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  されない)直接損害、間接損害、偶発的な損害、特別損害、懲罰的損害、または結果損害につい
  て、一切責任を負わないものとします。
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/stat.h>
// コンパイル方法 gcc -O4 -Wall -m486 -o CThead2voxel CThead2voxel.c
//                         // +---------------+- - - - - - - - - - - - - - - --
//#define MAX_PATH 1024    // | ヘッダー情報  |       ヘッダー情報.vxSize -->↑
#define LX 256             // +---------------+                              |
#define LY 256             // |  コメント部   |(コメント部は無くても良い)    |
#define LZ 113             // +---------------+--- <- ヘッダー情報.vxOffByte |
#define LZEX (LZ*2-1)      // |  Voxel Data   | | ヘッダー情報.vxSizeImage   ↓
                           // +---------------+- - - - - - - - - - - - - - - --
typedef struct VOXELHEADER {  // Ver 0.1 ボクセルのヘッダー情報
  int vxType;      // int  4byte "VXL\0"  0x004C5856
  int vxSize;      // int  4byte ファイル全体の大きさ[byte]
  int vxOffByte;   // int  4byte ファイルの先頭からVoxelデータまでのオフセット(Byte)
  int vxLatitude;  // int  4byte Voxelの横   // 横横...横---  縦個連続(1層分)
  int vxLongitude; // int  4byte Voxelの縦   //   :       | 高さ分連続(n層分)
  int vxAltitude;  // int  4byte Voxelの高さ // 横横...横---
  int vxBitCount;  // int  4byte Voxelのデータを表現するビット数
  int vxSizeImage; // int  4byte Voxelデータのバイト数 lx*ly*lz*sizeof(VOXEL)
} VOXELHEADER ;

typedef struct BIGENDIAN    { unsigned char B1, B0 ; }     BIGENDIAN ;
typedef struct LITTLEENDIAN { unsigned char B0, B1 ; }     LITTLEENDIAN ;
// 現使用環境では、アライメント調整は不要  #pragma pack(push,1)
typedef union ENDIAN { // データ並び(エンディアン)の入れ替え用(バイトオーダーを変更)
    BIGENDIAN      BE ;
    LITTLEENDIAN   LE ;
    unsigned short US ;
} ENDIAN ;

VOXELHEADER vxhead = { 0x004C5856, sizeof(VOXELHEADER)+LX*LY*LZEX*sizeof(unsigned short),
                       sizeof(VOXELHEADER), LX, LY, LZEX, 16, LX*LY*LZEX*sizeof(unsigned short) } ;

unsigned short int voxel[LZEX][LY][LX] ; // CThead.tar.gz のサイズが決まっている
                   //  LZEX == (LZ*2-1)  // X:Y:Z aspect調整用(Z方向を2倍に伸張)

int main(int argc, char *argv[])
{
register ENDIAN endian ;
register int    i, here, x, y ;
register FILE   *fp, *fpm ;
struct stat     fileInfo ;
char            name[MAX_PATH], *fname="CThead.vxl" ;

    if( (argc != 2) && (argc != 3) ) {
        fprintf( stderr, "\nusage: %s input_raw_data_dir [output_voxel_file]\n", argv[0] ) ;
        fprintf( stderr, "\n\tThe Stanford volume data archive からCTデータをダウンロードします。\n" ) ;
        fprintf( stderr, "\thttp://www-graphics.stanford.edu/data/voldata/CThead.tar.gz\n" ) ;
        fprintf( stderr, "\tアーカイバーを展開(解凍)します。 ディレクトリ CThead が作成されます。\n" ) ;
        fprintf( stderr, "\t通常使用ではこのディレクトリを指定します。 %s CThead\n", argv[0] ) ;
        exit(1) ;
    } else if( argc == 3 ) fname=argv[2] ;

