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

Comparing ray/src/rt/func.c (file contents):
Revision 1.1 by greg, Thu Feb 2 10:41:23 1989 UTC vs.
Revision 2.27 by greg, Wed Jun 27 16:29:26 2012 UTC

# Line 1 | Line 1
1 /* Copyright (c) 1986 Regents of the University of California */
2
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6
4   /*
5   *  func.c - interface to calcomp functions.
9 *
10 *     4/7/86
6   */
7  
8 < #include  "ray.h"
8 > #include "copyright.h"
9  
10 + #include  "ray.h"
11 + #include  "paths.h"
12   #include  "otypes.h"
13 + #include  "func.h"
14  
15  
16 < typedef struct {
17 <        double  sca;                    /* scalefactor */
18 <        double  xfm[4][4];              /* transform matrix */
19 < }  XF;
16 > #define  INITFILE       "rayinit.cal"
17 > #define  CALSUF         ".cal"
18 > #define  LCALSUF        4
19 > char  REFVNAME[] = "`FILE_REFCNT";
20  
21 < static OBJREC  *fobj;           /* current function object */
22 < static RAY  *fray;              /* current function ray */
23 < static XF  fxf;                 /* current transformation */
21 > XF  unitxf = {                  /* identity transform */
22 >        {{1.0, 0.0, 0.0, 0.0},
23 >        {0.0, 1.0, 0.0, 0.0},
24 >        {0.0, 0.0, 1.0, 0.0},
25 >        {0.0, 0.0, 0.0, 1.0}},
26 >        1.0
27 > };
28  
29 + XF  funcxf;                     /* current transformation */
30 + static OBJREC  *fobj = NULL;    /* current function object */
31 + static RAY  *fray = NULL;       /* current function ray */
32  
33 < setmap(m, r, sca, xfm)          /* set channels for function call */
29 < OBJREC  *m;
30 < register RAY  *r;
31 < double  sca;
32 < double  xfm[4][4];
33 < {
34 <        extern double  l_noise3(), l_noise3a(), l_noise3b(), l_noise3c();
35 <        extern double  l_hermite(), l_fnoise3(), l_arg();
36 <        extern long  eclock;
37 <        static char  *initfile = "rayinit.cal";
33 > static char  rayinitcal[] = INITFILE;
34  
35 <        if (initfile != NULL) {
40 <                loadfunc(initfile);
41 <                scompile(NULL, "Dx=$1;Dy=$2;Dz=$3;");
42 <                scompile(NULL, "Nx=$4;Ny=$5;Nz=$6;");
43 <                scompile(NULL, "Px=$7;Py=$8;Pz=$9;");
44 <                scompile(NULL, "T=$10;Rdot=$11;");
45 <                funset("arg", 1, l_arg);
46 <                funset("noise3", 3, l_noise3);
47 <                funset("noise3a", 3, l_noise3a);
48 <                funset("noise3b", 3, l_noise3b);
49 <                funset("noise3c", 3, l_noise3c);
50 <                funset("hermite", 5, l_hermite);
51 <                funset("fnoise3", 3, l_fnoise3);
52 <                initfile = NULL;
53 <        }
54 <        fobj = m;
55 <        fray = r;
56 <        fxf.sca = r->ros * sca;
57 <        multmat4(fxf.xfm, r->rox, xfm);
58 <        eclock++;               /* notify expression evaluator */
59 < }
35 > static double  l_erf(char *), l_erfc(char *), l_arg(char *);
36  
37  
38 < setfunc(m, r)                           /* simplified interface to setmap */
39 < register OBJREC  *m;
64 < RAY  *r;
38 > void
39 > initfunc()      /* initialize function evaluation */
40   {
41 < #define  mxf    ((XF *)m->os)
41 >        if (!rayinitcal[0])     /* already done? */
42 >                return;
43 >        esupport |= E_VARIABLE|E_FUNCTION|E_INCHAN|E_RCONST|E_REDEFW;
44 >        esupport &= ~(E_OUTCHAN);
45 >        setcontext("");
46 >        scompile("Dx=$1;Dy=$2;Dz=$3;", NULL, 0);
47 >        scompile("Nx=$4;Ny=$5;Nz=$6;", NULL, 0);
48 >        scompile("Px=$7;Py=$8;Pz=$9;", NULL, 0);
49 >        scompile("T=$10;Ts=$25;Rdot=$11;", NULL, 0);
50 >        scompile("S=$12;Tx=$13;Ty=$14;Tz=$15;", NULL, 0);
51 >        scompile("Ix=$16;Iy=$17;Iz=$18;", NULL, 0);
52 >        scompile("Jx=$19;Jy=$20;Jz=$21;", NULL, 0);
53 >        scompile("Kx=$22;Ky=$23;Kz=$24;", NULL, 0);
54 >        scompile("Lu=$26;Lv=$27;", NULL, 0);
55 >        funset("arg", 1, '=', l_arg);
56 >        funset("erf", 1, ':', l_erf);
57 >        funset("erfc", 1, ':', l_erfc);
58 >        setnoisefuncs();
59 >        setprismfuncs();
60 >        loadfunc(rayinitcal);
61 >        rayinitcal[0] = '\0';
62 > }
63  
68        if (mxf == NULL) {
69                register int  n = m->oargs.nsargs;
70                register char  **sa = m->oargs.sarg;
64  
65 <                while (n > 0 && **sa != '-') {
66 <                        n--;
67 <                        sa++;
65 > MFUNC *
