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root/radiance/ray/src/util/cmatrix.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/util/cmatrix.c (file contents):
Revision 2.1 by greg, Mon Jan 20 21:29:04 2014 UTC vs.
Revision 2.24 by greg, Thu Nov 7 23:10:18 2019 UTC

# Line 8 | Line 8 | static const char RCSid[] = "$Id$";
8   */
9  
10   #include <ctype.h>
11 + #include "platform.h"
12   #include "standard.h"
13   #include "cmatrix.h"
14   #include "platform.h"
15 + #include "paths.h"
16 + #include "resolu.h"
17  
18 + const char      *cm_fmt_id[] = {
19 +                        "unknown", COLRFMT, CIEFMT,
20 +                        "float", "ascii", "double"
21 +                };
22 +
23 + const int       cm_elem_size[] = {
24 +                        0, 0, 4, 4, 3*sizeof(float), 3*sizeof(double)
25 +                };
26 +
27   /* Allocate a color coefficient matrix */
28   CMATRIX *
29   cm_alloc(int nrows, int ncols)
# Line 21 | Line 33 | cm_alloc(int nrows, int ncols)
33          if ((nrows <= 0) | (ncols <= 0))
34                  error(USER, "attempt to create empty matrix");
35          cm = (CMATRIX *)malloc(sizeof(CMATRIX) +
36 <                                3*sizeof(COLORV)*(nrows*ncols - 1));
37 <        if (cm == NULL)
36 >                                sizeof(COLOR)*(nrows*ncols - 1));
37 >        if (!cm)
38                  error(SYSTEM, "out of memory in cm_alloc()");
39          cm->nrows = nrows;
40          cm->ncols = ncols;
41          return(cm);
42   }
43  
44 + static void
45 + adjacent_ra_sizes(size_t bounds[2], size_t target)
46 + {
47 +        bounds[0] = 0; bounds[1] = 2048;
48 +        while (bounds[1] < target) {
49 +                bounds[0] = bounds[1];
50 +                bounds[1] += bounds[1]>>1;
51 +        }
52 + }
53 +
54   /* Resize color coefficient matrix */
55   CMATRIX *
56   cm_resize(CMATRIX *cm, int nrows)
57   {
58 +        size_t  old_size, new_size, ra_bounds[2];
59 +
60 +        if (!cm)
61 +                return(NULL);
62          if (nrows == cm->nrows)
63                  return(cm);
64          if (nrows <= 0) {
65                  cm_free(cm);
66                  return(NULL);
67          }
68 <        cm = (CMATRIX *)realloc(cm, sizeof(CMATRIX) +
69 <                        3*sizeof(COLORV)*(nrows*cm->ncols - 1));
70 <        if (cm == NULL)
71 <                error(SYSTEM, "out of memory in cm_resize()");
68 >        old_size = sizeof(CMATRIX) + sizeof(COLOR)*(cm->nrows*cm->ncols - 1);
69 >        adjacent_ra_sizes(ra_bounds, old_size);
70 >        new_size = sizeof(CMATRIX) + sizeof(COLOR)*(nrows*cm->ncols - 1);
71 >        if (nrows < cm->nrows ? new_size <= ra_bounds[0] :
72 >                                new_size > ra_bounds[1]) {
73 >                adjacent_ra_sizes(ra_bounds, new_size);
74 >                cm = (CMATRIX *)realloc(cm, ra_bounds[1]);
75 >                if (!cm)
76 >                        error(SYSTEM, "out of memory in cm_resize()");
77 >        }
78          cm->nrows = nrows;
79          return(cm);
80   }
81  
82 + typedef struct {
83 +        int     dtype;          /* data type */
84 +        int     need2swap;      /* need byte swap? */
85 +        int     nrows, ncols;   /* matrix size */
86 +        char    *err;           /* error message */
87 + } CMINFO;               /* header info record */
88 +
89   static int
90 < getDT(char *s, void *p)
90 > get_cminfo(char *s, void *p)
91   {
92 <        char    fmt[32];
93 <        
94 <        if (formatval(fmt, s)) {
95 <                if (!strcmp(fmt, "ascii"))
96 <                        *((int *)p) = DTascii;
97 <                else if (!strcmp(fmt, "float"))
98 <                        *((int *)p) = DTfloat;
60 <                else if (!strcmp(fmt, "double"))
61 <                        *((int *)p) = DTdouble;
62 <                else if (!strcmp(fmt, COLRFMT))
63 <                        *((int *)p) = DTrgbe;
64 <                else if (!strcmp(fmt, CIEFMT))
65 <                        *((int *)p) = DTxyze;
92 >        CMINFO  *ip = (CMINFO *)p;
93 >        char    fmt[MAXFMTLEN];
94 >        int     i;
95 >
96 >        if (!strncmp(s, "NCOMP=", 6) && atoi(s+6) != 3) {
97 >                ip->err = "unexpected # components (must be 3)";
98 >                return(-1);
99          }
100 +        if (!strncmp(s, "NROWS=", 6)) {
101 +                ip->nrows = atoi(s+6);
102 +                return(0);
103 +        }
104 +        if (!strncmp(s, "NCOLS=", 6)) {
