Radianceソースファイルからインストール
 Windows10 で照明シミュレーションソフト Radiance を使う!

Windows10のアップデート(Fall Creators Update、2017.10/17提供開始)の適用により、Windows10の「Windows Subsystem for Linux」(WSL)が正式版になりました。WSLの機能により、Linux用ソフトをそのまま動かすことができます。ここではLinux用である照明シミュレーションソフトRadianceのインストールについて示します。ここでは下記のWindowsを使用しました。(2018.10改定)

    Windows10 (64bit) 、version 1809

インストールを行う際に、その過程を忘備録として簡単なメモをとっていたのですが、Radianceをインストールしたい方の参考になればと思い、ここに記すことにしました。以下に、WSL上でRadianceを使用できるようにする一連の作業(ソースファイルのコンパイル、リンク、インストールなど)を示します。Linuxに不慣れな方にもなるべくわかりやすくと思い、Windowsで可能な作業はWindowsで行うように記述しています。

通常のWindowsソフトのインストールと違い、ソースファイルからのインストールなので手間がかかりめんどくさいと思います。Radianceはオリジナル配布ソースをそのまま実行形式にします。このRadianceをWindowsと一緒に使用したい人に少しでもお役に立てば幸いです。間違いや不適当なところがあれば、ご指摘いただければうれしいです。

以下の表記のなかで、
   青色部分は Widows での操作表示
   茶色部分は ububtuコンソール での操作表示
を表しています。

(1)Windows10のアップデートの確認

  初めに、Windows10に Fall Creators Updateが適用されていることを確認してください。
  確認方法です。
   1.[スタートボタン]をクリック
   2.[設定](歯車アイコン)をクリック
   3.[システム]をクリック
   4.[バージョン情報]をクリック
     いろいろな情報が表示されますが、その中に
       バージョン 1809
     という表示があれば、OKです。
   5.バージョン番号がこれより小さいと、アップデートが必要です。

(2)Windows Subsystem for Linux (WSL) の有効化

  次の順番でマウスでクリックして、WSLを使えるようにします。
   1.[スタートボタン]をクリック
   2.[設定](歯車アイコン)をクリック
   3.[アプリ]をクリック
   4.[プログラムと機能]をクリック
   5.[Windowsの機能の有効化または無効化]をクリック(左側にある)
   6.Windowsの機能が表示されるので、
        □Windows Subsystem for Linux
     にチェックを入れ、[OK]をクリックします。
   7.再起動を促すダイアログが出るので再起動します。

(3)Linuxの導入−その1

  ここでは、LinuxとしてUbuntuを導入します。設定に使用する文字は英数字にします。
   1.タスクバーにある[紙袋アイコン]をクリックします。
      (または、ブラウザでWindows storeを開く。)
   2.検索欄に ubuntu と入力し検索します。
   3.検索結果画面のアプリ[Ubuntu 18.04 LTS]アイコンをクリックします。
   4.次に[入手]をクリックするとububtuがダウンロードされ、
     「この製品はインストール済みです。」の表示がでます。
   5.青色の[起動]をクリックします。
   6.ubuntsコンソール画面が現れます。(以下、単に コンソール と記します。)
       このコンソールにコマンドを入力してLinuxを使用します。
       インストールに時間がかかるので、しばらく待ちます。
   7.ユーザ名を聞いてくるので、入力します。
       ここでは、ユーザ名を kankyo と入力した例を示します。
       (後出で kankyo とある部分は 自分のユーザ名 となります。)
       続いて、「パスワード」聞いてくるので、2回入力します。
         注意
          ・このユーザ名とパスワードは Windows のログインとは関係
           ないので、違うもので問題ありません。
          ・パスワードは sudo コマンド使用時に必要になるだけです。
   8.緑色のプロンプトが表示され、コンソールが使用できるようになります。
       緑色と白文字のプロンプトは「ユーザ名@パソコン名: $」となります。
      (コンソールの終了方法は次の3通りあります。
         1: 右上の×をクリック、2: exitと入力、3: CTRL+d )
   9.ブラウザ、コンソールは終了してもいいです。
     連続して作業を続行する場合は、コンソールはそのままにして次に進みます。

