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

Comparing ray/src/common/tonemap.c (file contents):
Revision 3.28 by greg, Wed Aug 9 16:26:54 2006 UTC vs.
Revision 3.46 by greg, Tue Mar 2 20:09:14 2021 UTC

# Line 12 | Line 12 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
12   #include "copyright.h"
13  
14   #include        <stdio.h>
15 + #include        <stdlib.h>
16   #include        <math.h>
17 + #include        <string.h>
18   #include        "tmprivat.h"
19   #include        "tmerrmsg.h"
20  
# Line 65 | Line 67 | double gamval
67                  tmnew->mongam = gamval;
68                                                  /* set color divisors */
69          for (i = 0; i < 3; i++)
70 <                tmnew->cdiv[i] = 256.*pow(tmnew->clf[i], 1./tmnew->mongam);
70 >                tmnew->cdiv[i] = TM_BRES*pow(tmnew->clf[i], 1./tmnew->mongam);
71  
72                                                  /* set input transform */
73          tmnew->inppri = tmnew->monpri;
# Line 121 | Line 123 | MEM_PTR        dat
123                          tms->clf[GRN] = tms->cmat[1][1];
124                          tms->clf[BLU] = tms->cmat[1][2];
125                  }
126 <                tms->cmat[0][0] = tms->cmat[1][1] = tms->cmat[2][2] =
125 <                                tms->inpsf;
126 >                tms->cmat[0][0] = tms->cmat[1][1] = tms->cmat[2][2] = 1.;
127                  tms->cmat[0][1] = tms->cmat[0][2] = tms->cmat[1][0] =
128                  tms->cmat[1][2] = tms->cmat[2][0] = tms->cmat[2][1] = 0.;
129  
130 <        } else if (tms->inppri == TM_XYZPRIM)   /* input is XYZ */
130 >        } else if (tms->inppri == TM_XYZPRIM) {         /* input is XYZ */
131                  compxyz2rgbWBmat(tms->cmat, tms->monpri);
132  
133 <        else {                                  /* input is RGB */
133 >        } else {                                        /* input is RGB */
134                  if (tms->inppri != tms->monpri &&
135                                  PRIMEQ(tms->inppri, tms->monpri))
136                          tms->inppri = tms->monpri;      /* no xform */
137 <                comprgb2rgbWBmat(tms->cmat, tms->inppri, tms->monpri);
137 >                if (!comprgb2rgbWBmat(tms->cmat, tms->inppri, tms->monpri))
138 >                        returnErr(TM_E_ILLEGAL);
139          }
140          for (i = 0; i < 3; i++)
141                  for (j = 0; j < 3; j++)
142                          tms->cmat[i][j] *= tms->inpsf;
143                                                  /* set color divisors */
144          for (i = 0; i < 3; i++)
145 <                if (tms->clf[i] > .001)
146 <                        tms->cdiv[i] =
145 <                                256.*pow(tms->clf[i], 1./tms->mongam);
146 <                else
147 <                        tms->cdiv[i] = 1;
145 >                tms->cdiv[i] = TM_BRES*pow(tms->clf[i] < .001 ? .001 :
146 >                                                tms->clf[i], 1./tms->mongam);
147                                                  /* notify packages */
148          for (i = tmNumPkgs; i--; )
149                  if (tms->pd[i] != NULL && tmPkg[i]->NewSpace != NULL)
# Line 160 | Line 159 | TMstruct       *tms
159   {
160          if (tms == NULL || tms->histo == NULL)
161                  return;
162 <        free((MEM_PTR)tms->histo);
162 >        free(tms->histo);
163          tms->histo = NULL;
164   }
165  
# Line 179 | Line 178 | double lum
178   #endif
179                  return(TM_NOBRT);
180          d = TM_BRTSCALE*log(lum);
181 <        if (d > 0.)
