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root/Development/ray/src/util/rsensor.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/util/rsensor.c (file contents):
Revision 2.6 by greg, Sat Dec 13 00:44:05 2008 UTC vs.
Revision 2.24 by greg, Wed Apr 23 02:35:27 2025 UTC

# Line 9 | Line 9 | static const char RCSid[] = "$Id$";
9   */
10  
11   #include "ray.h"
12 + #include "platform.h"
13   #include "source.h"
14 + #include "func.h"
15   #include "view.h"
16   #include "random.h"
17  
18   #define DEGREE          (PI/180.)
19  
20 < #define MAXNT           180     /* maximum number of theta divisions */
20 > #define MAXNT           181     /* maximum number of theta divisions */
21   #define MAXNP           360     /* maximum number of phi divisions */
22  
23   extern char     *progname;      /* global argv[0] */
# Line 26 | Line 28 | VIEW           ourview =  {VT_ANG,{0.,0.,0.},{0.,0.,1.},{1.,0.,
28                                  1.,180.,180.,0.,0.,0.,0.,
29                                  {0.,0.,0.},{0.,0.,0.},0.,0.};
30  
31 < unsigned long   nsamps = 10000; /* desired number of initial samples */
30 < unsigned long   nssamps = 9000; /* number of super-samples */
31 > long            nsamps = 10000; /* desired number of initial samples */
32   int             ndsamps = 32;   /* number of direct samples */
33   int             nprocs = 1;     /* number of rendering processes */
34  
35   float           *sensor = NULL; /* current sensor data */
36   int             sntp[2];        /* number of sensor theta and phi angles */
37   float           maxtheta;       /* maximum theta value for this sensor */
38 < float           tvals[MAXNT+1]; /* theta values (1-D table of 1-cos(t)) */
39 < float           *pvals = NULL;  /* phi values (2-D table in radians) */
38 > float           tvals[MAXNT+1]; /* theta prob. values (1-D table of 1-cos(t)) */
39 > float           *pvals = NULL;  /* phi prob. values (2-D table in radians) */
40   int             ntheta = 0;     /* polar angle divisions */
41   int             nphi = 0;       /* azimuthal angle divisions */
42   double          gscale = 1.;    /* global scaling value */
# Line 59 | Line 60 | print_defaults()               /* print out default parameters */
60          over_options();
61          printf("-n %-9d\t\t\t# number of processes\n", nprocs);
62          printf("-rd %-9ld\t\t\t# ray directions\n", nsamps);
62        /* printf("-rs %-9ld\t\t\t# ray super-samples\n", nssamps); */
63          printf("-dn %-9d\t\t\t# direct number of samples\n", ndsamps);
64          printf("-vp %f %f %f\t# view point\n",
65                          ourview.vp[0], ourview.vp[1], ourview.vp[2]);
# Line 71 | Line 71 | print_defaults()               /* print out default parameters */
71          print_rdefaults();
72   }
73  
74 +
75 + void
76 + quit(ec)                        /* make sure exit is called */
77 + int     ec;
78 + {
79 +        if (ray_pnprocs > 0)    /* close children if any */
80 +                ray_pclose(0);
81 +        else if (ray_pnprocs < 0)
82 +                _exit(ec);      /* avoid flush in child */
83 +        exit(ec);
84 + }
85 +
86 +
87   int
88   main(
89          int     argc,
# Line 89 | Line 102 | main(
102          directrelay = 3;
103          ambounce = 1;
104          maxdepth = -10;
105 +                                /* initialize calcomp routines */
106 +        initfunc();
107                                  /* get options from command line */
108          for (i = 1; i < argc; i++) {
109                  while ((rval = expandarg(&argc, &argv, i)) > 0)
# Line 109 | Line 124 | main(
124                                          putchar('\n');
125                                  }
126                                                  /* start process(es) */
127 <                                ray_pinit(argv[argc-1], nprocs);
127 >                                if (strcmp(argv[argc-1], "."))
