ViewVC Help
View File | Revision Log | Show Annotations | Download File | Root Listing
root/radiance/ray/src/util/glarendx.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/util/glarendx.c (file contents):
Revision 1.6 by greg, Mon Apr 22 10:11:21 1991 UTC vs.
Revision 2.17 by greg, Tue Jun 3 21:31:51 2025 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1991 Regents of the University of California */
2 –
1   #ifndef lint
2 < static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
2 > static const char       RCSid[] = "$Id$";
3   #endif
6 –
4   /*
5 < * Compute Glare Index given by program name:
5 > * Compute Glare Index given by program name or -t option:
6   *
7 + *      dgi -           Daylight Glare Index
8 + *      brs_gi -        Building Research Station Glare Index (Petherbridge
9 + *                                                             & Hopkinson)
10 + *      ugr -           Unified Glare Rating System (Fischer)
11   *      guth_dgr -      Guth discomfort glare rating
12   *      guth_vcp -      Guth visual comfort probability
13 + *      cie_cgi -       CIE Glare Index (1983, due to Einhorn)
14 + *      vert_dir -      Direct vertical illuminance
15 + *      vert_ind -      Indirect vertical illuminance (from input)
16 + *      vert_ill -      Total vertical illuminance
17   *
18   *              12 April 1991   Greg Ward       EPFL
19 + *              19 April 1993   R. Compagnon    EPFL (added dgi, brs_gi, ugr)
20   */
21  
22 + #include <string.h>
23 +
24   #include "standard.h"
25 + #include "paths.h"
26   #include "view.h"
27  
19 – extern double   erfc();
28  
21 – double  posindex();
22 – int     headline();
23 –
24 – double  direct(), guth_dgr(), guth_vcp();
25 –
26 – struct named_func {
27 –        char    *name;
28 –        double  (*func)();
29 – } all_funcs[] = {
30 –        {"direct", direct},
31 –        {"guth_dgr", guth_dgr},
32 –        {"guth_vcp", guth_vcp},
33 –        {NULL}
34 – };
35 –
29   struct glare_src {
30          FVECT   dir;            /* source direction */
31          double  dom;            /* solid angle */
# Line 46 | Line 39 | struct glare_dir {
39          struct glare_dir        *next;
40   } *all_dirs = NULL;
41  
42 + typedef double gdfun(struct glare_dir *gd);
43 +
44 + static gdfun dgi;
45 + static gdfun brs_gi;
46 + static gdfun ugr;
47 + static gdfun guth_dgr;
48 + static gdfun guth_vcp;
49 + static gdfun cie_cgi;
50 + static gdfun direct;
51 + static gdfun indirect;
52 + static gdfun total;
53 +
54 + static gethfunc headline;
55 + static void init(void);
56 + static void read_input(void);
57 + static void print_values(gdfun *func);
58 + static double posindex(FVECT sd, FVECT vd, FVECT vu);
59 +
60 +
61 + struct named_func {
62 +        char    *name;
63 +        gdfun   *func;
64 +        char    *descrip;
65 + } all_funcs[] = {
66 +        {"dgi", dgi, "Daylight Glare Index"},
67 +        {"brs_gi", brs_gi, "BRS Glare Index"},
68 +        {"ugr", ugr, "Unified Glare Rating"},
69 +        {"guth_vcp", guth_vcp, "Guth Visual Comfort Probability"},
70 +        {"cie_cgi", cie_cgi, "CIE Glare Index (Einhorn)"},
71 +        {"guth_dgr", guth_dgr, "Guth Disability Glare Rating"},
72 +        {"vert_dir", direct, "Direct Vertical Illuminance"},
73 +        {"vert_ill", total, "Total Vertical Illuminance"},
74 +        {"vert_ind", indirect, "Indirect Vertical Illuminance"},
75 +        {NULL}
76 + };
77 +
78   #define newp(type)      (type *)malloc(sizeof(type))
79  
51 – char    *progname;
80   int     print_header = 1;
81  
82   VIEW    midview = STDVIEW;
# Line 56 | Line 84 | VIEW   midview = STDVIEW;
84   int     wrongformat = 0;
85  
86  
87 < main(argc, argv)
88 < int     argc;
89 < char    *argv[];
87 > int
88 > main(
89 >        int     argc,
90 >        char    *argv[]
91 > )
92   {
63 –        extern char     *rindex();
93          struct named_func       *funp;
65 –        char    *progtail;
94          int     i;
95                                          /* get program name */
