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

Comparing ray/src/util/dctimestep.c (file contents):
Revision 2.14 by greg, Sun Apr 3 03:06:19 2011 UTC vs.
Revision 2.26 by greg, Fri Jan 11 17:54:17 2013 UTC

# Line 10 | Line 10 | static const char RCSid[] = "$Id$";
10   #include <ctype.h>
11   #include "standard.h"
12   #include "platform.h"
13 + #include "paths.h"
14   #include "color.h"
15   #include "resolu.h"
16   #include "bsdf.h"
17 + #include "bsdf_m.h"
18  
19   char    *progname;                      /* global argv[0] */
20  
# Line 105 | Line 107 | getDTfromHeader(FILE *fp)
107   static CMATRIX *
108   cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int dtype)
109   {
108 –        CMATRIX *cm;
110          FILE    *fp = stdin;
111 +        CMATRIX *cm;
112  
113          if (ncols <= 0)
114                  error(USER, "Non-positive number of columns");
# Line 116 | Line 118 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
118                  sprintf(errmsg, "cannot open file '%s'", fname);
119                  error(SYSTEM, errmsg);
120          }
121 + #ifdef getc_unlocked
122 +        flockfile(fp);
123 + #endif
124          if (dtype != DTascii)
125 <                SET_FILE_BINARY(fp);
125 >                SET_FILE_BINARY(fp);            /* doesn't really work */
126          if (dtype == DTfromHeader)
127                  dtype = getDTfromHeader(fp);
128          switch (dtype) {
# Line 156 | Line 161 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
161                  cm = cm_alloc(guessrows, ncols);
162          } else
163                  cm = cm_alloc(nrows, ncols);
164 <        if (cm == NULL)
164 >        if (cm == NULL)                                 /* XXX never happens */
165                  return(NULL);
166          if (dtype == DTascii) {                         /* read text file */
167                  int     maxrow = (nrows > 0 ? nrows : 32000);
# Line 231 | Line 236 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
236                                  cvp += 3;
237                          }
238                  }
239 <                if (getc(fp) != EOF) {
239 >                if (fgetc(fp) != EOF) {
240                                  sprintf(errmsg,
241                                  "unexpected data at end of binary file %s",
242                                                  fname);
# Line 240 | Line 245 | cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int d
245          }
246          if (fp != stdin)
247                  fclose(fp);
248 + #ifdef getc_unlocked
249 +        else
250 +                funlockfile(fp);
251 + #endif
252          return(cm);
253   EOFerror:
254 <        sprintf(errmsg, "unexpected EOF reading %s",
246 <                        fname);
254 >        sprintf(errmsg, "unexpected EOF reading %s", fname);
255          error(USER, errmsg);
256   not_handled:
257          error(INTERNAL, "unhandled data size or length in cm_load()");
258          return(NULL);   /* gratis return */
259   }
260  
261 < /* Multiply two matrices (or a matrix and a vector) and allocate the result*/
261 > /* Extract a column vector from a matrix */
262   static CMATRIX *
263 + cm_column(const CMATRIX *cm, int c)
264 + {
265 +        CMATRIX *cvr;
266 +        int     dr;
267 +
268 +        if ((c < 0) | (c >= cm->ncols))
269 +                error(INTERNAL, "column requested outside matrix");
270 +        cvr = cm_alloc(cm->nrows, 1);
271 +        if (cvr == NULL)
272 +                return(NULL);
273 +        for (dr = 0; dr < cm->nrows; dr++) {
274 +                const COLORV    *sp = cm_lval(cm,dr,c);
275 +                COLORV          *dp = cv_lval(cvr,dr);
276 +                dp[0] = sp[0];
277 +                dp[1] = sp[1];
278 +                dp[2] = sp[2];
279 +        }
280 +        return(cvr);
281 + }
282 +
283 + /* Scale a matrix by a single value */
284 + static CMATRIX *
285 + cm_scale(const CMATRIX *cm1, const COLOR sca)
286 + {
287 +        CMATRIX *cmr;
288 +        int     dr, dc;
289 +
290 +        cmr = cm_alloc(cm1->nrows, cm1->ncols);
291 +        if (cmr == NULL)
292 +                return(NULL);
