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

Comparing ray/src/util/rmtxop.c (file contents):
Revision 2.13 by greg, Mon Aug 12 01:20:26 2019 UTC vs.
Revision 2.22 by greg, Mon Nov 27 22:04:45 2023 UTC

# Line 5 | Line 5 | static const char RCSid[] = "$Id$";
5   * General component matrix operations.
6   */
7  
8 – #include <stdio.h>
8   #include <stdlib.h>
9   #include <errno.h>
10 + #include <ctype.h>
11   #include "rtio.h"
12   #include "resolu.h"
13   #include "rmatrix.h"
14   #include "platform.h"
15  
16 < #define MAXCOMP         16              /* #components we support */
16 > #define MAXCOMP         MAXCSAMP        /* #components we support */
17  
18 < static const char       stdin_name[] = "<stdin>";
19 <
20 < /* unary matrix operation(s) */
18 > /* Unary matrix operation(s) */
19   typedef struct {
20          double          sca[MAXCOMP];           /* scalar coefficients */
21          double          cmat[MAXCOMP*MAXCOMP];  /* component transformation */
22          short           nsf;                    /* number of scalars */
23          short           clen;                   /* number of coefficients */
24 <        short           transpose;              /* do transpose? */
24 >        char            csym[11];               /* symbolic coefficients */
25 >        char            transpose;              /* do transpose? */
26   } RUNARYOP;
27  
28 < /* matrix input source and requested operation(s) */
28 > /* Matrix input source and requested operation(s) */
29   typedef struct {
30          const char      *inspec;                /* input specification */
31 +        RMPref          rmp;                    /* matrix preference */
32          RUNARYOP        preop;                  /* unary operation(s) */
33          RMATRIX         *mtx;                   /* original matrix if loaded */
34          int             binop;                  /* binary op with next (or 0) */
# Line 40 | Line 40 | int    verbose = 0;                    /* verbose reporting? */
40   static int
41   loadmatrix(ROPMAT *rop)
42   {
43 <        if (rop->mtx != NULL)
43 >        if (rop->mtx != NULL)           /* already loaded? */
44                  return(0);
45  
46 <        rop->mtx = rmx_load(rop->inspec == stdin_name ?
47 <                                (const char *)NULL : rop->inspec);
46 >        rop->mtx = rmx_load(rop->inspec, rop->rmp);
47          if (rop->mtx == NULL) {
48                  fputs(rop->inspec, stderr);
49                  fputs(": cannot load matrix\n", stderr);
# Line 53 | Line 52 | loadmatrix(ROPMAT *rop)
52          return(1);
53   }
54  
55 + /* Compute conversion row from spectrum to one channel of RGB */
56 + static void
57 + rgbrow(ROPMAT *rop, int r, int p)
58 + {
59 +        const int       nc = rop->mtx->ncomp;
60 +        const float *   wlp = rop->mtx->wlpart;
61 +        int             i;
62 +
63 +        for (i = nc; i--; ) {
64 +                int     nmEnd = wlp[0] + (wlp[3] - wlp[0])*i/nc;
65 +                int     nmStart = wlp[0] + (wlp[3] - wlp[0])*(i+1)/nc;
66 +                COLOR   crgb;
67 +                spec_rgb(crgb, nmStart, nmEnd);
68 +                rop->preop.cmat[r*nc+i] = crgb[p];
69 +        }
70 + }
71 +
72 + /* Compute conversion row from spectrum to one channel of XYZ */
73 + static void
74 + xyzrow(ROPMAT *rop, int r, int p)
75 + {
76 +        const int       nc = rop->mtx->ncomp;
77 +        const float *   wlp = rop->mtx->wlpart;
78 +        int             i;
79 +
80 +        for (i = nc; i--; ) {
81 +                int     nmEnd = wlp[0] + (wlp[3] - wlp[0])*i/nc;
82 +                int     nmStart = wlp[0] + (wlp[3] - wlp[0])*(i+1)/nc;
83 +                COLOR   cxyz;
84 +                spec_cie(cxyz, nmStart, nmEnd);
85 +                rop->preop.cmat[r*nc+i] = cxyz[p];
86 +        }
87 + }
88 +
89 + /* Use the spectral sensitivity function to compute matrix coefficients */
90 + static void
91 + sensrow(ROPMAT *rop, int r, double (*sf)(SCOLOR sc, int ncs, const float wlpt[4]))
92 + {
93 +        const int       nc = rop->mtx->ncomp;
94 +        int             i;
95 +
96 +        for (i = nc; i--; ) {
97 +                SCOLOR  sclr;
98 +                scolorblack(sclr);
99 +                sclr[i] = 1;
100 +                rop->preop.cmat[r*nc+i] = (*sf)(sclr, nc, rop->mtx->wlpart);
101 +        }
102 + }
103 +
104 + /* Check/set symbolic transform */
105 + static int
106 + checksymbolic(ROPMAT *rop)
107 + {
108 +        const int       nc = rop->mtx->ncomp;