96 <        progname = argv[0];
69 <        progtail = rindex(progname, '/');       /* final component */
70 <        if (progtail == NULL)
71 <                progtail = progname;
72 <        else
73 <                progtail++;
96 >        progname = fixargv0(argv[0]);
97                                          /* get options */
98          for (i = 1; i < argc && argv[i][0] == '-'; i++)
99                  switch (argv[i][1]) {
100                  case 't':
101 <                        progtail = argv[++i];
101 >                        progname = argv[++i];
102                          break;
103                  case 'h':
104                          print_header = 0;
# Line 90 | Line 113 | char   *argv[];
113                          perror(argv[i]);
114                          exit(1);
115                  }
116 <                                        /* read header */
94 <        getheader(stdin, headline, NULL);
95 <        if (wrongformat) {
96 <                fprintf(stderr, "%s: bad input format\n", progname);
97 <                exit(1);
98 <        }
99 <        if (print_header) {             /* add to header */
100 <                printargs(i, argv, stdout);
101 <                putchar('\n');
102 <        }
103 <                                        /* set view */
104 <        if (setview(&midview) != NULL) {
105 <                fprintf(stderr, "%s: bad view information in input\n",
106 <                                progname);
107 <                exit(1);
108 <        }
109 <                                        /* get findglare data */
110 <        read_input();
111 <                                        /* find calculation */
116 >                                        /* find and run calculation */
117          for (funp = all_funcs; funp->name != NULL; funp++)
118 <                if (!strcmp(funp->name, progtail)) {
118 >                if (!strcmp(funp->name, progname)) {
119 >                        init();
120 >                        read_input();
121 >                        if (print_header) {
122 >                                printargs(i, argv, stdout);
123 >                                putchar('\n');
124 >                        }
125                          print_values(funp->func);
126                          exit(0);                /* we're done */
127                  }
128                                          /* invalid function */
118 –        fprintf(stderr, "%s: unknown function!\n", progtail);
119 –        exit(1);
129   userr:
130 <        fprintf(stderr, "Usage: %s [-t type][-h] [input]\n", progname);
130 >        fprintf(stderr, "Usage: %s -t type [-h] [input]\n", progname);
131 >        fprintf(stderr, "\twhere 'type' is one of the following:\n");
132 >        for (funp = all_funcs; funp->name != NULL; funp++)
133 >                fprintf(stderr, "\t%12s\t%s\n", funp->name, funp->descrip);
134          exit(1);
135   }
136  
137  
138 < headline(s)                     /* get line from header */
139 < char    *s;
138 > static int
139 > headline(                       /* get line from header */
140 >        char    *s,
141 >        void    *p
142 > )
143   {
144 <        char    fmt[32];
144 >        char    fmt[MAXFMTLEN];
145  
146          if (print_header)               /* copy to output */
147                  fputs(s, stdout);
148 <        if (!strncmp(s, VIEWSTR, VIEWSTRL))
149 <                sscanview(&midview, s+VIEWSTRL);
148 >        if (isview(s))
149 >                sscanview(&midview, s);
150          else if (isformat(s)) {
151                  formatval(fmt, s);
152                  wrongformat = strcmp(fmt, "ascii");
153          }
154 +        return(0);
155   }
156  
157  
158 < read_input()                    /* read glare sources from stdin */
158 > static void
159 > init(void)                              /* initialize calculation */
160   {
161 +        char    *err;
162 +                                        /* read header */