293 +        for (dr = 0; dr < cmr->nrows; dr++)
294 +            for (dc = 0; dc < cmr->ncols; dc++) {
295 +                const COLORV    *sp = cm_lval(cm1,dr,dc);
296 +                COLORV          *dp = cm_lval(cmr,dr,dc);
297 +                dp[0] = sp[0] * sca[0];
298 +                dp[1] = sp[1] * sca[1];
299 +                dp[2] = sp[2] * sca[2];
300 +            }
301 +        return(cmr);
302 + }
303 +
304 + /* Multiply two matrices (or a matrix and a vector) and allocate the result */
305 + static CMATRIX *
306   cm_multiply(const CMATRIX *cm1, const CMATRIX *cm2)
307   {
308          CMATRIX *cmr;
# Line 291 | Line 342 | cm_print(const CMATRIX *cm, FILE *fp)
342          }
343   }
344  
345 < /* convert a BSDF to our matrix representation */
345 > /* Convert a BSDF to our matrix representation */
346   static CMATRIX *
347 < cm_bsdf(const struct BSDF_data *bsdf)
347 > cm_bsdf(const COLOR bsdfLamb, const COLOR specCol, const SDMat *bsdf)
348   {
349          CMATRIX *cm = cm_alloc(bsdf->nout, bsdf->ninc);
350          int     nbadohm = 0;
351          int     nneg = 0;
352          int     r, c;
353 <        
353 >                                        /* loop over incident angles */
354          for (c = 0; c < cm->ncols; c++) {
355 <                float   dom = getBSDF_incohm(bsdf,c);
356 <                FVECT   v;
357 <                
307 <                if (dom <= .0) {
308 <                        nbadohm++;
309 <                        continue;
310 <                }
311 <                if (!getBSDF_incvec(v,bsdf,c) || v[2] > FTINY)
312 <                        error(USER, "illegal incoming BTDF direction");
313 <                dom *= -v[2];
355 >                const double    dom = mBSDF_incohm(bsdf,c);
356 >                                        /* projected solid angle */
357 >                nbadohm += (dom <= 0);
358  
359                  for (r = 0; r < cm->nrows; r++) {
360 <                        float   f = BSDF_value(bsdf,c,r);
360 >                        float   f = mBSDF_value(bsdf,c,r);
361                          COLORV  *mp = cm_lval(cm,r,c);
362 +                                        /* check BSDF value */
363 +                        if ((f <= 0) | (dom <= 0)) {
364 +                                nneg += (f < -FTINY);
365 +                                f = .0f;
366 +                        }
367 +                        copycolor(mp, specCol);
368 +                        scalecolor(mp, f);
369 +                        addcolor(mp, bsdfLamb);
370 +                        scalecolor(mp, dom);
371 +                }
372 +        }
373 +        if (nneg | nbadohm) {
374 +                sprintf(errmsg,
375 +                    "BTDF has %d negatives and %d bad incoming solid angles",
376 +                                nneg, nbadohm);
377 +                error(WARNING, errmsg);
378 +        }
379 +        return(cm);
380 + }
381  
382 <                        if (f <= .0) {
382 > /* Convert between input and output indices for reciprocity */
383 > static int
384 > recip_out_from_in(const SDMat *bsdf, int in_recip)
385 > {
386 >        FVECT   v;
387 >
388 >        if (!mBSDF_incvec(v, bsdf, in_recip+.5))
389 >                return(in_recip);               /* XXX should be error! */
390 >        v[2] = -v[2];
391 >        return(mBSDF_outndx(bsdf, v));
392 > }
393 >
394 > /* Convert between output and input indices for reciprocity */
395 > static int
396 > recip_in_from_out(const SDMat *bsdf, int out_recip)
397 > {
398 >        FVECT   v;
399 >
400 >        if (!mBSDF_outvec(v, bsdf, out_recip+.5))
401 >                return(out_recip);              /* XXX should be error! */
402 >        v[2] = -v[2];
403 >        return(mBSDF_incndx(bsdf, v));
404 > }
405 >
406 > /* Convert a BSDF to our matrix representation, applying reciprocity */
407 > static CMATRIX *
408 > cm_bsdf_recip(const COLOR bsdfLamb, const COLOR specCol, const SDMat *bsdf)
409 > {
410 >        CMATRIX *cm = cm_alloc(bsdf->ninc, bsdf->nout);
411 >        int     nbadohm = 0;
412 >        int     nneg = 0;
413 >        int     r, c;
