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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 2.28 by greg, Mon Jan 20 21:29:04 2014 UTC

# Line 9 | Line 9 | static const char RCSid[] = "$Id$";
9  
10   #include <ctype.h>
11   #include "standard.h"
12 + #include "cmatrix.h"
13   #include "platform.h"
13 #include "color.h"
14   #include "resolu.h"
15 #include "bsdf.h"
15  
16   char    *progname;                      /* global argv[0] */
17  
18 < /* Data types for file loading */
20 < enum {DTfromHeader, DTascii, DTfloat, DTdouble, DTrgbe, DTxyze};
21 <
22 < /* A color coefficient matrix -- vectors have ncols==1 */
23 < typedef struct {
24 <        int     nrows, ncols;
25 <        COLORV  cmem[3];                /* extends struct */
26 < } CMATRIX;
27 <
28 < #define COLSPEC (sizeof(COLORV)==sizeof(float) ? "%f %f %f" : "%lf %lf %lf")
29 <
30 < #define cm_lval(cm,r,c) ((cm)->cmem + 3*((r)*(cm)->ncols + (c)))
31 <
32 < #define cv_lval(cm,i)   ((cm)->cmem + 3*(i))
33 <
34 < /* Allocate a color coefficient matrix */
35 < static CMATRIX *
36 < cm_alloc(int nrows, int ncols)
37 < {
38 <        CMATRIX *cm;
39 <
40 <        if ((nrows <= 0) | (ncols <= 0))
41 <                error(USER, "attempt to create empty matrix");
42 <        cm = (CMATRIX *)malloc(sizeof(CMATRIX) +
43 <                                3*sizeof(COLORV)*(nrows*ncols - 1));
44 <        if (cm == NULL)
45 <                error(SYSTEM, "out of memory in cm_alloc()");
46 <        cm->nrows = nrows;
47 <        cm->ncols = ncols;
48 <        return(cm);
49 < }
50 <
51 < #define cm_free(cm)     free(cm)
52 <
53 < /* Resize color coefficient matrix */
54 < static CMATRIX *
55 < cm_resize(CMATRIX *cm, int nrows)
56 < {
57 <        if (nrows == cm->nrows)
58 <                return(cm);
59 <        if (nrows <= 0) {
60 <                cm_free(cm);
61 <                return(NULL);
62 <        }
63 <        cm = (CMATRIX *)realloc(cm, sizeof(CMATRIX) +
64 <                        3*sizeof(COLORV)*(nrows*cm->ncols - 1));
65 <        if (cm == NULL)
66 <                error(SYSTEM, "out of memory in cm_resize()");
67 <        cm->nrows = nrows;
68 <        return(cm);
69 < }
70 <
71 < /* Load header to obtain data type */
18 > /* Sum together a set of images and write result to fout */
19   static int
73 getDT(char *s, void *p)
74 {
75        char    fmt[32];
76        
77        if (formatval(fmt, s)) {
78                if (!strcmp(fmt, "ascii"))
79                        *((int *)p) = DTascii;
80                else if (!strcmp(fmt, "float"))
81                        *((int *)p) = DTfloat;
82                else if (!strcmp(fmt, "double"))
83                        *((int *)p) = DTdouble;
84                else if (!strcmp(fmt, COLRFMT))
85                        *((int *)p) = DTrgbe;
86                else if (!strcmp(fmt, CIEFMT))
87                        *((int *)p) = DTxyze;
88        }
89        return(0);
90 }
91
92 static int
93 getDTfromHeader(FILE *fp)
94 {
95        int     dt = DTfromHeader;
96        
97        if (getheader(fp, getDT, &dt) < 0)
98                error(SYSTEM, "header read error");
99        if (dt == DTfromHeader)
100                error(USER, "missing data format in header");
101        return(dt);
102 }
103
104 /* Allocate and load a matrix from the given file (or stdin if NULL) */
105 static CMATRIX *
106 cm_load(const char *fname, int nrows, int ncols, int dtype)
107 {
108        CMATRIX *cm;
109        FILE    *fp = stdin;
110
111        if (ncols <= 0)
112                error(USER, "Non-positive number of columns");
113        if (fname == NULL)
114                fname = "<stdin>";
115        else if ((fp = fopen(fname, "r")) == NULL) {
116                sprintf(errmsg, "cannot open file '%s'", fname);
117                error(SYSTEM, errmsg);
118        }
119        if (dtype != DTascii)
120                SET_FILE_BINARY(fp);
121        if (dtype == DTfromHeader)
122                dtype = getDTfromHeader(fp);
123        switch (dtype) {
124        case DTascii:
125        case DTfloat:
126        case DTdouble:
127                break;
128        default:
129                error(USER, "unexpected data type in cm_load()");
130        }
131        if (nrows <= 0) {                       /* don't know length? */
132                int     guessrows = 147;        /* usually big enough */
