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

Comparing ray/src/common/tonemap.c (file contents):
Revision 3.3 by greg, Wed Apr 16 20:28:03 1997 UTC vs.
Revision 3.18 by greg, Fri Jan 7 22:05:30 2005 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   * Tone mapping functions.
6   * See tonemap.h for detailed function descriptions.
7 + * Added von Kries white-balance calculations 10/01 (GW).
8 + *
9 + * Externals declared in tonemap.h
10   */
11  
12 + #include "copyright.h"
13 +
14   #include        <stdio.h>
15   #include        <math.h>
16   #include        "tmprivat.h"
# Line 16 | Line 18 | static char SCCSid[] = "$SunId$ LBL";
18  
19   #define exp10(x)        exp(M_LN10*(x))
20  
21 < struct tmStruct *tmTop = NULL;          /* current tone mapping stack */
21 >                                        /* our list of conversion packages */
22 > struct tmPackage        *tmPkg[TM_MAXPKG];
23 > int     tmNumPkgs = 0;                  /* number of registered packages */
24  
25  
26 < int
27 < tmErrorReturn(func, err)                /* error return (with message) */
28 < char    *func;
29 < int     err;
26 > TMstruct *
27 > tmInit(                                 /* initialize new tone mapping */
28 > int     flags,
29 > RGBPRIMP        monpri,
30 > double  gamval
31 > )
32   {
27        if (tmTop != NULL && tmTop->flags & TM_F_NOSTDERR)
28                return(err);
29        fputs(func, stderr);
30        fputs(": ", stderr);
31        fputs(tmErrorMessage[err], stderr);
32        fputs("!\n", stderr);
33        return(err);
34 }
35
36
37 struct tmStruct *
38 tmInit(flags, monpri, gamval)           /* initialize new tone mapping */
39 int     flags;
40 RGBPRIMP        monpri;
41 double  gamval;
42 {
43        static char     funcName[] = "tmInit";
33          COLORMAT        cmat;
34 <        register struct tmStruct        *tmnew;
35 <        register int    i;
34 >        TMstruct        *tmnew;
35 >        int     i;
36                                                  /* allocate structure */
37 <        tmnew = (struct tmStruct *)malloc(sizeof(struct tmStruct));
37 >        tmnew = (TMstruct *)malloc(sizeof(TMstruct));
38          if (tmnew == NULL)
39                  return(NULL);
40  
41          tmnew->flags = flags & ~TM_F_UNIMPL;
42 +        if (tmnew->flags & TM_F_BW)
43 +                tmnew->flags &= ~TM_F_MESOPIC;
44                                                  /* set monitor transform */
45          if (monpri == NULL || monpri == stdprims || tmnew->flags & TM_F_BW) {
46                  tmnew->monpri = stdprims;
# Line 57 | Line 48 | double gamval;
48                  tmnew->clf[GRN] = rgb2xyzmat[1][1];
49                  tmnew->clf[BLU] = rgb2xyzmat[1][2];
50          } else {
51 <                comprgb2xyzmat(cmat, tmnew->monpri=monpri);
51 >                comprgb2xyzWBmat(cmat, tmnew->monpri=monpri);
52                  tmnew->clf[RED] = cmat[1][0];
53                  tmnew->clf[GRN] = cmat[1][1];
54                  tmnew->clf[BLU] = cmat[1][2];
55          }
65        tmnew->clfb[RED] = 256.*tmnew->clf[RED] + .5;
66        tmnew->clfb[GRN] = 256.*tmnew->clf[GRN] + .5;
67        tmnew->clfb[BLU] = 256.*tmnew->clf[BLU] + .5;
68        tmnew->clfb[EXP] = COLXS;
56                                                  /* set gamma value */
57          if (gamval < MINGAM)
58                  tmnew->mongam = DEFGAM;
59          else
60                  tmnew->mongam = gamval;
61 <        for (i = TM_GAMTSZ; i--; )
62 <                tmnew->gamb[i] = 256.*pow((i+.5)/TM_GAMTSZ, 1./tmnew->mongam);
61 >                                                /* set color divisors */
62 >        for (i = 0; i < 3; i++)
63 >                tmnew->cdiv[i] = 256.*pow(tmnew->clf[i], 1./tmnew->mongam);
64 >
65                                                  /* set input transform */
66          tmnew->inppri = tmnew->monpri;
67          tmnew->cmat[0][0] = tmnew->cmat[1][1] = tmnew->cmat[2][2] =
68                          tmnew->inpsf = WHTEFFICACY;
80        tmnew->inpsfb = TM_BRTSCALE*log(tmnew->inpsf) + .5;
69          tmnew->cmat[0][1] = tmnew->cmat[0][2] = tmnew->cmat[1][0] =
70          tmnew->cmat[1][2] = tmnew->cmat[2][0] = tmnew->cmat[2][1] = 0.;
71 <        tmnew->flags &= ~TM_F_NEEDMAT;
72 <        tmnew->brmin = tmnew->brmax = 0;
71 >        tmnew->inpdat = NULL;
72 >        tmnew->hbrmin = 10; tmnew->hbrmax = -10;
73          tmnew->histo = NULL;
74 +        tmnew->mbrmin = 10; tmnew->mbrmax = -10;
75          tmnew->lumap = NULL;
76 <        tmnew->tmprev = NULL;
77 <
78 <        tmnew->flags |= TM_F_INITED;
79 <                                                /* make it current */
80 <        tmnew->tmprev = tmTop;
81 <        return(tmTop = tmnew);
76 >                                                /* zero private data */
77 >        for (i = TM_MAXPKG; i--; )
78 >                tmnew->pd[i] = NULL;
79 >        tmnew->lastError = TM_E_OK;
80 >        tmnew->lastFunc = "NoErr";
81 >                                                /* return new TMstruct */
82 >        return(tmnew);
83   }
84  
85  
86   int
87 < tmSetSpace(pri, sf)             /* set input color space for conversions */
88 < RGBPRIMP        pri;
89 < double  sf;
