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root/radiance/ray/src/px/macbethcal.c
(Generate patch)

Comparing ray/src/px/macbethcal.c (file contents):
Revision 2.3 by greg, Wed Oct 11 18:52:00 1995 UTC vs.
Revision 2.32 by greg, Sat Jun 7 05:09:46 2025 UTC

# Line 1 | Line 1
1 – /* Copyright (c) 1995 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   * Calibrate a scanned MacBeth Color Checker Chart
6   *
7 < * Produce a .cal file suitable for use with pcomb.
7 > * Produce a .cal file suitable for use with pcomb,
8 > * or .cwp file suitable for use with pcwarp.
9 > *
10 > * Warping code depends on conformance of COLOR and W3VEC types.
11   */
12  
13 < #include <stdio.h>
14 < #ifdef MSDOS
15 < #include <fcntl.h>
16 < #endif
13 > #include <math.h>
14 >
15 > #include "platform.h"
16 > #include "rtio.h"
17   #include "color.h"
18   #include "resolu.h"
19   #include "pmap.h"
20 + #include "warp3d.h"
21 + #include "mx3.h"
22  
23 <                                /* MacBeth colors (CIE 1931, absolute white) */
24 <                                /* computed from spectral measurements */
23 >                                /* MacBeth colors */
24 > #define DarkSkin        0
25 > #define LightSkin       1
26 > #define BlueSky         2
27 > #define Foliage         3
28 > #define BlueFlower      4
29 > #define BluishGreen     5
30 > #define Orange          6
31 > #define PurplishBlue    7
32 > #define ModerateRed     8
33 > #define Purple          9
34 > #define YellowGreen     10
35 > #define OrangeYellow    11
36 > #define Blue            12
37 > #define Green           13
38 > #define Red             14
39 > #define Yellow          15
40 > #define Magenta         16
41 > #define Cyan            17
42 > #define White           18
43 > #define Neutral8        19
44 > #define Neutral65       20
45 > #define Neutral5        21
46 > #define Neutral35       22
47 > #define Black           23
48 >                                /* computed from 10nm spectral measurements */
49 >                                /* CIE 1931 2 degree obs, equal-energy white */
50   float   mbxyY[24][3] = {
51 <                {0.462, 0.3769, 0.0932961},     /* DarkSkin */
52 <                {0.4108, 0.3542, 0.410348},     /* LightSkin */
53 <                {0.2626, 0.267, 0.181554},      /* BlueSky */
54 <                {0.36, 0.4689, 0.108447},       /* Foliage */
55 <                {0.2977, 0.2602, 0.248407},     /* BlueFlower */
56 <                {0.2719, 0.3485, 0.401156},     /* BluishGreen */
57 <                {0.52, 0.4197, 0.357899},       /* Orange */
58 <                {0.229, 0.1866, 0.103911},      /* PurplishBlue */
59 <                {0.4909, 0.3262, 0.242615},     /* ModerateRed */
60 <                {0.3361, 0.2249, 0.0600102},    /* Purple */
61 <                {0.3855, 0.4874, 0.42963},      /* YellowGreen */
62 <                {0.4853, 0.4457, 0.476343},     /* OrangeYellow */
63 <                {0.2026, 0.1369, 0.0529249},    /* Blue */
64 <                {0.3007, 0.4822, 0.221226},     /* Green */
65 <                {0.5805, 0.3238, 0.162167},     /* Red */
66 <                {0.4617, 0.472, 0.64909},       /* Yellow */
67 <                {0.4178, 0.2625, 0.233662},     /* Magenta */
68 <                {0.2038, 0.2508, 0.167275},     /* Cyan */
69 <                {0.3358, 0.337, 0.916877},      /* White */
70 <                {0.3338, 0.3348, 0.604678},     /* Neutral.8 */
71 <                {0.3333, 0.3349, 0.364566},     /* Neutral.65 */
72 <                {0.3353, 0.3359, 0.200238},     /* Neutral.5 */
73 <                {0.3363, 0.336, 0.0878721},     /* Neutral.35 */
74 <                {0.3346, 0.3349, 0.0308383}     /* Black */
51 >                {0.421236, 0.361196, 0.103392},         /* DarkSkin */
52 >                {0.40868, 0.358157, 0.352867},          /* LightSkin */
53 >                {0.265063, 0.271424, 0.185124},         /* BlueSky */
54 >                {0.362851, 0.43055, 0.132625},          /* Foliage */
55 >                {0.28888, 0.260851, 0.233138},          /* BlueFlower */
56 >                {0.277642, 0.365326, 0.416443},         /* BluishGreen */
57 >                {0.524965, 0.40068, 0.312039},          /* Orange */
58 >                {0.225018, 0.190392, 0.114999},         /* PurplishBlue */
59 >                {0.487199, 0.315372, 0.198616},         /* ModerateRed */
60 >                {0.314245, 0.227231, 0.0646047},        /* Purple */
61 >                {0.396202, 0.489732, 0.440724},         /* YellowGreen */
62 >                {0.493297, 0.435299, 0.43444},          /* OrangeYellow */
63 >                {0.198191, 0.149265, 0.0588122},        /* Blue */
64 >                {0.322838, 0.487601, 0.229258},         /* Green */
65 >                {0.561833, 0.321165, 0.126978},         /* Red */
66 >                {0.468113, 0.467021, 0.605289},         /* Yellow */
67 >                {0.397128, 0.248535, 0.201761},         /* Magenta */
68 >                {0.209552, 0.276256, 0.190917},         /* Cyan */
69 >                {0.337219, 0.339042, 0.912482},         /* White */
70 >                {0.333283, 0.335077, 0.588297},         /* Neutral.8 */
71 >                {0.332747, 0.334371, 0.3594},           /* Neutral.65 */
72 >                {0.331925, 0.334202, 0.19114},          /* Neutral.5 */
73 >                {0.330408, 0.332615, 0.0892964},        /* Neutral.35 */
74 >                {0.331841, 0.331405, 0.0319541},        /* Black */
75          };
76  
77   COLOR   mbRGB[24];              /* MacBeth RGB values */
78  
79   #define NMBNEU          6       /* Number of MacBeth neutral colors */
80 < short   mbneu[NMBNEU] = {23,22,21,20,19,18};
54 < #define NMBMOD          16      /* Number of MacBeth unsaturated colors */