133                if ((dtype != DTascii) & (fp != stdin)) {
134                        long    startpos = ftell(fp);
135                        if (fseek(fp, 0L, SEEK_END) == 0) {
136                                long    endpos = ftell(fp);
137                                long    elemsiz = 3*(dtype==DTfloat ?
138                                            sizeof(float) : sizeof(double));
139
140                                if ((endpos - startpos) % (ncols*elemsiz)) {
141                                        sprintf(errmsg,
142                                        "improper length for binary file '%s'",
143                                                        fname);
144                                        error(USER, errmsg);
145                                }
146                                guessrows = (endpos - startpos)/(ncols*elemsiz);
147                                if (fseek(fp, startpos, SEEK_SET) < 0) {
148                                        sprintf(errmsg,
149                                                "fseek() error on file '%s'",
150                                                        fname);
151                                        error(SYSTEM, errmsg);
152                                }
153                                nrows = guessrows;      /* we're confident */
154                        }
155                }
156                cm = cm_alloc(guessrows, ncols);
157        } else
158                cm = cm_alloc(nrows, ncols);
159        if (cm == NULL)
160                return(NULL);
161        if (dtype == DTascii) {                         /* read text file */
162                int     maxrow = (nrows > 0 ? nrows : 32000);
163                int     r, c;
164                for (r = 0; r < maxrow; r++) {
165                    if (r >= cm->nrows)                 /* need more space? */
166                        cm = cm_resize(cm, 2*cm->nrows);
167                    for (c = 0; c < ncols; c++) {
168                        COLORV  *cv = cm_lval(cm,r,c);
169                        if (fscanf(fp, COLSPEC, cv, cv+1, cv+2) != 3)
170                                if ((nrows <= 0) & (r > 0) & !c) {
171                                        cm = cm_resize(cm, maxrow=r);
172                                        break;
173                                } else
174                                        goto EOFerror;
175                    }
176                }
177                while ((c = getc(fp)) != EOF)
178                        if (!isspace(c)) {
179                                sprintf(errmsg,
180                                "unexpected data at end of ascii file %s",
181                                                fname);
182                                error(WARNING, errmsg);
183                                break;
184                        }
185        } else {                                        /* read binary file */
186                if (sizeof(COLORV) == (dtype==DTfloat ? sizeof(float) :
187                                                        sizeof(double))) {
188                        int     nread = 0;
189                        do {                            /* read all we can */
190                                nread += fread(cm->cmem + 3*nread,
191                                                3*sizeof(COLORV),
192                                                cm->nrows*cm->ncols - nread,
193                                                fp);
194                                if (nrows <= 0) {       /* unknown length */
195                                        if (nread == cm->nrows*cm->ncols)
196                                                        /* need more space? */
197                                                cm = cm_resize(cm, 2*cm->nrows);
198                                        else if (nread && !(nread % cm->ncols))
199                                                        /* seem to be  done */
200                                                cm = cm_resize(cm, nread/cm->ncols);
201                                        else            /* ended mid-row */
202                                                goto EOFerror;
203                                } else if (nread < cm->nrows*cm->ncols)
204                                        goto EOFerror;