128 >                                        ray_pinit(argv[argc-1], nprocs);
129                          }
130                          comp_sensor(argv[i]);   /* process a sensor file */
131                          continue;
# Line 117 | Line 133 | main(
133                  if (argv[i][1] == 'r') {        /* sampling options */
134                          if (argv[i][2] == 'd')
135                                  nsamps = atol(argv[++i]);
120                        else if (argv[i][2] == 's')
121                                nssamps = atol(argv[++i]);
136                          else {
137                                  sprintf(errmsg, "bad option at '%s'", argv[i]);
138                                  error(USER, errmsg);
# Line 183 | Line 197 | main(
197                  }
198                  i += rval;
199          }
200 <        if (!ray_pnprocs)
200 >        if (sensor == NULL)
201                  error(USER, i<argc ? "missing sensor file" : "missing octree");
202          quit(0);
203   }
# Line 195 | Line 209 | load_sensor(
209          char    *sfile
210   )
211   {
212 +        int     warnedneg;
213          char    linebuf[8192];
214 +        int     last_pos_val = 0;
215          int     nelem = 1000;
216          float   *sarr = (float *)malloc(sizeof(float)*nelem);
217          FILE    *fp;
# Line 223 | Line 239 | load_sensor(
239                  cp = fskip(cp);
240                  if (cp == NULL)
241                          break;
242 +                if (ntp[1] > 1 && sarr[ntp[1]+1] <= sarr[ntp[1]]+FTINY) {
243 +                        sprintf(errmsg,
244 +                "Phi values not monotinically increasing in sensor file '%s'",
245 +                                        sfile);
246 +                        error(USER, errmsg);
247 +                }
248                  ++ntp[1];
249          }
250 +        warnedneg = 0;
251          ntp[0] = 0;                             /* get thetas + data */
252          while (fgets(linebuf, sizeof(linebuf), fp) != NULL) {
253                  ++ntp[0];
# Line 242 | Line 265 | load_sensor(
265                          cp = fskip(cp);
266                          if (cp == NULL)
267                                  break;
268 +                        if (sarr[i] < .0) {
269 +                                if (!warnedneg++) {
270 +                                        sprintf(errmsg,
271 +                "Negative value(s) in sensor file '%s' (ignored)\n", sfile);
272 +                                        error(WARNING, errmsg);
273 +                                }
274 +                                sarr[i] = .0;
275 +                        } else if (sarr[i] > FTINY && i > ntp[0]*(ntp[1]+1))
276 +                                last_pos_val = i;
277                          ++i;
278                  }
279 <                if (i == ntp[0]*(ntp[1]+1))
279 >                if (i == ntp[0]*(ntp[1]+1))     /* empty line? */
280                          break;
281 +                if (ntp[0] > 1 && sarr[ntp[0]*(ntp[1]+1)] <=
282 +                                        sarr[(ntp[0]-1)*(ntp[1]+1)]) {
283 +                        sprintf(errmsg,
284 +                "Theta values not monotinically increasing in sensor file '%s'",
285 +                                        sfile);
286 +                        error(USER, errmsg);
287 +                }
288                  if (i != (ntp[0]+1)*(ntp[1]+1)) {
289                          sprintf(errmsg,
290                          "bad column count near line %d in sensor file '%s'",
# Line 253 | Line 292 | load_sensor(
292                          error(USER, errmsg);
293                  }
294          }
295 <        nelem = i;
295 >                                                /* truncate zero region */
296 >        ntp[0] = (last_pos_val + ntp[1])/(ntp[1]+1) - 1;
297 >        nelem = (ntp[0]+1)*(ntp[1]+1);
298          fclose(fp);
299          errmsg[0] = '\0';                       /* sanity checks */
300 <        if (ntp[0] <= 0)
301 <                sprintf(errmsg, "no data in sensor file '%s'", sfile);
300 >        if (!last_pos_val)
301 >                sprintf(errmsg, "no positive sensor values in file '%s'", sfile);
302          else if (fabs(sarr[ntp[1]+1]) > FTINY)