66 > getfunc(        /* get function for this modifier */
67 >        OBJREC  *m,
68 >        int  ff,
69 >        unsigned int  ef,
70 >        int  dofwd
71 > )
72 > {
73 >        char  sbuf[MAXSTR];
74 >        char  **arg;
75 >        MFUNC  *f;
76 >        int  ne, na;
77 >        int  i;
78 >                                        /* check to see if done already */
79 >        if ((f = (MFUNC *)m->os) != NULL)
80 >                return(f);
81 >        fobj = NULL; fray = NULL;
82 >        if (rayinitcal[0])              /* initialize on first call */
83 >                initfunc();
84 >        if ((na = m->oargs.nsargs) <= ff)
85 >                goto toofew;
86 >        arg = m->oargs.sarg;
87 >        if ((f = (MFUNC *)calloc(1, sizeof(MFUNC))) == NULL)
88 >                goto memerr;
89 >        i = strlen(arg[ff]);                    /* set up context */
90 >        if (i == 1 && arg[ff][0] == '.') {
91 >                setcontext(f->ctx = "");        /* "." means no file */
92 >        } else {
93 >                strcpy(sbuf,arg[ff]);           /* file name is context */
94 >                if (i > LCALSUF && !strcmp(sbuf+i-LCALSUF, CALSUF))
95 >                        sbuf[i-LCALSUF] = '\0'; /* remove suffix */
96 >                setcontext(f->ctx = savestr(sbuf));
97 >                if (!vardefined(REFVNAME)) {    /* file loaded? */
98 >                        loadfunc(arg[ff]);
99 >                        varset(REFVNAME, '=', 1.0);
100 >                } else                          /* reference_count++ */
101 >                        varset(REFVNAME, '=', varvalue(REFVNAME)+1.0);
102 >        }
103 >        curfunc = NULL;                 /* parse expressions */
104 >        sprintf(sbuf, "%s \"%s\"", ofun[m->otype].funame, m->oname);
105 >        for (i=0, ne=0; ef && i < na; i++, ef>>=1)
106 >                if (ef & 1) {                   /* flagged as an expression? */
107 >                        if (ne >= MAXEXPR)
108 >                                objerror(m, INTERNAL, "too many expressions");
109 >                        initstr(arg[i], sbuf, 0);
110 >                        f->ep[ne++] = getE1();
111 >                        if (nextc != EOF)
112 >                                syntax("unexpected character");
113                  }
114 <                mxf = (XF *)malloc(sizeof(XF));
115 <                if (mxf == NULL)
114 >        if (ef)
115 >                goto toofew;
116 >        if (i <= ff)                    /* find transform args */
117 >                i = ff+1;
118 >        while (i < na && arg[i][0] != '-')
119 >                i++;
120 >        if (i == na) {                  /* no transform */
121 >                f->fxp = f->bxp = &unitxf;
122 >        } else {                        /* get transform */
123 >                if ((f->bxp = (XF *)malloc(sizeof(XF))) == NULL)
124                          goto memerr;
125 <                mxf->sca = 1.0;
80 <                setident4(mxf->xfm);
81 <                if (invxf(mxf->xfm, &mxf->sca, n, sa) != n)
125 >                if (invxf(f->bxp, na-i, arg+i) != na-i)
126                          objerror(m, USER, "bad transform");
127 <                if (mxf->sca < 0.0)
128 <                        mxf->sca = -mxf->sca;
127 >                if (f->bxp->sca < 0.0)
128 >                        f->bxp->sca = -f->bxp->sca;
129 >                if (dofwd) {                    /* do both transforms */
130 >                        if ((f->fxp = (XF *)malloc(sizeof(XF))) == NULL)
131 >                                goto memerr;
132 >                        xf(f->fxp, na-i, arg+i);
133 >                        if (f->fxp->sca < 0.0)
134 >                                f->fxp->sca = -f->fxp->sca;
135 >                }
136          }
137 <        setmap(m, r, mxf->sca, mxf->xfm);
138 <        return;
137 >        m->os = (char *)f;
138 >        return(f);
139 > toofew:
140 >        objerror(m, USER, "too few string arguments");
141   memerr:
142 <        error(SYSTEM, "out of memory in setfunc");
143 < #undef  mxf
142 >        error(SYSTEM, "out of memory in getfunc");
143 >        return NULL; /* pro forma return */
144   }
145  
146  
147 < loadfunc(fname)                 /* load definition file */
148 < char  *fname;
147 > void
148 > freefunc(                       /* free memory associated with modifier */
149 >        OBJREC  *m
150 > )
151   {
152 <        extern char  *libpath;          /* library search path */