55 < short   mbmod[NMBMOD] = {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,19,20,21,22};
56 < #define NMBSAT          6       /* Number of MacBeth saturated colors */
57 < short   mbsat[NMBSAT] = {14,12,13,15,16,17};
80 > short   mbneu[NMBNEU] = {Black,Neutral35,Neutral5,Neutral65,Neutral8,White};
81  
82 + #define  NEUFLGS        (1L<<White|1L<<Neutral8|1L<<Neutral65| \
83 +                                1L<<Neutral5|1L<<Neutral35|1L<<Black)
84 +
85 + #define  SATFLGS        (1L<<Red|1L<<Green|1L<<Blue|1L<<Magenta|1L<<Yellow| \
86 +                        1L<<Cyan|1L<<Orange|1L<<Purple|1L<<PurplishBlue| \
87 +                        1L<<YellowGreen|1<<OrangeYellow|1L<<BlueFlower)
88 +
89 + #define  UNSFLGS        (1L<<DarkSkin|1L<<LightSkin|1L<<BlueSky|1L<<Foliage| \
90 +                        1L<<BluishGreen|1L<<ModerateRed)
91 +
92 + #define  REQFLGS        NEUFLGS                 /* need these colors */
93 + #define  MODFLGS        (NEUFLGS|UNSFLGS)       /* should be in gamut */
94 +
95 + #define  RG_BORD        0       /* patch border */
96 + #define  RG_CENT        01      /* central region of patch */
97 + #define  RG_ORIG        02      /* original color region */
98 + #define  RG_CORR        04      /* corrected color region */
99 +
100 + #ifndef  DISPCOM
101 + #define  DISPCOM        "ximage -e auto -op \"%s\""
102 + #endif
103 +
104 + int     scanning = 1;           /* scanned input (or recorded output)? */
105 + double  irrad = 1.0;            /* irradiance multiplication factor */
106 + int     rawmap = 0;             /* put out raw color mapping? */
107 +
108   int     xmax, ymax;             /* input image dimensions */
109   int     bounds[4][2];           /* image coordinates of chart corners */
110   double  imgxfm[3][3];           /* coordinate transformation matrix */
111  
112 < COLOR   picRGB[24];             /* picture colors */
112 > COLOR   inpRGB[24];             /* measured or scanned input colors */
113 > long    inpflags = 0;           /* flags of which colors were input */
114 > long    gmtflags = 0;           /* flags of out-of-gamut colors */
115  
116   COLOR   bramp[NMBNEU][2];       /* brightness ramp (per primary) */
117 < double  solmat[3][3];           /* color mapping matrix */
117 > COLORMAT        solmat;         /* color mapping matrix */
118 > COLOR   colmin, colmax;         /* gamut limits */
119  
120 < FILE    *debugfp = NULL;
69 < char    *progname;
120 > WARP3D  *wcor = NULL;           /* color space warp */
121  
122 < extern char     *malloc();
122 > FILE    *debugfp = NULL;        /* debug output picture */
123  
124 + static void init(void);
125 + static int chartndx(int x, int y, int   *np);
126 + static void getpicture(void);
127 + static void getcolors(void);
128 + static void bresp(COLOR y, COLOR        x);
129 + static void ibresp(COLOR        y, COLOR        x);
130 + static void compute(void);
131 + static void putmapping(void);
132 + static void compsoln(COLOR      cin[], COLOR    cout[], int     n);
133 + static void cwarp(void);
134 + static int cvtcolor(COLOR       cout, COLOR     cin);
135 + static int cresp(COLOR  cout, COLOR     cin);
136 + static void xyY2RGB(COLOR       rgbout, float   xyYin[3]);
137 + static void picdebug(void);
138 + static void clrdebug(void);
139 + static void getpos(char *name, int      bnds[2], FILE   *fp);
140 + static void pickchartpos(char   *pfn);
141  
142 < main(argc, argv)
143 < int     argc;
144 < char    **argv;
142 >
143 > int
144 > main(
145 >        int     argc,
146 >        char    **argv
147 > )
148   {
149          int     i;
150  
151 <        progname = argv[0];
152 <        if (argc > 2 && !strcmp(argv[1], "-d")) {       /* debug output */
153 <                if ((debugfp = fopen(argv[2], "w")) == NULL) {
154 <                        perror(argv[2]);
155 <                        exit(1);
151 >        fixargv0(argv[0]);              /* sets global progname */
152 >        for (i = 1; i < argc && argv[i][0] == '-'; i++)
153 >                switch (argv[i][1]) {
154 >                case 'd':                               /* debug output */
155 >                        i++;
156 >                        if (badarg(argc-i, argv+i, "s"))
157 >                                goto userr;
158 >                        if ((debugfp = fopen(argv[i], "w")) == NULL) {
159 >                                perror(argv[i]);
160 >                                exit(1);
161 >                        }
162 >                        SET_FILE_BINARY(debugfp);
163 >                        newheader("RADIANCE", debugfp);         /* start */
164 >                        printargs(argc, argv, debugfp);         /* header */
165 >                        break;
166 >                case 'p':                               /* picture position */
167 >                        if (badarg(argc-i-1, argv+i+1, "iiiiiiii"))
168 >                                goto userr;
169 >                        bounds[0][0] = atoi(argv[++i]);
170 >                        bounds[0][1] = atoi(argv[++i]);
171 >                        bounds[1][0] = atoi(argv[++i]);
172 >                        bounds[1][1] = atoi(argv[++i]);
173 >                        bounds[2][0] = atoi(argv[++i]);
174 >                        bounds[2][1] = atoi(argv[++i]);
175 >                        bounds[3][0] = atoi(argv[++i]);
176 >                        bounds[3][1] = atoi(argv[++i]);
177 >                        scanning = 2;
178 >                        break;
179 >                case 'P':                               /* pick position */
180 >                        scanning = 3;
181 >                        break;
182 >                case 'i':                               /* irradiance factor */
183 >                        i++;
184 >                        if (badarg(argc-i, argv+i, "f"))