163 +        getheader(stdin, headline, NULL);
164 +        if (wrongformat) {
165 +                fprintf(stderr, "%s: bad input format\n", progname);
166 +                exit(1);
167 +        }
168 +                                        /* set view */
169 +        if ((err = setview(&midview)) != NULL) {
170 +                fprintf(stderr, "%s: %s\n",
171 +                                progname, err);
172 +                exit(1);
173 +        }
174 +        if (fabs(DOT(midview.vdir, midview.vup)) > 1e-4) {
175 +                fprintf(stderr,
176 +                "%s: Input view direction not perpendicular to up vector\n",
177 +                                progname);
178 +                exit(1);
179 +        }
180 + }
181 +
182 +
183 + static void
184 + read_input(void)                        /* read glare sources from stdin */
185 + {
186   #define S_SEARCH        0
187   #define S_SOURCE        1
188   #define S_DIREC         2
189          int     state = S_SEARCH;
190          char    buf[128];
191 <        register struct glare_src       *gs;
192 <        register struct glare_dir       *gd;
191 >        struct glare_src        *gs;
192 >        struct glare_dir        *gd;
193  
194          while (fgets(buf, sizeof(buf), stdin) != NULL)
195                  switch (state) {
# Line 164 | Line 206 | read_input()                   /* read glare sources from stdin */
206                          }
207                          if ((gs = newp(struct glare_src)) == NULL)
208                                  goto memerr;
209 <                        if (sscanf(buf, "%lf %lf %lf %lf %lf",
210 <                                        &gs->dir[0], &gs->dir[1], &gs->dir[2],
211 <                                        &gs->dom, &gs->lum) != 5)
209 >                        if (sscanf(buf, FVFORMAT, &gs->dir[0], &gs->dir[1],
210 >                                                &gs->dir[2]) != 3 ||
211 >                                        sscanf(sskip2(buf, 3), "%lf %lf",
212 >                                                &gs->dom, &gs->lum) != 2)
213                                  goto readerr;
214                          normalize(gs->dir);
215                          gs->next = all_srcs;
# Line 200 | Line 243 | readerr:
243   }
244  
245  
246 < print_values(funp)              /* print out calculations */
247 < double  (*funp)();
246 > static void
247 > print_values(           /* print out calculations */
248 >        gdfun *func
249 > )
250   {
251 <        register struct glare_dir       *gd;
251 >        struct glare_dir        *gd;
252  
253          for (gd = all_dirs; gd != NULL; gd = gd->next)
254 <                printf("%f\t%f\n", gd->ang*(180.0/PI), (*funp)(gd));
254 >                printf("%f\t%f\n", gd->ang*(180.0/PI), (*func)(gd));
255   }
256  
257  
258 < double
259 < direct(gd)                      /* compute direct illuminance */
260 < struct glare_dir        *gd;
258 > static double
259 > direct(                 /* compute direct vertical illuminance */
260 >        struct glare_dir        *gd
261 > )
262   {
263          FVECT   mydir;
264          double  d, dval;
265 <        register struct glare_src       *gs;
265 >        struct glare_src        *gs;
266  
267          spinvector(mydir, midview.vdir, midview.vup, gd->ang);
268          dval = 0.0;
# Line 229 | Line 275 | struct glare_dir       *gd;
275   }
276  
277  
278 + static double
279 + indirect(                       /* return indirect vertical illuminance */
280 +        struct glare_dir        *gd
281 + )
282 + {
283 +        return(gd->indirect);
284 + }
285 +
286 +
287 + static double
288 + total(                  /* return total vertical illuminance */
289 +        struct glare_dir        *gd
290 + )
291 + {
292 +        return(direct(gd)+gd->indirect);
293 + }
294 +
295 +
296   /*
297   * posindex -   compute glare position index from:
298   *
# Line 243 | Line 307 | struct glare_dir       *gd;
307   * We return a value less than zero for improper positions.