105 +                ip->ncols = atoi(s+6);
106 +                return(0);
107 +        }
108 +        if ((i = isbigendian(s)) >= 0) {
109 +                ip->need2swap = (nativebigendian() != i);
110 +                return(0);
111 +        }
112 +        if (!formatval(fmt, s))
113 +                return(0);
114 +        for (i = 1; i < DTend; i++)
115 +                if (!strcmp(fmt, cm_fmt_id[i]))
116 +                        ip->dtype = i;
117          return(0);
118   }
119  
120 < /* Load header to obtain data type */
121 < int
122 < getDTfromHeader(FILE *fp)
120 > /* Load header to obtain/check data type and number of columns */
121 > char *
122 > cm_getheader(int *dt, int *nr, int *nc, int *swp, FILE *fp)
123   {
124 <        int     dt = DTfromHeader;
125 <        
126 <        if (getheader(fp, getDT, &dt) < 0)
127 <                error(SYSTEM, "header read error");
128 <        if (dt == DTfromHeader)
129 <                error(USER, "missing data format in header");
130 <        return(dt);
124 >        CMINFO  cmi;
125 >                                                /* read header */
126 >        cmi.dtype = DTfromHeader;
127 >        cmi.need2swap = 0;
128 >        cmi.nrows = cmi.ncols = 0;
129 >        cmi.err = "unexpected EOF in header";
130 >        if (getheader(fp, get_cminfo, &cmi) < 0)
131 >                return(cmi.err);
132 >        if (dt) {                               /* get/check data type? */
133 >                if (cmi.dtype == DTfromHeader) {
134 >                        if (*dt == DTfromHeader)
135 >                                return("missing/unknown data format in header");
136 >                } else if (*dt == DTfromHeader)
137 >                        *dt = cmi.dtype;
138 >                else if (*dt != cmi.dtype)
139 >                        return("unexpected data format in header");
140 >        }
141 >        if (nr) {                               /* get/check #rows? */
142 >                if (*nr <= 0)
143 >                        *nr = cmi.nrows;
144 >                else if ((cmi.nrows > 0) & (*nr != cmi.nrows))
145 >                        return("unexpected row count in header");
146 >        }
147 >        if (nc) {                               /* get/check #columns? */
148 >                if (*nc <= 0)
149 >                        *nc = cmi.ncols;
150 >                else if ((cmi.ncols > 0) & (*nc != cmi.ncols))
151 >                        return("unexpected column count in header");
152 >        }
153 >        if (swp)                                /* get/check swap? */
154 >                *swp = cmi.need2swap;
155 >        return(NULL);
156   }
157  
158 < /* Allocate and load a matrix from the given file (or stdin if NULL) */
159 < CMATRIX *
160 < cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int dtype)
158 > /* Allocate and load image data into matrix */
159 > static CMATRIX *
160 > cm_load_rgbe(FILE *fp, int nrows, int ncols)
161   {
87 –        FILE    *fp = stdin;
162          CMATRIX *cm;
163 +        COLORV  *mp;
164 +                                                /* header already loaded */
165 +        if ((nrows <= 0) | (ncols <= 0) && !fscnresolu(&ncols, &nrows, fp)) {
166 +                error(USER, "bad picture resolution string");
167 +                return(NULL);
168 +        }
169 +        cm = cm_alloc(nrows, ncols);
170 +        if (!cm)
171 +                return(NULL);
172 +        mp = cm->cmem;
173 +        while (nrows--) {
174 +                if (freadscan((COLOR *)mp, ncols, fp) < 0) {
175 +                        error(USER, "error reading color picture as matrix");
176 +                        cm_free(cm);
177 +                        return(NULL);
178 +                }
179 +                mp += 3*ncols;
180 +        }                                       /* caller closes stream */
181 +        return(cm);
182 + }
183  
184 <        if (ncols <= 0)
185 <                error(USER, "Non-positive number of columns");
186 <        if (fname == NULL)
187 <                fname = "<stdin>";
188 <        else if ((fp = fopen(fname, "r")) == NULL) {
189 <                sprintf(errmsg, "cannot open file '%s'", fname);
184 > /* Allocate and load a matrix from the given input (or stdin if NULL) */
185 > CMATRIX *
186 > cm_load(const char *inspec, int nrows, int ncols, int dtype)
187 > {
188 >        const int       ROWINC = 2048;
189 >        FILE            *fp = stdin;
190 >        int             swap = 0;
191 >        CMATRIX         *cm;
