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

Comparing ray/src/util/cmatrix.c (file contents):
Revision 2.4 by greg, Thu May 29 17:28:09 2014 UTC vs.
Revision 2.27 by greg, Thu Mar 26 16:56:10 2020 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", "ascii", "float", "double",
20 <                        COLRFMT, CIEFMT
19 >                        "unknown", COLRFMT, CIEFMT,
20 >                        "float", "ascii", "double"
21                  };
22  
23   const int       cm_elem_size[] = {
24 <                        0, 0, 3*sizeof(float), 3*sizeof(double), 4, 4
24 >                        0, 4, 4, 3*sizeof(float), 0, 3*sizeof(double)
25                  };
26  
27   /* Allocate a color coefficient matrix */
# Line 32 | Line 34 | cm_alloc(int nrows, int ncols)
34                  error(USER, "attempt to create empty matrix");
35          cm = (CMATRIX *)malloc(sizeof(CMATRIX) +
36                                  sizeof(COLOR)*(nrows*ncols - 1));
37 <        if (cm == NULL)
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 <                        sizeof(COLOR)*(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 +        COLOR   expos;          /* exposure value */
87 +        char    *err;           /* error message */
88 + } CMINFO;               /* header info record */
89 +
90   static int
91 < getDT(char *s, void *p)
91 > get_cminfo(char *s, void *p)
92   {
93 <        char    fmt[32];
93 >        CMINFO  *ip = (CMINFO *)p;
94 >        char    fmt[MAXFMTLEN];
95          int     i;
96 <        
96 >
97 >        if (!strncmp(s, "NCOMP=", 6) && atoi(s+6) != 3) {
98 >                ip->err = "unexpected # components (must be 3)";
99 >                return(-1);
100 >        }
101 >        if (!strncmp(s, "NROWS=", 6)) {
102 >                ip->nrows = atoi(s+6);
103 >                return(0);
104 >        }
105 >        if (!strncmp(s, "NCOLS=", 6)) {
106 >                ip->ncols = atoi(s+6);
107 >                return(0);
108 >        }
109 >        if ((i = isbigendian(s)) >= 0) {
110 >                ip->need2swap = (nativebigendian() != i);
111 >                return(0);
112 >        }
113 >        if (isexpos(s)) {
114 >                double  d = exposval(s);
115 >                scalecolor(ip->expos, d);
116 >                return(0);
117 >        }
118 >        if (iscolcor(s)) {
119 >                COLOR   ctmp;
120 >                colcorval(ctmp, s);
121 >                multcolor(ip->expos, ctmp);
122 >                return(0);
123 >        }
124          if (!formatval(fmt, s))
125                  return(0);
126          for (i = 1; i < DTend; i++)
127                  if (!strcmp(fmt, cm_fmt_id[i]))
128 <                        *((int *)p) = i;
128 >                        ip->dtype = i;
129          return(0);
130   }
131  
132 < /* Load header to obtain data type */
133 < int
134 < getDTfromHeader(FILE *fp)
132 > /* Load header to obtain/check data type and number of columns */
133 > char *
134 > cm_getheader(int *dt, int *nr, int *nc, int *swp, COLOR scale, FILE *fp)
135   {
136 <        int     dt = DTfromHeader;
137 <        
138 <        if (getheader(fp, getDT, &dt) < 0)
139 <                error(SYSTEM, "header read error");
140 <        if (dt == DTfromHeader)
141 <                error(USER, "missing data format in header");
142 <        return(dt);
136 >        CMINFO  cmi;
137 >                                                /* read header */
138 >        cmi.dtype = DTfromHeader;
139 >        cmi.need2swap = 0;
140 >        cmi.expos[0] = cmi.expos[1] = cmi.expos[2] = 1.f;
141 >        cmi.nrows = cmi.ncols = 0;
142 >        cmi.err = "unexpected EOF in header";
143 >        if (getheader(fp, get_cminfo, &cmi) < 0)
144 >                return(cmi.err);
145 >        if (dt) {                               /* get/check data type? */
146 >                if (cmi.dtype == DTfromHeader) {
147 >                        if (*dt == DTfromHeader)
148 >                                return("missing/unknown data format in header");
149 >                } else if (*dt == DTfromHeader)
150 >                        *dt = cmi.dtype;
151 >                else if (*dt != cmi.dtype)
152 >                        return("unexpected data format in header");
153 >        }
154 >        if (nr) {                               /* get/check #rows? */
155 >                if (*nr <= 0)
156 >                        *nr = cmi.nrows;
157 >                else if ((cmi.nrows > 0) & (*nr != cmi.nrows))
158 >                        return("unexpected row count in header");
159 >        }
160 >        if (nc) {                               /* get/check #columns? */
161 >                if (*nc <= 0)
162 >                        *nc = cmi.ncols;
163 >                else if ((cmi.ncols > 0) & (*nc != cmi.ncols))
164 >                        return("unexpected column count in header");
165 >        }
166 >        if (swp)                                /* get/check swap? */
167 >                *swp = cmi.need2swap;
