0].ne])
528 +                                        : 0.;
529 +                                y0 = f*(dp->arr.s[i] + 0.5);
530 +                                y1 = f*(dp->arr.s[i+1] + 0.5);
531 +                        } else
532 +                                y0 = y1 = 0.0;
533                  } else {
534                          y0 = colrval(dp->arr.c[i],dp->type);
535                          y1 = colrval(dp->arr.c[i+1],dp->type);
536                  }
537 +                y0 *= c0;
538 +                y1 *= c1;
539          }
540 <        /*
541 <         * Extrapolate as far as one division, then
374 <         * taper off harmonically to zero.
375 <         */
376 <        if (x > i+2)
377 <                return( (2*y1-y0)/(x-(i-1)) );
540 >        return(y0 + y1);        /* coefficients already applied */
541 > }
542  
379 –        if (x < i-1)
380 –                return( (2*y0-y1)/(i-x) );
543  
544 <        return( y0*((i+1)-x) + y1*(x-i) );
544 > double
545 > datavalue(              /* interpolate data value at a point */
546 >        DATARRAY  *dp,
547 >        double  *pt
548 > )
549 > {
550 >        return(data_interp(dp, pt, 1., NULL));
551   }
552 +
553 +
554 + /* Interpolate final vector corresponding to last dimension in data array */
555 + DATARRAY *
556 + datavector(DATARRAY *dp, double *pt)
557 + {
558 +        DATARRAY        *newdp;
559 +
560 +        if (dp->nd < 2)
561 +                error(INTERNAL, "datavector() called with 1-D array");
562 +                                        /* create vector array */
563 +        newdp = (DATARRAY *)malloc(sizeof(DATARRAY) -
564 +                                (MAXDDIM-1)*sizeof(struct dadim) +
565 +                                sizeof(DATATYPE)*dp->dim[dp->nd-1].ne);
566 +        if (newdp == NULL)
567 +                error(SYSTEM, "out of memory in datavector");
568 +        newdp->next = newdp;            /* flags us as temp vector */
569 +        newdp->name = dp->name;
570 +        newdp->type = DATATY;
571 +        newdp->nd = 1;                  /* vector data goes here */
572 +        newdp->dim[0] = dp->dim[dp->nd-1];
573 +        newdp->arr.d = (DATATYPE *)(newdp->dim + 1);
574 +        memset(newdp->arr.d, 0, sizeof(DATATYPE)*newdp->dim[0].ne);
575 +
576 +        (void)data_interp(dp, pt, 1., newdp->arr.d);
577 +
578 +        return(newdp);                  /* will be free'd using free() */
579 + }
580 +

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