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root/radiance/ray/src/common/spec_rgb.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/common/spec_rgb.c (file contents):
Revision 2.8 by greg, Fri Jan 31 12:58:39 1997 UTC vs.
Revision 2.26 by greg, Wed Sep 16 00:42:36 2020 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1997 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   * Convert colors and spectral ranges.
6 + * Added von Kries white-balance calculations 10/01 (GW).
7 + *
8 + * Externals declared in color.h
9   */
10  
11 + #include "copyright.h"
12 +
13 + #include <stdio.h>
14 + #include <string.h>
15   #include "color.h"
16  
17 + #define CEPS    1e-4                    /* color epsilon */
18  
19 < RGBPRIMS  stdprims = STDPRIMS;          /* standard primary chromaticities */
19 > #define CEQ(v1,v2)      (((v1) <= (v2)+CEPS) & ((v2) <= (v1)+CEPS))
20  
21 + #define XYEQ(c1,c2)     (CEQ((c1)[CIEX],(c2)[CIEX]) & CEQ((c1)[CIEY],(c2)[CIEY]))
22 +
23 +
24 + RGBPRIMS  stdprims = STDPRIMS;  /* standard primary chromaticities */
25 +
26   COLOR  cblack = BLKCOLOR;               /* global black color */
27   COLOR  cwhite = WHTCOLOR;               /* global white color */
28  
29 + float  xyneu[2] = {1./3., 1./3.};       /* neutral xy chromaticities */
30 +
31   /*
32   *      The following table contains the CIE tristimulus integrals
33   *  for X, Y, and Z.  The table is cumulative, so that
# Line 26 | Line 38 | COLOR  cwhite = WHTCOLOR;              /* global white color */
38   #define  INCWL          10              /* wavelength increment */
39   #define  NINC           40              /* # of values */
40  
41 < static BYTE  chroma[3][NINC] = {
41 > static uby8  chroma[3][NINC] = {
42          {                                                       /* X */
43                  0,   0,   0,   2,   6,   13,  22,  30,  36,  41,
44                  42,  43,  43,  44,  46,  52,  60,  71,  87,  106,
# Line 45 | Line 57 | static BYTE  chroma[3][NINC] = {
57          }
58   };
59  
60 < COLORMAT  xyz2rgbmat = {                /* XYZ to RGB */
60 > COLORMAT  xyz2rgbmat = {                /* XYZ to RGB (no white balance) */
61          {(CIE_y_g - CIE_y_b - CIE_x_b*CIE_y_g + CIE_y_b*CIE_x_g)/CIE_C_rD,
62           (CIE_x_b - CIE_x_g - CIE_x_b*CIE_y_g + CIE_x_g*CIE_y_b)/CIE_C_rD,
63           (CIE_x_g*CIE_y_b - CIE_x_b*CIE_y_g)/CIE_C_rD},
# Line 57 | Line 69 | COLORMAT  xyz2rgbmat = {               /* XYZ to RGB */
69           (CIE_x_r*CIE_y_g - CIE_x_g*CIE_y_r)/CIE_C_bD}
70   };
71  
72 < COLORMAT  rgb2xyzmat = {                /* RGB to XYZ */
72 > COLORMAT  rgb2xyzmat = {                /* RGB to XYZ (no white balance) */
73          {CIE_x_r*CIE_C_rD/CIE_D,CIE_x_g*CIE_C_gD/CIE_D,CIE_x_b*CIE_C_bD/CIE_D},
74          {CIE_y_r*CIE_C_rD/CIE_D,CIE_y_g*CIE_C_gD/CIE_D,CIE_y_b*CIE_C_bD/CIE_D},
75          {(1.-CIE_x_r-CIE_y_r)*CIE_C_rD/CIE_D,
# Line 65 | Line 77 | COLORMAT  rgb2xyzmat = {               /* RGB to XYZ */
77           (1.-CIE_x_b-CIE_y_b)*CIE_C_bD/CIE_D}
78   };
79  
80 + COLORMAT  vkmat = {             /* Sharp primary matrix */
81 +        { 1.2694, -0.0988, -0.1706},
82 +        {-0.8364,  1.8006,  0.0357},
83 +        { 0.0297, -0.0315,  1.0018}
84 + };
85  
86 + COLORMAT  ivkmat = {            /* inverse Sharp primary matrix */
87 +        { 0.8156,  0.0472,  0.1372},
88 +        { 0.3791,  0.5769,  0.0440},
89 +        {-0.0123,  0.0167,  0.9955}
90 + };