(4)Linuxの導入−その2

  インストールしたubuntsの更新とアップグレードをします。
  コンソールが表示されている状態であれば、3から開始します。
   1.[スタートボタン]をクリック
   2.[Ubuntu]アイコンをクリックし、コンソールを表示します。
   3.コンソールに以下の2つのコマンドを順に入力し実行して行きます。
     入力するとパスワードを聞かれるので入力します。(下記の注意参照)
     終了するまで、しばらく時間がかかります。
       sudo apt-get update
       sudo apt-get upgrade -y
     注意
      ・sudoコマンドを使用したとき、パスワードの入力が要求されます。
        要求があったときは、パスワードを入力します。
      ・コマンドプロンプトに続き、上記コマンドを1つずつ入力し実行します。
        終わるとコマンドプロンプトが新しく表示されます。
      ・Windowsでのテキストのコピーは、コンソール上で右クリックでペーストできます。
      ・コマンド実行時、y/n の要求があれば、y を入力する。
   4.ブラウザ、コンソールは終了してもいいです。
     連続して作業を続行する場合は、コンソールはそのままにして次に進みます。

(5)Rdiance導入準備作業−A

  Radiance用のフォルダ作成します。
  このフォルダは、計算データなどを保存したりする作業に使用します。
  フォルダはLinuxではディレクトリと呼ばれます。Windowsで作成します。
       d:\radhome
       d:\radhome\bin
  上記はdディスクに radhome という名前のフォルダを作成しています。
  フォルダ radhome は自分の好きなディスク・名前でいいです。
  フォルダ bin は自作のコマンドやシェルスクリプトの格納に使用します。
  後でフォルダ radhome をホームディレクトリに設定します。
  以下、上記例の名称がでてきたときは、自分のものに読み替えます。

(6)Rdiance導入準備作業−B

  ここでは現在のホームディレクトリを Windowsのフォルダ radhome に変更します。
  WSLで当初使用しているディレクトリはWSL独自のものです。
  このディレクトリに作成されたファイルは、Windows側から参照や編集をするこ
  とができません。変更の目的は、ファイルなどがWindowsと共用できるようにす
  るためです。radファイルやシミュレーション結果などの編集作業をWindowsの
  ソフトですぐ行うことが可能になり利用しやすくなります。

  コンソールが表示されている状態であれば、3から開始してください。
   1.[スタートボタン]をクリック
   2.[Ubuntu]アイコンをクリックし、コンソールを表示します。
   3.コンソールでの次の作業をする。
     下記コマンドでファイルを作成したフォルダ radhome にコピーする。
        cp .* /mnt/d/radhome/.
   4.各ユーザのホームディレクトリは、/etc/passwd ファイルに記述されています。
     ここで/etc/passwd ファイルの変更を行います。viなどで直接編集してもいいのですが、
     編集し損ねるとやっかいなことになる可能性があるので、下記のようにします。
    (1) /etc/passwd ファイルを先ほど作成したディレクトリにコピーします。
        cp /etc/passwd /mnt/d/radhome/.
    (2) Windowsで、d:radhome\passwd ファイルを変更します。
      ここでは、サクラエディタを使用しました。
      (メモ帳は Linux の改行コードLFに非対応なので使用しないでください。)
      一番最後の行を変更します。(最終行は31行目でした。)
      ユーザがkankyoとなっている最終行は次のようになっています。
        kankyo:x:1000:1000:,,,:/home/kankyo:/bin/bash
      この行に記述されているホームディレクトリを変更します。
        現在: /home/kankyo
        新規: /mnt/d/radhome    (dデスクのradhomeフォルダ)
      新規は上記にならって自分のフォルダ名にしてください。
      変更すると下記のようになります。
        kankyo:x:1000:1000:,,,:/mnt/d/radhome:/bin/bash
      変更部分をよく確認して保存し終了します。
    (3) オリジナルと変更したpasswdファイルとの違いをコンソールで最終確認します。
      diffコマンドにより2つのファイルの違いを表示してみます。
      実行すると次のようなります。diffコマンドの次の4行が違った部分の差分出力です。
        diff /etc/passwd passwd
        31c31
        > kankyo:x:1000:1000:,,,:/home/kankyo:/bin/bash
        ---
        < kankyo:x:1000:1000:,,,:/mnt/d/radhome:/bin/bash
      ホームディレクトリ /home/kankyo が /mnt/d/radhome になっていればOKです。
      よく確認し、違っていれば、(1)のコピーから再度実行します。
    (4) よければ、下記コマンドでコピーし変更を反映させます。
        sudo cp passwd /etc/passwd
   5.コンソールを終了し、再度、コンソールを立ち上げます。
     ホームディレクトリが radhome に変更されていることを下記コマンドで確認します。
        pwd
        /mnt/d/radhome
   6.ホームディレクトリにある .bashrc ファイルに追加記述をします。
     この作業は、XWindowを使用するための設定です。Windowsで作業を行います。
     サクラエディタに d:radhome\.bashrc ファイルを読み込みます。
     ファイルの最後に次の1行を追加し保存します。
        export DISPLAY=localhost:0.0

