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

Comparing ray/src/common/tonemap.c (file contents):
Revision 3.36 by greg, Fri Apr 22 14:35:54 2011 UTC vs.
Revision 3.52 by greg, Wed May 26 17:50:26 2021 UTC

# Line 14 | Line 14 | static const char      RCSid[] = "$Id$";
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 66 | 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 122 | 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] =
126 <                                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 */
# Line 142 | Line 142 | MEM_PTR        dat
142                          tms->cmat[i][j] *= tms->inpsf;
143                                                  /* set color divisors */
144          for (i = 0; i < 3; i++)
145 <                tms->cdiv[i] = 256.*pow(tms->clf[i] < .001 ? .001 :
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--; )
# Line 159 | 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->hbrmin = 10; tms->hbrmax = -10;
164          tms->histo = NULL;
165   }
166  
# Line 252 | Line 253 | int
253   tmCvColors(                             /* convert float colors */
254   TMstruct        *tms,
255   TMbright        *ls,
256 < BYTE    *cs,
256 > uby8    *cs,
257   COLOR   *scan,
258   int     len
259   )
260   {
261          static const char funcName[] = "tmCvColors";
262 <        static BYTE     gamtab[1024];
262 >        static uby8     gamtab[1024];
263          static double   curgam = .0;
264          COLOR   cmon;
265          float   lum, slum, d;
# Line 343 | Line 344 | int    wt
344   {
345          static const char funcName[] = "tmAddHisto";
346          int     oldorig=0, oldlen, horig, hlen;
347 <        int     i, j;
347 >        int     i;
348  
349          if (tms == NULL)
350                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
# Line 364 | Line 365 | int    wt
365                  oldlen = HISTI(tms->hbrmax) + 1 - oldorig;
366          }
367          for (i = len; i--; ) {
368 <                if ((j = ls[i]) < MINBRT)
368 >                if (ls[i] < MINBRT)
369                          continue;
370 <                if (j < tms->hbrmin)
371 <                        tms->hbrmin = j;
372 <                else if (j > tms->hbrmax)
373 <                        tms->hbrmax = j;
370 >                if (ls[i] < tms->hbrmin)
371 >                        tms->hbrmin = ls[i];
372 >                else if (ls[i] > tms->hbrmax)
373 >                        tms->hbrmax = ls[i];
374          }
375          horig = HISTI(tms->hbrmin);
376          hlen = HISTI(tms->hbrmax) + 1 - horig;
377          if (hlen > oldlen) {                    /* (re)allocate histogram */
378 <                int     *newhist = (int *)calloc(hlen, sizeof(int));
378 >                HIST_TYP  *newhist = (HIST_TYP *)calloc(hlen, sizeof(HIST_TYP));
379                  if (newhist == NULL)
380                          returnErr(TM_E_NOMEM);
381                  if (oldlen) {                   /* copy and free old */
382 <                        for (i = oldlen, j = i+oldorig-horig; i; )
383 <                                newhist[--j] = tms->histo[--i];
384 <                        free((MEM_PTR)tms->histo);
382 >                        memcpy(newhist+(oldorig-horig),
383 >                                        tms->histo, oldlen*sizeof(HIST_TYP));
384 >                        free(tms->histo);
385                  }
386                  tms->histo = newhist;
387          }
# Line 420 | Line 421 | int
421   tmFixedMapping(                 /* compute fixed, linear tone-mapping */
422   TMstruct        *tms,
423   double  expmult,
424 < double  gamval
424 > double  gamval,
425 > double  Lddyn
426   )
427   {
428          static const char funcName[] = "tmFixedMapping";
429 <        double          d;
430 <        int     i;
429 >        const int       maxV = (1L<<(8*sizeof(TMAP_TYP))) - 1;
430 >        double          minD;