109 +        const int       dt = rop->mtx->dtype;
110 +        int             i, j;
111 +
112 +        if (nc < 3) {
113 +                fprintf(stderr, "%s: -c '%s' requires at least 3 components\n",
114 +                                rop->inspec, rop->preop.csym);
115 +                return(-1);
116 +        }
117 +        rop->preop.clen = strlen(rop->preop.csym) * nc;
118 +        if (rop->preop.clen > MAXCOMP*MAXCOMP) {
119 +                fprintf(stderr, "%s: -c '%s' results in too many components\n",
120 +                                rop->inspec, rop->preop.csym);
121 +                return(-1);
122 +        }
123 +        for (j = 0; rop->preop.csym[j]; j++) {
124 +                int     comp = 0;
125 +                switch (rop->preop.csym[j]) {
126 +                case 'B':
127 +                        ++comp;
128 +                        /* fall through */
129 +                case 'G':
130 +                        ++comp;
131 +                        /* fall through */
132 +                case 'R':
133 +                        if (dt == DTxyze) {
134 +                                for (i = 3; i--; )
135 +                                        rop->preop.cmat[j*nc+i] = 1./WHTEFFICACY *
136 +                                                        xyz2rgbmat[comp][i];
137 +                        } else if (nc == 3)
138 +                                rop->preop.cmat[j*nc+comp] = 1.;
139 +                        else
140 +                                rgbrow(rop, j, comp);
141 +                        break;
142 +                case 'Z':
143 +                        ++comp;
144 +                        /* fall through */
145 +                case 'Y':
146 +                        ++comp;
147 +                        /* fall through */
148 +                case 'X':
149 +                        if (dt == DTxyze) {
150 +                                rop->preop.cmat[j*nc+comp] = 1.;
151 +                        } else if (nc == 3) {
152 +                                for (i = 3; i--; )
153 +                                        rop->preop.cmat[j*nc+i] =
154 +                                                        rgb2xyzmat[comp][i];
155 +                        } else if (comp == CIEY)
156 +                                sensrow(rop, j, scolor2photopic);
157 +                        else
158 +                                xyzrow(rop, j, comp);
159 +
160 +                        for (i = nc*(dt != DTxyze); i--; )
161 +                                rop->preop.cmat[j*nc+i] *= WHTEFFICACY;
162 +                        break;
163 +                case 'S':
164 +                        sensrow(rop, j, scolor2scotopic);
165 +                        for (i = nc; i--; )
166 +                                rop->preop.cmat[j*nc+i] *= WHTSCOTOPIC;
167 +                        break;
168 +                case 'M':
169 +                        sensrow(rop, j, scolor2melanopic);
170 +                        for (i = nc; i--; )
171 +                                rop->preop.cmat[j*nc+i] *= WHTMELANOPIC;
172 +                        break;
173 +                default:
174 +                        fprintf(stderr, "%s: -c '%c' unsupported\n",
175 +                                rop->inspec, rop->preop.csym[j]);
176 +                        return(-1);
177 +                }
178 +        }
179 +                                        /* return recommended output type */
180 +        if (!strcmp(rop->preop.csym, "XYZ")) {
181 +                if (dt <= DTspec)
182 +                        return(DTxyze);
183 +        } else if (!strcmp(rop->preop.csym, "RGB")) {
184 +                if (dt <= DTspec)
185 +                        return(DTrgbe);
186 +        }
187 +        if ((nc > 3) & (dt <= DTspec))
188 +                return(DTfloat);        /* probably not actual spectrum */
189 +        return(0);
190 + }
191 +
192   /* Get matrix and perform unary operations */
193   static RMATRIX *
194   loadop(ROPMAT *rop)
195   {
196 +        int     outtype = 0;
197          RMATRIX *mres;
198 <        int     i;
198 >        int     i, j;
199  
200          if (loadmatrix(rop) < 0)                /* make sure we're loaded */
201                  return(NULL);
202  
203 <        if (rop->preop.nsf > 0) {               /* apply scalar(s) */
204 <                if (rop->preop.clen > 0) {
205 <                        fputs("Options -s and -c are exclusive\n", stderr);
203 >        if (rop->preop.csym[0] &&               /* symbolic transform? */