414 >                                        /* loop over incident angles */
415 >        for (c = 0; c < cm->ncols; c++) {
416 >                const int       ro = recip_out_from_in(bsdf,c);
417 >                const double    dom = mBSDF_outohm(bsdf,ro);
418 >                                        /* projected solid angle */
419 >                nbadohm += (dom <= 0);
420 >
421 >                for (r = 0; r < cm->nrows; r++) {
422 >                        const int       ri = recip_in_from_out(bsdf,r);
423 >                        float           f = mBSDF_value(bsdf,ri,ro);
424 >                        COLORV          *mp = cm_lval(cm,r,c);
425 >                                        /* check BSDF value */
426 >                        if ((f <= 0) | (dom <= 0)) {
427                                  nneg += (f < -FTINY);
428                                  f = .0f;
429                          }
430 <                        mp[0] = mp[1] = mp[2] = f * dom;
430 >                        copycolor(mp, specCol);
431 >                        scalecolor(mp, f);
432 >                        addcolor(mp, bsdfLamb);
433 >                        scalecolor(mp, dom);
434                  }
435          }
436 <        if (nneg || nbadohm) {
436 >        if (nneg | nbadohm) {
437                  sprintf(errmsg,
438                      "BTDF has %d negatives and %d bad incoming solid angles",
439                                  nneg, nbadohm);
# Line 332 | Line 442 | cm_bsdf(const struct BSDF_data *bsdf)
442          return(cm);
443   }
444  
445 < /* Sum together a set of images and write result to stdout */
445 > /* Load and convert a matrix BSDF from the given XML file */
446 > static CMATRIX *
447 > cm_loadBSDF(char *fname, COLOR cLamb)
448 > {
449 >        CMATRIX         *Tmat;
450 >        char            *fpath;
451 >        int             recip;
452 >        SDError         ec;
453 >        SDData          myBSDF;
454 >        SDSpectralDF    *tdf;
455 >        COLOR           bsdfLamb, specCol;
456 >                                        /* find path to BSDF file */
457 >        fpath = getpath(fname, getrlibpath(), R_OK);
458 >        if (fpath == NULL) {
459 >                sprintf(errmsg, "cannot find BSDF file '%s'", fname);
460 >                error(USER, errmsg);
461 >        }
462 >        SDclearBSDF(&myBSDF, fname);    /* load XML and check type */
463 >        ec = SDloadFile(&myBSDF, fpath);
464 >        if (ec)
465 >                error(USER, transSDError(ec));
466 >        ccy2rgb(&myBSDF.tLamb.spec, myBSDF.tLamb.cieY/PI, bsdfLamb);
467 >        recip = (myBSDF.tb == NULL);
468 >        tdf = recip ? myBSDF.tf : myBSDF.tb;
469 >        if (tdf == NULL) {              /* no non-Lambertian transmission? */
470 >                if (cLamb != NULL)
471 >                        copycolor(cLamb, bsdfLamb);
472 >                SDfreeBSDF(&myBSDF);
473 >                return(NULL);
474 >        }
475 >        if (tdf->ncomp != 1 || tdf->comp[0].func != &SDhandleMtx) {
476 >                sprintf(errmsg, "unsupported BSDF '%s'", fpath);
477 >                error(USER, errmsg);
478 >        }
479 >                                        /* convert BTDF to matrix */
480 >        ccy2rgb(&tdf->comp[0].cspec[0], 1., specCol);
481 >        Tmat = recip ? cm_bsdf_recip(bsdfLamb, specCol, (SDMat *)tdf->comp[0].dist)
482 >                        : cm_bsdf(bsdfLamb, specCol, (SDMat *)tdf->comp[0].dist);
483 >        if (cLamb != NULL)              /* Lambertian is included */
484 >                setcolor(cLamb, .0, .0, .0);
485 >                                        /* free BSDF and return */
486 >        SDfreeBSDF(&myBSDF);
487 >        return(Tmat);
488 > }
489 >
490 > /* Sum together a set of images and write result to fout */
491   static int
492   sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv, FILE *fout)
493   {
494          int     myDT = DTfromHeader;
495 <        CMATRIX *pmat;
496 <        COLOR   *scanline;
497 <        int     myXR, myYR;
495 >        COLOR   *scanline = NULL;
496 >        CMATRIX *pmat = NULL;
497 >        int     myXR=0, myYR=0;
498          int     i, y;
499  