87 > tmSetSpace(                     /* set input color space for conversions */
88 > TMstruct        *tms,
89 > RGBPRIMP        pri,
90 > double  sf,
91 > MEM_PTR dat
92 > )
93   {
94 <        static char     funcName[] = "tmSetSpace";
95 <        register int    i, j;
94 >        static const char funcName[] = "tmSetSpace";
95 >        int     i, j;
96                                                  /* error check */
97 <        if (tmTop == NULL)
97 >        if (tms == NULL)
98                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
99          if (sf <= 1e-12)
100                  returnErr(TM_E_ILLEGAL);
101                                                  /* check if no change */
102 <        if (pri == tmTop->inppri && FEQ(sf, tmTop->inpsf))
102 >        if (pri == tms->inppri && FEQ(sf, tms->inpsf) && dat == tms->inpdat)
103                  returnOK;
104 <        tmTop->inppri = pri;                    /* let's set it */
105 <        tmTop->inpsf = sf;
106 <        tmTop->inpsfb = TM_BRTSCALE*log(sf) + (sf>=1. ? .5 : -.5);
104 >        tms->inppri = pri;                      /* let's set it */
105 >        tms->inpsf = sf;
106 >        tms->inpdat = dat;
107  
108 <        if (tmTop->flags & TM_F_BW) {           /* color doesn't matter */
109 <                tmTop->monpri = tmTop->inppri;          /* eliminate xform */
110 <                if (tmTop->inppri == TM_XYZPRIM) {
111 <                        tmTop->clf[CIEX] = tmTop->clf[CIEZ] = 0.;
112 <                        tmTop->clf[CIEY] = 1.;
120 <                        tmTop->clfb[CIEX] = tmTop->clfb[CIEZ] = 0;
121 <                        tmTop->clfb[CIEY] = 255;
108 >        if (tms->flags & TM_F_BW) {             /* color doesn't matter */
109 >                tms->monpri = tms->inppri;              /* eliminate xform */
110 >                if (tms->inppri == TM_XYZPRIM) {
111 >                        tms->clf[CIEX] = tms->clf[CIEZ] = 0.;
112 >                        tms->clf[CIEY] = 1.;
113                  } else {
114 <                        comprgb2xyzmat(tmTop->cmat, tmTop->monpri);
115 <                        tmTop->clf[RED] = tmTop->cmat[1][0];
116 <                        tmTop->clf[GRN] = tmTop->cmat[1][1];
117 <                        tmTop->clf[BLU] = tmTop->cmat[1][2];
114 >                        comprgb2xyzWBmat(tms->cmat, tms->monpri);
115 >                        tms->clf[RED] = tms->cmat[1][0];
116 >                        tms->clf[GRN] = tms->cmat[1][1];
117 >                        tms->clf[BLU] = tms->cmat[1][2];
118                  }
119 <                tmTop->cmat[0][0] = tmTop->cmat[1][1] = tmTop->cmat[2][2] =
120 <                                tmTop->inpsf;
121 <                tmTop->cmat[0][1] = tmTop->cmat[0][2] = tmTop->cmat[1][0] =
122 <                tmTop->cmat[1][2] = tmTop->cmat[2][0] = tmTop->cmat[2][1] = 0.;
119 >                tms->cmat[0][0] = tms->cmat[1][1] = tms->cmat[2][2] =
120 >                                tms->inpsf;
121 >                tms->cmat[0][1] = tms->cmat[0][2] = tms->cmat[1][0] =
122 >                tms->cmat[1][2] = tms->cmat[2][0] = tms->cmat[2][1] = 0.;
123  
124 <        } else if (tmTop->inppri == TM_XYZPRIM) /* input is XYZ */
125 <                compxyz2rgbmat(tmTop->cmat, tmTop->monpri);
124 >        } else if (tms->inppri == TM_XYZPRIM)   /* input is XYZ */
125 >                compxyz2rgbWBmat(tms->cmat, tms->monpri);
126  
127          else {                                  /* input is RGB */
128 <                if (tmTop->inppri != tmTop->monpri &&
129 <                                PRIMEQ(tmTop->inppri, tmTop->monpri))
130 <                        tmTop->inppri = tmTop->monpri;  /* no xform */
131 <                comprgb2rgbmat(tmTop->cmat, tmTop->inppri, tmTop->monpri);
128 >                if (tms->inppri != tms->monpri &&
129 >                                PRIMEQ(tms->inppri, tms->monpri))
130 >                        tms->inppri = tms->monpri;      /* no xform */
131 >                comprgb2rgbWBmat(tms->cmat, tms->inppri, tms->monpri);
132          }
133          for (i = 0; i < 3; i++)
134                  for (j = 0; j < 3; j++)
135 <                        tmTop->cmat[i][j] *= tmTop->inpsf;
136 <        if (tmTop->inppri != tmTop->monpri)
137 <                tmTop->flags |= TM_F_NEEDMAT;
138 <        else
139 <                tmTop->flags &= ~TM_F_NEEDMAT;
135 >                        tms->cmat[i][j] *= tms->inpsf;
136 >                                                /* set color divisors */
137 >        for (i = 0; i < 3; i++)
138 >                if (tms->clf[i] > .001)
139 >                        tms->cdiv[i] =
140 >                                256.*pow(tms->clf[i], 1./tms->mongam);
141 >                else
142 >                        tms->cdiv[i] = 1;
143 >                                                /* notify packages */
144 >        for (i = tmNumPkgs; i--; )
145 >                if (tms->pd[i] != NULL && tmPkg[i]->NewSpace != NULL)
146 >                        (*tmPkg[i]->NewSpace)(tms);
147          returnOK;
148   }
149  
150  
151   void
152 < tmClearHisto()                  /* clear current histogram */
152 > tmClearHisto(                   /* clear current histogram */
153 > TMstruct        *tms
154 > )
155   {