(7)Rdiance導入準備作業−C

  Radianceをインストール・使用するために必要なソフトの準備をします。
  他のパッケージソフトは、imagemagick と gnuplot をインストールします。
  コンソールが表示されている状態であれば、3から開始してください。
   1.[スタートボタン]をクリック
   2.[Ubuntu]アイコンをクリックし、コンソールを表示します。
   3.コンソールに以下のコマンドを順に入力し実行して行きます。
     要領・注意は、上記の準備作業1と同様です。
       sudo apt-get install -y fonts-noto-cjk fonts-noto-hinted
       sudo apt-get install -y build-essential
       sudo apt-get install -y xorg-dev tcl tk csh
       sudo apt-get install -y x11-apps x11-utils x11-xserver-utils
       sudo apt-get install -y imagemagick gnuplot-x11
       sudo apt-get update
       sudo apt-get upgrade -y
     少し時間がかかりますが、以上がRadiance用のWSL環境となります。

(8)Rdiance導入/インストール

  いよいよ、Radianceのコンパイル、リンク、インストールします。
   1.Radianceのソースファイルは、下記ページよりダウンロードできます。
        http://radsite.lbl.gov/radiance/framed.html
     次の2つのファイルをダウンロードします。
        rad5R2.tar.gz 
        rad5R2supp.tar.gz 
     ダウンロードが終了したら、このファイルをホームディレクトリにコピーします。
     (本来なら rad5R2all.tar.gz でよいのですが、解凍時にエラーがでました。)
   2.ホームディレクトリにある上記ファイルを下記コマンドで解凍します。
     (Windows用ソフトで解凍してもいいです。)
        tar zxvf rad5R2.tar.gz
        tar zxvf rad5R2supp.tar.gz
   3.解凍が終わると、ray というディレクトリができます。
     そこに移動し、下記コマンドでインストールを指示します。
        cd ray
        sudo ./makeall install
     インストール作業が開始されるまでにいくつか聞いてきます。
     下記にその質問を示します。?の後の記述を入力(3か所)します。
     何もないものはエンターキーを押すだけです。
       What is your preferred editor [vi]?
       Where do you want the executables [/usr/local/bin]?
       --More--(37%)
 (ここはスペースキーを押します。)
       Do you understand and accept the terms of this agreement [n]? y
       Choice? 2
       Where do you want the library files [/usr/local/lib/ray]?
       Install library files now [n]?
y
       Do you want to change it?
     ここからインストール作業が開始されます。
     コンパイルでは、warning が出てきますが、エラー無しで終了すると思います。
     終了するとコマンドプロンプトが表示されます。
     最後のメッセージが Done. と表示されていれば正常に終了しています。
     これで、Radianceのインストールは終了です。
   4.ブラウザ、コンソールは終了します。

(9)Xサーバの導入

今回インストールしたradianceでは、画像表示などはXwindowを使用しています。十分に使うためには、windows10上で稼働するXサーバが必要になります。計算だけならば、コマンドによりXサーバなしでもradianceを使用できますが、不便だと思います。Xサーバのインストールなどについては、ネットにさまざまな情報があります。フリーのXサーバには、VcXsrv や cygwin などがあります。試したところ、こちらのPC環境では VcXsrvは不安定でしたので cygwinのXサーバを使用しています。
以下に、簡単ですが cygwin のXサーバインストールについて示します。