192 >
193 >        if (!inspec)
194 >                inspec = "<stdin>";
195 >        else if (inspec[0] == '!') {
196 >                fp = popen(inspec+1, "r");
197 >                if (!fp) {
198 >                        sprintf(errmsg, "cannot start command '%s'", inspec);
199 >                        error(SYSTEM, errmsg);
200 >                }
201 >        } else if (!(fp = fopen(inspec, "r"))) {
202 >                sprintf(errmsg, "cannot open file '%s'", inspec);
203                  error(SYSTEM, errmsg);
204          }
205   #ifdef getc_unlocked
# Line 100 | Line 207 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
207   #endif
208          if (dtype != DTascii)
209                  SET_FILE_BINARY(fp);            /* doesn't really work */
210 <        if (dtype == DTfromHeader)
211 <                dtype = getDTfromHeader(fp);
210 >        if (!dtype | !ncols) {                  /* expecting header? */
211 >                char    *err = cm_getheader(&dtype, &nrows, &ncols, &swap, fp);
212 >                if (err)
213 >                        error(USER, err);
214 >                if (ncols <= 0)
215 >                        error(USER, "unspecified number of columns");
216 >        }
217          switch (dtype) {
218          case DTascii:
219          case DTfloat:
220          case DTdouble:
221                  break;
222 +        case DTrgbe:
223 +        case DTxyze:
224 +                cm = cm_load_rgbe(fp, nrows, ncols);
225 +                goto cleanup;
226          default:
227                  error(USER, "unexpected data type in cm_load()");
228          }
229          if (nrows <= 0) {                       /* don't know length? */
230                  int     guessrows = 147;        /* usually big enough */
231 <                if ((dtype != DTascii) & (fp != stdin)) {
231 >                if ((dtype != DTascii) & (fp != stdin) & (inspec[0] != '!')) {
232                          long    startpos = ftell(fp);
233                          if (fseek(fp, 0L, SEEK_END) == 0) {
234                                  long    endpos = ftell(fp);
# Line 122 | Line 238 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
238                                  if ((endpos - startpos) % (ncols*elemsiz)) {
239                                          sprintf(errmsg,
240                                          "improper length for binary file '%s'",
241 <                                                        fname);
241 >                                                        inspec);
242                                          error(USER, errmsg);
243                                  }
244                                  guessrows = (endpos - startpos)/(ncols*elemsiz);
245                                  if (fseek(fp, startpos, SEEK_SET) < 0) {
246                                          sprintf(errmsg,
247                                                  "fseek() error on file '%s'",
248 <                                                        fname);
248 >                                                        inspec);
249                                          error(SYSTEM, errmsg);
250                                  }
251                                  nrows = guessrows;      /* we're confident */
# Line 138 | Line 254 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
254                  cm = cm_alloc(guessrows, ncols);
255          } else
256                  cm = cm_alloc(nrows, ncols);
257 <        if (cm == NULL)                                 /* XXX never happens */
257 >        if (!cm)                                        /* XXX never happens */
258                  return(NULL);
259          if (dtype == DTascii) {                         /* read text file */
260                  int     maxrow = (nrows > 0 ? nrows : 32000);
261                  int     r, c;
262                  for (r = 0; r < maxrow; r++) {
263                      if (r >= cm->nrows)                 /* need more space? */
264 <                        cm = cm_resize(cm, 2*cm->nrows);
264 >                        cm = cm_resize(cm, cm->nrows+ROWINC);
265                      for (c = 0; c < ncols; c++) {
266                          COLORV  *cv = cm_lval(cm,r,c);
267 <                        if (fscanf(fp, COLSPEC, cv, cv+1, cv+2) != 3)
267 >                        if (fscanf(fp, COLSPEC, cv, cv+1, cv+2) != 3) {
268                                  if ((nrows <= 0) & (r > 0) & !c) {