185 >                                goto userr;
186 >                        irrad = atof(argv[i]);
187 >                        break;
188 >                case 'm':                               /* raw map output */
189 >                        rawmap = 1;
190 >                        break;
191 >                case 'c':                               /* color input */
192 >                        scanning = 0;
193 >                        break;
194 >                default:
195 >                        goto userr;
196                  }
197 < #ifdef MSDOS
198 <                setmode(fileno(debugfp), O_BINARY);
199 < #endif
89 <                newheader("RADIANCE", debugfp);
90 <                printargs(argc, argv, debugfp);
91 <                argv += 2;
92 <                argc -= 2;
93 <        }
94 <        if (argc != 3 && argc != 11)
95 <                goto userr;
96 <        if (strcmp(argv[1], "-") && freopen(argv[1], "r", stdin) == NULL) {
97 <                perror(argv[1]);
197 >                                                        /* open files */
198 >        if (i < argc && freopen(argv[i], "r", stdin) == NULL) {
199 >                perror(argv[i]);
200                  exit(1);
201          }
202 <        if (strcmp(argv[2], "-") && freopen(argv[2], "w", stdout) == NULL) {
203 <                perror(argv[2]);
202 >        if (i+1 < argc && freopen(argv[i+1], "w", stdout) == NULL) {
203 >                perror(argv[i+1]);
204                  exit(1);
205          }
206 < #ifdef MSDOS
207 <        setmode(fileno(stdin), O_BINARY);
208 < #endif
209 <        if (checkheader(stdin, COLRFMT, NULL) < 0 ||
210 <                        fgetresolu(&xmax, &ymax, stdin) < 0) {
211 <                fprintf(stderr, "%s: bad input picture\n", progname);
212 <                exit(1);
213 <        }
214 <                                        /* get chart boundaries */
113 <        if (argc == 11) {
114 <                for (i = 0; i < 4; i++) {
115 <                        if (!isint(argv[2*i+3]) | !isint(argv[2*i+4]))
206 >        if (scanning) {                 /* load input picture header */
207 >                SET_FILE_BINARY(stdin);
208 >                if (checkheader(stdin, COLRFMT, NULL) < 0 ||
209 >                                fgetresolu(&xmax, &ymax, stdin) < 0) {
210 >                        fprintf(stderr, "%s: bad input picture\n", progname);
211 >                        exit(1);
212 >                }
213 >                if (scanning == 3) {
214 >                        if (i >= argc)
215                                  goto userr;
216 <                        bounds[i][0] = atoi(argv[2*i+3]);
217 <                        bounds[i][1] = atoi(argv[2*i+4]);
216 >                        pickchartpos(argv[i]);
217 >                        scanning = 2;
218                  }
219 <        } else {
219 >        } else {                        /* else set default xmax and ymax */
220 >                xmax = 512;
221 >                ymax = 2*512/3;
222 >        }
223 >        if (scanning != 2) {            /* use default boundaries */
224                  bounds[0][0] = bounds[2][0] = .029*xmax + .5;
225                  bounds[0][1] = bounds[1][1] = .956*ymax + .5;
226                  bounds[1][0] = bounds[3][0] = .971*xmax + .5;
227                  bounds[2][1] = bounds[3][1] = .056*ymax + .5;
228          }
229          init();                         /* initialize */
230 <        getcolors();                    /* get picture colors */
230 >        if (scanning)                   /* get picture colors */
231 >                getpicture();
232 >        else
233 >                getcolors();
234          compute();                      /* compute color mapping */
235 <        putmapping();                   /* put out color mapping */
236 <        putdebug();                     /* put out debug picture */
235 >        if (rawmap) {                   /* print out raw correspondence */
236 >                int     j;
237 >
238 >                printf("# Color correspondence produced by:\n#\t\t");
239 >                printargs(argc, argv, stdout);
240 >                printf("#\tUsage: pcwarp %s uncorrected.hdr > corrected.hdr\n",
241 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
242 >                printf("#\t   Or: pcond [options] -m %s orig.hdr > output.hdr\n",
243 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
244 >                for (j = 0; j < 24; j++)
245 >                        printf("%f %f %f    %f %f %f\n",
246 >                                colval(inpRGB[j],RED), colval(inpRGB[j],GRN),
247 >                                colval(inpRGB[j],BLU), colval(mbRGB[j],RED),
248 >                                colval(mbRGB[j],GRN), colval(mbRGB[j],BLU));
249 >                if (scanning && debugfp != NULL)
250 >                        cwarp();                /* color warp for debugging */
251 >        } else {                        /* print color mapping */
252 >                                                /* print header */
253 >                printf("{\n\tColor correction file computed by:\n\t\t");
254 >                printargs(argc, argv, stdout);
255 >                printf("\n\tUsage: pcomb -f %s uncorrected.hdr > corrected.hdr\n",
256 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
257 >                if (!scanning)
258 >                        printf("\t   Or: pcond [options] -f %s orig.hdr > output.hdr\n",
259 >                                        i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
260 >                printf("}\n");
261 >                putmapping();                   /* put out color mapping */
262 >        }
263 >        if (debugfp != NULL) {          /* put out debug picture */
264 >                if (scanning)