308   */
309  
310 < double
311 < posindex(sd, vd, vu)                    /* compute position index */
312 < FVECT   sd, vd, vu;
310 > static double
311 > posindex(                       /* compute position index */
312 >        FVECT   sd,
313 >        FVECT   vd,
314 >        FVECT   vu
315 > )
316   {
317          double  sigma, tau;
318          double  d;
# Line 253 | Line 320 | FVECT  sd, vd, vu;
320          d = DOT(sd,vd);
321          if (d <= 0.0)
322                  return(-1.0);
323 <        if (d >= 1.0)
323 >        if (d >= 1.0-FTINY)
324                  return(1.0);
325          sigma = acos(d) * (180./PI);
326 <        d = DOT(sd,vu)/sqrt(1.0-d*d);
327 <        if (d >= 1.0)
261 <                tau = 0.0;
262 <        else
263 <                tau = acos(d) * (180./PI);
326 >        d = fabs(DOT(sd,vu)/sqrt(1.0-d*d));
327 >        tau = Acos(d) * (180./PI);
328          return( exp( sigma*( (35.2 - tau*.31889 - 1.22*exp(-.22222*tau))*1e-3
329                          + sigma*(21. + tau*(.26667 + tau*-.002963))*1e-5 )
330                  ) );
331   }
332  
333  
334 < double
335 < guth_dgr(gd)            /* compute Guth discomfort glare rating */
336 < struct glare_dir        *gd;
334 > static double
335 > dgi(            /* compute Daylight Glare Index */
336 >        struct glare_dir        *gd
337 > )
338   {
339 +        struct glare_src        *gs;
340 +        FVECT   mydir,testdir[7],vhor;
341 +        double  r,posn,omega,p[7],sum;
342 +        int     i;
343 +
344 +        spinvector(mydir, midview.vdir, midview.vup, gd->ang);
345 +        sum = 0.0;
346 +        for (gs = all_srcs; gs != NULL; gs = gs->next) {
347 +
348 +                /* compute 1/p^2 weighted solid angle of the source */
349 +                r = 1. - gs->dom*(.5/PI);
350 +                r = sqrt(1. - r*r);
351 +                fcross(vhor,gs->dir,midview.vup);
352 +                if (normalize(vhor) == 0.)
353 +                        continue;
354 +                VCOPY(testdir[0],gs->dir);
355 +                fvsum(testdir[1],gs->dir,vhor,r);
356 +                fvsum(testdir[2],gs->dir,vhor,0.5*r);
357 +                fvsum(testdir[5],testdir[2],midview.vup,-0.866*r);
358 +                fvsum(testdir[2],testdir[2],midview.vup,0.866*r);
359 +                fvsum(testdir[3],gs->dir,vhor,-r);
360 +                fvsum(testdir[4],gs->dir,vhor,-0.5*r);
361 +                fvsum(testdir[6],testdir[4],midview.vup,0.866*r);
362 +                fvsum(testdir[4],testdir[4],midview.vup,-0.866*r);
363 +                for (i = 0; i < 7; i++) {
364 +                        p[i] = 0.0;
365 +                        if (normalize(testdir[i]) == 0.)
366 +                                continue;
367 +                        posn = posindex(testdir[i],mydir,midview.vup);
368 +                        if (posn > FTINY)
369 +                                p[i] = 1./(posn*posn);
370 +                }
371 +                r = 1. - gs->dom*(.5/PI);
372 +                omega = gs->dom*p[0];
373 +                omega += (r*PI*(1.+1./(r*r))-2.*PI)*(-p[0]+(p[1]+p[2])*0.5);
374 +                omega += (2.*PI-r*PI*(1.+1./(r*r)))*(-p[0]-0.1667*(p[1]+p[3])
375 +                          +0.3334*(p[2]+p[4]+p[5]+p[6]));
376 +                if (omega <= 0.)
377 +                        continue;
378 +                sum += pow(gs->lum,1.6) * pow(omega,0.8) /
379 +                       (gd->indirect*(1./PI) + 0.07*sqrt(gs->dom)*gs->lum);
380 +        }
381 +        if (sum <= FTINY)
382 +                return(0.0);
383 +        return( 10.*log10(0.478*sum) );
384 + }
385 +
386 +
387 + static double
388 + brs_gi(         /* compute BRS Glare Index */
389 +        struct glare_dir        *gd
390 + )
391 + {
392 +        struct glare_src        *gs;
393 +        FVECT   mydir;
394 +        double  p;
395 +        double  sum;
396 +
397 +        spinvector(mydir, midview.vdir, midview.vup, gd->ang);
398 +        sum = 0.0;
399 +        for (gs = all_srcs; gs != NULL; gs = gs->next) {
400 +                p = posindex(gs->dir, mydir, midview.vup);
401 +                if (p <= FTINY)