500          if (cv->ncols != 1)
# Line 351 | Line 506 | sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv, FILE
506                  int             dt, xr, yr;
507                  COLORV          *psp;
508                                                          /* check for zero */
509 <                if ((scv[RED] == .0) & (scv[GRN] == .0) & (scv[BLU] == .0))
509 >                if ((scv[RED] == 0) & (scv[GRN] == 0) & (scv[BLU] == 0) &&
510 >                                (myDT != DTfromHeader) | (i < cv->nrows-1))
511                          continue;
512                                                          /* open next picture */
513                  sprintf(fname, fspec, i);
# Line 413 | Line 569 | sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv, FILE
569   static int
570   hasNumberFormat(const char *s)
571   {
572 <        while (*s && *s != '%')
417 <                s++;
418 <        if (!*s)
572 >        if (s == NULL)
573                  return(0);
420 –        do
421 –                ++s;
422 –        while (isdigit(*s));
574  
575 <        return(*s == 'd' | *s == 'i' | *s == 'o' | *s == 'x' | *s == 'X');
575 >        while (*s) {
576 >                while (*s != '%')
577 >                        if (!*s++)
578 >                                return(0);
579 >                if (*++s == '%') {              /* ignore "%%" */
580 >                        ++s;
581 >                        continue;
582 >                }
583 >                while (isdigit(*s))             /* field length */
584 >                        ++s;
585 >                                                /* field we'll use? */
586 >                if ((*s == 'd') | (*s == 'i') | (*s == 'o') |
587 >                                        (*s == 'x') | (*s == 'X'))
588 >                        return(1);
589 >        }
590 >        return(0);                              /* didn't find one */
591   }
592  
593   int
594   main(int argc, char *argv[])
595   {
596 <        CMATRIX                 *cvec;
596 >        int             skyfmt = DTascii;
597 >        int             nsteps = 1;
598 >        char            *ofspec = NULL;
599 >        FILE            *ofp = stdout;
600 >        CMATRIX         *cmtx;          /* component vector/matrix result */
601 >        char            fnbuf[256];
602 >        int             a, i;
603  
604          progname = argv[0];
605 +                                        /* get options */
606 +        for (a = 1; a < argc && argv[a][0] == '-'; a++)
607 +                switch (argv[a][1]) {
608 +                case 'n':
609 +                        nsteps = atoi(argv[++a]);
610 +                        if (nsteps <= 0)
611 +                                goto userr;
612 +                        break;
613 +                case 'o':
614 +                        ofspec = argv[++a];
615 +                        break;
616 +                case 'i':
617 +                        switch (argv[a][2]) {
618 +                        case 'f':
619 +                                skyfmt = DTfloat;
620 +                                break;
621 +                        case 'd':
622 +                                skyfmt = DTdouble;
623 +                                break;
624 +                        case 'a':
625 +                                skyfmt = DTascii;
626 +                                break;
627 +                        default:
628 +                                goto userr;
629 +                        }
630 +                        break;
631 +                default:
632 +                        goto userr;
633 +                }
634 +        if ((argc-a < 1) | (argc-a > 4))
635 +                goto userr;
636  
637 <        if ((argc < 2) | (argc > 5)) {
638 <                fprintf(stderr, "Usage: %s DCspec [tregvec]\n", progname);
639 <                fprintf(stderr, "   or: %s Vspec Tbsdf.xml Dmat.dat [tregvec]\n",
640 <                                        progname);
641 <                return(1);
439 <        }
440 <
441 <        if (argc > 3) {                         /* VTDs expression */
442 <                CMATRIX *svec, *Dmat, *Tmat, *ivec;