265 >                        picdebug();
266 >                else
267 >                        clrdebug();
268 >        }
269          exit(0);
270   userr:
271 <        fprintf(stderr, "Usage: %s [-d dbg.pic] input.pic output.cal [xul yul xur yur xll yll xlr ylr]\n",
271 >        fprintf(stderr,
272 > "Usage: %s [-d dbg.hdr][-P | -p xul yul xur yur xll yll xlr ylr][-i irrad][-m] input.hdr [output.{cal|cwp}]\n",
273                          progname);
274 +        fprintf(stderr, "   or: %s [-d dbg.hdr][-i irrad][-m] -c [xyY.dat [output.{cal|cwp}]]\n",
275 +                        progname);
276          exit(1);
277 +        return 1; /* pro forma return */
278   }
279  
280  
281 < init()                          /* initialize */
281 > static void
282 > init(void)                              /* initialize */
283   {
284          double  quad[4][2];
285 +        int     i;
286                                          /* make coordinate transformation */
287          quad[0][0] = bounds[0][0];
288          quad[0][1] = bounds[0][1];
# Line 153 | Line 297 | init()                         /* initialize */
297                  fprintf(stderr, "%s: bad chart boundaries\n", progname);
298                  exit(1);
299          }
300 +                                        /* map MacBeth colors to RGB space */
301 +        for (i = 0; i < 24; i++) {
302 +                xyY2RGB(mbRGB[i], mbxyY[i]);
303 +                scalecolor(mbRGB[i], irrad);
304 +        }
305   }
306  
307  
308 < int
309 < chartndx(x, y)                          /* find color number for position */
310 < int     x, y;
308 > static int
309 > chartndx(                       /* find color number for position */
310 >        int     x,
311 >        int y,
312 >        int     *np
313 > )
314   {
315          double  ipos[3], cpos[3];
316          int     ix, iy;
# Line 170 | Line 322 | int    x, y;
322          mx3d_transform(ipos, imgxfm, cpos);
323          cpos[0] /= cpos[2];
324          cpos[1] /= cpos[2];
325 <        if (cpos[0] < 0. || cpos[0] >= 6. || cpos[1] < 0. || cpos[1] >= 4.)
326 <                return(-1);
325 >        if ((cpos[0] < 0.) | (cpos[0] >= 6.) | (cpos[1] < 0.) | (cpos[1] >= 4.))
326 >                return(RG_BORD);
327          ix = cpos[0];
328          iy = cpos[1];
329          fx = cpos[0] - ix;
330          fy = cpos[1] - iy;
331 <        if (fx < .35 || fx >= .65 || fy < .35 || fy >= .65)
332 <                return(-1);
333 <        return(iy*6 + ix);
331 >        *np = iy*6 + ix;
332 >        if ((fx >= 0.35) & (fx < 0.65) & (fy >= 0.35) & (fy < 0.65))
333 >                return(RG_CENT);
334 >        if ((fx < 0.05) | (fx >= 0.95) | (fy < 0.05) | (fy >= 0.95))
335 >                return(RG_BORD);
336 >        if (fx >= 0.5)                  /* right side is corrected */
337 >                return(RG_CORR);
338 >        return(RG_ORIG);                /* left side is original */
339   }
340  
341  
342 < getcolors()                             /* load in picture colors */
342 > static void
343 > getpicture(void)                                /* load in picture colors */
344   {
345          COLR    *scanln;
346          COLOR   pval;
347          int     ccount[24];
348          double  d;
349 <        int     y;
350 <        register int    x, i;
349 >        int     y, i;
350 >        int     x;
351  
352          scanln = (COLR *)malloc(xmax*sizeof(COLR));
353          if (scanln == NULL) {
# Line 197 | Line 355 | getcolors()                            /* load in picture colors */
355                  exit(1);
356          }
357          for (i = 0; i < 24; i++) {
358 <                setcolor(picRGB[i], 0., 0., 0.);
358 >                setcolor(inpRGB[i], 0., 0., 0.);
359                  ccount[i] = 0;
360          }
361          for (y = ymax-1; y >= 0; y--) {
# Line 206 | Line 364 | getcolors()                            /* load in picture colors */
364                                          progname);
365                          exit(1);
366                  }
367 <                for (x = 0; x < xmax; x++) {
368 <                        i = chartndx(x, y);
211 <                        if (i >= 0) {
367 >                for (x = 0; x < xmax; x++)
368 >                        if (chartndx(x, y, &i) == RG_CENT) {
369                                  colr_color(pval, scanln[x]);
370 <                                addcolor(picRGB[i], pval);
370 >                                addcolor(inpRGB[i], pval);
371                                  ccount[i]++;
372                          }
373 +        }
374 +        for (i = 0; i < 24; i++) {              /* compute averages */
375 +                if (ccount[i] == 0)
376 +                        continue;
377 +                d = 1./ccount[i];
378 +                scalecolor(inpRGB[i], d);
379 +                inpflags |= 1L<<i;
380 +        }
381 +        free((void *)scanln);
382 + }
383 +
384 +
385 + static void
386 + getcolors(void)                 /* get xyY colors from standard input */
387 + {
388 +        int     gotwhite = 0;
389 +        COLOR   whiteclr;
390 +        int     n;
391 +        float   xyYin[3];
392 +
393 +        while (fgetval(stdin, 'i', &n) == 1) {          /* read colors */
394 +                if ((n < 0) | (n > 24) ||
395 +                                fgetval(stdin, 'f', &xyYin[0]) != 1 ||
396 +                                fgetval(stdin, 'f', &xyYin[1]) != 1 ||
397 +                                fgetval(stdin, 'f', &xyYin[2]) != 1 ||
398 +                                (xyYin[0] < 0.) | (xyYin[1] < 0.) ||
399 +                                xyYin[0] + xyYin[1] > 1.) {
400 +                        fprintf(stderr, "%s: bad color input data\n",
401 +                                        progname);
402 +                        exit(1);