152 >        MFUNC  *f;
153 >        int  i;
154 >
155 >        if ((f = (MFUNC *)m->os) == NULL)
156 >                return;
157 >        for (i = 0; f->ep[i] != NULL; i++)
158 >                epfree(f->ep[i]);
159 >        if (f->ctx[0]) {                        /* done with definitions */
160 >                setcontext(f->ctx);
161 >                i = varvalue(REFVNAME)-.5;      /* reference_count-- */
162 >                if (i > 0)
163 >                        varset(REFVNAME, '=', (double)i);
164 >                else
165 >                        dcleanup(2);            /* remove definitions */
166 >                freestr(f->ctx);
167 >        }
168 >        if (f->bxp != &unitxf)
169 >                free((void *)f->bxp);
170 >        if ((f->fxp != NULL) & (f->fxp != &unitxf))
171 >                free((void *)f->fxp);
172 >        free((void *)f);
173 >        m->os = NULL;
174 > }
175 >
176 >
177 > int
178 > setfunc(                        /* set channels for function call */
179 >        OBJREC  *m,
180 >        RAY     *r
181 > )
182 > {
183 >        static RNUMBER  lastrno = ~0;
184 >        MFUNC           *f;
185 >                                        /* get function if any */
186 >        if ((f = (MFUNC *)m->os) == NULL)
187 >                objerror(m, CONSISTENCY, "setfunc called before getfunc");
188 >                
189 >        setcontext(f->ctx);             /* set evaluator context */
190 >                                        /* check to see if matrix set */
191 >        if ((m == fobj) & (r->rno == lastrno))
192 >                return(0);
193 >        fobj = m;
194 >        fray = r;
195 >        if (r->rox != NULL) {
196 >                if (f->bxp != &unitxf) {
197 >                        funcxf.sca = r->rox->b.sca * f->bxp->sca;
198 >                        multmat4(funcxf.xfm, r->rox->b.xfm, f->bxp->xfm);
199 >                } else
200 >                        funcxf = r->rox->b;
201 >        } else
202 >                funcxf = *f->bxp;
203 >        lastrno = r->rno;
204 >        eclock++;               /* notify expression evaluator */
205 >        return(1);
206 > }
207 >
208 >
209 > int
210 > worldfunc(                      /* special function context sans object */
211 >        char    *ctx,
212 >        RAY     *r
213 > )
214 > {
215 >        static RNUMBER  lastrno = ~0;
216 >
217 >        if (rayinitcal[0])              /* initialize on first call */
218 >                initfunc();
219 >                                        /* set evaluator context */
220 >        setcontext(ctx);
221 >                                        /* check if ray already set */
222 >        if ((fobj == NULL) & (r->rno == lastrno))
223 >                return(0);
224 >        fobj = NULL;
225 >        fray = r;
226 >        funcxf = unitxf;
227 >        lastrno = r->rno;
228 >        eclock++;               /* notify expression evaluator */
229 >        return(1);
230 > }
231 >
232 >
233 > void
234 > loadfunc(                       /* load definition file */
235 >        char  *fname
236 > )
237 > {
238          char  *ffname;
239  
240 <        if ((ffname = getpath(fname, libpath)) == NULL) {
240 >        if ((ffname = getpath(fname, getrlibpath(), R_OK)) == NULL) {
241                  sprintf(errmsg, "cannot find function file \"%s\"", fname);
242                  error(USER, errmsg);
243          }
# Line 105 | Line 245 | char  *fname;
245   }
246  
247  
248 < double
249 < l_arg()                         /* return nth real argument */
248 > static double
249 > l_arg(char *nm)                 /* return nth real argument */
250   {
251 <        extern double  argument();
112 <        register int  n;
251 >        int  n;
252  
253 +        if (fobj == NULL)
254 +                error(USER, "arg(n) called without a context");
255 +
256          n = argument(1) + .5;           /* round to integer */
257  
258          if (n < 1)
# Line 124 | Line 266 | l_arg()                                /* return nth real argument */
266   }
267  
268  
269 + static double
270 + l_erf(char *nm)                 /* error function */
271 + {
272 +        return(erf(argument(1)));
273 + }
274 +
275 +
276 + static double
277 + l_erfc(char *nm)                /* cumulative error function */
278 + {
279 +        return(erfc(argument(1)));
280 + }
281 +
282 +
283   double
284 < chanvalue(n)                    /* return channel n to calcomp */