269                                          cm = cm_resize(cm, maxrow=r);
270                                          break;
271                                  } else
272                                          goto EOFerror;
273 +                        }
274                      }
275                  }
276                  while ((c = getc(fp)) != EOF)
277                          if (!isspace(c)) {
278                                  sprintf(errmsg,
279 <                                "unexpected data at end of ascii file %s",
280 <                                                fname);
279 >                                "unexpected data at end of ascii input '%s'",
280 >                                                inspec);
281                                  error(WARNING, errmsg);
282                                  break;
283                          }
284          } else {                                        /* read binary file */
285 <                if (sizeof(COLORV) == (dtype==DTfloat ? sizeof(float) :
169 <                                                        sizeof(double))) {
285 >                if (sizeof(COLOR) == cm_elem_size[dtype]) {
286                          int     nread = 0;
287                          do {                            /* read all we can */
288 <                                nread += fread(cm->cmem + 3*nread,
289 <                                                3*sizeof(COLORV),
288 >                                nread += getbinary(cm->cmem + 3*nread,
289 >                                                sizeof(COLOR),
290                                                  cm->nrows*cm->ncols - nread,
291                                                  fp);
292                                  if (nrows <= 0) {       /* unknown length */
293                                          if (nread == cm->nrows*cm->ncols)
294                                                          /* need more space? */
295 <                                                cm = cm_resize(cm, 2*cm->nrows);
295 >                                                cm = cm_resize(cm, cm->nrows+ROWINC);
296                                          else if (nread && !(nread % cm->ncols))
297                                                          /* seem to be  done */
298                                                  cm = cm_resize(cm, nread/cm->ncols);
# Line 194 | Line 310 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
310                          if (n <= 0)
311                                  goto not_handled;
312                          while (n--) {
313 <                                if (fread(dc, sizeof(double), 3, fp) != 3)
313 >                                if (getbinary(dc, sizeof(double), 3, fp) != 3)
314                                          goto EOFerror;
315                                  copycolor(cvp, dc);
316                                  cvp += 3;
# Line 207 | Line 323 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
323                          if (n <= 0)
324                                  goto not_handled;
325                          while (n--) {
326 <                                if (fread(fc, sizeof(float), 3, fp) != 3)
326 >                                if (getbinary(fc, sizeof(float), 3, fp) != 3)
327                                          goto EOFerror;
328                                  copycolor(cvp, fc);
329                                  cvp += 3;
# Line 215 | Line 331 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
331                  }
332                  if (fgetc(fp) != EOF) {
333                                  sprintf(errmsg,
334 <                                "unexpected data at end of binary file %s",
335 <                                                fname);
334 >                                "unexpected data at end of binary input '%s'",
335 >                                                inspec);
336                                  error(WARNING, errmsg);
337                  }
338          }
339 <        if (fp != stdin)
340 <                fclose(fp);
339 >        if (swap) {
340 >                if (dtype == DTfloat)
341 >                        swap32((char *)cm->cmem, 3*cm->nrows*cm->ncols);
342 >                else if (dtype == DTdouble)
343 >                        swap64((char *)cm->cmem, 3*cm->nrows*cm->ncols);
344 >        }
345 > cleanup:
346 >        if (fp != stdin) {
347 >                if (inspec[0] != '!')