183 <                return((TMbright)(d+.5));
184 <        return((TMbright)(d-.5));
181 >        return((TMbright)(d + .5 - (d < 0.)));
182   }
183  
184  
# Line 255 | Line 252 | int
252   tmCvColors(                             /* convert float colors */
253   TMstruct        *tms,
254   TMbright        *ls,
255 < BYTE    *cs,
255 > uby8    *cs,
256   COLOR   *scan,
257   int     len
258   )
259   {
260          static const char funcName[] = "tmCvColors";
261 <        static BYTE     gamtab[1024];
261 >        static uby8     gamtab[1024];
262          static double   curgam = .0;
263          COLOR   cmon;
264          float   lum, slum, d;
# Line 363 | Line 360 | int    wt
360                  tms->hbrmin = tms->hbrmax = ls[i];
361                  oldlen = 0;
362          } else {
363 <                oldorig = (tms->hbrmin-MINBRT)/HISTEP;
364 <                oldlen = (tms->hbrmax-MINBRT)/HISTEP + 1 - oldorig;
363 >                oldorig = HISTI(tms->hbrmin);
364 >                oldlen = HISTI(tms->hbrmax) + 1 - oldorig;
365          }
366          for (i = len; i--; ) {
367                  if ((j = ls[i]) < MINBRT)
# Line 374 | Line 371 | int    wt
371                  else if (j > tms->hbrmax)
372                          tms->hbrmax = j;
373          }
374 <        horig = (tms->hbrmin-MINBRT)/HISTEP;
375 <        hlen = (tms->hbrmax-MINBRT)/HISTEP + 1 - horig;
374 >        horig = HISTI(tms->hbrmin);
375 >        hlen = HISTI(tms->hbrmax) + 1 - horig;
376          if (hlen > oldlen) {                    /* (re)allocate histogram */
377 <                int     *newhist = (int *)calloc(hlen, sizeof(int));
377 >                HIST_TYP  *newhist = (HIST_TYP *)calloc(hlen, sizeof(HIST_TYP));
378                  if (newhist == NULL)
379                          returnErr(TM_E_NOMEM);
380                  if (oldlen) {                   /* copy and free old */
381 <                        for (i = oldlen, j = i+oldorig-horig; i; )
382 <                                newhist[--j] = tms->histo[--i];
383 <                        free((MEM_PTR)tms->histo);
381 >                        memcpy(newhist+(oldorig-horig),
382 >                                        tms->histo, oldlen*sizeof(HIST_TYP));
383 >                        free(tms->histo);
384                  }
385                  tms->histo = newhist;
386          }
# Line 391 | Line 388 | int    wt
388                  returnOK;
389          for (i = len; i--; )                    /* add in new counts */
390                  if (ls[i] >= MINBRT)
391 <                        tms->histo[ (ls[i]-MINBRT)/HISTEP - horig ] += wt;
391 >                        tms->histo[ HISTI(ls[i]) - horig ] += wt;
392          returnOK;
393   }
394  
# Line 419 | Line 416 | double La
416   }
417  
418  
422 – static int
423 – tmNewMap(                       /* allocate new tone-mapping array */
424 – TMstruct        *tms
425 – )
426 – {
427 –        if (tms->lumap != NULL && (tms->mbrmax - tms->mbrmin) !=
428 –                                        (tms->hbrmax - tms->hbrmin)) {
429 –                free((MEM_PTR)tms->lumap);
430 –                tms->lumap = NULL;
431 –        }
432 –        tms->mbrmin = tms->hbrmin;
433 –        tms->mbrmax = tms->hbrmax;
434 –        if (tms->mbrmin > tms->mbrmax)
435 –                return 0;
436 –        if (tms->lumap == NULL)
437 –                tms->lumap = (unsigned short *)malloc(sizeof(unsigned short)*
438 –                                        (tms->mbrmax-tms->mbrmin+1));
439 –        return(tms->lumap != NULL);
440 – }
441 –
442 –
419   int
420   tmFixedMapping(                 /* compute fixed, linear tone-mapping */
421   TMstruct        *tms,
422   double  expmult,
423 < double  gamval
423 > double  gamval,
424 > double  Lddyn
425   )
426   {
427          static const char funcName[] = "tmFixedMapping";
428 <        double          d;
428 >        int     maxV = (1L<<(8*sizeof(TMAP_TYP))) - 1;
429 >        double  minD;
430          int     i;
431          
432          if (!tmNewMap(tms))
433                  returnErr(TM_E_NOMEM);
434 <        if (expmult <= .0)
435 <                expmult = 1.;
436 <        if (gamval < MINGAM)