91  
92 < spec_rgb(col, s, e)             /* compute RGB color from spectral range */
93 < COLOR  col;
94 < int  s, e;
92 >
93 > void
94 > spec_rgb(                       /* compute RGB color from spectral range */
95 > COLOR  col,
96 > int  s,
97 > int  e
98 > )
99   {
100          COLOR  ciecolor;
101  
# Line 78 | Line 104 | int  s, e;
104   }
105  
106  
107 < spec_cie(col, s, e)             /* compute a color from a spectral range */
108 < COLOR  col;             /* returned color */
109 < int  s, e;              /* starting and ending wavelengths */
107 > void
108 > spec_cie(                       /* compute a color from a spectral range */
109 > COLOR  col,             /* returned color */
110 > int  s,                 /* starting and ending wavelengths */
111 > int  e
112 > )
113   {
114 <        register int  i, d, r;
114 >        int  i, d, r;
115          
116          s -= STARTWL;
117          if (s < 0)
# Line 112 | Line 141 | int  s, e;             /* starting and ending wavelengths */
141   }
142  
143  
144 < cie_rgb(rgb, xyz)               /* convert CIE color to standard RGB */
145 < COLOR   rgb, xyz;
144 > void
145 > cie_rgb(                        /* convert CIE color to standard RGB */
146 > COLOR   rgb,
147 > COLOR  xyz
148 > )
149   {
150          colortrans(rgb, xyz2rgbmat, xyz);
151          clipgamut(rgb, xyz[CIEY], CGAMUT_LOWER, cblack, cwhite);
# Line 121 | Line 153 | COLOR  rgb, xyz;
153  
154  
155   int
156 < clipgamut(col, brt, gamut, lower, upper)        /* clip to gamut cube */
157 < COLOR  col;
158 < double  brt;
159 < int  gamut;
160 < COLOR  lower, upper;
156 > clipgamut(                      /* clip to gamut cube */
157 > COLOR  col,
158 > double  brt,
159 > int  gamut,
160 > COLOR  lower,
161 > COLOR  upper
162 > )
163   {
164          int  rflags = 0;
165          double  brtmin, brtmax, v, vv;
166          COLOR  cgry;
167 <        register int  i;
167 >        int  i;
168                                          /* check for no check */
169          if (gamut == 0) return(0);
170                                          /* check brightness limits */
# Line 166 | Line 200 | COLOR  lower, upper;
200   }
201  
202  
203 < colortrans(c2, mat, c1)         /* convert c1 by mat and put into c2 */
204 < register COLORMAT  mat;
205 < register COLOR  c1, c2;
203 > void
204 > colortrans(                     /* convert c1 by mat and put into c2 */
205 > COLOR  c2,
206 > COLORMAT  mat,
207 > COLOR  c1
208 > )
209   {
210 <        c2[0] = mat[0][0]*c1[0] + mat[0][1]*c1[1] + mat[0][2]*c1[2];
211 <        c2[1] = mat[1][0]*c1[0] + mat[1][1]*c1[1] + mat[1][2]*c1[2];
212 <        c2[2] = mat[2][0]*c1[0] + mat[2][1]*c1[1] + mat[2][2]*c1[2];
210 >        COLOR   cout;
211 >
212 >        cout[0] = mat[0][0]*c1[0] + mat[0][1]*c1[1] + mat[0][2]*c1[2];
213 >        cout[1] = mat[1][0]*c1[0] + mat[1][1]*c1[1] + mat[1][2]*c1[2];
214 >        cout[2] = mat[2][0]*c1[0] + mat[2][1]*c1[1] + mat[2][2]*c1[2];
215 >
216 >        copycolor(c2, cout);
217   }
218  
219  
220 < multcolormat(m3, m2, m1)        /* multiply m1 by m2 and put into m3 */
221 < COLORMAT  m1, m2, m3;           /* m3 can be either m1 or m2 w/o harm */
220 > void
221 > multcolormat(                   /* multiply m1 by m2 and put into m3 */
222 > COLORMAT  m3,                   /* m3 can be either m1 or m2 w/o harm */
223 > COLORMAT  m2,
224 > COLORMAT  m1
225 > )
226   {
227          COLORMAT  mt;