403                  }
404 +                if (n == 0) {                           /* calibration white */
405 +                        xyY2RGB(whiteclr, xyYin);
406 +                        gotwhite++;
407 +                } else {                                /* standard color */
408 +                        n--;
409 +                        xyY2RGB(inpRGB[n], xyYin);
410 +                        inpflags |= 1L<<n;
411 +                }
412          }
413 <        for (i = 0; i < 24; i++) {
414 <                if (ccount[i] == 0) {
415 <                        fprintf(stderr, "%s: bad chart boundaries\n",
413 >                                        /* normalize colors */
414 >        if (!gotwhite) {
415 >                if (!(inpflags & 1L<<White)) {
416 >                        fprintf(stderr, "%s: missing input for White\n",
417                                          progname);
418                          exit(1);
419                  }
420 <                d = 1.0/ccount[i];
421 <                scalecolor(picRGB[i], d);
420 >                setcolor(whiteclr,
421 >                        colval(inpRGB[White],RED)/colval(mbRGB[White],RED),
422 >                        colval(inpRGB[White],GRN)/colval(mbRGB[White],GRN),
423 >                        colval(inpRGB[White],BLU)/colval(mbRGB[White],BLU));
424          }
425 <        free((char *)scanln);
425 >        for (n = 0; n < 24; n++)
426 >                if (inpflags & 1L<<n)
427 >                        setcolor(inpRGB[n],
428 >                                colval(inpRGB[n],RED)/colval(whiteclr,RED),
429 >                                colval(inpRGB[n],GRN)/colval(whiteclr,GRN),
430 >                                colval(inpRGB[n],BLU)/colval(whiteclr,BLU));
431   }
432  
433  
434 < bresp(y, x)             /* piecewise linear interpolation of primaries */
435 < COLOR   y, x;
434 > static void
435 > bresp(          /* piecewise linear interpolation of primaries */
436 >        COLOR   y,              /* y is linear output */
437 >        COLOR   x               /* x is non-linear input */
438 > )
439   {
440 <        double  cv[3];
235 <        register int    i, n;
440 >        int     i, n;
441  
442          for (i = 0; i < 3; i++) {
443 <                n = NMBNEU;
444 <                while (n > 0 && colval(x,i) < colval(bramp[--n][0],i))
445 <                        ;
446 <                cv[i] = ((colval(bramp[n+1][0],i) - colval(x,i)) *
443 >                for (n = 0; n < NMBNEU-2; n++)
444 >                        if (colval(x,i) < colval(bramp[n+1][0],i))
445 >                                break;
446 >                colval(y,i) = ((colval(bramp[n+1][0],i) - colval(x,i)) *
447                                                  colval(bramp[n][1],i) +
448                                  (colval(x,i) - colval(bramp[n][0],i)) *
449                                                  colval(bramp[n+1][1],i)) /
450                          (colval(bramp[n+1][0],i) - colval(bramp[n][0],i));
246 –                if (cv[i] < 0.) cv[i] = 0.;
451          }
248 –        setcolor(y, cv[0], cv[1], cv[2]);
452   }
453  
454  
455 < compute()                       /* compute color mapping */
455 > static void
456 > ibresp(         /* inverse mapping (delinearization) */
457 >        COLOR   x,              /* x is non-linear output */
458 >        COLOR   y               /* y is linear input */
459 > )
460   {
461 <        COLOR   clrin[NMBMOD], clrout[NMBMOD];
461 >        int     i, n;
462 >
463 >        for (i = 0; i < 3; i++) {
464 >                for (n = 0; n < NMBNEU-2; n++)
465 >                        if (colval(y,i) < colval(bramp[n+1][1],i))
466 >                                break;
467 >                colval(x,i) = ((colval(bramp[n+1][1],i) - colval(y,i)) *
468 >                                                colval(bramp[n][0],i) +
469 >                                (colval(y,i) - colval(bramp[n][1],i)) *
470 >                                                colval(bramp[n+1][0],i)) /
471 >                        (colval(bramp[n+1][1],i) - colval(bramp[n][1],i));
472 >        }
473 > }
474 >
475 >
476 > static void
477 > compute(void)                   /* compute color mapping */
478 > {
479 >        COLOR   clrin[24], clrout[24];
480 >        long    cflags;
481          COLOR   ctmp;
482 <        double  d;
483 <        register int    i;
484 <                                        /* map MacBeth colors to RGB space */
485 <        for (i = 0; i < 24; i++) {
486 <                d = mbxyY[i][2] / mbxyY[i][1];
487 <                ctmp[0] = mbxyY[i][0] * d;
262 <                ctmp[1] = mbxyY[i][2];
263 <                ctmp[2] = (1. - mbxyY[i][0] - mbxyY[i][1]) * d;
264 <                cie_rgb(mbRGB[i], ctmp);
482 >        int     i, n;
483 >                                        /* did we get what we need? */
484 >        if ((inpflags & REQFLGS) != REQFLGS) {
485 >                fprintf(stderr, "%s: missing required input colors\n",
486 >                                progname);
487 >                exit(1);
488          }
489                                          /* compute piecewise luminance curve */
490          for (i = 0; i < NMBNEU; i++) {
491 <                copycolor(bramp[i][0], picRGB[mbneu[i]]);
491 >                copycolor(bramp[i][0], inpRGB[mbneu[i]]);
492 >                for (n = 3*(i>0); n--; )
493 >                        if (colval(bramp[i][0],n) <=
494 >                                        colval(bramp[i-1][0],n)+1e-7) {
495 >                                fprintf(stderr,
496 >                "%s: non-increasing neutral patch\n", progname);
497 >                                exit(1);
498 >                        }
499                  copycolor(bramp[i][1], mbRGB[mbneu[i]]);
500          }
