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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 3.54 by greg, Sat Jan 15 16:57:46 2022 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 94 | Line 95 | tmSetSpace(                    /* set input color space for conversions
95   TMstruct        *tms,
96   RGBPRIMP        pri,
97   double  sf,
98 < MEM_PTR dat
98 > void    *dat
99   )
100   {
101          static const char funcName[] = "tmSetSpace";
# 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 320 | Line 321 | int    len
321                                  cmon[BLU] += d;
322                          }
323                  } else if (tms->flags & TM_F_BW) {
324 <                        cmon[RED] = cmon[GRN] = cmon[BLU] = lum;
324 >                        int     j = 3;
325 >                        while (j--) cs[3*i+j] = tms->cdiv[j]/(TM_BRES>>8);
326 >                        continue;
327                  }
328                  d = tms->clf[RED]*cmon[RED]/lum;
329                  cs[3*i  ] = d>=.999f ? 255 : gamtab[(int)(1024.f*d)];
# Line 343 | Line 346 | int    wt
346   {
347          static const char funcName[] = "tmAddHisto";
348          int     oldorig=0, oldlen, horig, hlen;
349 <        int     i, j;
349 >        int     i;
350  
351          if (tms == NULL)
352                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
# Line 364 | Line 367 | int    wt
367                  oldlen = HISTI(tms->hbrmax) + 1 - oldorig;
368          }
369          for (i = len; i--; ) {
370 <                if ((j = ls[i]) < MINBRT)
370 >                if (ls[i] < MINBRT)
371                          continue;
372 <                if (j < tms->hbrmin)
373 <                        tms->hbrmin = j;
374 <                else if (j > tms->hbrmax)
375 <                        tms->hbrmax = j;
372 >                if (ls[i] < tms->hbrmin)
373 >                        tms->hbrmin = ls[i];
374 >                else if (ls[i] > tms->hbrmax)
375 >                        tms->hbrmax = ls[i];
376          }
377          horig = HISTI(tms->hbrmin);
378          hlen = HISTI(tms->hbrmax) + 1 - horig;
379          if (hlen > oldlen) {                    /* (re)allocate histogram */
380 <                int     *newhist = (int *)calloc(hlen, sizeof(int));
380 >                HIST_TYP  *newhist = (HIST_TYP *)calloc(hlen, sizeof(HIST_TYP));
381                  if (newhist == NULL)
382                          returnErr(TM_E_NOMEM);
383                  if (oldlen) {                   /* copy and free old */
384 <                        for (i = oldlen, j = i+oldorig-horig; i; )
385 <                                newhist[--j] = tms->histo[--i];
386 <                        free((MEM_PTR)tms->histo);
384 >                        memcpy(newhist+(oldorig-horig),
385 >                                        tms->histo, oldlen*sizeof(HIST_TYP));
386 >                        free(tms->histo);
387                  }
388                  tms->histo = newhist;
389          }
# Line 420 | Line 423 | int
423   tmFixedMapping(                 /* compute fixed, linear tone-mapping */
424   TMstruct        *tms,
425   double  expmult,
426 < double  gamval
426 > double  gamval,
427 > double  Lddyn
428   )
429   {
430          static const char funcName[] = "tmFixedMapping";
431 <        double          d;
432 <        int     i;
431 >        const int       maxV = (1L<<(8*sizeof(TMAP_TYP))) - 1;
432 >        double          minD;
433 >        int             i;
434          
435          if (!tmNewMap(tms))
436                  returnErr(TM_E_NOMEM);
437 <        if (expmult <= .0)
438 <                expmult = 1.;
439 <        if (gamval < MINGAM)
440 <                gamval = tms->mongam;
441 <        d = log(expmult/tms->inpsf);
437 >                                        /* check arguments */