156 <        if (tmTop == NULL || tmTop->histo == NULL)
156 >        if (tms == NULL || tms->histo == NULL)
157                  return;
158 <        free((char *)tmTop->histo);
159 <        tmTop->histo = NULL;
158 >        free((MEM_PTR)tms->histo);
159 >        tms->histo = NULL;
160   }
161  
162  
163   int
164 < tmCvColors(ls, cs, scan, len)           /* convert float colors */
165 < TMbright        *ls;
166 < BYTE    *cs;
167 < COLOR   *scan;
168 < int     len;
164 > tmCvColors(                             /* convert float colors */
165 > TMstruct        *tms,
166 > TMbright        *ls,
167 > BYTE    *cs,
168 > COLOR   *scan,
169 > int     len
170 > )
171   {
172 <        static char     funcName[] = "tmCvColors";
172 >        static const char funcName[] = "tmCvColors";
173 >        static COLOR    csmall = {.5*MINLUM, .5*MINLUM, .5*MINLUM};
174          COLOR   cmon;
175          double  lum, slum;
176 <        register double d;
177 <        register int    i;
176 >        double  d;
177 >        int     i;
178  
179 <        if (tmTop == NULL)
179 >        if (tms == NULL)
180                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
181 <        if (ls == NULL | scan == NULL | len <= 0)
181 >        if ((ls == NULL) | (scan == NULL) | (len < 0))
182                  returnErr(TM_E_ILLEGAL);
183          for (i = len; i--; ) {
184 <                if (tmTop->flags & TM_F_NEEDMAT)        /* get monitor RGB */
185 <                        colortrans(cmon, tmTop->cmat, scan[i]);
186 <                else {
187 <                        cmon[RED] = tmTop->inpsf*scan[i][RED];
188 <                        cmon[GRN] = tmTop->inpsf*scan[i][GRN];
189 <                        cmon[BLU] = tmTop->inpsf*scan[i][BLU];
184 >                if (tmNeedMatrix(tms)) {                /* get monitor RGB */
185 >                        colortrans(cmon, tms->cmat, scan[i]);
186 >                } else {
187 >                        cmon[RED] = tms->inpsf*scan[i][RED];
188 >                        cmon[GRN] = tms->inpsf*scan[i][GRN];
189 >                        cmon[BLU] = tms->inpsf*scan[i][BLU];
190                  }
191                                                          /* world luminance */
192 <                lum =   tmTop->clf[RED]*cmon[RED] +
193 <                        tmTop->clf[GRN]*cmon[GRN] +
194 <                        tmTop->clf[BLU]*cmon[BLU] ;
192 >                lum =   tms->clf[RED]*cmon[RED] +
193 >                        tms->clf[GRN]*cmon[GRN] +
194 >                        tms->clf[BLU]*cmon[BLU] ;
195                                                          /* check range */
196 <                if (clipgamut(cmon, lum, CGAMUT_LOWER, cblack, cwhite))
197 <                        lum =   tmTop->clf[RED]*cmon[RED] +
198 <                                tmTop->clf[GRN]*cmon[GRN] +
199 <                                tmTop->clf[BLU]*cmon[BLU] ;
196 >                if (clipgamut(cmon, lum, CGAMUT_LOWER, csmall, cwhite))
197 >                        lum =   tms->clf[RED]*cmon[RED] +
198 >                                tms->clf[GRN]*cmon[GRN] +
199 >                                tms->clf[BLU]*cmon[BLU] ;
200                  if (lum < MINLUM) {
201                          ls[i] = MINBRT-1;               /* bogus value */
202                          lum = MINLUM;
# Line 203 | Line 206 | int    len;
206                  }
207                  if (cs == TM_NOCHROM)                   /* no color? */
208                          continue;
209 <                if (tmTop->flags & TM_F_MESOPIC && lum < LMESUPPER) {
209 >                if (tms->flags & TM_F_MESOPIC && lum < LMESUPPER) {
210                          slum = scotlum(cmon);           /* mesopic adj. */
211                          if (lum < LMESLOWER)
212                                  cmon[RED] = cmon[GRN] = cmon[BLU] = slum;
213                          else {
214                                  d = (lum - LMESLOWER)/(LMESUPPER - LMESLOWER);
215 <                                if (tmTop->flags & TM_F_BW)
215 >                                if (tms->flags & TM_F_BW)
216                                          cmon[RED] = cmon[GRN] =
217                                                          cmon[BLU] = d*lum;
218                                  else
# Line 219 | Line 222 | int    len;
222                                  cmon[GRN] += d;
223                                  cmon[BLU] += d;
224                          }
225 <                } else if (tmTop->flags & TM_F_BW) {
225 >                } else if (tms->flags & TM_F_BW) {
226                          cmon[RED] = cmon[GRN] = cmon[BLU] = lum;
227                  }
228 <                d = tmTop->clf[RED]*cmon[RED]/lum;
229 <                /* cs[3*i  ] = d>.999 ? 255 : 256.*pow(d, 1./tmTop->mongam); */
230 <                cs[3*i  ] = d>.999 ? 255 : tmTop->gamb[(int)(d*TM_GAMTSZ)];
231 <                d = tmTop->clf[GRN]*cmon[GRN]/lum;
232 <                /* cs[3*i+1] = d>.999 ? 255 : 256.*pow(d, 1./tmTop->mongam); */
233 <                cs[3*i+1] = d>.999 ? 255 : tmTop->gamb[(int)(d*TM_GAMTSZ)];
234 <                d = tmTop->clf[BLU]*cmon[BLU]/lum;
235 <                /* cs[3*i+2] = d>.999 ? 255 : 256.*pow(d, 1./tmTop->mongam); */