501 <                                        /* compute color matrix */
502 <        for (i = 0; i < NMBMOD; i++) {
503 <                bresp(clrin[i], picRGB[mbmod[i]]);
504 <                copycolor(clrout[i], mbRGB[mbmod[i]]);
501 >                                        /* compute color space gamut */
502 >        copycolor(colmin, cblack);
503 >        copycolor(colmax, cwhite);
504 >        scalecolor(colmax, irrad);
505 >        if (!scanning) {
506 >                ibresp(colmin, colmin);
507 >                ibresp(colmax, colmax);
508          }
509 <        compsoln(clrin, clrout, NMBMOD);
509 >                                        /* compute color mapping */
510 >        do {
511 >                cflags = inpflags & ~gmtflags;
512 >                n = 0;                          /* compute transform matrix */
513 >                for (i = 0; i < 24; i++) {
514 >                        if (!(cflags & 1L<<i))
515 >                                continue;
516 >                        if (scanning) {
517 >                                bresp(clrin[n], inpRGB[i]);
518 >                                copycolor(clrout[n], mbRGB[i]);
519 >                        } else {
520 >                                copycolor(clrin[n], inpRGB[i]);
521 >                                ibresp(clrout[n], mbRGB[i]);
522 >                        }
523 >                        n++;
524 >                }
525 >                compsoln(clrin, clrout, n);
526 >                for (i = 0; i < 24; i++)        /* check gamut */
527 >                        if (cflags & 1L<<i && cvtcolor(ctmp, inpRGB[i]))
528 >                                gmtflags |= 1L<<i;
529 >        } while (cflags & gmtflags);
530 >
531 >        if (gmtflags & MODFLGS)
532 >                fprintf(stderr,
533 >                "%s: warning - some moderate colors are out of gamut\n",
534 >                                progname);
535   }
536  
537  
538 < putmapping()                    /* put out color mapping for pcomb -f */
538 > static void
539 > putmapping(void)                        /* put out color mapping */
540   {
541          static char     cchar[3] = {'r', 'g', 'b'};
542 <        register int    i, j;
542 >        int     i, j;
543                                          /* print brightness mapping */
544          for (j = 0; j < 3; j++) {
545                  printf("%cxa(i) : select(i", cchar[j]);
# Line 291 | Line 550 | putmapping()                   /* put out color mapping for pcomb -f *
550                  for (i = 0; i < NMBNEU; i++)
551                          printf(",%g", colval(bramp[i][1],j));
552                  printf(");\n");
294 –                printf("%c = %ci(1);\n", cchar[j], cchar[j]);
553                  printf("%cfi(n) = if(n-%g, %d, if(%cxa(n+1)-%c, n, %cfi(n+1)));\n",
554                                  cchar[j], NMBNEU-1.5, NMBNEU-1, cchar[j],
555                                  cchar[j], cchar[j]);
556                  printf("%cndx = %cfi(1);\n", cchar[j], cchar[j]);
557 <                printf("%cn = ((%cxa(%cndx+1)-%c)*%cya(%cndx) + ",
558 <                                cchar[j], cchar[j], cchar[j],
559 <                                cchar[j], cchar[j], cchar[j]);
557 >                printf("%c%c = ((%cxa(%cndx+1)-%c)*%cya(%cndx) + ",
558 >                                cchar[j], scanning?'n':'o', cchar[j],
559 >                                cchar[j], cchar[j], cchar[j], cchar[j]);
560                  printf("(%c-%cxa(%cndx))*%cya(%cndx+1)) /\n",
561                                  cchar[j], cchar[j], cchar[j],
562                                  cchar[j], cchar[j]);
# Line 306 | Line 564 | putmapping()                   /* put out color mapping for pcomb -f *
564                                  cchar[j], cchar[j], cchar[j], cchar[j]);
565          }
566                                          /* print color mapping */
567 <        printf("ro = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
568 <                        solmat[0][0], solmat[0][1], solmat[0][2]);
569 <        printf("go = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
570 <                        solmat[1][0], solmat[1][1], solmat[1][2]);
571 <        printf("bo = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
572 <                        solmat[2][0], solmat[2][1], solmat[2][2]);
567 >        if (scanning) {
568 >                printf("r = ri(1); g = gi(1); b = bi(1);\n");
569 >                printf("ro = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
570 >                                solmat[0][0], solmat[0][1], solmat[0][2]);
571 >                printf("go = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
572 >                                solmat[1][0], solmat[1][1], solmat[1][2]);
573 >                printf("bo = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
574 >                                solmat[2][0], solmat[2][1], solmat[2][2]);
575 >        } else {
576 >                printf("r1 = ri(1); g1 = gi(1); b1 = bi(1);\n");
577 >                printf("r = %g*r1 + %g*g1 + %g*b1 ;\n",
578 >                                solmat[0][0], solmat[0][1], solmat[0][2]);
579 >                printf("g = %g*r1 + %g*g1 + %g*b1 ;\n",
580 >                                solmat[1][0], solmat[1][1], solmat[1][2]);
581 >                printf("b = %g*r1 + %g*g1 + %g*b1 ;\n",
582 >                                solmat[2][0], solmat[2][1], solmat[2][2]);
583 >        }
584   }
585  
586  
587 < #if NMBMOD == 3
588 < compsoln(cin, cout, n)          /* solve 3x3 system */
589 < COLOR   cin[], cout[];
590 < int     n;
587 > static void
588 > compsoln(               /* solve 3xN system using least-squares */
589 >        COLOR   cin[],
590 >        COLOR   cout[],
591 >        int     n
592 > )
593   {
