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

Comparing ray/src/rt/data.c (file contents):
Revision 2.34 by greg, Wed Apr 8 20:35:11 2020 UTC vs.
Revision 2.39 by greg, Wed Mar 13 06:36:03 2024 UTC

# Line 27 | Line 27 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
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 81 | Line 81 | getdata(                               /* get data array dname */
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 94 | 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 109 | 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,
113 <                                                (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 126 | 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);
135 –
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 153 | Line 151 | headaspect(                    /* check string for aspect ratio */
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  
161 –
159   DATARRAY *
160   getpict(                                /* get picture pname */
161          char  *pname
# Line 188 | Line 185 | getpict(                               /* get picture pname */
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          }
195 –        SET_FILE_BINARY(fp);
192                                                  /* get dimensions */
193          inpaspect = 1.0;
194          getheader(fp, headaspect, &inpaspect);
# Line 238 | 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 248 | Line 244 | getpict(                               /* get picture pname */
244          pp[1].type = GRN;
245          pp[2].type = BLU;
246          return(dtab[i] = pp);
251 –
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 + /* 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
# Line 271 | Line 373 | freedata(                      /* release data array reference */
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 279 | 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)
283 <                                        free((void *)dp->arr.d);
284 <                                else
285 <                                        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 295 | Line 402 | freedata(                      /* release data array reference */
402   }
403  
404  
405 < double
406 < datavalue(              /* interpolate data value at a point */
407 <        DATARRAY  *dp,
301 <        double  *pt
302 < )
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;
307 <        int  i;
308 <        double  x, y0, y1;
409 >        DATARRAY        sd;
410 >        int             stride, i;
411 >        double          x, c0, c1, y0, y1;
412                                          /* set up dimensions for recursion */
413          if (dp->nd > 1) {
414                  sd.name = dp->name;
415                  sd.type = dp->type;
416                  sd.nd = dp->nd - 1;
417 <                asize = 1;
418 <                for (i = 0; i < sd.nd; i++) {
419 <                        sd.dim[i].org = dp->dim[i+1].org;
420 <                        sd.dim[i].siz = dp->dim[i+1].siz;
318 <                        sd.dim[i].p = dp->dim[i+1].p;
319 <                        asize *= sd.dim[i].ne = dp->dim[i+1].ne;
320 <                }
417 >                memcpy(sd.dim, dp->dim+1, sd.nd*sizeof(struct dadim));
418 >                stride = sd.dim[i = sd.nd-1].ne + (sd.type==SPECTY);
419 >                while (i-- > 0)
420 >                        stride *= sd.dim[i].ne;
421          }
422                                          /* get independent variable */
423          if (dp->dim[0].p == NULL) {             /* evenly spaced points */
# Line 329 | Line 429 | datavalue(             /* interpolate data value at a point */
429                  else if (i > dp->dim[0].ne - 2)
430                          i = dp->dim[0].ne - 2;
431          } else {                                /* unevenly spaced points */
432 +                int     lower, upper;
433                  if (dp->dim[0].siz > 0.0) {
434                          lower = 0;
435                          upper = dp->dim[0].ne;
# Line 343 | Line 444 | datavalue(             /* interpolate data value at a point */
444                          else
445                                  upper = i;
446                  } while (i != (lower + upper) >> 1);
447 +
448                  if (i > dp->dim[0].ne - 2)
449                          i = dp->dim[0].ne - 2;
450 +
451                  x = i + (pt[0] - dp->dim[0].p[i]) /
452                                  (dp->dim[0].p[i+1] - dp->dim[0].p[i]);
453          }
454 +        /*
455 +         * Compute interpolation coefficients:
456 +         * extrapolate as far as one division, then
457 +         * taper off harmonically to zero.
458 +         */
459 +        if (x > i+2) {
460 +                c0 = 1./(i-1 - x);
461 +                c1 = -2.*c0;
462 +        } else if (x < i-1) {
463 +                c1 = 1./(i - x);
464 +                c0 = -2.*c1;
465 +        } else {
466 +                c0 = i+1 - x;
467 +                c1 = x - i;
468 +        }
469 +        c0 *= coef;
470 +        c1 *= coef;
471 +                                        /* check if vector interp */
472 +        if ((dp->nd == 2) & (rvec != NULL)) {
473 +                if (dp->type == DATATY) {
474 +                        sd.arr.d = dp->arr.d + i*stride;
475 +                        for (i = sd.dim[0].ne; i--; )
476 +                                rvec[i] += c0*sd.arr.d[i]