236 <                cs[3*i+2] = d>.999 ? 255 : tmTop->gamb[(int)(d*TM_GAMTSZ)];
228 >                d = tms->clf[RED]*cmon[RED]/lum;
229 >                cs[3*i  ] = d>=.999 ? 255 :
230 >                                (int)(256.*pow(d, 1./tms->mongam));
231 >                d = tms->clf[GRN]*cmon[GRN]/lum;
232 >                cs[3*i+1] = d>=.999 ? 255 :
233 >                                (int)(256.*pow(d, 1./tms->mongam));
234 >                d = tms->clf[BLU]*cmon[BLU]/lum;
235 >                cs[3*i+2] = d>=.999 ? 255 :
236 >                                (int)(256.*pow(d, 1./tms->mongam));
237          }
238          returnOK;
239   }
240  
241  
242   int
243 < tmAddHisto(ls, len, wt)                 /* add values to histogram */
244 < register TMbright       *ls;
245 < int     len;
246 < int     wt;
243 > tmCvGrays(                              /* convert float gray values */
244 > TMstruct        *tms,
245 > TMbright        *ls,
246 > float   *scan,
247 > int     len
248 > )
249   {
250 <        static char     funcName[] = "tmAddHisto";
251 <        int     sum, oldorig, oldlen, horig, hlen;
252 <        register int    i, j;
250 >        static const char funcName[] = "tmCvGrays";
251 >        double  d;
252 >        int     i;
253  
254 <        if (len <= 0)
254 >        if (tms == NULL)
255 >                returnErr(TM_E_TMINVAL);
256 >        if ((ls == NULL) | (scan == NULL) | (len < 0))
257                  returnErr(TM_E_ILLEGAL);
258 <        if (tmTop == NULL)
258 >        for (i = len; i--; )
259 >                if (scan[i] <= TM_NOLUM) {
260 >                        ls[i] = TM_NOBRT;               /* bogus value */
261 >                } else {
262 >                        d = TM_BRTSCALE*log(scan[i]);   /* encode it */
263 >                        ls[i] = d>0. ? (int)(d+.5) : (int)(d-.5);
264 >                }
265 >        returnOK;
266 > }
267 >
268 >
269 > int
270 > tmAddHisto(                             /* add values to histogram */
271 > TMstruct        *tms,
272 > TMbright        *ls,
273 > int     len,
274 > int     wt
275 > )
276 > {
277 >        static const char funcName[] = "tmAddHisto";
278 >        int     oldorig=0, oldlen, horig, hlen;
279 >        int     i, j;
280 >
281 >        if (tms == NULL)
282                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
283 +        if (len < 0)
284 +                returnErr(TM_E_ILLEGAL);
285 +        if (len == 0)
286 +                returnOK;
287                                                  /* first, grow limits */
288 <        if (tmTop->histo == NULL) {
288 >        if (tms->histo == NULL) {
289                  for (i = len; i-- && ls[i] < MINBRT; )
290                          ;
291                  if (i < 0)
292                          returnOK;
293 <                tmTop->brmin = tmTop->brmax = ls[i];
293 >                tms->hbrmin = tms->hbrmax = ls[i];
294                  oldlen = 0;
295          } else {
296 <                oldorig = (tmTop->brmin-MINBRT)/HISTEP;
297 <                oldlen = (tmTop->brmax-MINBRT)/HISTEP + 1 - oldorig;
296 >                oldorig = (tms->hbrmin-MINBRT)/HISTEP;
297 >                oldlen = (tms->hbrmax-MINBRT)/HISTEP + 1 - oldorig;
298          }
299          for (i = len; i--; ) {
300                  if ((j = ls[i]) < MINBRT)
301                          continue;
302 <                if (j < tmTop->brmin)
303 <                        tmTop->brmin = j;
304 <                else if (j > tmTop->brmax)
305 <                        tmTop->brmax = j;
302 >                if (j < tms->hbrmin)
303 >                        tms->hbrmin = j;
304 >                else if (j > tms->hbrmax)
305 >                        tms->hbrmax = j;
306          }
307 <        horig = (tmTop->brmin-MINBRT)/HISTEP;
308 <        hlen = (tmTop->brmax-MINBRT)/HISTEP + 1 - horig;
307 >        horig = (tms->hbrmin-MINBRT)/HISTEP;
308 >        hlen = (tms->hbrmax-MINBRT)/HISTEP + 1 - horig;
309          if (hlen > oldlen) {                    /* (re)allocate histogram */
310 <                register int    *newhist = (int *)calloc(hlen, sizeof(int));
310 >                int     *newhist = (int *)calloc(hlen, sizeof(int));
311                  if (newhist == NULL)
312                          returnErr(TM_E_NOMEM);
313                  if (oldlen) {                   /* copy and free old */
314                          for (i = oldlen, j = i+oldorig-horig; i; )
315 <                                newhist[--j] = tmTop->histo[--i];
316 <                        free((char *)tmTop->histo);
315 >                                newhist[--j] = tms->histo[--i];
316 >                        free((MEM_PTR)tms->histo);
317                  }
318 <                tmTop->histo = newhist;
285 <                if (tmTop->lumap != NULL) {     /* invalid tone map */
286 <                        free((char *)tmTop->lumap);
287 <                        tmTop->lumap = NULL;
288 <                }
318 >                tms->histo = newhist;
319          }
320          if (wt == 0)
321                  returnOK;
322          for (i = len; i--; )                    /* add in new counts */
323                  if (ls[i] >= MINBRT)
324 <                        tmTop->histo[ (ls[i]-MINBRT)/HISTEP - horig ] += wt;