438 >        if (expmult <= .0) expmult = 1.;
439 >        if (gamval < MINGAM) gamval = tms->mongam;
440 >        if (Lddyn < MINLDDYN) Lddyn = DEFLDDYN;
441 >        minD = 1./Lddyn;
442          for (i = tms->mbrmax-tms->mbrmin+1; i--; ) {
443 <                double  val = 256. * exp(
444 <                        ( d + (tms->mbrmin+i)*(1./TM_BRTSCALE) )
445 <                        / gamval);
446 <                tms->lumap[i] = val >= (double)0xffff ? 0xffff : (int)val;
443 >                double  d;
444 >                d = expmult/tms->inpsf * tmLuminance(tms->mbrmin + i);
445 >                if (d >= 2.*minD)
446 >                        d -= minD;
447 >                else                    /* soft black crushing */
448 >                        d *= d/(4.*minD);
449 >                d /= 1. - minD;
450 >                d = TM_BRES*pow(d, 1./gamval);
451 >                tms->lumap[i] = (d > maxV) ? maxV : (int)d;
452          }
453          returnOK;
454   }
# Line 453 | Line 463 | double Ldmax
463   )
464   {
465          static const char funcName[] = "tmComputeMapping";
466 <        int     *histo;
466 >        HIST_TYP        *histo;
467          float   *cumf;
468 <        int     brt0, histlen, threshold, ceiling, trimmings;
469 <        double  logLddyn, Ldmin, Ldavg, Lwavg, Tr, Lw, Ld;
470 <        int32   histot;
468 >        int     brt0, histlen;
469 >        HIST_TYP        threshold, ceiling, trimmings, histot;
470 >        double  logLddyn, Ldmin, Lwavg, Tr, Lw, Ld;
471          double  sum;
472          double  d;
473          int     i, j;
# Line 471 | Line 481 | double Ldmax
481                                          /* compute handy values */
482          Ldmin = Ldmax/Lddyn;
483          logLddyn = log(Lddyn);
474 –        Ldavg = sqrt(Ldmax*Ldmin);
484          i = HISTI(tms->hbrmin);
485          brt0 = HISTV(i);
486          histlen = HISTI(tms->hbrmax) + 1 - i;
# Line 482 | Line 491 | double Ldmax
491                  histot += tms->histo[i];
492                  sum += (double)(j -= HISTEP) * tms->histo[i];
493          }
485 –        threshold = histot*0.005 + .5;
494          if (!histot)
495                  returnErr(TM_E_TMFAIL);
496 +        threshold = histot/500 + 1;
497          Lwavg = tmLuminance( (double)sum / histot );
498                                          /* use linear tone mapping? */
499 <        if (tms->flags & TM_F_LINEAR || threshold < 4 ||
499 >        if (tms->flags & TM_F_LINEAR ||
500                          tms->hbrmax - tms->hbrmin < TM_BRTSCALE*logLddyn)
501                  goto linearmap;
502                                          /* clamp histogram */
503 <        histo = (int *)malloc(histlen*sizeof(int));
503 >        histo = (HIST_TYP *)malloc(histlen*sizeof(HIST_TYP));
504          cumf = (float *)malloc((histlen+2)*sizeof(float));
505          if ((histo == NULL) | (cumf == NULL))
506                  returnErr(TM_E_NOMEM);
507          cumf[histlen+1] = 1.;           /* guard for assignment code */
508 <        for (i = histlen; i--; )        /* make malleable copy */
509 <                histo[i] = tms->histo[i];
508 >                                        /* make malleable copy */
509 >        memcpy(histo, tms->histo, histlen*sizeof(HIST_TYP));
510          do {                            /* iterate to solution */
511                  sum = 0;                /* cumulative probability */
512                  for (i = 0; i < histlen; i++) {
513 <                        cumf[i] = (double)sum/histot;
514 <                        sum += histo[i];
513 >                        cumf[i] = sum/histot;
514 >                        sum += (double)histo[i];
515                  }
516                  cumf[histlen] = 1.;
517                  Tr = histot * (double)(tms->hbrmax - tms->hbrmin) /