    for( i=1; i<=LZ; i++ ) { // LZ 個のデータをディスクからメモリーに読み込む
        here = (i-1) * 2 ;   // 補完用データ層を考慮した読み込み位置の計算
        snprintf( name, MAX_PATH -1, "%s\\CThead.%d", argv[1], i ) ;
        fprintf( stdout, "'%s'\r", name ) ; fflush(stdout) ;//CT画像のファイル名
        if ( (fp=fopen(name,"rb")) == NULL ) { // 指定ディレクトリからの読み込み
            fprintf( stderr, "'%s' open error.\n", name ) ;
            exit(1) ;
        } else if( fread(&voxel[here][0][0], LX*LY*sizeof(unsigned short), 1, fp) != 1 ) {
            fprintf( stderr, "'%s' read error.\n", name ) ;
            fclose(fp) ;  exit(1) ;
        } else fclose(fp) ;
#define ENDIANISINTEL
#ifdef ENDIANISINTEL                // ENDIANISINTEL が宣言されている場合に有効
        for( y=0; y<LY; y++ ) {     // データ並び(エンディアン)の入れ替え処理
            for( x=0; x<LX; x++ ) { // short(2バイト) の上下バイトの入れ替え
                endian.LE.B0 = ((union ENDIAN)(voxel[here][y][x])).BE.B0 ;
                endian.LE.B1 = ((union ENDIAN)(voxel[here][y][x])).BE.B1 ;
                voxel[here][y][x] = endian.US ;
            }
        } // fprintf( stdout, "データをINTEL(リトルエンディアン)に変換しました\n" ) ;
#endif
    }
    fprintf( stdout, "\n\nCT データの読み込みが完了しました\n" ) ;

    for( i=0; i<LZ-1; i++ ) { // X:Y:Z aspect調整処理: Z方向を2倍に伸張する
        for( y=0; y<LY; y++ ) {
            for( x=0; x<LX; x++ ) {  // 補完の精度は無視、単純な補完処理
                voxel[i*2+1][y][x] = ( voxel[i*2][y][x] + voxel[(i+1)*2][y][x] ) / 2 ;
            }
        }
    }
    fprintf( stdout, "CT データの補完作業が完了しました\n" ) ;

    for( i=0; i<LZEX; i++ ) { // オリジナルの符号なし16ビットデータを処理用に加工する
        for( y=0; y<LY; y++ ) {     // 上位の4ビットのみを使用 <- 5ビットの誤り
            for( x=0; x<LX; x++ ) { // 1データを8ビットに変換し、上位の8ビットは使用しない
                voxel[i][y][x] = (0xF80 & voxel[i][y][x]) >> 4 ; // 0x0F80 ⇔ 0000 1111 1000 0000
            }
        }
    }
    fprintf( stdout, "CT データの変換作業が完了しました\n" ) ;

    // Voxel データの書き出し処理
    fileInfo.st_size = 0 ; // メッセージファイルの(名前は固定"massage.html")の処理
    if ( (fpm=fopen("massage.html","rb")) != NULL ) { // コメントファイルがある場合
        if ( fstat(fileno(fpm), &fileInfo) != 0 ) {
            fprintf( stderr, "'%s' stat error.\n", "massage.html" );
            fclose(fpm) ;
        } else if( fileInfo.st_size == 0 ) fclose(fpm) ;
        fprintf( stdout, "コメントファイル '%s:%d Byte' があります。\n", "massage.html", (int)fileInfo.st_size );
        vxhead.vxSize    += fileInfo.st_size ;
        vxhead.vxOffByte += fileInfo.st_size ;
    } else fprintf( stdout, "Voxel データに埋め込むコメントファイル'%s'は、見つかりませんでした。\n", "massage.html" );

    // Voxelデータの書き出しファイル名は、fname で指定される
    if ( (fp=fopen(fname,"wb")) == NULL ) {    // Voxel データの書き出し用ファイル作成
        fprintf( stderr, "'%s' open error.\n", fname ) ;
        exit(1) ;
    } else if( fwrite(&vxhead, sizeof(VOXELHEADER), 1, fp) != 1 ) {//ヘッダーの書き出し
        fprintf( stderr, "'%s' write error.\n", fname ) ;
        fclose(fp) ;  exit(1) ;
    }
    if( fileInfo.st_size != 0 ) { // コメントファイルがある場合の処理(コメントの書き出し)
        register int i=0 ;
        while( i++<fileInfo.st_size ) fputc( fgetc(fpm), fp ) ;
        fclose(fpm) ;
    } // コメントのインプラント終了
    if( fwrite(voxel, vxhead.vxSizeImage, 1, fp) != 1 ) {// Voxel データ本体の書き出し
        fprintf( stderr, "'%s' write error.\n", fname ) ;
        fclose(fp) ;  exit(1) ;
    }
    fclose(fp) ;
    
    return 0 ;
}