594          extern double   mx3d_adjoint(), fabs();
595          double  mat[3][3], invmat[3][3];
596          double  det;
597          double  colv[3], rowv[3];
598 <        register int    i, j;
598 >        int     i, j, k;
599  
600 <        if (n != 3) {
601 <                fprintf(stderr, "%s: inconsistent code!\n", progname);
600 >        if (n < 3) {
601 >                fprintf(stderr, "%s: too few colors to match!\n", progname);
602                  exit(1);
603          }
604 <        for (i = 0; i < 3; i++)
605 <                for (j = 0; j < 3; j++)
606 <                        mat[i][j] = colval(cin[j],i);
604 >        if (n == 3)
605 >                for (i = 0; i < 3; i++)
606 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
607 >                                mat[i][j] = colval(cin[j],i);
608 >        else {                          /* compute A^t A */
609 >                for (i = 0; i < 3; i++)
610 >                        for (j = i; j < 3; j++) {
611 >                                mat[i][j] = 0.;
612 >                                for (k = 0; k < n; k++)
613 >                                        mat[i][j] += colval(cin[k],i) *
614 >                                                        colval(cin[k],j);
615 >                        }
616 >                for (i = 1; i < 3; i++)         /* using symmetry */
617 >                        for (j = 0; j < i; j++)
618 >                                mat[i][j] = mat[j][i];
619 >        }
620          det = mx3d_adjoint(mat, invmat);
621          if (fabs(det) < 1e-4) {
622                  fprintf(stderr, "%s: cannot compute color mapping\n",
# Line 346 | Line 630 | int    n;
630                  for (j = 0; j < 3; j++)
631                          invmat[i][j] /= det;
632          for (i = 0; i < 3; i++) {
633 <                for (j = 0; j < 3; j++)
634 <                        colv[j] = colval(cout[j],i);
633 >                if (n == 3)
634 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
635 >                                colv[j] = colval(cout[j],i);
636 >                else
637 >                        for (j = 0; j < 3; j++) {
638 >                                colv[j] = 0.;
639 >                                for (k = 0; k < n; k++)
640 >                                        colv[j] += colval(cout[k],i) *
641 >                                                        colval(cin[k],j);
642 >                        }
643                  mx3d_transform(colv, invmat, rowv);
644                  for (j = 0; j < 3; j++)
645                          solmat[i][j] = rowv[j];
646          }
647   }
648 < #else
649 < compsoln(cin, cout, n)          /* solve 3xN system (N > 3) */
650 < COLOR   cin[], cout[];
651 < int     n;
648 >
649 >
650 > static void
651 > cwarp(void)                             /* compute color warp map */
652   {
653 <        double  *au[NMBMOD], *v[3], vv[3][3], auv[NMBMOD][3], w[3];
362 <        double  b[NMBMOD];
363 <        register int    i, j;
653 >        int     i;
654  
655 <        if (n > NMBMOD) {
656 <                fprintf(stderr, "%s: inconsistent code!\n", progname);
657 <                exit(1);
655 >        if ((wcor = new3dw(W3EXACT)) == NULL)
656 >                goto memerr;
657 >        for (i = 0; i < 24; i++)
658 >                if (!add3dpt(wcor, inpRGB[i], mbRGB[i]))
659 >                        goto memerr;
660 >        return;
661 > memerr:
662 >        perror(progname);
663 >        exit(1);
664 > }
665 >
666 >
667 > static int
668 > cvtcolor(               /* convert color according to our mapping */
669 >        COLOR   cout,
670 >        COLOR   cin
671 > )
672 > {
673 >        COLOR   ctmp;
674 >        int     clipped;
675 >
676 >        if (wcor != NULL) {
677 >                clipped = warp3d(cout, cin, wcor);
678 >                clipped |= clipgamut(cout,bright(cout),CGAMUT,colmin,colmax);
679 >        } else if (scanning) {
680 >                bresp(ctmp, cin);
681 >                clipped = cresp(cout, ctmp);
682 >        } else {
683 >                clipped = cresp(ctmp, cin);
684 >                bresp(cout, ctmp);
685          }
686 <        for (i = 0; i < n; i++)         /* assign rectangular matrix A */
370 <                for (j = 0; j < 3; j++)
371 <                        auv[i][j] = colval(cin[i],j);
372 <                                /* svdcmp indexing requires pointer offsets */
373 <        for (j = 0; j < 3; j++)
374 <                v[j] = vv[j] - 1;
375 <        for (i = 0; i < n; i++)
376 <                au[i] = auv[i] - 1;
377 <                                /* compute singular value decomposition */
378 < fprintf(stderr, "A:\n");
379 < for (i = 1; i <= n; i++)
380 < fprintf(stderr, "%g %g %g\n", (au-1)[i][1], (au-1)[i][2], (au-1)[i][3]);
381 <        svdcmp(au-1, n, 3, w-1, v-1);
382 < fprintf(stderr, "U:\n");
383 < for (i = 0; i < n; i++)
384 < fprintf(stderr, "%g %g %g\n", auv[i][0], auv[i][1], auv[i][2]);
385 < fprintf(stderr, "V:\n");
386 < for (i = 0; i < 3; i++)
387 < fprintf(stderr, "%g %g %g\n", vv[i][0], vv[i][1], vv[i][2]);
388 < fprintf(stderr, "W: %g %g %g\n", w[0], w[1], w[2]);
389 <                                /* zero out small weights */
390 <        for (j = 0; j < 3; j++)
391 <                if (w[j] < 1e-4)
392 <                        w[j] = 0.;
393 <                                /* back substitution for each row vector */
394 <        for (j = 0; j < 3; j++) {
395 <                for (i = 0; i < n; i++)
396 <                        b[i] = colval(cout[i],j);
397 <                svbksb(au-1, w-1, v-1, n, 3, b-1, solmat[j]-1);
398 <        }
686 >        return(clipped);
687   }
400 – #endif
688  
689  
690 < cvtcolor(cout, cin)             /* convert color according to our mapping */
691 < COLOR   cout, cin;