443 <                struct BSDF_data        *btdf;
444 <                                                /* get sky vector */
445 <                svec = cm_load(argv[4], 0, 1, DTascii);
637 >        if (argc-a > 2) {                       /* VTDs expression */
638 >                CMATRIX *smtx, *Dmat, *Tmat, *imtx;
639 >                COLOR   tLamb;
640 >                                                /* get sky vector/matrix */
641 >                smtx = cm_load(argv[a+3], 0, nsteps, skyfmt);
642                                                  /* load BSDF */
643 <                btdf = load_BSDF(argv[2]);
448 <                if (btdf == NULL)
449 <                        return(1);
643 >                Tmat = cm_loadBSDF(argv[a+1], tLamb);
644                                                  /* load Daylight matrix */
645 <                Dmat = cm_load(argv[3], btdf->ninc, svec->nrows, DTfromHeader);
645 >                Dmat = cm_load(argv[a+2], Tmat==NULL ? 0 : Tmat->ncols,
646 >                                        smtx->nrows, DTfromHeader);
647                                                  /* multiply vector through */
648 <                ivec = cm_multiply(Dmat, svec);
649 <                cm_free(Dmat); cm_free(svec);
650 <                Tmat = cm_bsdf(btdf);           /* convert BTDF to matrix */
651 <                free_BSDF(btdf);
652 <                cvec = cm_multiply(Tmat, ivec); /* cvec = component vector */
653 <                cm_free(Tmat); cm_free(ivec);
654 <        } else {                                /* else just use sky vector */
655 <                cvec = cm_load(argv[2], 0, 1, DTascii);
648 >                imtx = cm_multiply(Dmat, smtx);
649 >                cm_free(Dmat); cm_free(smtx);
650 >                if (Tmat == NULL) {             /* diffuse only */
651 >                        cmtx = cm_scale(imtx, tLamb);
652 >                } else {                        /* else apply BTDF matrix */
653 >                        cmtx = cm_multiply(Tmat, imtx);
654 >                        cm_free(Tmat);
655 >                }
656 >                cm_free(imtx);
657 >        } else {                                /* sky vector/matrix only */
658 >                cmtx = cm_load(argv[a+1], 0, nsteps, skyfmt);
659          }
660 <
661 <        if (hasNumberFormat(argv[1])) {         /* generating image */
662 <                SET_FILE_BINARY(stdout);
663 <                newheader("RADIANCE", stdout);
664 <                printargs(argc, argv, stdout);
665 <                fputnow(stdout);
666 <                if (!sum_images(argv[1], cvec, stdout))
660 >                                                /* prepare output stream */
661 >        if ((ofspec != NULL) & (nsteps == 1) && hasNumberFormat(ofspec)) {
662 >                sprintf(fnbuf, ofspec, 1);
663 >                ofspec = fnbuf;
664 >        }
665 >        if (ofspec != NULL && !hasNumberFormat(ofspec)) {
666 >                if ((ofp = fopen(ofspec, "w")) == NULL) {
667 >                        fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for output\n",
668 >                                        progname, ofspec);
669                          return(1);
670 <        } else {                                /* generating vector */
671 <                CMATRIX *Vmat = cm_load(argv[1], 0, cvec->nrows, DTfromHeader);
672 <                CMATRIX *rvec = cm_multiply(Vmat, cvec);
670 >                }
671 >                ofspec = NULL;                  /* only need to open once */
672 >        }
673 >        if (hasNumberFormat(argv[a])) {         /* generating image(s) */
674 >                if (ofspec == NULL) {
675 >                        SET_FILE_BINARY(ofp);
676 >                        newheader("RADIANCE", ofp);
677 >                        printargs(argc, argv, ofp);
678 >                        fputnow(ofp);
679 >                }
680 >                if (nsteps > 1)                 /* multiple output frames? */
681 >                        for (i = 0; i < nsteps; i++) {
682 >                                CMATRIX *cvec = cm_column(cmtx, i);