205                        } while (nread < cm->nrows*cm->ncols);
206
207                } else if (dtype == DTdouble) {
208                        double  dc[3];                  /* load from double */
209                        COLORV  *cvp = cm->cmem;
210                        int     n = nrows*ncols;
211
212                        if (n <= 0)
213                                goto not_handled;
214                        while (n--) {
215                                if (fread(dc, sizeof(double), 3, fp) != 3)
216                                        goto EOFerror;
217                                copycolor(cvp, dc);
218                                cvp += 3;
219                        }
220                } else /* dtype == DTfloat */ {
221                        float   fc[3];                  /* load from float */
222                        COLORV  *cvp = cm->cmem;
223                        int     n = nrows*ncols;
224
225                        if (n <= 0)
226                                goto not_handled;
227                        while (n--) {
228                                if (fread(fc, sizeof(float), 3, fp) != 3)
229                                        goto EOFerror;
230                                copycolor(cvp, fc);
231                                cvp += 3;
232                        }
233                }
234                if (getc(fp) != EOF) {
235                                sprintf(errmsg,
236                                "unexpected data at end of binary file %s",
237                                                fname);
238                                error(WARNING, errmsg);
239                }
240        }
241        if (fp != stdin)
242                fclose(fp);
243        return(cm);
244 EOFerror:
245        sprintf(errmsg, "unexpected EOF reading %s",
246                        fname);
247        error(USER, errmsg);
248 not_handled:
249        error(INTERNAL, "unhandled data size or length in cm_load()");
250        return(NULL);   /* gratis return */
251 }
252
253 /* Multiply two matrices (or a matrix and a vector) and allocate the result*/
254 static CMATRIX *
255 cm_multiply(const CMATRIX *cm1, const CMATRIX *cm2)
256 {
257        CMATRIX *cmr;
258        int     dr, dc, i;
259
260        if ((cm1->ncols <= 0) | (cm1->ncols != cm2->nrows))
261                error(INTERNAL, "matrix dimension mismatch in cm_multiply()");
262        cmr = cm_alloc(cm1->nrows, cm2->ncols);
263        if (cmr == NULL)
264                return(NULL);
265        for (dr = 0; dr < cmr->nrows; dr++)
266            for (dc = 0; dc < cmr->ncols; dc++) {
267                COLORV  *dp = cm_lval(cmr,dr,dc);
268                dp[0] = dp[1] = dp[2] = 0;
269                for (i = 0; i < cm1->ncols; i++) {
270                    const COLORV        *cp1 = cm_lval(cm1,dr,i);
271                    const COLORV        *cp2 = cm_lval(cm2,i,dc);
272                    dp[0] += cp1[0] * cp2[0];
273                    dp[1] += cp1[1] * cp2[1];
274                    dp[2] += cp1[2] * cp2[2];
275                }
276            }
277        return(cmr);
278 }
279
280 /* print out matrix as ASCII text -- no header */
281 static void
282 cm_print(const CMATRIX *cm, FILE *fp)
283 {
284        int             r, c;
285        const COLORV    *mp = cm->cmem;
286        
287        for (r = 0; r < cm->nrows; r++) {
288                for (c = 0; c < cm->ncols; c++, mp += 3)
289                        fprintf(fp, "\t%.6e %.6e %.6e", mp[0], mp[1], mp[2]);
290                fputc('\n', fp);
291        }
292 }
293
294 /* convert a BSDF to our matrix representation */
295 static CMATRIX *
296 cm_bsdf(const struct BSDF_data *bsdf)
297 {
298        CMATRIX *cm = cm_alloc(bsdf->nout, bsdf->ninc);
299        int     nbadohm = 0;
300        int     nneg = 0;
301        int     r, c;
302        
303        for (c = 0; c < cm->ncols; c++) {
304                float   dom = getBSDF_incohm(bsdf,c);
305                FVECT   v;
306                
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];
314
315                for (r = 0; r < cm->nrows; r++) {
316                        float   f = BSDF_value(bsdf,c,r);
317                        COLORV  *mp = cm_lval(cm,r,c);
318
319                        if (f <= .0) {
320                                nneg += (f < -FTINY);