477 +                                        + c1*sd.arr.d[i+stride];
478 +                } else if (dp->type == SPECTY) {
479 +                        double  f;
480 +                        sd.arr.s = dp->arr.s + i*stride;
481 +                        f = ldexp(1.0, (int)sd.arr.s[sd.dim[0].ne]
482 +                                        - (COLXS+8));
483 +                        for (i = sd.dim[0].ne; i--; )
484 +                                rvec[i] += c0*f*(sd.arr.s[i] + 0.5);
485 +                        sd.arr.s += stride;
486 +                        f = ldexp(1.0, (int)sd.arr.s[sd.dim[0].ne]
487 +                                        - (COLXS+8));
488 +                        for (i = sd.dim[0].ne; i--; )
489 +                                rvec[i] += c1*f*(sd.arr.s[i] + 0.5);
490 +                } else {
491 +                        sd.arr.c = dp->arr.c + i*stride;
492 +                        for (i = sd.dim[0].ne; i--; )
493 +                                rvec[i] += c0*colrval(sd.arr.c[i],sd.type)
494 +                                        + c1*colrval(sd.arr.c[i+stride],sd.type);
495 +                }
496 +                return(0.);             /* return value ignored */
497 +        }
498                                          /* get dependent variable */
499          if (dp->nd > 1) {
500                  if (dp->type == DATATY) {
501 <                        sd.arr.d = dp->arr.d + i*asize;
502 <                        y0 = datavalue(&sd, pt+1);
503 <                        sd.arr.d = dp->arr.d + (i+1)*asize;
504 <                        y1 = datavalue(&sd, pt+1);
501 >                        sd.arr.d = dp->arr.d + i*stride;
502 >                        y0 = data_interp(&sd, pt+1, c0, rvec);
503 >                        sd.arr.d += stride;
504 >                } else if (dp->type == SPECTY) {
505 >                        sd.arr.s = dp->arr.s + i*stride;
506 >                        y0 = data_interp(&sd, pt+1, c0, rvec);
507 >                        sd.arr.s += stride;
508                  } else {
509 <                        sd.arr.c = dp->arr.c + i*asize;
510 <                        y0 = datavalue(&sd, pt+1);
511 <                        sd.arr.c = dp->arr.c + (i+1)*asize;
362 <                        y1 = datavalue(&sd, pt+1);
509 >                        sd.arr.c = dp->arr.c + i*stride;
510 >                        y0 = data_interp(&sd, pt+1, c0, rvec);
511 >                        sd.arr.c += stride;
512                  }
513 <        } else {
513 >                y1 = data_interp(&sd, pt+1, c1, rvec);
514 >        } else {                        /* end of recursion */
515                  if (dp->type == DATATY) {
516                          y0 = dp->arr.d[i];
517                          y1 = dp->arr.d[i+1];
518 +                } else if (dp->type == SPECTY) {
519 +                        if (dp->arr.s[dp->dim[0].ne]) {
520 +                                double  f = ldexp(1.0, -(COLXS+8) +
521 +                                                (int)dp->arr.s[dp->dim[0].ne]);
522 +                                y0 = (dp->arr.s[i] + 0.5)*f;
523 +                                y1 = (dp->arr.s[i+1] + 0.5)*f;
524 +                        } else
525 +                                y0 = y1 = 0.0;
526                  } else {
527                          y0 = colrval(dp->arr.c[i],dp->type);
528                          y1 = colrval(dp->arr.c[i+1],dp->type);
529                  }
530 +                y0 *= c0;
531 +                y1 *= c1;
532          }
533 <        /*
534 <         * Extrapolate as far as one division, then
375 <         * taper off harmonically to zero.
376 <         */
377 <        if (x > i+2)
378 <                return( (2*y1-y0)/(x-(i-1)) );
533 >        return(y0 + y1);        /* coefficients already applied */
534 > }
535  
380 –        if (x < i-1)
381 –                return( (2*y0-y1)/(i-x) );
536  
537 <        return( y0*((i+1)-x) + y1*(x-i) );
537 > double
538 > datavalue(              /* interpolate data value at a point */
539 >        DATARRAY  *dp,
540 >        double  *pt
541 > )
542 > {
543 >        return(data_interp(dp, pt, 1., NULL));
544   }
545 +
546 +
547 + /* Interpolate final vector corresponding to last dimension in data array */
548 + DATARRAY *
549 + datavector(DATARRAY *dp, double *pt)
550 + {
551 +        DATARRAY        *newdp;
552 +
553 +        if (dp->nd < 2)
554 +                error(INTERNAL, "datavector() called with 1-D array");
555 +                                        /* create vector array */
556 +        newdp = (DATARRAY *)malloc(sizeof(DATARRAY) -
557 +                                (MAXDDIM-1)*sizeof(struct dadim) +
558 +                                sizeof(DATATYPE)*dp->dim[dp->nd-1].ne);
559 +        if (newdp == NULL)
560 +                error(SYSTEM, "out of memory in datavector");
561 +        newdp->next = newdp;            /* flags us as temp vector */
562 +        newdp->name = dp->name;
563 +        newdp->type = DATATY;
564 +        newdp->nd = 1;                  /* vector data goes here */
565 +        newdp->dim[0] = dp->dim[dp->nd-1];
566 +        newdp->arr.d = (DATATYPE *)(newdp->dim + 1);
567 +        memset(newdp->arr.d, 0, sizeof(DATATYPE)*newdp->dim[0].ne);
568 +
569 +        (void)data_interp(dp, pt, 1., newdp->arr.d);
570 +
571 +        return(newdp);                  /* will be free'd using free() */
572 + }
573 +

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