303                  sprintf(errmsg, "minimum theta must be 0 in sensor file '%s'",
304                                  sfile);
305          else if (fabs(sarr[1]) > FTINY)
306                  sprintf(errmsg, "minimum phi must be 0 in sensor file '%s'",
307                                  sfile);
308 <        else if (sarr[ntp[1]] <= FTINY)
308 >        else if (sarr[ntp[1]] < 270.-FTINY)
309                  sprintf(errmsg,
310 <                        "maximum phi must be positive in sensor file '%s'",
310 >                        "maximum phi must be 270 or greater in sensor file '%s'",
311                                  sfile);
312 <        else if (sarr[ntp[0]*(ntp[1]+1)] <= FTINY)
312 >        else if (sarr[ntp[1]] >= 360.-FTINY)
313                  sprintf(errmsg,
314 <                        "maximum theta must be positive in sensor file '%s'",
314 >                        "maximum phi must be less than 360 in sensor file '%s'",
315                                  sfile);
316          if (errmsg[0])
317                  error(USER, errmsg);
# Line 283 | Line 324 | init_ptable(
324          char    *sfile
325   )
326   {
327 <        int     samptot = nsamps;
327 >        long    samptot = nsamps;
328          float   *rowp, *rowp1;
329          double  rowsum[MAXNT], rowomega[MAXNT];
330          double  thdiv[MAXNT+1], phdiv[MAXNP+1];
# Line 315 | Line 356 | init_ptable(
356                  error(INTERNAL, errmsg);
357          }
358                                          /* compute boundary angles */
359 <        maxtheta = 1.5f*s_theta(sntp[0]-1) - 0.5f*s_theta(sntp[0]-2);
359 >        maxtheta = DEGREE*(1.5f*s_theta(sntp[0]-1) - 0.5f*s_theta(sntp[0]-2));
360 >        if (maxtheta > PI)
361 >                maxtheta = PI;
362          thdiv[0] = .0;
363          for (t = 1; t < sntp[0]; t++)
364                  thdiv[t] = DEGREE/2.*(s_theta(t-1) + s_theta(t));
365 <        thdiv[sntp[0]] = maxtheta*DEGREE;
366 <        phdiv[0] = .0;
365 >        thdiv[sntp[0]] = maxtheta;
366 >        phdiv[0] = DEGREE*(1.5f*s_phi(0) - 0.5f*s_phi(1));
367          for (p = 1; p < sntp[1]; p++)
368                  phdiv[p] = DEGREE/2.*(s_phi(p-1) + s_phi(p));
369 <        phdiv[sntp[1]] = 2.*PI;
369 >        phdiv[sntp[1]] = DEGREE*(1.5f*s_phi(sntp[1]-1) - 0.5f*s_phi(sntp[1]-2));
370                                          /* size our table */
371 <        tsize = 1. - cos(maxtheta*DEGREE);
372 <        psize = PI*tsize/(maxtheta*DEGREE);
371 >        tsize = 1. - cos(maxtheta);
372 >        psize = PI*tsize/maxtheta;
373          if (sntp[0]*sntp[1] < samptot)  /* don't overdo resolution */
374                  samptot = sntp[0]*sntp[1];
375 <        ntheta = (int)(sqrt((double)samptot*tsize/psize) + 0.5);
375 >        ntheta = (int)(sqrt((double)samptot*tsize/psize)*sntp[0]/sntp[1]) + 1;
376          if (ntheta > MAXNT)
377                  ntheta = MAXNT;
378          nphi = samptot/ntheta;
379 <        pvals = (float *)malloc(sizeof(float)*ntheta*(nphi+1));
379 >        pvals = (float *)malloc(sizeof(float)*(ntheta+1)*(nphi+1));
380          if (pvals == NULL)
381                  error(SYSTEM, "out of memory in init_ptable()");
382          gscale = .0;                    /* compute our inverse table */
383          for (i = 0; i < sntp[0]; i++) {
384                  rowp = &s_val(i,0);
385 <                rowsum[i] = 0.;
385 >                rowsum[i] = 1e-20;
386                  for (j = 0; j < sntp[1]; j++)
387                          rowsum[i] += *rowp++;
388                  rowomega[i] = cos(thdiv[i]) - cos(thdiv[i+1]);
389                  rowomega[i] *= 2.*PI / (double)sntp[1];
390                  gscale += rowsum[i] * rowomega[i];
391          }
392 +        if (gscale <= FTINY) {
393 +                sprintf(errmsg, "Sensor values sum to zero in file '%s'", sfile);
394 +                error(USER, errmsg);
395 +        }
396          for (i = 0; i < ntheta; i++) {
397                  prob = (double)i / (double)ntheta;
398                  for (t = 0; t < sntp[0]; t++)
# Line 357 | Line 404 | init_ptable(
404                  tvals[i] = 1. - ( (1.-frac)*cos(thdiv[t]) +
405                                                  frac*cos(thdiv[t+1]) );
406                                  /* offset b/c sensor values are centered */