402 +                        continue;
403 +                sum += pow(gs->lum/p,1.6) * pow(gs->dom,0.8);
404 +        }
405 +        if (sum <= FTINY)
406 +                return(0.0);
407 +        sum *= PI/gd->indirect;
408 +        return(10*log10(0.478*sum));
409 + }
410 +
411 +
412 + static double
413 + guth_dgr(               /* compute Guth discomfort glare rating */
414 +        struct glare_dir        *gd
415 + )
416 + {
417   #define q(w)    (20.4*w+1.52*pow(w,.2)-.075)
418 <        register struct glare_src       *gs;
418 >        struct glare_src        *gs;
419 >        FVECT   mydir;
420          double  p;
421          double  sum;
422          double  wtot, brsum;
423          int     n;
424  
425 +        spinvector(mydir, midview.vdir, midview.vup, gd->ang);
426          sum = wtot = brsum = 0.0; n = 0;
427          for (gs = all_srcs; gs != NULL; gs = gs->next) {
428 <                p = posindex(gs->dir, midview.vdir, midview.vup);
428 >                p = posindex(gs->dir, mydir, midview.vup);
429                  if (p <= FTINY)
430                          continue;
431                  sum += gs->lum * q(gs->dom) / p;
# Line 290 | Line 435 | struct glare_dir       *gd;
435          }
436          if (n == 0)
437                  return(0.0);
438 <        else
294 <                return( pow(
295 <                        .5*sum/pow((brsum+(5.-wtot)*gd->indirect/PI)/5.,.44),
438 >        return( pow(.5*sum/pow((brsum+(5.-wtot)*gd->indirect/PI)/5.,.44),
439                          pow((double)n, -.0914) ) );
440   #undef q
441   }
442  
443  
301 – extern double   erf(), erfc();
302 –
444   #ifndef M_SQRT2
445   #define M_SQRT2 1.41421356237309504880
446   #endif
# Line 307 | Line 448 | extern double  erf(), erfc();
448   #define norm_integral(z)        (1.-.5*erfc((z)/M_SQRT2))
449  
450  
451 < double
452 < guth_vcp(gd)            /* compute Guth visual comfort probability */
453 < struct glare_dir        *gd;
451 > static double
452 > guth_vcp(               /* compute Guth visual comfort probability */
453 >        struct glare_dir        *gd
454 > )
455   {
456 <        return(100.*norm_integral(6.374-1.3227*log(guth_dgr(gd))));
456 >        extern double   erfc();
457 >        double  dgr;
458 >
459 >        dgr = guth_dgr(gd);
460 >        if (dgr <= FTINY)
461 >                return(100.0);
462 >        return(100.*norm_integral(6.374-1.3227*log(dgr)));
463 > }
464 >
465 >
466 > static double
467 > cie_cgi(                /* compute CIE Glare Index */
468 >        struct glare_dir        *gd
469 > )
470 > {
471 >        struct glare_src        *gs;
472 >        FVECT   mydir;
473 >        double  dillum;
474 >        double  p;
475 >        double  sum;
476 >
477 >        spinvector(mydir, midview.vdir, midview.vup, gd->ang);
478 >        sum = 0.0;
479 >        for (gs = all_srcs; gs != NULL; gs = gs->next) {
480 >                p = posindex(gs->dir, mydir, midview.vup);
481 >                if (p <= FTINY)
482 >                        continue;
483 >                sum += gs->lum*gs->lum * gs->dom / (p*p);
484 >        }
485 >        if (sum <= FTINY)
486 >                return(0.0);
487 >        dillum = direct(gd);
488 >        return(8.*log10(2.*sum*(1.+dillum/500.)/(dillum+gd->indirect)));
489 > }
490 >
491 >
492 > static double
493 > ugr(            /* compute Unified Glare Rating */
494 >        struct glare_dir        *gd
495 > )
496 > {
497 >        struct glare_src        *gs;
498 >        FVECT   mydir;
499 >        double  p;
500 >        double  sum;
501 >
502 >        spinvector(mydir, midview.vdir, midview.vup, gd->ang);
503 >        sum = 0.0;
504 >        for (gs = all_srcs; gs != NULL; gs = gs->next) {
505 >                p = posindex(gs->dir, mydir, midview.vup);
506 >                if (p <= FTINY)
507 >                        continue;
508 >                sum += gs->lum*gs->lum * gs->dom / (p*p);
509 >        }
510 >        if (sum <= FTINY)
511 >                return(0.0);
512 >        return(8.*log10(0.25*sum*PI/gd->indirect));
513   }

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines