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

Comparing ray/src/util/dctimestep.c (file contents):
Revision 2.9 by greg, Sun Jun 21 21:53:10 2009 UTC vs.
Revision 2.29 by greg, Mon Jan 20 22:18:29 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 <                return(NULL);
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
20 < getDT(char *s, void *p)
20 > sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv, FILE *fout)
21   {
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 (fname == NULL)
112                fname = "<stdin>";
113        else if ((fp = fopen(fname, "r")) == NULL) {
114                sprintf(errmsg, "cannot open file '%s'", fname);
115                error(SYSTEM, errmsg);
116        }
117        if (dtype != DTascii)
118                SET_FILE_BINARY(fp);
119        if (dtype == DTfromHeader)
120                dtype = getDTfromHeader(fp);
121        switch (dtype) {
122        case DTascii:
123        case DTfloat:
124        case DTdouble:
125                break;
126        default:
127                error(USER, "unexpected data type in cm_load()");
128        }
129        if (nrows <= 0) {                       /* don't know length? */
130                int     guessrows = 147;        /* usually big enough */
131                if ((dtype != DTascii) & (fp != stdin)) {
132                        long    startpos = ftell(fp);
133                        if (fseek(fp, 0L, SEEK_END) == 0) {
134                                long    endpos = ftell(fp);
135                                long    elemsiz = 3*(dtype==DTfloat ?
136                                            sizeof(float) : sizeof(double));
137
138                                if ((endpos - startpos) % (ncols*elemsiz)) {
139                                        sprintf(errmsg,
140                                        "improper length for binary file '%s'",
141                                                        fname);
142                                        error(USER, errmsg);
143                                }
144                                guessrows = (endpos - startpos)/(ncols*elemsiz);
145                                if (fseek(fp, startpos, SEEK_SET) < 0) {
146                                        sprintf(errmsg,
147                                                "fseek() error on file '%s'",
148                                                        fname);
149                                        error(SYSTEM, errmsg);
150                                }
151                                nrows = guessrows;      /* we're confident */
152                        }
153                }
154                cm = cm_alloc(guessrows, ncols);
155        } else
156                cm = cm_alloc(nrows, ncols);
157        if (cm == NULL)
158                return(NULL);
159        if (dtype == DTascii) {                         /* read text file */
160                int     maxrow = (nrows > 0 ? nrows : 32000);
161                int     r, c;
162                for (r = 0; r < maxrow; r++) {
163                    if (r >= cm->nrows)                 /* need more space? */
164                        cm = cm_resize(cm, 2*cm->nrows);
165                    for (c = 0; c < ncols; c++) {
166                        COLORV  *cv = cm_lval(cm,r,c);
167                        if (fscanf(fp, COLSPEC, cv, cv+1, cv+2) != 3)
168                                if ((nrows <= 0) & (r > 0) & !c) {
169                                        cm = cm_resize(cm, maxrow=r);
170                                        break;
171                                } else
172                                        goto EOFerror;
173                    }
174                }
175                while ((c = getc(fp)) != EOF)
176                        if (!isspace(c)) {
177                                sprintf(errmsg,
178                                "unexpected data at end of ascii file %s",
179                                                fname);
180                                error(WARNING, errmsg);
181                                break;
182                        }
183        } else {                                        /* read binary file */
184                if (sizeof(COLORV) == (dtype==DTfloat ? sizeof(float) :
185                                                        sizeof(double))) {
186                        int     nread = 0;
187                        do {                            /* read all we can */
188                                nread += fread(cm->cmem + 3*nread,
189                                                3*sizeof(COLORV),
190                                                cm->nrows*cm->ncols - nread,
191                                                fp);
192                                if (nrows <= 0) {       /* unknown length */
193                                        if (nread == cm->nrows*cm->ncols)
194                                                        /* need more space? */
195                                                cm = cm_resize(cm, 2*cm->nrows);
196                                        else if (nread && !(nread % cm->ncols))
197                                                        /* seem to be  done */
198                                                cm = cm_resize(cm, nread/cm->ncols);