683 >                                if (ofspec != NULL) {
684 >                                        sprintf(fnbuf, ofspec, i+1);
685 >                                        if ((ofp = fopen(fnbuf, "wb")) == NULL) {
686 >                                                fprintf(stderr,
687 >                                        "%s: cannot open '%s' for output\n",
688 >                                                        progname, fnbuf);
689 >                                                return(1);
690 >                                        }
691 >                                        newheader("RADIANCE", ofp);
692 >                                        printargs(argc, argv, ofp);
693 >                                        fputnow(ofp);
694 >                                }
695 >                                fprintf(ofp, "FRAME=%d\n", i+1);
696 >                                if (!sum_images(argv[a], cvec, ofp))
697 >                                        return(1);
698 >                                if (ofspec != NULL) {
699 >                                        if (fclose(ofp) == EOF) {
700 >                                                fprintf(stderr,
701 >                                                "%s: error writing to '%s'\n",
702 >                                                        progname, fnbuf);
703 >                                                return(1);
704 >                                        }
705 >                                        ofp = stdout;
706 >                                }
707 >                                cm_free(cvec);
708 >                        }
709 >                else if (!sum_images(argv[a], cmtx, ofp))
710 >                        return(1);
711 >        } else {                                /* generating vector/matrix */
712 >                CMATRIX *Vmat = cm_load(argv[a], 0, cmtx->nrows, DTfromHeader);
713 >                CMATRIX *rmtx = cm_multiply(Vmat, cmtx);
714                  cm_free(Vmat);
715 <                cm_print(rvec, stdout);
716 <                cm_free(rvec);
715 >                if (ofspec != NULL)             /* multiple vector files? */
716 >                        for (i = 0; i < nsteps; i++) {
717 >                                CMATRIX *rvec = cm_column(rmtx, i);
718 >                                sprintf(fnbuf, ofspec, i+1);
719 >                                if ((ofp = fopen(fnbuf, "w")) == NULL) {
720 >                                        fprintf(stderr,
721 >                                        "%s: cannot open '%s' for output\n",
722 >                                                        progname, fnbuf);
723 >                                        return(1);
724 >                                }
725 >                                cm_print(rvec, ofp);
726 >                                if (fclose(ofp) == EOF) {
727 >                                        fprintf(stderr,
728 >                                                "%s: error writing to '%s'\n",
729 >                                                        progname, fnbuf);
730 >                                        return(1);
731 >                                }
732 >                                ofp = stdout;
733 >                                cm_free(rvec);
734 >                        }
735 >                else
736 >                        cm_print(rmtx, ofp);
737 >                cm_free(rmtx);
738          }
739 <        cm_free(cvec);                          /* final clean-up */
739 >        if (fflush(ofp) == EOF) {               /* final clean-up */
740 >                fprintf(stderr, "%s: write error on output\n", progname);
741 >                return(1);
742 >        }
743 >        cm_free(cmtx);
744          return(0);
745 + userr:
746 +        fprintf(stderr, "Usage: %s [-n nsteps][-o ospec][-i{f|d}] DCspec [skyf]\n",
747 +                                progname);
748 +        fprintf(stderr, "   or: %s [-n nsteps][-o ospec][-i{f|d}] Vspec Tbsdf.xml Dmat.dat [skyf]\n",
749 +                                progname);
750 +        return(1);
751   }

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