168 >        if (scale) {                            /* transfer exposure comp. */
169 >                scale[0] = 1.f/cmi.expos[0];
170 >                scale[1] = 1.f/cmi.expos[1];
171 >                scale[2] = 1.f/cmi.expos[2];
172 >        }
173 >        return(NULL);
174   }
175  
176 < /* Allocate and load a matrix from the given file (or stdin if NULL) */
177 < CMATRIX *
178 < cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int dtype)
176 > /* Allocate and load image data into matrix */
177 > static CMATRIX *
178 > cm_load_rgbe(FILE *fp, int nrows, int ncols, COLOR scale)
179   {
180 <        FILE    *fp = stdin;
180 >        int     doscale;
181          CMATRIX *cm;
182 +        COLORV  *mp;
183 +                                                /* header already loaded */
184 +        if ((nrows <= 0) | (ncols <= 0) && !fscnresolu(&ncols, &nrows, fp)) {
185 +                error(USER, "bad picture resolution string");
186 +                return(NULL);
187 +        }
188 +        cm = cm_alloc(nrows, ncols);
189 +        if (!cm)
190 +                return(NULL);
191 +        doscale = (scale[0] < .99) | (scale[0] > 1.01) |
192 +                        (scale[1] < .99) | (scale[1] > 1.01) |
193 +                        (scale[2] < .99) | (scale[2] > 1.01) ;
194 +        mp = cm->cmem;
195 +        while (nrows--) {
196 +                if (freadscan((COLOR *)mp, ncols, fp) < 0) {
197 +                        error(USER, "error reading color picture as matrix");
198 +                        cm_free(cm);
199 +                        return(NULL);
200 +                }
201 +                if (doscale) {
202 +                        int     i = ncols;
203 +                        while (i--) {
204 +                                *mp++ *= scale[0];
205 +                                *mp++ *= scale[1];
206 +                                *mp++ *= scale[2];
207 +                        }
208 +                } else
209 +                        mp += 3*ncols;
210 +        }                                       /* caller closes stream */
211 +        return(cm);
212 + }
213  
214 <        if (ncols <= 0)
215 <                error(USER, "Non-positive number of columns");
216 <        if (fname == NULL)
217 <                fname = "<stdin>";
218 <        else if ((fp = fopen(fname, "r")) == NULL) {
219 <                sprintf(errmsg, "cannot open file '%s'", fname);
214 > /* Allocate and load a matrix from the given input (or stdin if NULL) */
215 > CMATRIX *
216 > cm_load(const char *inspec, int nrows, int ncols, int dtype)
217 > {
218 >        const int       ROWINC = 2048;
219 >        FILE            *fp = stdin;
220 >        int             swap = 0;
221 >        COLOR           scale;
222 >        CMATRIX         *cm;
223 >
224 >        if (!inspec)
225 >                inspec = "<stdin>";
226 >        else if (inspec[0] == '!') {
227 >                fp = popen(inspec+1, "r");
228 >                if (!fp) {
229 >                        sprintf(errmsg, "cannot start command '%s'", inspec);
230 >                        error(SYSTEM, errmsg);
231 >                }
232 >        } else if (!(fp = fopen(inspec, "r"))) {
233 >                sprintf(errmsg, "cannot open file '%s'", inspec);
234                  error(SYSTEM, errmsg);
235          }
236   #ifdef getc_unlocked
# Line 104 | Line 238 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
238   #endif
239          if (dtype != DTascii)
240                  SET_FILE_BINARY(fp);            /* doesn't really work */
241 <        if (dtype == DTfromHeader)
242 <                dtype = getDTfromHeader(fp);
241 >        if (!dtype | !ncols) {                  /* expecting header? */
242 >                char    *err = cm_getheader(&dtype, &nrows, &ncols, &swap, scale, fp);
243 >                if (err)
244 >                        error(USER, err);
245 >                if (ncols <= 0)
246 >                        error(USER, "unspecified number of columns");
247 >        }
248          switch (dtype) {
249          case DTascii:
250          case DTfloat:
251          case DTdouble:
252                  break;
253 +        case DTrgbe:
254 +        case DTxyze:
255 +                cm = cm_load_rgbe(fp, nrows, ncols, scale);
256 +                goto cleanup;
257          default:
258                  error(USER, "unexpected data type in cm_load()");
259          }
260          if (nrows <= 0) {                       /* don't know length? */
261                  int     guessrows = 147;        /* usually big enough */
262 <                if ((dtype != DTascii) & (fp != stdin)) {
262 >                if (cm_elem_size[dtype] && (fp != stdin) & (inspec[0] != '!')) {
263                          long    startpos = ftell(fp);
264                          if (fseek(fp, 0L, SEEK_END) == 0) {
265 +                                long    rowsiz = (long)ncols*cm_elem_size[dtype];
266                                  long    endpos = ftell(fp);
123 –                                long    elemsiz = 3*(dtype==DTfloat ?