437 <                gamval = tms->mongam;
438 <        d = log(expmult/tms->inpsf);
434 >                                        /* check arguments */
435 >        if (expmult <= .0) expmult = 1.;
436 >        if (gamval < MINGAM) gamval = tms->mongam;
437 >        if (Lddyn < MINLDDYN) Lddyn = DEFLDDYN;
438 >        minD = 1./Lddyn;
439          for (i = tms->mbrmax-tms->mbrmin+1; i--; ) {
440 <                double  val = 256. * exp(
441 <                        ( d + (tms->mbrmin+i)*(1./TM_BRTSCALE) )
442 <                        / gamval);
443 <                tms->lumap[i] = val >= (double)0xffff ? 0xffff : (int)val;
440 >                double  d;
441 >                d = expmult/tms->inpsf * tmLuminance(tms->mbrmin + i);
442 >                if (d <= minD)
443 >                        break;          /* map initialized to zeroes */
444 >                d = (d - minD)/(1. - minD);
445 >                d = TM_BRES*pow(d, 1./gamval);
446 >                tms->lumap[i] = (d >= maxV) ? maxV : (int)d;
447          }
448          returnOK;
449   }
# Line 477 | Line 458 | double Ldmax
458   )
459   {
460          static const char funcName[] = "tmComputeMapping";
461 <        int     *histo;
461 >        HIST_TYP        *histo;
462          float   *cumf;
463 <        int     brt0, histlen, threshold, ceiling, trimmings;
464 <        double  logLddyn, Ldmin, Ldavg, Lwavg, Tr, Lw, Ld;
465 <        int32   histot;
463 >        int     brt0, histlen;
464 >        HIST_TYP        threshold, ceiling, trimmings, histot;
465 >        double  logLddyn, Ldmin, Lwavg, Tr, Lw, Ld;
466          double  sum;
467          double  d;
468          int     i, j;
# Line 495 | Line 476 | double Ldmax
476                                          /* compute handy values */
477          Ldmin = Ldmax/Lddyn;
478          logLddyn = log(Lddyn);
479 <        Ldavg = sqrt(Ldmax*Ldmin);
480 <        i = (tms->hbrmin-MINBRT)/HISTEP;
481 <        brt0 = MINBRT + HISTEP/2 + i*HISTEP;
501 <        histlen = (tms->hbrmax-MINBRT)/HISTEP + 1 - i;
479 >        i = HISTI(tms->hbrmin);
480 >        brt0 = HISTV(i);
481 >        histlen = HISTI(tms->hbrmax) + 1 - i;
482                                          /* histogram total and mean */
483          histot = 0; sum = 0;
484          j = brt0 + histlen*HISTEP;
485          for (i = histlen; i--; ) {
486                  histot += tms->histo[i];
487 <                sum += (j -= HISTEP) * tms->histo[i];
487 >                sum += (double)(j -= HISTEP) * tms->histo[i];
488          }
489 <        threshold = histot*0.005 + .5;
490 <        if (threshold < 4)
489 >        threshold = histot*0.002 + .5;
490 >        if (!histot)
491                  returnErr(TM_E_TMFAIL);
492          Lwavg = tmLuminance( (double)sum / histot );
513 –                                        /* allocate space for mapping */
514 –        if (!tmNewMap(tms))
515 –                returnErr(TM_E_NOMEM);
493                                          /* use linear tone mapping? */
494 <        if (tms->flags & TM_F_LINEAR)
494 >        if (tms->flags & TM_F_LINEAR || threshold < 4 ||
495 >                        tms->hbrmax - tms->hbrmin < TM_BRTSCALE*logLddyn)
496                  goto linearmap;
497                                          /* clamp histogram */
498 <        histo = (int *)malloc(histlen*sizeof(int));
498 >        histo = (HIST_TYP *)malloc(histlen*sizeof(HIST_TYP));
499          cumf = (float *)malloc((histlen+2)*sizeof(float));
500          if ((histo == NULL) | (cumf == NULL))
501                  returnErr(TM_E_NOMEM);
502          cumf[histlen+1] = 1.;           /* guard for assignment code */
503 <        for (i = histlen; i--; )        /* make malleable copy */
504 <                histo[i] = tms->histo[i];
503 >                                        /* make malleable copy */
504 >        memcpy(histo, tms->histo, histlen*sizeof(HIST_TYP));
505          do {                            /* iterate to solution */
506                  sum = 0;                /* cumulative probability */
507                  for (i = 0; i < histlen; i++) {
508 <                        cumf[i] = (double)sum/histot;
509 <                        sum += histo[i];