324 >                        tms->histo[ (ls[i]-MINBRT)/HISTEP - horig ] += wt;
325          returnOK;
326   }
327  
328  
329   static double
330 < htcontrs(La)            /* human threshold contrast sensitivity, dL(La) */
331 < double  La;
330 > htcontrs(               /* human threshold contrast sensitivity, dL(La) */
331 > double  La
332 > )
333   {
334          double  l10La, l10dL;
335                                  /* formula taken from Ferwerda et al. [SG96] */
# Line 318 | Line 349 | double La;
349   }
350  
351  
352 + static int
353 + tmNewMap(                       /* allocate new tone-mapping array */
354 + TMstruct        *tms
355 + )
356 + {
357 +        if (tms->lumap != NULL && (tms->mbrmax - tms->mbrmin) !=
358 +                                        (tms->hbrmax - tms->hbrmin)) {
359 +                free((MEM_PTR)tms->lumap);
360 +                tms->lumap = NULL;
361 +        }
362 +        tms->mbrmin = tms->hbrmin;
363 +        tms->mbrmax = tms->hbrmax;
364 +        if (tms->mbrmin > tms->mbrmax)
365 +                return 0;
366 +        if (tms->lumap == NULL)
367 +                tms->lumap = (unsigned short *)malloc(sizeof(unsigned short)*
368 +                                        (tms->mbrmax-tms->mbrmin+1));
369 +        return(tms->lumap != NULL);
370 + }
371 +
372 +
373   int
374 < tmComputeMapping(gamval, Lddyn, Ldmax)
375 < double  gamval;
376 < double  Lddyn;
377 < double  Ldmax;
374 > tmFixedMapping(                 /* compute fixed, linear tone-mapping */
375 > TMstruct        *tms,
376 > double  expmult,
377 > double  gamval
378 > )
379   {
380 <        static char     funcName[] = "tmComputeMapping";
380 >        static const char funcName[] = "tmFixedMapping";
381 >        double          d;
382 >        int     i;
383 >        
384 >        if (!tmNewMap(tms))
385 >                returnErr(TM_E_NOMEM);
386 >        if (expmult <= .0)
387 >                expmult = 1.;
388 >        if (gamval < MINGAM)
389 >                gamval = tms->mongam;
390 >        d = log(expmult/tms->inpsf);
391 >        for (i = tms->mbrmax-tms->mbrmin+1; i--; )
392 >                tms->lumap[i] = 256. * exp(
393 >                        ( d + (tms->mbrmin+i)*(1./TM_BRTSCALE) )
394 >                        / gamval );
395 >        returnOK;
396 > }
397 >
398 >
399 > int
400 > tmComputeMapping(                       /* compute histogram tone-mapping */
401 > TMstruct        *tms,
402 > double  gamval,
403 > double  Lddyn,
404 > double  Ldmax
405 > )
406 > {
407 >        static const char funcName[] = "tmComputeMapping";
408          int     *histo;
409          float   *cumf;
410 <        int     brt0, histlen, histot, threshold, ceiling, trimmings;
410 >        int     brt0, histlen, threshold, ceiling, trimmings;
411          double  logLddyn, Ldmin, Ldavg, Lwavg, Tr, Lw, Ld;
412 <        int4    sum;
413 <        register double d;
414 <        register int    i, j;
412 >        int32   histot;
413 >        double  sum;
414 >        double  d;
415 >        int     i, j;
416  
417 <        if (tmTop == NULL || tmTop->histo == NULL)
417 >        if (tms == NULL || tms->histo == NULL)
418                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
419                                          /* check arguments */
420          if (Lddyn < MINLDDYN) Lddyn = DEFLDDYN;
421          if (Ldmax < MINLDMAX) Ldmax = DEFLDMAX;
422 <        if (gamval < MINGAM) gamval = tmTop->mongam;
422 >        if (gamval < MINGAM) gamval = tms->mongam;
423                                          /* compute handy values */
424          Ldmin = Ldmax/Lddyn;
425          logLddyn = log(Lddyn);
426          Ldavg = sqrt(Ldmax*Ldmin);
427 <        i = (tmTop->brmin-MINBRT)/HISTEP;
427 >        i = (tms->hbrmin-MINBRT)/HISTEP;
428          brt0 = MINBRT + HISTEP/2 + i*HISTEP;
429 <        histlen = (tmTop->brmax-MINBRT)/HISTEP + 1 - i;
429 >        histlen = (tms->hbrmax-MINBRT)/HISTEP + 1 - i;
430                                          /* histogram total and mean */
431          histot = 0; sum = 0;
432          j = brt0 + histlen*HISTEP;
433          for (i = histlen; i--; ) {
434 <                histot += tmTop->histo[i];
435 <                sum += (j -= HISTEP) * tmTop->histo[i];
434 >                histot += tms->histo[i];
435 >                sum += (j -= HISTEP) * tms->histo[i];
436          }
437 <        threshold = histot*.025 + .5;
437 >        threshold = histot*0.005 + .5;
438          if (threshold < 4)
439                  returnErr(TM_E_TMFAIL);
440          Lwavg = tmLuminance( (double)sum / histot );
441 <        if (!(tmTop->flags & TM_F_LINEAR)) {    /* clamp histogram */
442 <                histo = (int *)malloc(histlen*sizeof(int));
443 <                cumf = (float *)malloc((histlen+1)*sizeof(float));
444 <                if (histo == NULL | cumf == NULL)
445 <                        returnErr(TM_E_NOMEM);
446 <                for (i = histlen; i--; )        /* make malleable copy */
447 <                        histo[i] = tmTop->histo[i];
448 <                do {                            /* iterate to solution */
449 <                        sum = 0;                /* cumulative probability */
450 <                        for (i = 0; i < histlen; i++) {