124 –                                            sizeof(float) : sizeof(double));
267  
268 <                                if ((endpos - startpos) % (ncols*elemsiz)) {
268 >                                if ((endpos - startpos) % rowsiz) {
269                                          sprintf(errmsg,
270                                          "improper length for binary file '%s'",
271 <                                                        fname);
271 >                                                        inspec);
272                                          error(USER, errmsg);
273                                  }
274 <                                guessrows = (endpos - startpos)/(ncols*elemsiz);
274 >                                guessrows = (endpos - startpos)/rowsiz;
275                                  if (fseek(fp, startpos, SEEK_SET) < 0) {
276                                          sprintf(errmsg,
277                                                  "fseek() error on file '%s'",
278 <                                                        fname);
278 >                                                        inspec);
279                                          error(SYSTEM, errmsg);
280                                  }
281                                  nrows = guessrows;      /* we're confident */
# Line 142 | Line 284 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
284                  cm = cm_alloc(guessrows, ncols);
285          } else
286                  cm = cm_alloc(nrows, ncols);
287 <        if (cm == NULL)                                 /* XXX never happens */
287 >        if (!cm)                                        /* XXX never happens */
288                  return(NULL);
289          if (dtype == DTascii) {                         /* read text file */
290                  int     maxrow = (nrows > 0 ? nrows : 32000);
291                  int     r, c;
292                  for (r = 0; r < maxrow; r++) {
293                      if (r >= cm->nrows)                 /* need more space? */
294 <                        cm = cm_resize(cm, 2*cm->nrows);
294 >                        cm = cm_resize(cm, cm->nrows+ROWINC);
295                      for (c = 0; c < ncols; c++) {
296                          COLORV  *cv = cm_lval(cm,r,c);
297 <                        if (fscanf(fp, COLSPEC, cv, cv+1, cv+2) != 3)
297 >                        if (fscanf(fp, COLSPEC, cv, cv+1, cv+2) != 3) {
298                                  if ((nrows <= 0) & (r > 0) & !c) {
299                                          cm = cm_resize(cm, maxrow=r);
300                                          break;
301                                  } else
302                                          goto EOFerror;
303 +                        }
304                      }
305                  }
306                  while ((c = getc(fp)) != EOF)
307                          if (!isspace(c)) {
308                                  sprintf(errmsg,
309 <                                "unexpected data at end of ascii file %s",
310 <                                                fname);
309 >                                "unexpected data at end of ascii input '%s'",
310 >                                                inspec);
311                                  error(WARNING, errmsg);
312                                  break;
313                          }
# Line 172 | Line 315 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
315                  if (sizeof(COLOR) == cm_elem_size[dtype]) {
316                          int     nread = 0;
317                          do {                            /* read all we can */
318 <                                nread += fread(cm->cmem + 3*nread,
318 >                                nread += getbinary(cm->cmem + 3*nread,
319                                                  sizeof(COLOR),
320                                                  cm->nrows*cm->ncols - nread,
321                                                  fp);
322                                  if (nrows <= 0) {       /* unknown length */
323                                          if (nread == cm->nrows*cm->ncols)
324                                                          /* need more space? */
325 <                                                cm = cm_resize(cm, 2*cm->nrows);
325 >                                                cm = cm_resize(cm, cm->nrows+ROWINC);
326                                          else if (nread && !(nread % cm->ncols))
327                                                          /* seem to be  done */