321                                f = .0f;
322                        }
323                        mp[0] = mp[1] = mp[2] = f * dom;
324                }
325        }
326        if (nneg || nbadohm) {
327                sprintf(errmsg,
328                    "BTDF has %d negatives and %d bad incoming solid angles",
329                                nneg, nbadohm);
330                error(WARNING, errmsg);
331        }
332        return(cm);
333 }
334
335 /* Sum together a set of images and write result to stdout */
336 static int
20   sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv, FILE *fout)
21   {
22          int     myDT = DTfromHeader;
23 <        CMATRIX *pmat;
24 <        COLOR   *scanline;
25 <        int     myXR, myYR;
23 >        COLOR   *scanline = NULL;
24 >        CMATRIX *pmat = NULL;
25 >        int     myXR=0, myYR=0;
26          int     i, y;
27  
28          if (cv->ncols != 1)
# Line 351 | Line 34 | sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv, FILE
34                  int             dt, xr, yr;
35                  COLORV          *psp;
36                                                          /* check for zero */
37 <                if ((scv[RED] == .0) & (scv[GRN] == .0) & (scv[BLU] == .0))
37 >                if ((scv[RED] == 0) & (scv[GRN] == 0) & (scv[BLU] == 0) &&
38 >                                (myDT != DTfromHeader) | (i < cv->nrows-1))
39                          continue;
40                                                          /* open next picture */
41                  sprintf(fname, fspec, i);
# Line 413 | Line 97 | sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv, FILE
97   static int
98   hasNumberFormat(const char *s)
99   {
100 <        while (*s && *s != '%')
417 <                s++;
418 <        if (!*s)
100 >        if (s == NULL)
101                  return(0);
420        do
421                ++s;
422        while (isdigit(*s));
102  
103 <        return(*s == 'd' | *s == 'i' | *s == 'o' | *s == 'x' | *s == 'X');
103 >        while (*s) {
104 >                while (*s != '%')
105 >                        if (!*s++)
106 >                                return(0);
107 >                if (*++s == '%') {              /* ignore "%%" */
108 >                        ++s;
109 >                        continue;
110 >                }
111 >                while (isdigit(*s))             /* field length */
112 >                        ++s;
113 >                                                /* field we'll use? */
114 >                if ((*s == 'd') | (*s == 'i') | (*s == 'o') |
115 >                                        (*s == 'x') | (*s == 'X'))
116 >                        return(1);
117 >        }
118 >        return(0);                              /* didn't find one */
119   }
120  
121   int
122   main(int argc, char *argv[])
123   {
124 <        CMATRIX                 *cvec;
124 >        int             skyfmt = DTascii;
125 >        int             nsteps = 1;
126 >        char            *ofspec = NULL;
127 >        FILE            *ofp = stdout;
128 >        CMATRIX         *cmtx;          /* component vector/matrix result */
129 >        char            fnbuf[256];
130 >        int             a, i;
131  
132          progname = argv[0];
133 +                                        /* get options */
134 +        for (a = 1; a < argc && argv[a][0] == '-'; a++)
135 +                switch (argv[a][1]) {
136 +                case 'n':
137 +                        nsteps = atoi(argv[++a]);
138 +                        if (nsteps <= 0)
139 +                                goto userr;
140 +                        break;
141 +                case 'o':
142 +                        ofspec = argv[++a];
143 +                        break;
144 +                case 'i':
145 +                        switch (argv[a][2]) {
146 +                        case 'f':
147 +                                skyfmt = DTfloat;
148 +                                break;
149 +                        case 'd':
150 +                                skyfmt = DTdouble;
151 +                                break;
152 +                        case 'a':
153 +                                skyfmt = DTascii;
154 +                                break;
155 +                        default:
156 +                                goto userr;