228 <        register int  i, j;
228 >        int  i, j;
229  
230          for (i = 0; i < 3; i++)
231                  for (j = 0; j < 3; j++)
# Line 191 | Line 236 | COLORMAT  m1, m2, m3;          /* m3 can be either m1 or m2 w/
236   }
237  
238  
239 < compxyz2rgbmat(mat, pr)         /* compute conversion from CIE to RGB space */
240 < COLORMAT  mat;
241 < register RGBPRIMS  pr;
239 > int
240 > colorprimsOK(                   /* are color primaries reasonable? */
241 > RGBPRIMS  pr
242 > )
243   {
244 +        int     i, j;
245 +                                /* check white point */
246 +        if ((pr[3][CIEX] <= CEPS) | (pr[3][CIEX] >= 1.-CEPS) |
247 +                        (pr[3][CIEY] <= CEPS) | (pr[3][CIEY] >= 1.-CEPS))
248 +                return(0);
249 +        for (i = 3; i--; )      /* check for XYZ color primaries */
250 +                if (!CEQ(pr[i][CIEX],(i==0)) | !CEQ(pr[i][CIEY],(i==1)))
251 +                        break;
252 +        if (i < 0)
253 +                return(-1);     /* flag as XYZ color space */
254 +                                /* check color primaries */
255 +        for (i = 0; i < 3; i++) {
256 +                if ((pr[i][CIEX] <= -2.) | (pr[i][CIEY] <= -2.))
257 +                        return(0);
258 +                if ((pr[i][CIEX] >= 3.) | (pr[i][CIEY] >= 3.))
259 +                        return(0);
260 +                if (pr[i][CIEX] + pr[i][CIEY] <= -2.)
261 +                        return(0);
262 +                if (pr[i][CIEX] + pr[i][CIEY] >= 3.)
263 +                        return(0);
264 +        }
265 +        for (i = 0; i < 4; i++) /* make sure space is 3-dimensional */
266 +                for (j = i+1; j < 4; j++)
267 +                        if (CEQ(pr[i][CIEX],pr[j][CIEX]) &
268 +                                        CEQ(pr[i][CIEY],pr[j][CIEY]))
269 +                                return(0);
270 +        return(1);
271 + }
272 +
273 +
274 +
275 + int
276 + compxyz2rgbmat(                 /* compute conversion from CIE to RGB space */
277 + COLORMAT  mat,
278 + RGBPRIMS  pr
279 + )
280 + {
281          double  C_rD, C_gD, C_bD;
282  
283          if (pr == stdprims) {   /* can use xyz2rgbmat */
284                  cpcolormat(mat, xyz2rgbmat);
285 <                return;
285 >                return(1);
286          }
287 +        if (CEQ(pr[WHT][CIEX],0.) | CEQ(pr[WHT][CIEY],0.))
288 +                return(0);
289          C_rD = (1./pr[WHT][CIEY]) *
290                          ( pr[WHT][CIEX]*(pr[GRN][CIEY] - pr[BLU][CIEY]) -
291                            pr[WHT][CIEY]*(pr[GRN][CIEX] - pr[BLU][CIEX]) +
292                    pr[GRN][CIEX]*pr[BLU][CIEY] - pr[BLU][CIEX]*pr[GRN][CIEY] ) ;
293 +        if (CEQ(C_rD,0.))
294 +                return(0);
295          C_gD = (1./pr[WHT][CIEY]) *
296                          ( pr[WHT][CIEX]*(pr[BLU][CIEY] - pr[RED][CIEY]) -
297                            pr[WHT][CIEY]*(pr[BLU][CIEX] - pr[RED][CIEX]) -
298                    pr[RED][CIEX]*pr[BLU][CIEY] + pr[BLU][CIEX]*pr[RED][CIEY] ) ;
299 +        if (CEQ(C_gD,0.))
300 +                return(0);
301          C_bD = (1./pr[WHT][CIEY]) *
302                          ( pr[WHT][CIEX]*(pr[RED][CIEY] - pr[GRN][CIEY]) -
303                            pr[WHT][CIEY]*(pr[RED][CIEX] - pr[GRN][CIEX]) +
304                    pr[RED][CIEX]*pr[GRN][CIEY] - pr[GRN][CIEX]*pr[RED][CIEY] ) ;
305 <
305 >        if (CEQ(C_bD,0.))