407 <                if (t <= 0 || frac > 0.5)
407 >                if ((t < sntp[0]-1) & (!t | (frac >= 0.5))) {
408                          frac -= 0.5;
409 <                else if (t >= sntp[0]-1 || frac < 0.5) {
409 >                } else {
410                          frac += 0.5;
411                          --t;
412                  }
413 <                pvals[i*(nphi+1)] = .0f;
413 >                pvals[i*(nphi+1)] = phdiv[0];
414                  for (j = 1; j < nphi; j++) {
415                          prob = (double)j / (double)nphi;
416                          rowp = &s_val(t,0);
417                          rowp1 = &s_val(t+1,0);
418 <                        for (p = 0; p < sntp[1]; p++) {
418 >                        for (p = 0; p < sntp[1]; p++)
419                                  if ((prob -= (1.-frac)*rowp[p]/rowsum[t] +
420                                              frac*rowp1[p]/rowsum[t+1]) <= .0)
421                                          break;
422 <                                if (p >= sntp[1])
423 <                                        error(INTERNAL,
424 <                                            "code error 2 in init_ptable()");
378 <                                frac1 = 1. + prob/((1.-frac)*rowp[p]/rowsum[t]
379 <                                                + frac*rowp1[p]/rowsum[t+1]);
380 <                                pvals[i*(nphi+1) + j] = (1.-frac1)*phdiv[p] +
381 <                                                        frac1*phdiv[p+1];
422 >                        if (p >= sntp[1]) {     /* should never happen? */
423 >                                p = sntp[1] - 1;
424 >                                prob = .5;
425                          }
426 +                        frac1 = 1. + prob/((1.-frac)*rowp[p]/rowsum[t]
427 +                                        + frac*rowp1[p]/rowsum[t+1]);
428 +                        pvals[i*(nphi+1) + j] = (1.-frac1)*phdiv[p] +
429 +                                                frac1*phdiv[p+1];
430                  }
431 <                pvals[i*(nphi+1) + nphi] = (float)(2.*PI);
431 >                pvals[i*(nphi+1) + nphi] = phdiv[sntp[1]];
432          }
433 +                                                /* duplicate final row */
434 +        memcpy(pvals+ntheta*(nphi+1), pvals+(ntheta-1)*(nphi+1),
435 +                                sizeof(*pvals)*(nphi+1));
436          tvals[0] = .0f;
437          tvals[ntheta] = (float)tsize;
438   }
# Line 429 | Line 479 | sens_val(
479          int     t, p;
480          
481          dv[2] = DOT(dvec, ourview.vdir);
482 <        theta = (float)((1./DEGREE) * acos(dv[2]));
482 >        theta = acos(dv[2]);
483          if (theta >= maxtheta)
484                  return(.0f);
485          dv[0] = DOT(dvec, ourview.hvec);
486          dv[1] = DOT(dvec, ourview.vvec);
487 <        phi = (float)((1./DEGREE) * atan2(-dv[0], dv[1]));
488 <        while (phi < .0f) phi += 360.f;
487 >        phi = atan2(-dv[0], dv[1]);
488 >        while (phi < .0f) phi += (float)(2.*PI);
489          t = (int)(theta/maxtheta * sntp[0]);
490 <        p = (int)(phi*(1./360.) * sntp[1]);
490 >        p = (int)(phi*(1./(2.*PI)) * sntp[1]);
491                          /* hack for non-uniform sensor grid */
492 +        theta *= (float)(1./DEGREE);
493 +        phi *= (float)(1./DEGREE);
494          while (t+1 < sntp[0] && theta >= s_theta(t+1))
495                  ++t;
496          while (t-1 >= 0 && theta <= s_theta(t-1))
# Line 450 | Line 502 | sens_val(
502          return(s_val(t,p));
503   }
504  
505 + /* Print origin and direction */
506 + static void
507 + print_ray(
508 +        FVECT rorg,
509 +        FVECT rdir
510 + )
511 + {
512 +        printf("%.6g %.6g %.6g %.8f %.8f %.8f\n",
513 +                        rorg[0], rorg[1], rorg[2],
514 +                        rdir[0], rdir[1], rdir[2]);
515 + }
516 +
517   /* Compute sensor output */
518   static void
519   comp_sensor(
# Line 460 | Line 524 | comp_sensor(
524                                  ndsamps > 0 ? 1 : 0;
525          char    *err;
526          int     nt, np;
527 <        COLOR   vsum;
527 >        SCOLOR  vsum;
528          RAY     rr;
529          double  sf;
530          int     i, j;