328                                                  cm = cm_resize(cm, nread/cm->ncols);
# Line 189 | Line 332 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
332                                          goto EOFerror;
333                          } while (nread < cm->nrows*cm->ncols);
334  
335 +                        if (swap) {
336 +                                if (sizeof(COLORV) == 4)
337 +                                        swap32((char *)cm->cmem,
338 +                                                        3*cm->nrows*cm->ncols);
339 +                                else /* sizeof(COLORV) == 8 */
340 +                                        swap64((char *)cm->cmem,
341 +                                                        3*cm->nrows*cm->ncols);
342 +                        }
343                  } else if (dtype == DTdouble) {
344                          double  dc[3];                  /* load from double */
345                          COLORV  *cvp = cm->cmem;
# Line 197 | Line 348 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
348                          if (n <= 0)
349                                  goto not_handled;
350                          while (n--) {
351 <                                if (fread(dc, sizeof(double), 3, fp) != 3)
351 >                                if (getbinary(dc, sizeof(double), 3, fp) != 3)
352                                          goto EOFerror;
353 +                                if (swap) swap64((char *)dc, 3);
354                                  copycolor(cvp, dc);
355                                  cvp += 3;
356                          }
# Line 210 | Line 362 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
362                          if (n <= 0)
363                                  goto not_handled;
364                          while (n--) {
365 <                                if (fread(fc, sizeof(float), 3, fp) != 3)
365 >                                if (getbinary(fc, sizeof(float), 3, fp) != 3)
366                                          goto EOFerror;
367 +                                if (swap) swap32((char *)fc, 3);
368                                  copycolor(cvp, fc);
369                                  cvp += 3;
370                          }
371                  }
372                  if (fgetc(fp) != EOF) {
373                                  sprintf(errmsg,
374 <                                "unexpected data at end of binary file %s",
375 <                                                fname);
374 >                                "unexpected data at end of binary input '%s'",
375 >                                                inspec);
376                                  error(WARNING, errmsg);
377                  }
378          }
379 <        if (fp != stdin)
380 <                fclose(fp);
379 > cleanup:
380 >        if (fp != stdin) {
381 >                if (inspec[0] != '!')
382 >                        fclose(fp);
383 >                else if (pclose(fp)) {
384 >                        sprintf(errmsg, "error running command '%s'", inspec);
385 >                        error(WARNING, errmsg);
386 >                }
387 >        }
388   #ifdef getc_unlocked
389          else
390                  funlockfile(fp);
391   #endif
392          return(cm);
393   EOFerror:
394 <        sprintf(errmsg, "unexpected EOF reading %s", fname);
394 >        sprintf(errmsg, "unexpected EOF reading %s", inspec);
395          error(USER, errmsg);
396 +        return(NULL);
397   not_handled:
398          error(INTERNAL, "unhandled data size or length in cm_load()");
399          return(NULL);   /* gratis return */
# Line 245 | Line 406 | cm_column(const CMATRIX *cm, int c)
406          CMATRIX *cvr;
407          int     dr;
408  
409 +        if (!cm)
410 +                return(NULL);
411          if ((c < 0) | (c >= cm->ncols))
412                  error(INTERNAL, "column requested outside matrix");
413          cvr = cm_alloc(cm->nrows, 1);
414 <        if (cvr == NULL)
414 >        if (!cvr)
415                  return(NULL);
416          for (dr = 0; dr < cm->nrows; dr++) {
417                  const COLORV    *sp = cm_lval(cm,dr,c);
# Line 260 | Line 423 | cm_column(const CMATRIX *cm, int c)
423          return(cvr);
424   }
425  
263 – /* Scale a matrix by a single value */
264 – CMATRIX *
265 – cm_scale(const CMATRIX *cm1, const COLOR sca)
266 – {
267 –        CMATRIX *cmr;
268 –        int     dr, dc;
269 –
270 –        cmr = cm_alloc(cm1->nrows, cm1->ncols);
271 –        if (cmr == NULL)
272 –                return(NULL);
273 –        for (dr = 0; dr < cmr->nrows; dr++)
274 –            for (dc = 0; dc < cmr->ncols; dc++) {