508 >                        cumf[i] = sum/histot;
509 >                        sum += (double)histo[i];
510                  }
511                  cumf[histlen] = 1.;
512                  Tr = histot * (double)(tms->hbrmax - tms->hbrmin) /
513 <                        ((double)histlen*TM_BRTSCALE) / logLddyn;
513 >                                ((double)TM_BRTSCALE*histlen*logLddyn);
514                  ceiling = Tr + 1.;
515                  trimmings = 0;          /* clip to envelope */
516                  for (i = histlen; i--; ) {
# Line 550 | Line 528 | double Ldmax
528                  }
529                                          /* check if we're out of data */
530                  if ((histot -= trimmings) <= threshold) {
531 <                        free((MEM_PTR)histo);
532 <                        free((MEM_PTR)cumf);
531 >                        free(histo);
532 >                        free(cumf);
533                          goto linearmap;
534                  }
535          } while (trimmings > threshold);
536 +                                        /* allocate space for mapping */
537 +        if (!tmNewMap(tms))
538 +                returnErr(TM_E_NOMEM);
539                                          /* assign tone-mapping */
540          for (i = tms->mbrmax-tms->mbrmin+1; i--; ) {
541                  j = d = (double)i/(tms->mbrmax-tms->mbrmin)*histlen;
542                  d -= (double)j;
543                  Ld = Ldmin*exp(logLddyn*((1.-d)*cumf[j]+d*cumf[j+1]));
544                  d = (Ld - Ldmin)/(Ldmax - Ldmin);
545 <                tms->lumap[i] = 256.*pow(d, 1./gamval);
545 >                tms->lumap[i] = TM_BRES*pow(d, 1./gamval);
546          }
547 <        free((MEM_PTR)histo);           /* clean up and return */
548 <        free((MEM_PTR)cumf);
547 >        free(histo);                    /* clean up and return */
548 >        free(cumf);
549          returnOK;
550   linearmap:                              /* linear tone-mapping */
551          if (tms->flags & TM_F_HCONTR)
552 <                d = htcontrs(Ldavg) / htcontrs(Lwavg);
552 >                d = htcontrs(sqrt(Ldmax*Ldmin)) / htcontrs(Lwavg);
553          else
554 <                d = Ldavg / Lwavg;
555 <        return(tmFixedMapping(tms, tms->inpsf*d/Ldmax, gamval));
554 >                d = Ldmax / tmLuminance(tms->hbrmax);
555 >        return(tmFixedMapping(tms, tms->inpsf*d/Ldmax, gamval, Lddyn));
556   }
557  
558  
559   int
560   tmMapPixels(                    /* apply tone-mapping to pixel(s) */
561   TMstruct        *tms,
562 < BYTE    *ps,
562 > uby8    *ps,
563   TMbright        *ls,
564 < BYTE    *cs,
564 > uby8    *cs,
565   int     len
566   )
567   {
568          static const char funcName[] = "tmMapPixels";
569 <        int32   li, pv;
569 >        TMbright        lv;
570 >        TMAP_TYP        li;
571 >        int             pv;
572  
573          if (tms == NULL || tms->lumap == NULL)
574                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
575          if ((ps == NULL) | (ls == NULL) | (len < 0))
576                  returnErr(TM_E_ILLEGAL);
577          while (len--) {
578 <                if ((li = *ls++) < tms->mbrmin) {
578 >                if ((lv = *ls++) < tms->mbrmin) {
579                          li = 0;
580                  } else {
581 <                        if (li > tms->mbrmax)
582 <                                li = tms->mbrmax;
583 <                        li = tms->lumap[li - tms->mbrmin];
581 >                        if (lv > tms->mbrmax)
582 >                                lv = tms->mbrmax;
583 >                        li = tms->lumap[lv - tms->mbrmin];
584                  }
585 <                if (cs == TM_NOCHROM)
586 <                        *ps++ = li>255 ? 255 : li;
587 <                else {
585 >                if (cs == TM_NOCHROM) {
586 > #if !(TM_BRES & 0xff)
587 >                        *ps++ = li>=TM_BRES ? 255 : li/(TM_BRES>>8);
588 > #else
589 >                        *ps++ = li>=TM_BRES ? 255 : (li<<8)/TM_BRES;
590 > #endif
591 >                } else {
592                          pv = *cs++ * li / tms->cdiv[RED];
593                          *ps++ = pv>255 ? 255 : pv;