431 >        int             i;
432          
433          if (!tmNewMap(tms))
434                  returnErr(TM_E_NOMEM);
435 <        if (expmult <= .0)
436 <                expmult = 1.;
437 <        if (gamval < MINGAM)
438 <                gamval = tms->mongam;
439 <        d = log(expmult/tms->inpsf);
435 >                                        /* check arguments */
436 >        if (expmult <= .0) expmult = 1.;
437 >        if (gamval < MINGAM) gamval = tms->mongam;
438 >        if (Lddyn < MINLDDYN) Lddyn = DEFLDDYN;
439 >        minD = 1./Lddyn;
440          for (i = tms->mbrmax-tms->mbrmin+1; i--; ) {
441 <                double  val = 256. * exp(
442 <                        ( d + (tms->mbrmin+i)*(1./TM_BRTSCALE) )
443 <                        / gamval);
444 <                tms->lumap[i] = val >= (double)0xffff ? 0xffff : (int)val;
441 >                double  d;
442 >                d = expmult/tms->inpsf * tmLuminance(tms->mbrmin + i);
443 >                if (d >= 2.*minD)
444 >                        d -= minD;
445 >                else                    /* soft black crushing */
446 >                        d *= d/(4.*minD);
447 >                d /= 1. - minD;
448 >                d = TM_BRES*pow(d, 1./gamval);
449 >                tms->lumap[i] = (d > maxV) ? maxV : (int)d;
450          }
451          returnOK;
452   }
# Line 453 | Line 461 | double Ldmax
461   )
462   {
463          static const char funcName[] = "tmComputeMapping";
464 <        int     *histo;
464 >        HIST_TYP        *histo;
465          float   *cumf;
466 <        int     brt0, histlen, threshold, ceiling, trimmings;
467 <        double  logLddyn, Ldmin, Ldavg, Lwavg, Tr, Lw, Ld;
468 <        int32   histot;
466 >        int     brt0, histlen;
467 >        HIST_TYP        threshold, ceiling, trimmings, histot;
468 >        double  logLddyn, Ldmin, Lwavg, Tr, Lw, Ld;
469          double  sum;
470          double  d;
471          int     i, j;
# Line 471 | Line 479 | double Ldmax
479                                          /* compute handy values */
480          Ldmin = Ldmax/Lddyn;
481          logLddyn = log(Lddyn);
474 –        Ldavg = sqrt(Ldmax*Ldmin);
482          i = HISTI(tms->hbrmin);
483          brt0 = HISTV(i);
484          histlen = HISTI(tms->hbrmax) + 1 - i;
# Line 482 | Line 489 | double Ldmax
489                  histot += tms->histo[i];
490                  sum += (double)(j -= HISTEP) * tms->histo[i];
491          }
485 –        threshold = histot*0.005 + .5;
492          if (!histot)
493                  returnErr(TM_E_TMFAIL);
494 +        threshold = histot/500 + 1;
495          Lwavg = tmLuminance( (double)sum / histot );
496                                          /* use linear tone mapping? */
497 <        if (tms->flags & TM_F_LINEAR || threshold < 4 ||
497 >        if (tms->flags & TM_F_LINEAR ||
498                          tms->hbrmax - tms->hbrmin < TM_BRTSCALE*logLddyn)
499                  goto linearmap;
500                                          /* clamp histogram */
501 <        histo = (int *)malloc(histlen*sizeof(int));
501 >        histo = (HIST_TYP *)malloc(histlen*sizeof(HIST_TYP));
502          cumf = (float *)malloc((histlen+2)*sizeof(float));
503          if ((histo == NULL) | (cumf == NULL))
504                  returnErr(TM_E_NOMEM);
505          cumf[histlen+1] = 1.;           /* guard for assignment code */
506 <        for (i = histlen; i--; )        /* make malleable copy */
507 <                histo[i] = tms->histo[i];
506 >                                        /* make malleable copy */
507 >        memcpy(histo, tms->histo, histlen*sizeof(HIST_TYP));
508          do {                            /* iterate to solution */
509                  sum = 0;                /* cumulative probability */
510                  for (i = 0; i < histlen; i++) {
511 <                        cumf[i] = (double)sum/histot;
512 <                        sum += histo[i];