199                                        else            /* ended mid-row */
200                                                goto EOFerror;
201                                } else if (nread < cm->nrows*cm->ncols)
202                                        goto EOFerror;
203                        } while (nread < cm->nrows*cm->ncols);
204
205                } else if (dtype == DTdouble) {
206                        double  dc[3];                  /* load from double */
207                        COLORV  *cvp = cm->cmem;
208                        int     n = nrows*ncols;
209
210                        if (n <= 0)
211                                goto not_handled;
212                        while (n--) {
213                                if (fread(dc, sizeof(double), 3, fp) != 3)
214                                        goto EOFerror;
215                                copycolor(cvp, dc);
216                                cvp += 3;
217                        }
218                } else /* dtype == DTfloat */ {
219                        float   fc[3];                  /* load from float */
220                        COLORV  *cvp = cm->cmem;
221                        int     n = nrows*ncols;
222
223                        if (n <= 0)
224                                goto not_handled;
225                        while (n--) {
226                                if (fread(fc, sizeof(float), 3, fp) != 3)
227                                        goto EOFerror;
228                                copycolor(cvp, fc);
229                                cvp += 3;
230                        }
231                }
232                if (getc(fp) != EOF) {
233                                sprintf(errmsg,
234                                "unexpected data at end of binary file %s",
235                                                fname);
236                                error(WARNING, errmsg);
237                }
238        }
239        if (fp != stdin)
240                fclose(fp);
241        return(cm);
242 EOFerror:
243        sprintf(errmsg, "unexpected EOF reading %s",
244                        fname);
245        error(USER, errmsg);
246 not_handled:
247        error(INTERNAL, "unhandled data size or length in cm_load()");
248        return(NULL);   /* gratis return */
249 }
250
251 /* Multiply two matrices (or a matrix and a vector) and allocate the result*/
252 static CMATRIX *
253 cm_multiply(const CMATRIX *cm1, const CMATRIX *cm2)
254 {
255        CMATRIX *cmr;
256        int     dr, dc, i;
257
258        if ((cm1->ncols <= 0) | (cm1->ncols != cm2->nrows))
259                error(INTERNAL, "matrix dimension mismatch in cm_multiply()");
260        cmr = cm_alloc(cm1->nrows, cm2->ncols);
261        if (cmr == NULL)
262                return(NULL);
263        for (dr = 0; dr < cmr->nrows; dr++)
264            for (dc = 0; dc < cmr->ncols; dc++) {
265                COLORV  *dp = cm_lval(cmr,dr,dc);
266                dp[0] = dp[1] = dp[2] = 0;
267                for (i = 0; i < cm1->ncols; i++) {
268                    const COLORV        *cp1 = cm_lval(cm1,dr,i);
269                    const COLORV        *cp2 = cm_lval(cm2,i,dc);
270                    dp[0] += cp1[0] * cp2[0];
271                    dp[1] += cp1[1] * cp2[1];
272                    dp[2] += cp1[2] * cp2[2];
273                }
274            }
275        return(cmr);
276 }
277
278 /* print out matrix as ASCII text -- no header */
279 static void
280 cm_print(const CMATRIX *cm, FILE *fp)
281 {
282        int             r, c;
283        const COLORV    *mp = cm->cmem;
284        
285        for (r = 0; r < cm->nrows; r++) {
286                for (c = 0; c < cm->ncols; c++, mp += 3)
287                        fprintf(fp, "\t%.6e %.6e %.6e", mp[0], mp[1], mp[2]);
288                fputc('\n', fp);
289        }
290 }
291
292 /* convert a BSDF to our matrix representation */
293 static CMATRIX *
294 cm_bsdf(const struct BSDF_data *bsdf)
295 {
296        CMATRIX *cm = cm_alloc(bsdf->nout, bsdf->ninc);
297        int     nbadohm = 0;
298        int     nneg = 0;
299        int     r, c;
300        
301        for (c = 0; c < cm->ncols; c++) {
302                float   dom = getBSDF_incohm(bsdf,c);
303                FVECT   v;
304                
305                if (dom <= .0) {
306                        nbadohm++;
307                        continue;
308                }
309                if (!getBSDF_incvec(v,bsdf,c) || v[2] > FTINY)
310                        error(USER, "illegal incoming BTDF direction");
311                dom *= -v[2];
312
313                for (r = 0; r < cm->nrows; r++) {
314                        float   f = BSDF_value(bsdf,c,r);
315                        COLORV  *mp = cm_lval(cm,r,c);
316
317                        if (f <= .0) {
318                                nneg += (f < -FTINY);
319                                f = .0f;
320                        }
321                        mp[0] = mp[1] = mp[2] = f * dom;
322                }
323        }
324        if (nneg || nbadohm) {
325                sprintf(errmsg,
326                    "BTDF has %d negatives and %d bad incoming solid angles",
327                                nneg, nbadohm);
328                error(WARNING, errmsg);
329        }
330        return(cm);
331 }
332
333 /* Sum together a set of images and write result to stdout */
334 static int