451 <                                cumf[i] = (double)sum/histot;
452 <                                sum += histo[i];
441 >                                        /* allocate space for mapping */
442 >        if (!tmNewMap(tms))
443 >                returnErr(TM_E_NOMEM);
444 >                                        /* use linear tone mapping? */
445 >        if (tms->flags & TM_F_LINEAR)
446 >                goto linearmap;
447 >                                        /* clamp histogram */
448 >        histo = (int *)malloc(histlen*sizeof(int));
449 >        cumf = (float *)malloc((histlen+2)*sizeof(float));
450 >        if ((histo == NULL) | (cumf == NULL))
451 >                returnErr(TM_E_NOMEM);
452 >        cumf[histlen+1] = 1.;           /* guard for assignment code */
453 >        for (i = histlen; i--; )        /* make malleable copy */
454 >                histo[i] = tms->histo[i];
455 >        do {                            /* iterate to solution */
456 >                sum = 0;                /* cumulative probability */
457 >                for (i = 0; i < histlen; i++) {
458 >                        cumf[i] = (double)sum/histot;
459 >                        sum += histo[i];
460 >                }
461 >                cumf[histlen] = 1.;
462 >                Tr = histot * (double)(tms->hbrmax - tms->hbrmin) /
463 >                        ((double)histlen*TM_BRTSCALE) / logLddyn;
464 >                ceiling = Tr + 1.;
465 >                trimmings = 0;          /* clip to envelope */
466 >                for (i = histlen; i--; ) {
467 >                        if (tms->flags & TM_F_HCONTR) {
468 >                                Lw = tmLuminance(brt0 + i*HISTEP);
469 >                                Ld = Ldmin * exp( logLddyn *
470 >                                        .5*(cumf[i]+cumf[i+1]) );
471 >                                ceiling = Tr * (htcontrs(Ld) * Lw) /
472 >                                        (htcontrs(Lw) * Ld) + 1.;
473                          }
474 <                        cumf[i] = 1.;
475 <                        Tr = histot * (double)(tmTop->brmax - tmTop->brmin) /
476 <                                ((double)histlen*TM_BRTSCALE) / logLddyn;
376 <                        ceiling = Tr + 1.;
377 <                        trimmings = 0;                  /* clip to envelope */
378 <                        for (i = histlen; i--; ) {
379 <                                if (tmTop->flags & TM_F_HCONTR) {
380 <                                        Lw = tmLuminance(brt0 + i*HISTEP);
381 <                                        Ld = Ldmin * exp( logLddyn *
382 <                                                .5*(cumf[i]+cumf[i+1]) );
383 <                                        ceiling = Tr * (htcontrs(Ld) * Lw) /
384 <                                                (htcontrs(Lw) * Ld) + 1.;
385 <                                }
386 <                                if (histo[i] > ceiling) {
387 <                                        trimmings += histo[i] - ceiling;
388 <                                        histo[i] = ceiling;
389 <                                }
474 >                        if (histo[i] > ceiling) {
475 >                                trimmings += histo[i] - ceiling;
476 >                                histo[i] = ceiling;
477                          }
391                } while ((histot -= trimmings) > threshold &&
392                                                trimmings > threshold);
393        }
394                                                /* allocate luminance map */
395        if (tmTop->lumap == NULL) {
396                tmTop->lumap = (unsigned short *)malloc(
397                        (tmTop->brmax-tmTop->brmin+1)*sizeof(unsigned short) );
398                if (tmTop->lumap == NULL)
399                        returnErr(TM_E_NOMEM);
400        }
401        if (tmTop->flags & TM_F_LINEAR || histot <= threshold) {
402                                                /* linear tone mapping */
403                if (tmTop->flags & TM_F_HCONTR)
404                        d = htcontrs(Ldavg) / htcontrs(Lwavg);
405                else
406                        d = Ldavg / Lwavg;
407                d = log(d/Ldmax);
408                for (i = tmTop->brmax-tmTop->brmin+1; i--; )
409                        tmTop->lumap[i] = 256. * exp(
410                                ( d + (tmTop->brmin+i)/(double)TM_BRTSCALE )
411                                / gamval );
412        } else {
413                                                /* histogram adjustment */
414                for (i = tmTop->brmax-tmTop->brmin+1; i--; ) {
415                        j = d = (double)i/(tmTop->brmax-tmTop->brmin)*histlen;
416                        d -= (double)j;
417                        Ld = Ldmin*exp(logLddyn*((1.-d)*cumf[j]+d*cumf[j+1]));
418                        d = (Ld - Ldmin)/(Ldmax - Ldmin);
419                        tmTop->lumap[i] = 256.*pow(d, 1./gamval);
478                  }
479 +                                        /* check if we're out of data */
480 +                if ((histot -= trimmings) <= threshold) {
481 +                        free((MEM_PTR)histo);
482 +                        free((MEM_PTR)cumf);