594                          pv = *cs++ * li / tms->cdiv[GRN];
# Line 614 | Line 601 | int    len
601   }
602  
603  
617 –
618 –
604   TMstruct *
605 < tmDup(                          /* duplicate top tone mapping */
605 > tmDup(                          /* duplicate tone mapping */
606   TMstruct        *tms
607   )
608   {
# Line 632 | Line 617 | TMstruct       *tms
617                  return(NULL);
618          *tmnew = *tms;          /* copy everything */
619          if (tmnew->histo != NULL) {     /* duplicate histogram */
620 <                len = (tmnew->hbrmax-MINBRT)/HISTEP + 1 -
621 <                                (tmnew->hbrmin-MINBRT)/HISTEP;
637 <                tmnew->histo = (int *)malloc(len*sizeof(int));
620 >                len = HISTI(tmnew->hbrmax) + 1 - HISTI(tmnew->hbrmin);
621 >                tmnew->histo = (HIST_TYP *)malloc(len*sizeof(HIST_TYP));
622                  if (tmnew->histo != NULL)
623 <                        for (i = len; i--; )
640 <                                tmnew->histo[i] = tms->histo[i];
623 >                        memcpy(tmnew->histo, tms->histo, len*sizeof(HIST_TYP));
624          }
625          if (tmnew->lumap != NULL) {     /* duplicate luminance mapping */
626                  len = tmnew->mbrmax-tmnew->mbrmin+1;
627 <                tmnew->lumap = (unsigned short *)malloc(
645 <                                                len*sizeof(unsigned short) );
627 >                tmnew->lumap = (TMAP_TYP *)malloc(len*sizeof(TMAP_TYP));
628                  if (tmnew->lumap != NULL)
629 <                        for (i = len; i--; )
648 <                                tmnew->lumap[i] = tms->lumap[i];
629 >                        memcpy(tmnew->lumap, tms->lumap, len*sizeof(TMAP_TYP));
630          }
631                                          /* clear package data */
632          for (i = tmNumPkgs; i--; )
# Line 665 | Line 646 | TMstruct       *tms;
646                  return;
647                                          /* free tables */
648          if (tms->histo != NULL)
649 <                free((MEM_PTR)tms->histo);
649 >                free(tms->histo);
650          if (tms->lumap != NULL)
651 <                free((MEM_PTR)tms->lumap);
651 >                free(tms->lumap);
652                                          /* free private data */
653          for (i = tmNumPkgs; i--; )
654                  if (tms->pd[i] != NULL)
655                          (*tmPkg[i]->Free)(tms->pd[i]);
656 <        free((MEM_PTR)tms);             /* free basic structure */
656 >        free(tms);                      /* free basic structure */
657   }
658  
659   /******************** Shared but Private library routines *********************/
660  
661 < BYTE    tmMesofact[BMESUPPER-BMESLOWER];
661 > uby8    tmMesofact[BMESUPPER-BMESLOWER];
662  
663   void
664   tmMkMesofact()                          /* build mesopic lookup factor table */
# Line 691 | Line 672 | tmMkMesofact()                         /* build mesopic lookup factor table
672                  tmMesofact[i-BMESLOWER] = 256. *
673                                  (tmLuminance(i) - LMESLOWER) /
674                                  (LMESUPPER - LMESLOWER);
675 + }
676 +
677 +
678 + int
679 + tmNewMap(                       /* allocate new tone-mapping array */
680 + TMstruct        *tms
681 + )
682 + {
683 +        if (tms->lumap != NULL && (tms->mbrmax - tms->mbrmin) !=
684 +                                        (tms->hbrmax - tms->hbrmin)) {
685 +                free(tms->lumap);
686 +                tms->lumap = NULL;
687 +        }
688 +        tms->mbrmin = tms->hbrmin;
689 +        tms->mbrmax = tms->hbrmax;
690 +        if (tms->mbrmin > tms->mbrmax)
691 +                return 0;
692 +        if (tms->lumap == NULL)
693 +                tms->lumap = (TMAP_TYP *)calloc(tms->mbrmax-tms->mbrmin+1,
694 +                                                sizeof(TMAP_TYP));
695 +        else
696 +                memset(tms->lumap, 0, (tms->mbrmax-tms->mbrmin+1)*sizeof(TMAP_TYP));
697 +
698 +        return(tms->lumap != NULL);
699   }
700  
701  

Diff Legend

– Removed lines
+ Added lines
< Changed lines
> Changed lines