348 >                        fclose(fp);
349 >                else if (pclose(fp)) {
350 >                        sprintf(errmsg, "error running command '%s'", inspec);
351 >                        error(WARNING, errmsg);
352 >                }
353 >        }
354   #ifdef getc_unlocked
355          else
356                  funlockfile(fp);
357   #endif
358          return(cm);
359   EOFerror:
360 <        sprintf(errmsg, "unexpected EOF reading %s", fname);
360 >        sprintf(errmsg, "unexpected EOF reading %s", inspec);
361          error(USER, errmsg);
362 +        return(NULL);
363   not_handled:
364          error(INTERNAL, "unhandled data size or length in cm_load()");
365          return(NULL);   /* gratis return */
# Line 242 | Line 372 | cm_column(const CMATRIX *cm, int c)
372          CMATRIX *cvr;
373          int     dr;
374  
375 +        if (!cm)
376 +                return(NULL);
377          if ((c < 0) | (c >= cm->ncols))
378                  error(INTERNAL, "column requested outside matrix");
379          cvr = cm_alloc(cm->nrows, 1);
380 <        if (cvr == NULL)
380 >        if (!cvr)
381                  return(NULL);
382          for (dr = 0; dr < cm->nrows; dr++) {
383                  const COLORV    *sp = cm_lval(cm,dr,c);
# Line 257 | Line 389 | cm_column(const CMATRIX *cm, int c)
389          return(cvr);
390   }
391  
260 – /* Scale a matrix by a single value */
261 – CMATRIX *
262 – cm_scale(const CMATRIX *cm1, const COLOR sca)
263 – {
264 –        CMATRIX *cmr;
265 –        int     dr, dc;
266 –
267 –        cmr = cm_alloc(cm1->nrows, cm1->ncols);
268 –        if (cmr == NULL)
269 –                return(NULL);
270 –        for (dr = 0; dr < cmr->nrows; dr++)
271 –            for (dc = 0; dc < cmr->ncols; dc++) {
272 –                const COLORV    *sp = cm_lval(cm1,dr,dc);
273 –                COLORV          *dp = cm_lval(cmr,dr,dc);
274 –                dp[0] = sp[0] * sca[0];
275 –                dp[1] = sp[1] * sca[1];
276 –                dp[2] = sp[2] * sca[2];
277 –            }
278 –        return(cmr);
279 – }
280 –
392   /* Multiply two matrices (or a matrix and a vector) and allocate the result */
393   CMATRIX *
394   cm_multiply(const CMATRIX *cm1, const CMATRIX *cm2)
# Line 286 | Line 397 | cm_multiply(const CMATRIX *cm1, const CMATRIX *cm2)
397          CMATRIX *cmr;
398          int     dr, dc, i;
399  
400 +        if (!cm1 | !cm2)
401 +                return(NULL);
402          if ((cm1->ncols <= 0) | (cm1->ncols != cm2->nrows))
403                  error(INTERNAL, "matrix dimension mismatch in cm_multiply()");
404          cmr = cm_alloc(cm1->nrows, cm2->ncols);
405 <        if (cmr == NULL)
405 >        if (!cmr)
406                  return(NULL);
407                                  /* optimization: check for zero rows & cols */
408          if (((cm1->nrows > 5) | (cm2->ncols > 5)) & (cm1->ncols > 5)) {
# Line 312 | Line 425 | cm_multiply(const CMATRIX *cm1, const CMATRIX *cm2)
425          for (dr = 0; dr < cmr->nrows; dr++)
426              for (dc = 0; dc < cmr->ncols; dc++) {
427                  COLORV  *dp = cm_lval(cmr,dr,dc);
428 +                double  res[3];
429                  dp[0] = dp[1] = dp[2] = 0;
430 <                if (rowcheck != NULL && !rowcheck[dr])
430 >                if (rowcheck && !rowcheck[dr])
431                          continue;
432 <                if (colcheck != NULL && !colcheck[dc])
432 >                if (colcheck && !colcheck[dc])
433                          continue;
434 +                res[0] = res[1] = res[2] = 0;
435                  for (i = 0; i < cm1->ncols; i++) {
436                      const COLORV        *cp1 = cm_lval(cm1,dr,i);
437                      const COLORV        *cp2 = cm_lval(cm2,i,dc);
438 <                    dp[0] += cp1[0] * cp2[0];
439 <                    dp[1] += cp1[1] * cp2[1];