157 +                        }
158 +                        break;
159 +                default:
160 +                        goto userr;
161 +                }
162 +        if ((argc-a < 1) | (argc-a > 4))
163 +                goto userr;
164  
165 <        if ((argc < 2) | (argc > 5)) {
166 <                fprintf(stderr, "Usage: %s DCspec [tregvec]\n", progname);
167 <                fprintf(stderr, "   or: %s Vspec Tbsdf.xml Dmat.dat [tregvec]\n",
168 <                                        progname);
169 <                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);
165 >        if (argc-a > 2) {                       /* VTDs expression */
166 >                CMATRIX *smtx, *Dmat, *Tmat, *imtx;
167 >                COLOR   tLamb;
168 >                                                /* get sky vector/matrix */
169 >                smtx = cm_load(argv[a+3], 0, nsteps, skyfmt);
170                                                  /* load BSDF */
171 <                btdf = load_BSDF(argv[2]);
448 <                if (btdf == NULL)
449 <                        return(1);
171 >                Tmat = cm_loadBSDF(argv[a+1], tLamb);
172                                                  /* load Daylight matrix */
173 <                Dmat = cm_load(argv[3], btdf->ninc, svec->nrows, DTfromHeader);
173 >                Dmat = cm_load(argv[a+2], Tmat==NULL ? 0 : Tmat->ncols,
174 >                                        smtx->nrows, DTfromHeader);
175                                                  /* multiply vector through */
176 <                ivec = cm_multiply(Dmat, svec);
177 <                cm_free(Dmat); cm_free(svec);
178 <                Tmat = cm_bsdf(btdf);           /* convert BTDF to matrix */
179 <                free_BSDF(btdf);
180 <                cvec = cm_multiply(Tmat, ivec); /* cvec = component vector */
181 <                cm_free(Tmat); cm_free(ivec);
182 <        } else {                                /* else just use sky vector */
183 <                cvec = cm_load(argv[2], 0, 1, DTascii);
176 >                imtx = cm_multiply(Dmat, smtx);
177 >                cm_free(Dmat); cm_free(smtx);
178 >                if (Tmat == NULL) {             /* diffuse only */
179 >                        cmtx = cm_scale(imtx, tLamb);
180 >                } else {                        /* else apply BTDF matrix */
181 >                        cmtx = cm_multiply(Tmat, imtx);
182 >                        cm_free(Tmat);
183 >                }
184 >                cm_free(imtx);
185 >        } else {                                /* sky vector/matrix only */
186 >                cmtx = cm_load(argv[a+1], 0, nsteps, skyfmt);
187          }
188 <
189 <        if (hasNumberFormat(argv[1])) {         /* generating image */
190 <                SET_FILE_BINARY(stdout);
191 <                newheader("RADIANCE", stdout);
192 <                printargs(argc, argv, stdout);
193 <                fputnow(stdout);
194 <                if (!sum_images(argv[1], cvec, stdout))
188 >                                                /* prepare output stream */
189 >        if ((ofspec != NULL) & (nsteps == 1) && hasNumberFormat(ofspec)) {
190 >                sprintf(fnbuf, ofspec, 1);
191 >                ofspec = fnbuf;
192 >        }
193 >        if (ofspec != NULL && !hasNumberFormat(ofspec)) {
194 >                if ((ofp = fopen(ofspec, "w")) == NULL) {
195 >                        fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for output\n",
196 >                                        progname, ofspec);
197                          return(1);
198 <        } else {                                /* generating vector */
199 <                CMATRIX *Vmat = cm_load(argv[1], 0, cvec->nrows, DTfromHeader);
200 <                CMATRIX *rvec = cm_multiply(Vmat, cvec);
198 >                }
199 >                ofspec = NULL;                  /* only need to open once */
200 >        }
201 >        if (hasNumberFormat(argv[a])) {         /* generating image(s) */
202 >                if (ofspec == NULL) {
203 >                        SET_FILE_BINARY(ofp);
204 >                        newheader("RADIANCE", ofp);
205 >                        printargs(argc, argv, ofp);
206 >                        fputnow(ofp);
207 >                }
208 >                if (nsteps > 1)                 /* multiple output frames? */