285 < register int  n;
284 > chanvalue(                      /* return channel n to calcomp */
285 >        int  n
286 > )
287   {
288 <        double  res;
289 <        register RAY  *r;
288 >        if (fray == NULL)
289 >                syntax("ray parameter used in constant expression");
290  
291 <        n--;                                    /* for convenience */
291 >        if (--n < 0)
292 >                goto badchan;
293  
294 <        if (n < 0 || n > 10)
137 <                error(USER, "illegal channel number");
294 >        if (n <= 2)                     /* ray direction */
295  
296 <        if (n == 9) {                           /* distance */
296 >                return( (       fray->rdir[0]*funcxf.xfm[0][n] +
297 >                                fray->rdir[1]*funcxf.xfm[1][n] +
298 >                                fray->rdir[2]*funcxf.xfm[2][n]  )
299 >                         / funcxf.sca );
300  
301 <                res = fray->rot;
142 <                for (r = fray->parent; r != NULL; r = r->parent)
143 <                        res += r->rot;
144 <                res *= fxf.sca;
301 >        if (n <= 5)                     /* surface normal */
302  
303 <        } else if (n == 10) {                   /* dot product */
303 >                return( (       fray->ron[0]*funcxf.xfm[0][n-3] +
304 >                                fray->ron[1]*funcxf.xfm[1][n-3] +
305 >                                fray->ron[2]*funcxf.xfm[2][n-3] )
306 >                         / funcxf.sca );
307  
308 <                res = fray->rod;
308 >        if (n <= 8)                     /* intersection */
309  
310 <        } else if (n < 3) {                     /* ray direction */
311 <                        res = ( fray->rdir[0]*fxf.xfm[0][n] +
312 <                                        fray->rdir[1]*fxf.xfm[1][n] +
313 <                                        fray->rdir[2]*fxf.xfm[2][n]     )
154 <                                 / fxf.sca ;
155 <        } else if (n < 6) {                     /* surface normal */
156 <                        res = ( fray->ron[0]*fxf.xfm[0][n-3] +
157 <                                        fray->ron[1]*fxf.xfm[1][n-3] +
158 <                                        fray->ron[2]*fxf.xfm[2][n-3]    )
159 <                                 / fxf.sca ;
160 <        } else {                                /* intersection */
161 <                        res =   fray->rop[0]*fxf.xfm[0][n-6] +
162 <                                        fray->rop[1]*fxf.xfm[1][n-6] +
163 <                                        fray->rop[2]*fxf.xfm[2][n-6] +
164 <                                                     fxf.xfm[3][n-6] ;
165 <        }
310 >                return( fray->rop[0]*funcxf.xfm[0][n-6] +
311 >                                fray->rop[1]*funcxf.xfm[1][n-6] +
312 >                                fray->rop[2]*funcxf.xfm[2][n-6] +
313 >                                             funcxf.xfm[3][n-6] );
314  
315 <        return(res);
315 >        if (n == 9)                     /* total distance */
316 >                return(raydist(fray,PRIMARY) * funcxf.sca);
317 >
318 >        if (n == 10)                    /* dot product (range [-1,1]) */
319 >                return( fray->rod <= -1.0 ? -1.0 :
320 >                        fray->rod >= 1.0 ? 1.0 :
321 >                        fray->rod );
322 >
323 >        if (n == 11)                    /* scale */
324 >                return(funcxf.sca);
325 >
326 >        if (n <= 14)                    /* origin */
327 >                return(funcxf.xfm[3][n-12]);
328 >
329 >        if (n <= 17)                    /* i unit vector */
330 >                return(funcxf.xfm[0][n-15] / funcxf.sca);
331 >
332 >        if (n <= 20)                    /* j unit vector */
333 >                return(funcxf.xfm[1][n-18] / funcxf.sca);
334 >
335 >        if (n <= 23)                    /* k unit vector */
336 >                return(funcxf.xfm[2][n-21] / funcxf.sca);
337 >
338 >        if (n == 24)                    /* single ray (shadow) distance */
339 >                return((fray->rot+raydist(fray->parent,SHADOW)) * funcxf.sca);
340 >
341 >        if (n <= 26)                    /* local (u,v) coordinates */
342 >                return(fray->uv[n-25]);
343 > badchan:
344 >        error(USER, "illegal channel number");
345 >        return(0.0);
346   }

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> Changed lines