# Line 474 | Line 538 | comp_sensor(
538                                                  /* assign probability table */
539          init_ptable(sfile);
540                                                  /* stratified MC sampling */
541 <        setcolor(vsum, .0f, .0f, .0f);
541 >        scolorblack(vsum);
542          nt = (int)(sqrt((double)nsamps*ntheta/nphi) + .5);
543          np = nsamps/nt;
544          sf = gscale/nsamps;
# Line 484 | Line 548 | comp_sensor(
548                          get_direc(rr.rdir, (i+frandom())/nt, (j+frandom())/np);
549                          if (ourview.vfore > FTINY)
550                                  VSUM(rr.rorg, rr.rorg, rr.rdir, ourview.vfore);
551 +                        if (!ray_pnprocs) {
552 +                                print_ray(rr.rorg, rr.rdir);
553 +                                continue;
554 +                        }
555                          rr.rmax = .0;
556 <                        rayorigin(&rr, PRIMARY, NULL, NULL);
557 <                        scalecolor(rr.rcoef, sf);
556 >                        rayorigin(&rr, PRIMARY|SPECULAR, NULL, NULL);
557 >                        scalescolor(rr.rcoef, sf);
558                          if (ray_pqueue(&rr) == 1)
559 <                                addcolor(vsum, rr.rcol);
559 >                                saddscolor(vsum, rr.rcol);
560                  }
561                                                  /* remaining rays pure MC */
562          for (i = nsamps - nt*np; i-- > 0; ) {
# Line 496 | Line 564 | comp_sensor(
564                  get_direc(rr.rdir, frandom(), frandom());
565                  if (ourview.vfore > FTINY)
566                          VSUM(rr.rorg, rr.rorg, rr.rdir, ourview.vfore);
567 +                if (!ray_pnprocs) {
568 +                        print_ray(rr.rorg, rr.rdir);
569 +                        continue;
570 +                }
571                  rr.rmax = .0;
572 <                rayorigin(&rr, PRIMARY, NULL, NULL);
573 <                scalecolor(rr.rcoef, sf);
572 >                rayorigin(&rr, PRIMARY|SPECULAR, NULL, NULL);
573 >                scalescolor(rr.rcoef, sf);
574                  if (ray_pqueue(&rr) == 1)
575 <                        addcolor(vsum, rr.rcol);
575 >                        saddscolor(vsum, rr.rcol);
576          }
577 +        if (!ray_pnprocs)                       /* just printing rays */
578 +                return;
579                                                  /* scale partial result */
580 <        scalecolor(vsum, sf);
580 >        scalescolor(vsum, sf);
581                                                  /* add direct component */
582          for (i = ndirs; i-- > 0; ) {
583                  SRCINDEX        si;
# Line 513 | Line 587 | comp_sensor(
587                          if (sf <= FTINY)
588                                  continue;
589                          sf *= si.dom/ndirs;
590 <                        scalecolor(rr.rcoef, sf);
590 >                        scalescolor(rr.rcoef, sf);
591                          if (ray_pqueue(&rr) == 1) {
592 <                                multcolor(rr.rcol, rr.rcoef);
593 <                                addcolor(vsum, rr.rcol);
592 >                                smultscolor(rr.rcol, rr.rcoef);
593 >                                saddscolor(vsum, rr.rcol);
594                          }
595                  }
596          }
597 <                                                /* finish our calculation */
598 <        while (ray_presult(&rr, 0) > 0) {
599 <                multcolor(rr.rcol, rr.rcoef);
526 <                addcolor(vsum, rr.rcol);
597 >        while (ray_presult(&rr, 0) > 0) {       /* finish our calculation */
598 >                smultscolor(rr.rcol, rr.rcoef);
599 >                saddscolor(vsum, rr.rcol);
600          }
601 <                                                /* print our result */
602 <        printf("%.4e %.4e %.4e\n", colval(vsum,RED),
603 <                                colval(vsum,GRN), colval(vsum,BLU));
601 >        for (i = 0; i < NCSAMP; i++)            /* print our result */
602 >                printf(" %.4e", vsum[i]);
603 >        fputc('\n', stdout);
604   }

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