483 +                        goto linearmap;
484 +                }
485 +        } while (trimmings > threshold);
486 +                                        /* assign tone-mapping */
487 +        for (i = tms->mbrmax-tms->mbrmin+1; i--; ) {
488 +                j = d = (double)i/(tms->mbrmax-tms->mbrmin)*histlen;
489 +                d -= (double)j;
490 +                Ld = Ldmin*exp(logLddyn*((1.-d)*cumf[j]+d*cumf[j+1]));
491 +                d = (Ld - Ldmin)/(Ldmax - Ldmin);
492 +                tms->lumap[i] = 256.*pow(d, 1./gamval);
493          }
494 <        if (!(tmTop->flags & TM_F_LINEAR)) {
495 <                free((char *)histo);
424 <                free((char *)cumf);
425 <        }
494 >        free((MEM_PTR)histo);           /* clean up and return */
495 >        free((MEM_PTR)cumf);
496          returnOK;
497 + linearmap:                              /* linear tone-mapping */
498 +        if (tms->flags & TM_F_HCONTR)
499 +                d = htcontrs(Ldavg) / htcontrs(Lwavg);
500 +        else
501 +                d = Ldavg / Lwavg;
502 +        return(tmFixedMapping(tms, tms->inpsf*d/Ldmax, gamval));
503   }
504  
505  
506   int
507 < tmMapPixels(ps, ls, cs, len)
508 < register BYTE   *ps;
509 < TMbright        *ls;
510 < register BYTE   *cs;
511 < int     len;
507 > tmMapPixels(                    /* apply tone-mapping to pixel(s) */
508 > TMstruct        *tms,
509 > BYTE    *ps,
510 > TMbright        *ls,
511 > BYTE    *cs,
512 > int     len
513 > )
514   {
515 <        static char     funcName[] = "tmMapPixels";
516 <        int     rdiv, gdiv, bdiv;
439 <        register int    li, pv;
515 >        static const char funcName[] = "tmMapPixels";
516 >        int32   li, pv;
517  
518 <        if (tmTop == NULL || tmTop->lumap == NULL)
518 >        if (tms == NULL || tms->lumap == NULL)
519                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
520 <        if (ps == NULL | ls == NULL | len <= 0)
520 >        if ((ps == NULL) | (ls == NULL) | (len < 0))
521                  returnErr(TM_E_ILLEGAL);
445        rdiv = tmTop->gamb[((int4)TM_GAMTSZ*tmTop->clfb[RED])>>8];
446        gdiv = tmTop->gamb[((int4)TM_GAMTSZ*tmTop->clfb[GRN])>>8];
447        bdiv = tmTop->gamb[((int4)TM_GAMTSZ*tmTop->clfb[BLU])>>8];
522          while (len--) {
523 <                if ((li = *ls++) < tmTop->brmin)
524 <                        li = tmTop->brmin;
525 <                else if (li > tmTop->brmax)
526 <                        li = tmTop->brmax;
527 <                li = tmTop->lumap[li - tmTop->brmin];
523 >                if ((li = *ls++) < tms->mbrmin) {
524 >                        li = 0;
525 >                } else {
526 >                        if (li > tms->mbrmax)
527 >                                li = tms->mbrmax;
528 >                        li = tms->lumap[li - tms->mbrmin];
529 >                }
530                  if (cs == TM_NOCHROM)
531                          *ps++ = li>255 ? 255 : li;
532                  else {
533 <                        pv = *cs++ * li / rdiv;
533 >                        pv = *cs++ * li / tms->cdiv[RED];
534                          *ps++ = pv>255 ? 255 : pv;
535 <                        pv = *cs++ * li / gdiv;
535 >                        pv = *cs++ * li / tms->cdiv[GRN];
536                          *ps++ = pv>255 ? 255 : pv;
537 <                        pv = *cs++ * li / bdiv;
537 >                        pv = *cs++ * li / tms->cdiv[BLU];
538                          *ps++ = pv>255 ? 255 : pv;
539                  }
540          }
# Line 466 | Line 542 | int    len;
542   }
543  
544  
469 struct tmStruct *
470 tmPop()                         /* pop top tone mapping off stack */
471 {
472        register struct tmStruct        *tms;
545  
474        if ((tms = tmTop) != NULL)
475                tmTop = tms->tmprev;
476        return(tms);
477 }
546  
547 <
548 < int
549 < tmPull(tms)                     /* pull a tone mapping from stack */
550 < register struct tmStruct        *tms;
547 > TMstruct *
548 > tmDup(                          /* duplicate top tone mapping */
549 > TMstruct        *tms
550 > )
551   {
484        register struct tmStruct        *tms2;
485                                        /* special cases first */
486        if (tms == NULL | tmTop == NULL)
487                return(0);
488        if (tms == tmTop) {
489                tmTop = tms->tmprev;
490                tms->tmprev = NULL;
491                return(1);
492        }
493        for (tms2 = tmTop; tms2->tmprev != NULL; tms2 = tms2->tmprev)
494                if (tms == tms2->tmprev) {      /* remove it */
495                        tms2->tmprev = tms->tmprev;
496                        tms->tmprev = NULL;
497                        return(1);
498                }
499        return(0);                      /* not found on stack */
500 }
501
502
503 struct tmStruct *
504 tmDup()                         /* duplicate top tone mapping */
505 {
552          int     len;
553 <        register int    i;
554 <        register struct tmStruct        *tmnew;
553 >        int     i;
554 >        TMstruct        *tmnew;
555  
556 <        if (tmTop == NULL)              /* anything to duplicate? */
556 >        if (tms == NULL)                /* anything to duplicate? */