204 >                        (outtype = checksymbolic(rop)) < 0)
205 >                goto failure;
206 >        if (rop->preop.clen > 0) {              /* apply component transform? */
207 >                if (rop->preop.clen % rop->mtx->ncomp) {
208 >                        fprintf(stderr, "%s: -c must have N x %d coefficients\n",
209 >                                        rop->inspec, rop->mtx->ncomp);
210                          goto failure;
211                  }
212 +                if (rop->preop.nsf > 0) {       /* scale transform, first */
213 +                        if (rop->preop.nsf == 1) {
214 +                                for (i = rop->preop.clen; i--; )
215 +                                        rop->preop.cmat[i] *= rop->preop.sca[0];
216 +                        } else if (rop->preop.nsf != rop->mtx->ncomp) {
217 +                                fprintf(stderr, "%s: -s must have one or %d factors\n",
218 +                                                rop->inspec, rop->mtx->ncomp);
219 +                                goto failure;
220 +                        } else {
221 +                                for (j = rop->preop.clen/rop->preop.nsf; j--; )
222 +                                        for (i = rop->preop.nsf; i--; )
223 +                                                rop->preop.cmat[j*rop->preop.nsf+i] *=
224 +                                                                rop->preop.sca[i];
225 +                        }
226 +                }
227 +                mres = rmx_transform(rop->mtx, rop->preop.clen/rop->mtx->ncomp,
228 +                                        rop->preop.cmat);
229 +                if (mres == NULL) {
230 +                        fprintf(stderr, "%s: matrix transform failed\n",
231 +                                                rop->inspec);
232 +                        goto failure;
233 +                }
234 +                if (verbose)
235 +                        fprintf(stderr, "%s: applied %d x %d transform%s\n",
236 +                                        rop->inspec, mres->ncomp,
237 +                                        rop->mtx->ncomp,
238 +                                        rop->preop.nsf ? " (* scalar)" : "");
239 +                rop->preop.nsf = 0;
240 +                if ((mres->ncomp > 3) & (mres->dtype <= DTspec))
241 +                        outtype = DTfloat;      /* probably not actual spectrum */
242 +                rmx_free(rop->mtx);
243 +                rop->mtx = mres;
244 +        }
245 +        if (rop->preop.nsf > 0) {               /* apply scalar(s)? */
246                  if (rop->preop.nsf == 1) {
247                          for (i = rop->mtx->ncomp; --i; )
248                                  rop->preop.sca[i] = rop->preop.sca[0];
# Line 89 | Line 264 | loadop(ROPMAT *rop)
264                          fputs(" )\n", stderr);
265                  }
266          }
267 <        if (rop->preop.clen > 0) {      /* apply transform */
93 <                if (rop->preop.clen % rop->mtx->ncomp) {
94 <                        fprintf(stderr, "%s: -c must have N x %d coefficients\n",
95 <                                        rop->inspec, rop->mtx->ncomp);
96 <                        goto failure;
97 <                }
98 <                mres = rmx_transform(rop->mtx, rop->preop.clen/rop->mtx->ncomp,
99 <                                        rop->preop.cmat);
100 <                if (mres == NULL) {
101 <                        fprintf(stderr, "%s: matrix transform failed\n",
102 <                                                rop->inspec);
103 <                        goto failure;
104 <                }
105 <                if (verbose)
106 <                        fprintf(stderr, "%s: applied %d x %d transform\n",
107 <                                        rop->inspec, mres->ncomp,
108 <                                        rop->mtx->ncomp);
109 <                rmx_free(rop->mtx);
110 <                rop->mtx = mres;
111 <        }
112 <        if (rop->preop.transpose) {     /* transpose matrix? */
267 >        if (rop->preop.transpose) {             /* transpose matrix? */
268                  mres = rmx_transpose(rop->mtx);
269                  if (mres == NULL) {
270                          fputs(rop->inspec, stderr);
# Line 125 | Line 280 | loadop(ROPMAT *rop)
280          }
281          mres = rop->mtx;
282          rop->mtx = NULL;
283 +        if (outtype)
284 +                mres->dtype = outtype;
285          return(mres);
286   failure:
287          rmx_free(rop->mtx);