306 >                return(0);
307          mat[0][0] = (pr[GRN][CIEY] - pr[BLU][CIEY] -
308                          pr[BLU][CIEX]*pr[GRN][CIEY] +
309                          pr[BLU][CIEY]*pr[GRN][CIEX])/C_rD ;
# Line 238 | Line 328 | register RGBPRIMS  pr;
328                          pr[RED][CIEX]*pr[GRN][CIEY])/C_bD ;
329          mat[2][2] = (pr[RED][CIEX]*pr[GRN][CIEY] -
330                          pr[GRN][CIEX]*pr[RED][CIEY])/C_bD ;
331 +        return(1);
332   }
333  
334  
335 < comprgb2xyzmat(mat, pr)         /* compute conversion from RGB to CIE space */
336 < COLORMAT  mat;
337 < register RGBPRIMS  pr;
335 > int
336 > comprgb2xyzmat(                 /* compute conversion from RGB to CIE space */
337 > COLORMAT  mat,
338 > RGBPRIMS  pr
339 > )
340   {
341          double  C_rD, C_gD, C_bD, D;
342  
343          if (pr == stdprims) {   /* can use rgb2xyzmat */
344                  cpcolormat(mat, rgb2xyzmat);
345 <                return;
345 >                return(1);
346          }
347 +        if (CEQ(pr[WHT][CIEX],0.) | CEQ(pr[WHT][CIEY],0.))
348 +                return(0);
349          C_rD = (1./pr[WHT][CIEY]) *
350                          ( pr[WHT][CIEX]*(pr[GRN][CIEY] - pr[BLU][CIEY]) -
351                            pr[WHT][CIEY]*(pr[GRN][CIEX] - pr[BLU][CIEX]) +
# Line 266 | Line 361 | register RGBPRIMS  pr;
361          D = pr[RED][CIEX]*(pr[GRN][CIEY] - pr[BLU][CIEY]) +
362                          pr[GRN][CIEX]*(pr[BLU][CIEY] - pr[RED][CIEY]) +
363                          pr[BLU][CIEX]*(pr[RED][CIEY] - pr[GRN][CIEY]) ;
364 +        if (CEQ(D,0.))
365 +                return(0);
366          mat[0][0] = pr[RED][CIEX]*C_rD/D;
367          mat[0][1] = pr[GRN][CIEX]*C_gD/D;
368          mat[0][2] = pr[BLU][CIEX]*C_bD/D;
# Line 275 | Line 372 | register RGBPRIMS  pr;
372          mat[2][0] = (1.-pr[RED][CIEX]-pr[RED][CIEY])*C_rD/D;
373          mat[2][1] = (1.-pr[GRN][CIEX]-pr[GRN][CIEY])*C_gD/D;
374          mat[2][2] = (1.-pr[BLU][CIEX]-pr[BLU][CIEY])*C_bD/D;
375 +        return(1);
376   }
377  
378  
379 < comprgb2rgbmat(mat, pr1, pr2)   /* compute conversion from RGB1 to RGB2 */
380 < COLORMAT  mat;
381 < RGBPRIMS  pr1, pr2;
379 > int
380 > comprgb2rgbmat(                 /* compute conversion from RGB1 to RGB2 */
381 > COLORMAT  mat,
382 > RGBPRIMS  pr1,
383 > RGBPRIMS  pr2
384 > )
385   {
386          COLORMAT  pr1toxyz, xyztopr2;
387  
# Line 288 | Line 389 | RGBPRIMS  pr1, pr2;
389                  mat[0][0] = mat[1][1] = mat[2][2] = 1.0;
390                  mat[0][1] = mat[0][2] = mat[1][0] =
391                  mat[1][2] = mat[2][0] = mat[2][1] = 0.0;
392 <                return;
392 >                return(1);
393          }
394 <        comprgb2xyzmat(pr1toxyz, pr1);
395 <        compxyz2rgbmat(xyztopr2, pr2);
394 >        if (!comprgb2xyzmat(pr1toxyz, pr1))
395 >                return(0);
396 >        if (!compxyz2rgbmat(xyztopr2, pr2))
397 >                return(0);
398                                  /* combine transforms */
399          multcolormat(mat, pr1toxyz, xyztopr2);
400 +        return(1);
401 + }
402 +
403 +
404 + int
405 + compxyzWBmat(                   /* CIE von Kries transform from wht1 to wht2 */
406 + COLORMAT  mat,
407 + float  wht1[2],
408 + float  wht2[2]
409 + )
410 + {
411 +        COLOR   cw1, cw2;
412 +        if (XYEQ(wht1,wht2)) {
413 +                mat[0][0] = mat[1][1] = mat[2][2] = 1.0;
414 +                mat[0][1] = mat[0][2] = mat[1][0] =
415 +                mat[1][2] = mat[2][0] = mat[2][1] = 0.0;
416 +                return(1);
417 +        }
418 +        if (CEQ(wht1[CIEX],0.) | CEQ(wht1[CIEY],0.))