557                  return(NULL);
558 <        tmnew = (struct tmStruct *)malloc(sizeof(struct tmStruct));
558 >        tmnew = (TMstruct *)malloc(sizeof(TMstruct));
559          if (tmnew == NULL)
560                  return(NULL);
561 <        *tmnew = *tmTop;                /* copy everything */
561 >        *tmnew = *tms;          /* copy everything */
562          if (tmnew->histo != NULL) {     /* duplicate histogram */
563 <                len = (tmnew->brmax-MINBRT)/HISTEP + 1 -
564 <                                (tmnew->brmin-MINBRT)/HISTEP;
563 >                len = (tmnew->hbrmax-MINBRT)/HISTEP + 1 -
564 >                                (tmnew->hbrmin-MINBRT)/HISTEP;
565                  tmnew->histo = (int *)malloc(len*sizeof(int));
566                  if (tmnew->histo != NULL)
567                          for (i = len; i--; )
568 <                                tmnew->histo[i] = tmTop->histo[i];
568 >                                tmnew->histo[i] = tms->histo[i];
569          }
570          if (tmnew->lumap != NULL) {     /* duplicate luminance mapping */
571 <                len = tmnew->brmax-tmnew->brmin+1;
571 >                len = tmnew->mbrmax-tmnew->mbrmin+1;
572                  tmnew->lumap = (unsigned short *)malloc(
573                                                  len*sizeof(unsigned short) );
574                  if (tmnew->lumap != NULL)
575                          for (i = len; i--; )
576 <                                tmnew->lumap[i] = tmTop->lumap[i];
576 >                                tmnew->lumap[i] = tms->lumap[i];
577          }
578 <        tmnew->tmprev = tmTop;          /* make copy current */
579 <        return(tmTop = tmnew);
578 >                                        /* clear package data */
579 >        for (i = tmNumPkgs; i--; )
580 >                tmnew->pd[i] = NULL;
581 >                                        /* return copy */
582 >        return(tmnew);
583   }
584  
585  
537 int
538 tmPush(tms)                     /* push tone mapping on top of stack */
539 register struct tmStruct        *tms;
540 {
541        static char     funcName[] = "tmPush";
542                                        /* check validity */
543        if (tms == NULL || !(tms->flags & TM_F_INITED))
544                returnErr(TM_E_ILLEGAL);
545        if (tms == tmTop)               /* check necessity */
546                returnOK;
547                                        /* pull if already in stack */
548        (void)tmPull(tms);
549                                        /* push it on top */
550        tms->tmprev = tmTop;
551        tmTop = tms;
552        returnOK;
553 }
554
555
586   void
587   tmDone(tms)                     /* done with tone mapping -- destroy it */
588 < register struct tmStruct        *tms;
588 > TMstruct        *tms;
589   {
590 <                                        /* NULL arg. is equiv. to tmTop */
591 <        if (tms == NULL && (tms = tmTop) == NULL)
590 >        int     i;
591 >                                        /* NULL arg. is equiv. to tms */
592 >        if (tms == NULL)
593                  return;
563                                        /* take out of stack if present */
564        (void)tmPull(tms);
594                                          /* free tables */
595          if (tms->histo != NULL)
596 <                free((char *)tms->histo);
596 >                free((MEM_PTR)tms->histo);
597          if (tms->lumap != NULL)
598 <                free((char *)tms->lumap);
599 <        tms->flags = 0;
600 <        free((char *)tms);              /* free basic structure */
598 >                free((MEM_PTR)tms->lumap);
599 >                                        /* free private data */
600 >        for (i = tmNumPkgs; i--; )
601 >                if (tms->pd[i] != NULL)
602 >                        (*tmPkg[i]->Free)(tms->pd[i]);
603 >        free((MEM_PTR)tms);             /* free basic structure */
604 > }
605 >
606 > /******************** Shared but Private library routines *********************/
607 >
608 > BYTE    tmMesofact[BMESUPPER-BMESLOWER];
609 >
610 > void
611 > tmMkMesofact()                          /* build mesopic lookup factor table */
612 > {
613 >        int     i;
614 >
615 >        if (tmMesofact[BMESUPPER-BMESLOWER-1])
616 >                return;
617 >
618 >        for (i = BMESLOWER; i < BMESUPPER; i++)
619 >                tmMesofact[i-BMESLOWER] = 256. *
620 >                                (tmLuminance(i) - LMESLOWER) /
621 >                                (LMESUPPER - LMESLOWER);
622 > }
623 >
624 >
625 > int
626 > tmErrorReturn(                          /* error return (with message) */
627 > const char      *func,
628 > TMstruct        *tms,
629 > int     err
630 > )
631 > {
632 >        if (tms != NULL) {
633 >                tms->lastFunc = func;
634 >                tms->lastError = err;
635 >                if (tms->flags & TM_F_NOSTDERR)
636 >                        return(err);
637 >        }
638 >        fputs(func, stderr);
639 >        fputs(": ", stderr);
640 >        fputs(tmErrorMessage[err], stderr);
641 >        fputs("!\n", stderr);
642 >        return(err);
643   }

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