518 <                        ((double)histlen*TM_BRTSCALE) / logLddyn;
518 >                                ((double)TM_BRTSCALE*histlen*logLddyn);
519                  ceiling = Tr + 1.;
520                  trimmings = 0;          /* clip to envelope */
521                  for (i = histlen; i--; ) {
# Line 524 | Line 533 | double Ldmax
533                  }
534                                          /* check if we're out of data */
535                  if ((histot -= trimmings) <= threshold) {
536 <                        free((MEM_PTR)histo);
537 <                        free((MEM_PTR)cumf);
536 >                        free(histo);
537 >                        free(cumf);
538                          goto linearmap;
539                  }
540 <        } while (trimmings > threshold);
540 >        } while (40*trimmings > histot);
541                                          /* allocate space for mapping */
542          if (!tmNewMap(tms))
543                  returnErr(TM_E_NOMEM);
# Line 538 | Line 547 | double Ldmax
547                  d -= (double)j;
548                  Ld = Ldmin*exp(logLddyn*((1.-d)*cumf[j]+d*cumf[j+1]));
549                  d = (Ld - Ldmin)/(Ldmax - Ldmin);
550 <                tms->lumap[i] = 256.*pow(d, 1./gamval);
550 >                tms->lumap[i] = TM_BRES*pow(d, 1./gamval);
551          }
552 <        free((MEM_PTR)histo);           /* clean up and return */
553 <        free((MEM_PTR)cumf);
552 >        free(histo);                    /* clean up and return */
553 >        free(cumf);
554          returnOK;
555   linearmap:                              /* linear tone-mapping */
556          if (tms->flags & TM_F_HCONTR)
557 <                d = htcontrs(Ldavg) / htcontrs(Lwavg);
557 >                d = htcontrs(sqrt(Ldmax*Ldmin)) / htcontrs(Lwavg);
558          else
559 <                d = Ldavg / Lwavg;
560 <        return(tmFixedMapping(tms, tms->inpsf*d/Ldmax, gamval));
559 >                d = Ldmax / tmLuminance(tms->hbrmax);
560 >        return(tmFixedMapping(tms, tms->inpsf*d/Ldmax, gamval, Lddyn));
561   }
562  
563  
564   int
565   tmMapPixels(                    /* apply tone-mapping to pixel(s) */
566   TMstruct        *tms,
567 < BYTE    *ps,
567 > uby8    *ps,
568   TMbright        *ls,
569 < BYTE    *cs,
569 > uby8    *cs,
570   int     len
571   )
572   {
573          static const char funcName[] = "tmMapPixels";
574 <        int32   li, pv;
574 >        TMbright        lv;
575 >        TMAP_TYP        li;
576 >        int             pv;
577  
578          if (tms == NULL || tms->lumap == NULL)
579                  returnErr(TM_E_TMINVAL);
580          if ((ps == NULL) | (ls == NULL) | (len < 0))
581                  returnErr(TM_E_ILLEGAL);
582          while (len--) {
583 <                if ((li = *ls++) < tms->mbrmin) {
583 >                if ((lv = *ls++) < tms->mbrmin) {
584                          li = 0;
585                  } else {
586 <                        if (li > tms->mbrmax)
587 <                                li = tms->mbrmax;
588 <                        li = tms->lumap[li - tms->mbrmin];
586 >                        if (lv > tms->mbrmax)
587 >                                lv = tms->mbrmax;
588 >                        li = tms->lumap[lv - tms->mbrmin];
589                  }
590 <                if (cs == TM_NOCHROM)
591 <                        *ps++ = li>255 ? 255 : li;
592 <                else {
590 >                if (cs == TM_NOCHROM) {
591 > #if !(TM_BRES & 0xff)
592 >                        *ps++ = li>=TM_BRES ? 255 : li/(TM_BRES>>8);
593 > #else
594 >                        *ps++ = li>=TM_BRES ? 255 : (li<<8)/TM_BRES;
595 > #endif
596 >                } else {
597                          pv = *cs++ * li / tms->cdiv[RED];
598                          *ps++ = pv>255 ? 255 : pv;