# Line 140 | Line 297 | binaryop(const char *inspec, RMATRIX *mleft, int op, R
297  
298          if ((mleft == NULL) | (mright == NULL))
299                  return(NULL);
143 –
300          switch (op) {
301          case '.':                       /* concatenate */
302 <                mres = rmx_multiply(mleft, mright);
302 >                if (mleft->ncomp != mright->ncomp) {
303 >                        fputs(inspec, stderr);
304 >                        fputs(": # components do not match\n", stderr);
305 >                } else if (mleft->ncols != mright->nrows) {
306 >                        fputs(inspec, stderr);
307 >                        fputs(": mismatched dimensions\n",
308 >                                        stderr);
309 >                } else
310 >                        mres = rmx_multiply(mleft, mright);
311                  rmx_free(mleft);
312                  rmx_free(mright);
313                  if (mres == NULL) {
314                          fputs(inspec, stderr);
315 <                        if (mleft->ncols != mright->nrows)
152 <                                fputs(": mismatched dimensions for multiply\n",
153 <                                                stderr);
154 <                        else
155 <                                fputs(": concatenation failed\n", stderr);
315 >                        fputs(": concatenation failed\n", stderr);
316                          return(NULL);
317                  }
318                  if (verbose) {
# Line 229 | Line 389 | op_right2left(ROPMAT *mop)
389          int     rpos = 0;
390                                          /* find end of list */
391          while (mop[rpos].binop)
392 <                rpos++;
392 >                if (mop[rpos++].binop != '.') {
393 >                        fputs(
394 >                "Right-to-left evaluation only for matrix multiplication!\n",
395 >                                        stderr);
396 >                        return(NULL);
397 >                }
398          mright = loadop(mop+rpos);
399          while (rpos-- > 0) {
400                  if (mright == NULL)
401                          break;
402 <                mright = binaryop(mop[rpos].inspec,
402 >                mright = binaryop(mop[rpos+1].inspec,
403                                  loadop(mop+rpos), mop[rpos].binop, mright);
404          }
405          return(mright);
# Line 313 | Line 478 | main(int argc, char *argv[])
478          int     i;
479                                          /* get options and arguments */
480          for (i = 1; i < argc; i++) {
316 –                if (nmats >= nall)
317 –                        mop = grow_moparray(mop, nall += 2);
481                  if (argv[i][0] && !argv[i][1] &&
482                                  strchr(".+*/", argv[i][0]) != NULL) {
483 <                        if (mop[nmats].inspec == NULL || mop[nmats].binop) {
484 <                                fprintf(stderr, "%s: missing matrix argument\n",
485 <                                                argv[0]);
483 >                        if (!nmats || mop[nmats-1].binop) {
484 >                                fprintf(stderr,
485 >                        "%s: missing matrix argument before '%c' operation\n",
486 >                                                argv[0], argv[i][0]);
487                                  return(1);
488                          }
489 <                        mop[nmats++].binop = argv[i][0];
489 >                        mop[nmats-1].binop = argv[i][0];
490                  } else if (argv[i][0] != '-' || !argv[i][1]) {
491                          if (argv[i][0] == '-') {
492                                  if (stdin_used++) {
# Line 341 | Line 505 | main(int argc, char *argv[])
505                          int     n = argc-1 - i;
506                          switch (argv[i][1]) {   /* get option */
507                          case 'v':
508 <                                verbose = !verbose;
508 >                                verbose++;
509                                  break;
510                          case 'f':
511                                  switch (argv[i][2]) {
# Line 369 | Line 533 | main(int argc, char *argv[])
533                                  i += mop[nmats].preop.nsf =
534                                          get_factors(mop[nmats].preop.sca,
535                                                          n, argv+i+1);
536 +                                if (mop[nmats].preop.nsf <= 0) {