511 >                        cumf[i] = sum/histot;
512 >                        sum += (double)histo[i];
513                  }
514                  cumf[histlen] = 1.;
515                  Tr = histot * (double)(tms->hbrmax - tms->hbrmin) /
516 <                        ((double)histlen*TM_BRTSCALE) / logLddyn;
516 >                                ((double)TM_BRTSCALE*histlen*logLddyn);
517                  ceiling = Tr + 1.;
518                  trimmings = 0;          /* clip to envelope */
519                  for (i = histlen; i--; ) {
# Line 524 | Line 531 | double Ldmax
531                  }
532                                          /* check if we're out of data */
533                  if ((histot -= trimmings) <= threshold) {
534 <                        free((MEM_PTR)histo);
535 <                        free((MEM_PTR)cumf);
534 >                        free(histo);
535 >                        free(cumf);
536                          goto linearmap;
537                  }
538 <        } while (trimmings > threshold);
538 >        } while (40*trimmings > histot);
539                                          /* allocate space for mapping */
540          if (!tmNewMap(tms))
541                  returnErr(TM_E_NOMEM);
# Line 538 | Line 545 | double Ldmax
545                  d -= (double)j;
546                  Ld = Ldmin*exp(logLddyn*((1.-d)*cumf[j]+d*cumf[j+1]));
547                  d = (Ld - Ldmin)/(Ldmax - Ldmin);
548 <                tms->lumap[i] = 256.*pow(d, 1./gamval);
548 >                tms->lumap[i] = TM_BRES*pow(d, 1./gamval);
549          }
550 <        free((MEM_PTR)histo);           /* clean up and return */
551 <        free((MEM_PTR)cumf);
550 >        free(histo);                    /* clean up and return */
551 >        free(cumf);
552          returnOK;
553   linearmap:                              /* linear tone-mapping */
554          if (tms->flags & TM_F_HCONTR)
555 <                d = htcontrs(Ldavg) / htcontrs(Lwavg);
555 >                d = htcontrs(sqrt(Ldmax*Ldmin)) / htcontrs(Lwavg);
556          else
557 <                d = Ldavg / Lwavg;
558 <        return(tmFixedMapping(tms, tms->inpsf*d/Ldmax, gamval));
557 >                d = Ldmax / tmLuminance(tms->hbrmax);
558 >        return(tmFixedMapping(tms, tms->inpsf*d/Ldmax, gamval, Lddyn));
559   }
560  
561  
562   int
563   tmMapPixels(                    /* apply tone-mapping to pixel(s) */
564   TMstruct        *tms,
565 < BYTE    *ps,
565 > uby8    *ps,
566   TMbright        *ls,
567 < BYTE    *cs,
567 > uby8    *cs,
568   int     len
569   )
570   {
571          static const char funcName[] = "tmMapPixels";
572 <        int32   li, pv;
572 >        TMbright        lv;
573 >        TMAP_TYP        li;
574 >        int             pv;
575  
576          if (tms == NULL || tms->lumap == NULL)
577                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
578          if ((ps == NULL) | (ls == NULL) | (len < 0))
579                  returnErr(TM_E_ILLEGAL);
580          while (len--) {
581 <                if ((li = *ls++) < tms->mbrmin) {
581 >                if ((lv = *ls++) < tms->mbrmin) {
582                          li = 0;
583                  } else {
584 <                        if (li > tms->mbrmax)
585 <                                li = tms->mbrmax;
586 <                        li = tms->lumap[li - tms->mbrmin];
584 >                        if (lv > tms->mbrmax)
585 >                                lv = tms->mbrmax;
586 >                        li = tms->lumap[lv - tms->mbrmin];
587                  }
588 <                if (cs == TM_NOCHROM)
589 <                        *ps++ = li>255 ? 255 : li;
590 <                else {
588 >                if (cs == TM_NOCHROM) {
589 > #if !(TM_BRES & 0xff)
590 >                        *ps++ = li>=TM_BRES ? 255 : li/(TM_BRES>>8);
591 > #else
592 >                        *ps++ = li>=TM_BRES ? 255 : (li<<8)/TM_BRES;
593 > #endif
594 >                } else {