335 sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv)
336 {
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 348 | Line 33 | sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv)
33                  FILE            *fp;
34                  int             dt, xr, yr;
35                  COLORV          *psp;
36 +                                                        /* check for zero */
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);
42                  if ((fp = fopen(fname, "r")) == NULL) {
# Line 370 | Line 59 | sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv)
59                          pmat = cm_alloc(myYR, myXR);
60                          memset(pmat->cmem, 0, sizeof(COLOR)*myXR*myYR);
61                                                          /* finish header */
62 <                        fputformat(myDT==DTrgbe ? COLRFMT : CIEFMT, stdout);
63 <                        fputc('\n', stdout);
64 <                        fprtresolu(myXR, myYR, stdout);
65 <                        fflush(stdout);
62 >                        fputformat(myDT==DTrgbe ? COLRFMT : CIEFMT, fout);
63 >                        fputc('\n', fout);
64 >                        fprtresolu(myXR, myYR, fout);
65 >                        fflush(fout);
66                  } else if ((dt != myDT) | (xr != myXR) | (yr != myYR)) {
67                          sprintf(errmsg, "picture '%s' format/size mismatch",
68                                          fname);
# Line 398 | Line 87 | sum_images(const char *fspec, const CMATRIX *cv)
87          free(scanline);
88                                                          /* write scanlines */
89          for (y = 0; y < myYR; y++)
90 <                if (fwritescan((COLOR *)cm_lval(pmat, y, 0), myXR, stdout) < 0)
90 >                if (fwritescan((COLOR *)cm_lval(pmat, y, 0), myXR, fout) < 0)
91                          return(0);
92          cm_free(pmat);                                  /* all done */
93 <        return(fflush(stdout) == 0);
93 >        return(fflush(fout) == 0);
94   }
95  
96 < /* check to see if a string contains a %d specification */
97 < int
98 < hasDecimalSpec(const char *s)
96 > /* check to see if a string contains a %d or %o specification */
97 > static int
98 > hasNumberFormat(const char *s)
99   {
100 <        while (*s && *s != '%')
412 <                s++;
413 <        if (!*s)
100 >        if (s == NULL)
101                  return(0);
415        do
416                ++s;
417        while (isdigit(*s));
102  
103 <        return(*s == 'd');
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                 *tvec, *Dmat, *Tmat, *ivec, *cvec;
125 <        struct BSDF_data        *btdf;
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 < 4) | (argc > 5)) {
166 <                fprintf(stderr, "Usage: %s Vspec Tbsdf.xml Dmat.dat [tregvec]\n",
167 <                                progname);
168 <                return(1);
169 <        }
170 <                                                /* load Tregenza vector */
436 <        tvec = cm_load(argv[4], 0, 1, DTascii); /* argv[4]==NULL iff argc==4 */
437 <                                                /* load BTDF */
438 <        btdf = load_BSDF(argv[2]);
439 <        if (btdf == NULL)
440 <                return(1);
165 >        if (argc-a > 2) {                       /* VTDs expression */
166 >                CMATRIX *smtx, *Dmat, *Tmat, *imtx;
167 >                                                /* get sky vector/matrix */
168 >                smtx = cm_load(argv[a+3], 0, nsteps, skyfmt);
169 >                                                /* load BSDF */
170 >                Tmat = cm_loadBTDF(argv[a+1]);
171                                                  /* load Daylight matrix */
172 <        Dmat = cm_load(argv[3], btdf->ninc, tvec->nrows, DTfromHeader);
172 >                Dmat = cm_load(argv[a+2], Tmat==NULL ? 0 : Tmat->ncols,
173 >                                        smtx->nrows, DTfromHeader);
174                                                  /* multiply vector through */
175 <        ivec = cm_multiply(Dmat, tvec);
176 <        cm_free(Dmat); cm_free(tvec);
177 <        Tmat = cm_bsdf(btdf);                   /* convert BTDF to matrix */
178 <        free_BSDF(btdf);
179 <        cvec = cm_multiply(Tmat, ivec);         /* cvec = component vector */
180 <        cm_free(Tmat); cm_free(ivec);
181 <        if (hasDecimalSpec(argv[1])) {          /* generating image */
182 <                SET_FILE_BINARY(stdout);
183 <                newheader("RADIANCE", stdout);
184 <                printargs(argc, argv, stdout);
185 <                fputnow(stdout);
186 <                if (!sum_images(argv[1], cvec))
175 >                imtx = cm_multiply(Dmat, smtx);
176 >                cm_free(Dmat); cm_free(smtx);
177 >                cmtx = cm_multiply(Tmat, imtx);
178 >                cm_free(Tmat);
179 >                cm_free(imtx);
180 >        } else {                                /* sky vector/matrix only */
181 >                cmtx = cm_load(argv[a+1], 0, nsteps, skyfmt);
182 >        }
183 >                                                /* prepare output stream */
184 >        if ((ofspec != NULL) & (nsteps == 1) && hasNumberFormat(ofspec)) {
185 >                sprintf(fnbuf, ofspec, 1);
186 >                ofspec = fnbuf;
187 >        }