275 –                const COLORV    *sp = cm_lval(cm1,dr,dc);
276 –                COLORV          *dp = cm_lval(cmr,dr,dc);
277 –                dp[0] = sp[0] * sca[0];
278 –                dp[1] = sp[1] * sca[1];
279 –                dp[2] = sp[2] * sca[2];
280 –            }
281 –        return(cmr);
282 – }
283 –
426   /* Multiply two matrices (or a matrix and a vector) and allocate the result */
427   CMATRIX *
428   cm_multiply(const CMATRIX *cm1, const CMATRIX *cm2)
# Line 289 | Line 431 | cm_multiply(const CMATRIX *cm1, const CMATRIX *cm2)
431          CMATRIX *cmr;
432          int     dr, dc, i;
433  
434 +        if (!cm1 | !cm2)
435 +                return(NULL);
436          if ((cm1->ncols <= 0) | (cm1->ncols != cm2->nrows))
437                  error(INTERNAL, "matrix dimension mismatch in cm_multiply()");
438          cmr = cm_alloc(cm1->nrows, cm2->ncols);
439 <        if (cmr == NULL)
439 >        if (!cmr)
440                  return(NULL);
441                                  /* optimization: check for zero rows & cols */
442          if (((cm1->nrows > 5) | (cm2->ncols > 5)) & (cm1->ncols > 5)) {
# Line 317 | Line 461 | cm_multiply(const CMATRIX *cm1, const CMATRIX *cm2)
461                  COLORV  *dp = cm_lval(cmr,dr,dc);
462                  double  res[3];
463                  dp[0] = dp[1] = dp[2] = 0;
464 <                if (rowcheck != NULL && !rowcheck[dr])
464 >                if (rowcheck && !rowcheck[dr])
465                          continue;
466 <                if (colcheck != NULL && !colcheck[dc])
466 >                if (colcheck && !colcheck[dc])
467                          continue;
468                  res[0] = res[1] = res[2] = 0;
469                  for (i = 0; i < cm1->ncols; i++) {
470                      const COLORV        *cp1 = cm_lval(cm1,dr,i);
471                      const COLORV        *cp2 = cm_lval(cm2,i,dc);
472 <                    res[0] += cp1[0] * cp2[0];
473 <                    res[1] += cp1[1] * cp2[1];
474 <                    res[2] += cp1[2] * cp2[2];
472 >                    res[0] += (double)cp1[0] * cp2[0];
473 >                    res[1] += (double)cp1[1] * cp2[1];
474 >                    res[2] += (double)cp1[2] * cp2[2];
475                  }
476                  copycolor(dp, res);
477              }
478 <        if (rowcheck != NULL) free(rowcheck);
479 <        if (colcheck != NULL) free(colcheck);
478 >        if (rowcheck) free(rowcheck);
479 >        if (colcheck) free(colcheck);
480          return(cmr);
481   }
482  
# Line 341 | Line 485 | int
485   cm_write(const CMATRIX *cm, int dtype, FILE *fp)
486   {
487          static const char       tabEOL[2] = {'\t','\n'};
488 <        const COLORV            *mp = cm->cmem;
488 >        const COLORV            *mp;
489          int                     r, c;
490  
491 +        if (!cm)
492 +                return(0);
493 +        mp = cm->cmem;
494          switch (dtype) {
495          case DTascii:
496                  for (r = 0; r < cm->nrows; r++)
# Line 357 | Line 504 | cm_write(const CMATRIX *cm, int dtype, FILE *fp)
504                  if (sizeof(COLOR) == cm_elem_size[dtype]) {
505                          r = cm->ncols*cm->nrows;
506                          while (r > 0) {
507 <                                c = fwrite(mp, sizeof(COLOR), r, fp);
507 >                                c = putbinary(mp, sizeof(COLOR), r, fp);
508                                  if (c <= 0)
509                                          return(0);
510                                  mp += 3*c;
# Line 368 | Line 515 | cm_write(const CMATRIX *cm, int dtype, FILE *fp)
515                          r = cm->ncols*cm->nrows;
516                          while (r--) {
517                                  copycolor(dc, mp);
518 <                                if (fwrite(dc, sizeof(double), 3, fp) != 3)
518 >                                if (putbinary(dc, sizeof(double), 3, fp) != 3)
519                                          return(0);
520                                  mp += 3;
521                          }
# Line 377 | Line 524 | cm_write(const CMATRIX *cm, int dtype, FILE *fp)
524                          r = cm->ncols*cm->nrows;
525                          while (r--) {
526                                  copycolor(fc, mp);
527 <                                if (fwrite(fc, sizeof(float), 3, fp) != 3)
527 >                                if (putbinary(fc, sizeof(float), 3, fp) != 3)
528                                          return(0);
529                                  mp += 3;
530                          }

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