599                          pv = *cs++ * li / tms->cdiv[GRN];
# Line 592 | Line 607 | int    len
607  
608  
609   TMstruct *
610 < tmDup(                          /* duplicate top tone mapping */
610 > tmDup(                          /* duplicate tone mapping */
611   TMstruct        *tms
612   )
613   {
# Line 608 | Line 623 | TMstruct       *tms
623          *tmnew = *tms;          /* copy everything */
624          if (tmnew->histo != NULL) {     /* duplicate histogram */
625                  len = HISTI(tmnew->hbrmax) + 1 - HISTI(tmnew->hbrmin);
626 <                tmnew->histo = (int *)malloc(len*sizeof(int));
626 >                tmnew->histo = (HIST_TYP *)malloc(len*sizeof(HIST_TYP));
627                  if (tmnew->histo != NULL)
628 <                        for (i = len; i--; )
614 <                                tmnew->histo[i] = tms->histo[i];
628 >                        memcpy(tmnew->histo, tms->histo, len*sizeof(HIST_TYP));
629          }
630          if (tmnew->lumap != NULL) {     /* duplicate luminance mapping */
631                  len = tmnew->mbrmax-tmnew->mbrmin+1;
632 <                tmnew->lumap = (unsigned short *)malloc(
619 <                                                len*sizeof(unsigned short) );
632 >                tmnew->lumap = (TMAP_TYP *)malloc(len*sizeof(TMAP_TYP));
633                  if (tmnew->lumap != NULL)
634 <                        for (i = len; i--; )
622 <                                tmnew->lumap[i] = tms->lumap[i];
634 >                        memcpy(tmnew->lumap, tms->lumap, len*sizeof(TMAP_TYP));
635          }
636                                          /* clear package data */
637          for (i = tmNumPkgs; i--; )
# Line 639 | Line 651 | TMstruct       *tms;
651                  return;
652                                          /* free tables */
653          if (tms->histo != NULL)
654 <                free((MEM_PTR)tms->histo);
654 >                free(tms->histo);
655          if (tms->lumap != NULL)
656 <                free((MEM_PTR)tms->lumap);
656 >                free(tms->lumap);
657                                          /* free private data */
658          for (i = tmNumPkgs; i--; )
659                  if (tms->pd[i] != NULL)
660                          (*tmPkg[i]->Free)(tms->pd[i]);
661 <        free((MEM_PTR)tms);             /* free basic structure */
661 >        free(tms);                      /* free basic structure */
662   }
663  
664   /******************** Shared but Private library routines *********************/
665  
666 < BYTE    tmMesofact[BMESUPPER-BMESLOWER];
666 > uby8    tmMesofact[BMESUPPER-BMESLOWER];
667  
668   void
669   tmMkMesofact()                          /* build mesopic lookup factor table */
# Line 675 | Line 687 | TMstruct       *tms
687   {
688          if (tms->lumap != NULL && (tms->mbrmax - tms->mbrmin) !=
689                                          (tms->hbrmax - tms->hbrmin)) {
690 <                free((MEM_PTR)tms->lumap);
690 >                free(tms->lumap);
691                  tms->lumap = NULL;
692          }
693          tms->mbrmin = tms->hbrmin;
694          tms->mbrmax = tms->hbrmax;
695          if (tms->mbrmin > tms->mbrmax)
696 <                return 0;
696 >                return(0);
697          if (tms->lumap == NULL)
698 <                tms->lumap = (unsigned short *)malloc(sizeof(unsigned short)*
699 <                                        (tms->mbrmax-tms->mbrmin+1));
698 >                tms->lumap = (TMAP_TYP *)calloc(tms->mbrmax-tms->mbrmin+1,
699 >                                                sizeof(TMAP_TYP));
700 >        else
701 >                memset(tms->lumap, 0, (tms->mbrmax-tms->mbrmin+1)*sizeof(TMAP_TYP));
702 >
703          return(tms->lumap != NULL);
704   }
705  

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