188 >        if (ofspec != NULL && !hasNumberFormat(ofspec)) {
189 >                if ((ofp = fopen(ofspec, "w")) == NULL) {
190 >                        fprintf(stderr, "%s: cannot open '%s' for output\n",
191 >                                        progname, ofspec);
192                          return(1);
193 <        } else {                                /* generating vector */
194 <                CMATRIX *Vmat = cm_load(argv[1], 0, cvec->nrows, DTfromHeader);
195 <                CMATRIX *rvec = cm_multiply(Vmat, cvec);
193 >                }
194 >                ofspec = NULL;                  /* only need to open once */
195 >        }
196 >        if (hasNumberFormat(argv[a])) {         /* generating image(s) */
197 >                if (ofspec == NULL) {
198 >                        SET_FILE_BINARY(ofp);
199 >                        newheader("RADIANCE", ofp);
200 >                        printargs(argc, argv, ofp);
201 >                        fputnow(ofp);
202 >                }
203 >                if (nsteps > 1)                 /* multiple output frames? */
204 >                        for (i = 0; i < nsteps; i++) {
205 >                                CMATRIX *cvec = cm_column(cmtx, i);
206 >                                if (ofspec != NULL) {
207 >                                        sprintf(fnbuf, ofspec, i+1);
208 >                                        if ((ofp = fopen(fnbuf, "wb")) == NULL) {
209 >                                                fprintf(stderr,
210 >                                        "%s: cannot open '%s' for output\n",
211 >                                                        progname, fnbuf);
212 >                                                return(1);
213 >                                        }
214 >                                        newheader("RADIANCE", ofp);
215 >                                        printargs(argc, argv, ofp);
216 >                                        fputnow(ofp);
217 >                                }
218 >                                fprintf(ofp, "FRAME=%d\n", i+1);
219 >                                if (!sum_images(argv[a], cvec, ofp))
220 >                                        return(1);
221 >                                if (ofspec != NULL) {
222 >                                        if (fclose(ofp) == EOF) {
223 >                                                fprintf(stderr,
224 >                                                "%s: error writing to '%s'\n",
225 >                                                        progname, fnbuf);
226 >                                                return(1);
227 >                                        }
228 >                                        ofp = stdout;
229 >                                }
230 >                                cm_free(cvec);
231 >                        }
232 >                else if (!sum_images(argv[a], cmtx, ofp))
233 >                        return(1);
234 >        } else {                                /* generating vector/matrix */
235 >                CMATRIX *Vmat = cm_load(argv[a], 0, cmtx->nrows, DTfromHeader);
236 >                CMATRIX *rmtx = cm_multiply(Vmat, cmtx);
237                  cm_free(Vmat);
238 <                cm_print(rvec, stdout);
239 <                cm_free(rvec);
238 >                if (ofspec != NULL)             /* multiple vector files? */
239 >                        for (i = 0; i < nsteps; i++) {
240 >                                CMATRIX *rvec = cm_column(rmtx, i);
241 >                                sprintf(fnbuf, ofspec, i+1);
242 >                                if ((ofp = fopen(fnbuf, "w")) == NULL) {
243 >                                        fprintf(stderr,
244 >                                        "%s: cannot open '%s' for output\n",
245 >                                                        progname, fnbuf);
246 >                                        return(1);
247 >                                }
248 >                                cm_print(rvec, ofp);
249 >                                if (fclose(ofp) == EOF) {
250 >                                        fprintf(stderr,
251 >                                                "%s: error writing to '%s'\n",
252 >                                                        progname, fnbuf);
253 >                                        return(1);
254 >                                }
255 >                                ofp = stdout;
256 >                                cm_free(rvec);
257 >                        }
258 >                else
259 >                        cm_print(rmtx, ofp);
260 >                cm_free(rmtx);
261          }
262 <        cm_free(cvec);                          /* final clean-up */
262 >        if (fflush(ofp) == EOF) {               /* final clean-up */
263 >                fprintf(stderr, "%s: write error on output\n", progname);
264 >                return(1);
265 >        }
266 >        cm_free(cmtx);
267          return(0);
268 + userr:
269 +        fprintf(stderr, "Usage: %s [-n nsteps][-o ospec][-i{f|d}] DCspec [skyf]\n",
270 +                                progname);
271 +        fprintf(stderr, "   or: %s [-n nsteps][-o ospec][-i{f|d}] Vspec Tbsdf.xml Dmat.dat [skyf]\n",
272 +                                progname);
273 +        return(1);
274   }

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