  Xサーバ(cygwin)のインストール
   1.Cygwinのホームページよりセットアッププログラムをダウンロードします。
     下記リンクがCygwinのホームページです。
        https://www.cygwin.com
     次のリンクはセットアッププログラムへの直接リンクです。
        setup-x86_64.exe 
     ダウンロードが終了したら、セットアッププログラムをダブルクリックし実行します。
     すると、つぎのようなウインドウが出ます。
         cygwin-start

     このウインドウの表示に応じて[次へ]をクリックしてゆきます。
     以下に、この最初のウインドウから順番にするクリックを示します。
        Cygwin Net Release Setup Program  [次へ]
        Install from Internet     [次へ]
        Select Root Install Directory   [次へ]
        Select Local Package Directory  [次へ]
        Select Your Internet Connection  [次へ]
        Choose A Download Sites
         cygwin-site
         サイトの選択です。どのサイトでもいいのですが、
         真ん中より下の方に日本のサイトがあるので選択します。
                            [次へ]
        Select Packages
         cygwin-x11
         インストールするパッケージを選択
           Category にします。
           X11 の Default をクリックし、Install にします。
                            [次へ]
        Resolving Dependancies   [次へ]


        これよりも後の質問は、すべて前向きの選択(次へ、OK)で答えていきます。
        ダウンロードが開始され、そのあとインストールを行うのでしばらく時間がかかります。
        以上でXサーバのインストールは終了です。

(10)インストールしたRadianceの使用

  次のような順番で起動します。
   1.WSL の起動
      [ubuntu]アイコンのクリック
   2.Xサーバの起動
      cygwinのXサーバ起動コマンド(Windows)は下記を使用しています。
        C:\cygwin64\bin\XWin.exe :0 -multiwindow -listen tcp
      ショートカットを作成しておけば、すぐ起動することができます。
      注:上記の1,2は独立して動作するので実行順番は関係ありません。
   3.X端末エミュレーターの起動
      1で起動したubuntuコンソールにX端末エミュレーターのコマンドを入力します。
      オプションで様々な設定ができますが、下記はその一例です。好みに応じて設定をします。
        uxterm -fa DejaVuSansMono -fd NotoSansMonoCJKJP -fs 10 -fg white -bg rgb:20/28/48 &
      Radianceは、原則としてX端末エミュレーター上で使用します。
       <参考>
        X端末エミュレーターの終了(コンソールと同じ)
          1: 右上の×をクリック、2: exitと入力、3: CTRL+d
        X端末エミュレーター画面上のコピー&ペースト
          コピー  :マウスで反転
          ペースト :マウスのホイールボタンを押す
      これでRadianceコマンドが使用できる環境が整いました。
   4.Radianceコマンドの使用(動作確認)
      上記のX端末エミュレーターでradianceコマンドを使ってみます。
      ホームディレクトリから次の2つのコマンドを入力し実行します。
         cd ray/obj/misc
         rad -o x11 daf.rif
      実行すると、ラッパ水仙の花が表示されます。
      次の画像は上記コマンドを実行したときの、スクリーンショットです。
      X端末エミュレーター2つと、rvu実行画面が表示されています。
      ububtuコンソールは最小化状態です。終了しないでください。

    Radiance実行
     拡大表示:マウスで画像をクリック

 ★ 以上でインストールは終了です。
 ★ 下記に、Radianceソースに添付されていたシーンファイルを
   実行して得られたCG画像 があります。

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<追記>
  このインストールにおけるWindows特有と思われる現象
  ・ x11meta コマンド。(2018.10)
     例 $ objline room.rad | x11meta
     実行すると画面が真っ白のウィンドウが表示されますが、マウスで
     ウィンドウサイズを変更すると正常な表示になります。
    ImageMagickを利用して下記のようにすると直ちに表示できます。
       $ objline room.rad | psmeta | display -alpha off eps:-


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