537 +                                        fprintf(stderr, "%s: -s missing arguments\n",
538 +                                                        argv[0]);
539 +                                        goto userr;
540 +                                }
541                                  break;
542                          case 'c':
543 +                                if (n && isupper(argv[i+1][0])) {
544 +                                        strlcpy(mop[nmats].preop.csym,
545 +                                                argv[++i],
546 +                                                sizeof(mop[0].preop.csym));
547 +                                        mop[nmats].preop.clen = 0;
548 +                                        break;
549 +                                }
550                                  if (n > MAXCOMP*MAXCOMP) n = MAXCOMP*MAXCOMP;
551                                  i += mop[nmats].preop.clen =
552                                          get_factors(mop[nmats].preop.cmat,
553                                                          n, argv+i+1);
554 +                                if (mop[nmats].preop.clen <= 0) {
555 +                                        fprintf(stderr, "%s: -c missing arguments\n",
556 +                                                        argv[0]);
557 +                                        goto userr;
558 +                                }
559 +                                mop[nmats].preop.csym[0] = '\0';
560                                  break;
561 +                        case 'r':
562 +                                if (argv[i][2] == 'f')
563 +                                        mop[nmats].rmp = RMPreflF;
564 +                                else if (argv[i][2] == 'b')
565 +                                        mop[nmats].rmp = RMPreflB;
566 +                                else
567 +                                        goto userr;
568 +                                break;
569                          default:
570                                  fprintf(stderr, "%s: unknown operation '%s'\n",
571                                                  argv[0], argv[i]);
572                                  goto userr;
573                          }
574                  }
575 +                if (nmats >= nall)
576 +                        mop = grow_moparray(mop, nall += 2);
577          }
578          if (mop[0].inspec == NULL)      /* nothing to do? */
579                  goto userr;
580 +        if (mop[nmats-1].binop) {
581 +                fprintf(stderr,
582 +                        "%s: missing matrix argument after '%c' operation\n",
583 +                                argv[0], mop[nmats-1].binop);
584 +                return(1);
585 +        }
586                                          /* favor quicker concatenation */
587 <        mres = prefer_right2left(mop) ? op_right2left(mop) : op_left2right(mop);
588 <        if (!mres)
587 >        mop[nmats].mtx = prefer_right2left(mop) ? op_right2left(mop)
588 >                                                : op_left2right(mop);
589 >        if (mop[nmats].mtx == NULL)
590                  return(1);
591 <                                        /* write result to stdout */
592 <        if (outfmt == DTfromHeader)
591 >                                        /* apply trailing unary operations */
592 >        mop[nmats].inspec = "trailing_ops";
593 >        mres = loadop(mop+nmats);
594 >        if (mres == NULL)
595 >                return(1);
596 >        if (outfmt == DTfromHeader)     /* check data type */
597                  outfmt = mres->dtype;
598 <        if (outfmt != DTascii)
598 >        if (outfmt == DTrgbe) {
599 >                if (mres->ncomp > 3)
600 >                        outfmt = DTspec;
601 >                else if (mres->dtype == DTxyze)
602 >                        outfmt = DTxyze;
603 >        }
604 >        if (outfmt != DTascii)          /* write result to stdout */
605                  SET_FILE_BINARY(stdout);
606          newheader("RADIANCE", stdout);
607          printargs(argc, argv, stdout);
# Line 404 | Line 613 | main(int argc, char *argv[])
613          return(0);
614   userr:
615          fprintf(stderr,
616 <        "Usage: %s [-v][-f[adfc][-t][-s sf .. | -c ce ..] m1 [.+*/] .. > mres\n",
616 >        "Usage: %s [-v][-f[adfc][-t][-s sf .. | -c ce ..][-rf|-rb] m1 [.+*/] .. > mres\n",
617                          argv[0]);
618          return(1);
619   }

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