595                          pv = *cs++ * li / tms->cdiv[RED];
596                          *ps++ = pv>255 ? 255 : pv;
597                          pv = *cs++ * li / tms->cdiv[GRN];
# Line 592 | Line 605 | int    len
605  
606  
607   TMstruct *
608 < tmDup(                          /* duplicate top tone mapping */
608 > tmDup(                          /* duplicate tone mapping */
609   TMstruct        *tms
610   )
611   {
# Line 608 | Line 621 | TMstruct       *tms
621          *tmnew = *tms;          /* copy everything */
622          if (tmnew->histo != NULL) {     /* duplicate histogram */
623                  len = HISTI(tmnew->hbrmax) + 1 - HISTI(tmnew->hbrmin);
624 <                tmnew->histo = (int *)malloc(len*sizeof(int));
624 >                tmnew->histo = (HIST_TYP *)malloc(len*sizeof(HIST_TYP));
625                  if (tmnew->histo != NULL)
626 <                        for (i = len; i--; )
614 <                                tmnew->histo[i] = tms->histo[i];
626 >                        memcpy(tmnew->histo, tms->histo, len*sizeof(HIST_TYP));
627          }
628          if (tmnew->lumap != NULL) {     /* duplicate luminance mapping */
629                  len = tmnew->mbrmax-tmnew->mbrmin+1;
630 <                tmnew->lumap = (unsigned short *)malloc(
619 <                                                len*sizeof(unsigned short) );
630 >                tmnew->lumap = (TMAP_TYP *)malloc(len*sizeof(TMAP_TYP));
631                  if (tmnew->lumap != NULL)
632 <                        for (i = len; i--; )
622 <                                tmnew->lumap[i] = tms->lumap[i];
632 >                        memcpy(tmnew->lumap, tms->lumap, len*sizeof(TMAP_TYP));
633          }
634                                          /* clear package data */
635          for (i = tmNumPkgs; i--; )
# Line 639 | Line 649 | TMstruct       *tms;
649                  return;
650                                          /* free tables */
651          if (tms->histo != NULL)
652 <                free((MEM_PTR)tms->histo);
652 >                free(tms->histo);
653          if (tms->lumap != NULL)
654 <                free((MEM_PTR)tms->lumap);
654 >                free(tms->lumap);
655                                          /* free private data */
656          for (i = tmNumPkgs; i--; )
657                  if (tms->pd[i] != NULL)
658                          (*tmPkg[i]->Free)(tms->pd[i]);
659 <        free((MEM_PTR)tms);             /* free basic structure */
659 >        free(tms);                      /* free basic structure */
660   }
661  
662   /******************** Shared but Private library routines *********************/
663  
664 < BYTE    tmMesofact[BMESUPPER-BMESLOWER];
664 > uby8    tmMesofact[BMESUPPER-BMESLOWER];
665  
666   void
667   tmMkMesofact()                          /* build mesopic lookup factor table */
# Line 675 | Line 685 | TMstruct       *tms
685   {
686          if (tms->lumap != NULL && (tms->mbrmax - tms->mbrmin) !=
687                                          (tms->hbrmax - tms->hbrmin)) {
688 <                free((MEM_PTR)tms->lumap);
688 >                free(tms->lumap);
689                  tms->lumap = NULL;
690          }
691          tms->mbrmin = tms->hbrmin;
692          tms->mbrmax = tms->hbrmax;
693          if (tms->mbrmin > tms->mbrmax)
694 <                return 0;
694 >                return(0);
695          if (tms->lumap == NULL)
696 <                tms->lumap = (unsigned short *)malloc(sizeof(unsigned short)*
697 <                                        (tms->mbrmax-tms->mbrmin+1));
696 >                tms->lumap = (TMAP_TYP *)calloc(tms->mbrmax-tms->mbrmin+1,
697 >                                                sizeof(TMAP_TYP));
698 >        else
699 >                memset(tms->lumap, 0, (tms->mbrmax-tms->mbrmin+1)*sizeof(TMAP_TYP));
700 >
701          return(tms->lumap != NULL);
702   }
703  

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