440 <                    dp[2] += cp1[2] * cp2[2];
438 >                    res[0] += (double)cp1[0] * cp2[0];
439 >                    res[1] += (double)cp1[1] * cp2[1];
440 >                    res[2] += (double)cp1[2] * cp2[2];
441                  }
442 +                copycolor(dp, res);
443              }
444 <        if (rowcheck != NULL) free(rowcheck);
445 <        if (colcheck != NULL) free(colcheck);
444 >        if (rowcheck) free(rowcheck);
445 >        if (colcheck) free(colcheck);
446          return(cmr);
447   }
448  
449 < /* print out matrix as ASCII text -- no header */
450 < void
451 < cm_print(const CMATRIX *cm, FILE *fp)
449 > /* write out matrix to file (precede by resolution string if picture) */
450 > int
451 > cm_write(const CMATRIX *cm, int dtype, FILE *fp)
452   {
453 <        int             r, c;
454 <        const COLORV    *mp = cm->cmem;
455 <        
456 <        for (r = 0; r < cm->nrows; r++) {
457 <                for (c = 0; c < cm->ncols; c++, mp += 3)
458 <                        fprintf(fp, "\t%.6e %.6e %.6e", mp[0], mp[1], mp[2]);
459 <                fputc('\n', fp);
453 >        static const char       tabEOL[2] = {'\t','\n'};
454 >        const COLORV            *mp;
455 >        int                     r, c;
456 >
457 >        if (!cm)
458 >                return(0);
459 >        mp = cm->cmem;
460 >        switch (dtype) {
461 >        case DTascii:
462 >                for (r = 0; r < cm->nrows; r++)
463 >                        for (c = 0; c < cm->ncols; c++, mp += 3)
464 >                                fprintf(fp, "%.6e %.6e %.6e%c",
465 >                                                mp[0], mp[1], mp[2],
466 >                                                tabEOL[c >= cm->ncols-1]);
467 >                break;
468 >        case DTfloat:
469 >        case DTdouble:
470 >                if (sizeof(COLOR) == cm_elem_size[dtype]) {
471 >                        r = cm->ncols*cm->nrows;
472 >                        while (r > 0) {
473 >                                c = putbinary(mp, sizeof(COLOR), r, fp);
474 >                                if (c <= 0)
475 >                                        return(0);
476 >                                mp += 3*c;
477 >                                r -= c;
478 >                        }
479 >                } else if (dtype == DTdouble) {
480 >                        double  dc[3];
481 >                        r = cm->ncols*cm->nrows;
482 >                        while (r--) {
483 >                                copycolor(dc, mp);
484 >                                if (putbinary(dc, sizeof(double), 3, fp) != 3)
485 >                                        return(0);
486 >                                mp += 3;
487 >                        }
488 >                } else /* dtype == DTfloat */ {
489 >                        float   fc[3];
490 >                        r = cm->ncols*cm->nrows;
491 >                        while (r--) {
492 >                                copycolor(fc, mp);
493 >                                if (putbinary(fc, sizeof(float), 3, fp) != 3)
494 >                                        return(0);
495 >                                mp += 3;
496 >                        }
497 >                }
498 >                break;
499 >        case DTrgbe:
500 >        case DTxyze:
501 >                fprtresolu(cm->ncols, cm->nrows, fp);
502 >                for (r = 0; r < cm->nrows; r++, mp += 3*cm->ncols)
503 >                        if (fwritescan((COLOR *)mp, cm->ncols, fp) < 0)
504 >                                return(0);
505 >                break;
506 >        default:
507 >                fputs("Unsupported data type in cm_write()!\n", stderr);
508 >                return(0);
509          }
510 +        return(fflush(fp) == 0);
511   }

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