209 >                        for (i = 0; i < nsteps; i++) {
210 >                                CMATRIX *cvec = cm_column(cmtx, i);
211 >                                if (ofspec != NULL) {
212 >                                        sprintf(fnbuf, ofspec, i+1);
213 >                                        if ((ofp = fopen(fnbuf, "wb")) == NULL) {
214 >                                                fprintf(stderr,
215 >                                        "%s: cannot open '%s' for output\n",
216 >                                                        progname, fnbuf);
217 >                                                return(1);
218 >                                        }
219 >                                        newheader("RADIANCE", ofp);
220 >                                        printargs(argc, argv, ofp);
221 >                                        fputnow(ofp);
222 >                                }
223 >                                fprintf(ofp, "FRAME=%d\n", i+1);
224 >                                if (!sum_images(argv[a], cvec, ofp))
225 >                                        return(1);
226 >                                if (ofspec != NULL) {
227 >                                        if (fclose(ofp) == EOF) {
228 >                                                fprintf(stderr,
229 >                                                "%s: error writing to '%s'\n",
230 >                                                        progname, fnbuf);
231 >                                                return(1);
232 >                                        }
233 >                                        ofp = stdout;
234 >                                }
235 >                                cm_free(cvec);
236 >                        }
237 >                else if (!sum_images(argv[a], cmtx, ofp))
238 >                        return(1);
239 >        } else {                                /* generating vector/matrix */
240 >                CMATRIX *Vmat = cm_load(argv[a], 0, cmtx->nrows, DTfromHeader);
241 >                CMATRIX *rmtx = cm_multiply(Vmat, cmtx);
242                  cm_free(Vmat);
243 <                cm_print(rvec, stdout);
244 <                cm_free(rvec);
243 >                if (ofspec != NULL)             /* multiple vector files? */
244 >                        for (i = 0; i < nsteps; i++) {
245 >                                CMATRIX *rvec = cm_column(rmtx, i);
246 >                                sprintf(fnbuf, ofspec, i+1);
247 >                                if ((ofp = fopen(fnbuf, "w")) == NULL) {
248 >                                        fprintf(stderr,
249 >                                        "%s: cannot open '%s' for output\n",
250 >                                                        progname, fnbuf);
251 >                                        return(1);
252 >                                }
253 >                                cm_print(rvec, ofp);
254 >                                if (fclose(ofp) == EOF) {
255 >                                        fprintf(stderr,
256 >                                                "%s: error writing to '%s'\n",
257 >                                                        progname, fnbuf);
258 >                                        return(1);
259 >                                }
260 >                                ofp = stdout;
261 >                                cm_free(rvec);
262 >                        }
263 >                else
264 >                        cm_print(rmtx, ofp);
265 >                cm_free(rmtx);
266          }
267 <        cm_free(cvec);                          /* final clean-up */
267 >        if (fflush(ofp) == EOF) {               /* final clean-up */
268 >                fprintf(stderr, "%s: write error on output\n", progname);
269 >                return(1);
270 >        }
271 >        cm_free(cmtx);
272          return(0);
273 + userr:
274 +        fprintf(stderr, "Usage: %s [-n nsteps][-o ospec][-i{f|d}] DCspec [skyf]\n",
275 +                                progname);
276 +        fprintf(stderr, "   or: %s [-n nsteps][-o ospec][-i{f|d}] Vspec Tbsdf.xml Dmat.dat [skyf]\n",
277 +                                progname);
278 +        return(1);
279   }

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