419 +                return(0);
420 +        cw1[RED] = wht1[CIEX]/wht1[CIEY];
421 +        cw1[GRN] = 1.;
422 +        cw1[BLU] = (1. - wht1[CIEX] - wht1[CIEY])/wht1[CIEY];
423 +        colortrans(cw1, vkmat, cw1);
424 +        if (CEQ(wht2[CIEX],0.) | CEQ(wht2[CIEY],0.))
425 +                return(0);
426 +        cw2[RED] = wht2[CIEX]/wht2[CIEY];
427 +        cw2[GRN] = 1.;
428 +        cw2[BLU] = (1. - wht2[CIEX] - wht2[CIEY])/wht2[CIEY];
429 +        colortrans(cw2, vkmat, cw2);
430 +        if (CEQ(cw1[RED],0.) | CEQ(cw1[GRN],0.) | CEQ(cw1[BLU],0.))
431 +                return(0);
432 +        mat[0][0] = cw2[RED]/cw1[RED];
433 +        mat[1][1] = cw2[GRN]/cw1[GRN];
434 +        mat[2][2] = cw2[BLU]/cw1[BLU];
435 +        mat[0][1] = mat[0][2] = mat[1][0] =
436 +        mat[1][2] = mat[2][0] = mat[2][1] = 0.0;
437 +        multcolormat(mat, vkmat, mat);
438 +        multcolormat(mat, mat, ivkmat);
439 +        return(1);
440 + }
441 +
442 +
443 + int
444 + compxyz2rgbWBmat(               /* von Kries conversion from CIE to RGB space */
445 + COLORMAT  mat,
446 + RGBPRIMS  pr
447 + )
448 + {
449 +        COLORMAT        wbmat;
450 +
451 +        if (!compxyz2rgbmat(mat, pr))
452 +                return(0);
453 +        if (XYEQ(pr[WHT],xyneu))
454 +                return(1);
455 +        if (!compxyzWBmat(wbmat, xyneu, pr[WHT]))
456 +                return(0);
457 +        multcolormat(mat, wbmat, mat);
458 +        return(1);
459 + }
460 +
461 + int
462 + comprgb2xyzWBmat(               /* von Kries conversion from RGB to CIE space */
463 + COLORMAT  mat,
464 + RGBPRIMS  pr
465 + )
466 + {
467 +        COLORMAT        wbmat;
468 +        
469 +        if (!comprgb2xyzmat(mat, pr))
470 +                return(0);
471 +        if (XYEQ(pr[WHT],xyneu))
472 +                return(1);
473 +        if (!compxyzWBmat(wbmat, pr[WHT], xyneu))
474 +                return(0);
475 +        multcolormat(mat, mat, wbmat);
476 +        return(1);
477 + }
478 +
479 + int
480 + comprgb2rgbWBmat(               /* von Kries conversion from RGB1 to RGB2 */
481 + COLORMAT  mat,
482 + RGBPRIMS  pr1,
483 + RGBPRIMS  pr2
484 + )
485 + {
486 +        COLORMAT  pr1toxyz, xyztopr2, wbmat;
487 +
488 +        if (pr1 == pr2) {
489 +                mat[0][0] = mat[1][1] = mat[2][2] = 1.0;
490 +                mat[0][1] = mat[0][2] = mat[1][0] =
491 +                mat[1][2] = mat[2][0] = mat[2][1] = 0.0;
492 +                return(1);
493 +        }
494 +        if (!comprgb2xyzmat(pr1toxyz, pr1))
495 +                return(0);
496 +        if (!compxyzWBmat(wbmat, pr1[WHT], pr2[WHT]))
497 +                return(0);
498 +        if (!compxyz2rgbmat(xyztopr2, pr2))
499 +                return(0);
500 +                                /* combine transforms */
501 +        multcolormat(mat, pr1toxyz, wbmat);
502 +        multcolormat(mat, mat, xyztopr2);
503 +        return(1);
504   }

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