690 > static int
691 > cresp(          /* transform color according to matrix */
692 >        COLOR   cout,
693 >        COLOR   cin
694 > )
695   {
696 <        double  r, g, b;
696 >        colortrans(cout, solmat, cin);
697 >        return(clipgamut(cout, bright(cout), CGAMUT, colmin, colmax));
698 > }
699  
700 <        bresp(cout, cin);
701 <        r = colval(cout,0)*solmat[0][0] + colval(cout,1)*solmat[0][1]
702 <                        + colval(cout,2)*solmat[0][2];
703 <        if (r < 0) r = 0;
704 <        g = colval(cout,0)*solmat[1][0] + colval(cout,1)*solmat[1][1]
705 <                        + colval(cout,2)*solmat[1][2];
706 <        if (g < 0) g = 0;
707 <        b = colval(cout,0)*solmat[2][0] + colval(cout,1)*solmat[2][1]
708 <                        + colval(cout,2)*solmat[2][2];
709 <        if (b < 0) b = 0;
710 <        setcolor(cout, r, g, b);
700 >
701 > static void
702 > xyY2RGB(                /* convert xyY to RGB */
703 >        COLOR   rgbout,
704 >        float   xyYin[3]
705 > )
706 > {
707 >        COLOR   ctmp;
708 >        double  d;
709 >
710 >        d = xyYin[2] / xyYin[1];
711 >        ctmp[0] = xyYin[0] * d;
712 >        ctmp[1] = xyYin[2];
713 >        ctmp[2] = (1. - xyYin[0] - xyYin[1]) * d;
714 >                                /* allow negative values */
715 >        colortrans(rgbout, xyz2rgbmat, ctmp);
716   }
717  
718  
719 < putdebug()                      /* put out debugging picture */
719 > static void
720 > picdebug(void)                  /* put out debugging picture */
721   {
722 +        static COLOR    blkcol = BLKCOLOR;
723          COLOR   *scan;
724 <        int     y;
725 <        register int    x, i;
724 >        int     y, i;
725 >        int     x, rg;
726  
428 –        if (debugfp == NULL)
429 –                return;
727          if (fseek(stdin, 0L, 0) == EOF) {
728                  fprintf(stderr, "%s: cannot seek on input picture\n", progname);
729                  exit(1);
# Line 440 | Line 737 | putdebug()                     /* put out debugging picture */
737                  exit(1);
738          }
739                                                  /* finish debug header */
740 +        fputformat(COLRFMT, debugfp);
741          putc('\n', debugfp);
742          fprtresolu(xmax, ymax, debugfp);
743 +                                                /* write debug picture */
744          for (y = ymax-1; y >= 0; y--) {
745                  if (freadscan(scan, xmax, stdin) < 0) {
746                          fprintf(stderr, "%s: error rereading input picture\n",
# Line 449 | Line 748 | putdebug()                     /* put out debugging picture */
748                          exit(1);
749                  }
750                  for (x = 0; x < xmax; x++) {
751 <                        i = chartndx(x, y);
752 <                        if (i < 0)
751 >                        rg = chartndx(x, y, &i);
752 >                        if (rg == RG_CENT) {
753 >                                if (!(1L<<i & gmtflags) || (x+y)&07) {
754 >                                        copycolor(scan[x], mbRGB[i]);
755 >                                        clipgamut(scan[x], bright(scan[x]),
756 >                                                CGAMUT, colmin, colmax);
757 >                                } else
758 >                                        copycolor(scan[x], blkcol);
759 >                        } else if (rg == RG_CORR)
760                                  cvtcolor(scan[x], scan[x]);
761 <                        else
762 <                                copycolor(scan[x], mbRGB[i]);
761 >                        else if (rg != RG_ORIG)
762 >                                copycolor(scan[x], blkcol);
763                  }
764                  if (fwritescan(scan, xmax, debugfp) < 0) {
765                          fprintf(stderr, "%s: error writing debugging picture\n",
# Line 461 | Line 767 | putdebug()                     /* put out debugging picture */
767                          exit(1);
768                  }
769          }
770 <        free((char *)scan);
770 >                                                /* clean up */
771 >        fclose(debugfp);
772 >        free((void *)scan);
773 > }
774 >
775 >
776 > static void
777 > clrdebug(void)                  /* put out debug picture from color input */
778 > {
779 >        static COLR     blkclr = BLKCOLR;
780 >        COLR    mbclr[24], cvclr[24], orclr[24];
781 >        COLR    *scan;
782 >        COLOR   ctmp, ct2;
783 >        int     y, i;
784 >        int     x, rg;
785 >                                                /* convert colors */
786 >        for (i = 0; i < 24; i++) {
787 >                copycolor(ctmp, mbRGB[i]);
788 >                clipgamut(ctmp, bright(ctmp), CGAMUT, cblack, cwhite);
789 >                setcolr(mbclr[i], colval(ctmp,RED),
790 >                                colval(ctmp,GRN), colval(ctmp,BLU));
791 >                if (inpflags & 1L<<i) {
792 >                        copycolor(ctmp, inpRGB[i]);
793 >                        clipgamut(ctmp, bright(ctmp), CGAMUT, cblack, cwhite);
794 >                        setcolr(orclr[i], colval(ctmp,RED),
795 >                                        colval(ctmp,GRN), colval(ctmp,BLU));
796 >                        if (rawmap)
797 >                                copycolr(cvclr[i], mbclr[i]);
798 >                        else {
799 >                                bresp(ctmp, inpRGB[i]);
800 >                                colortrans(ct2, solmat, ctmp);
801 >                                clipgamut(ct2, bright(ct2), CGAMUT,
802 >                                                cblack, cwhite);
803 >                                setcolr(cvclr[i], colval(ct2,RED),
804 >                                                colval(ct2,GRN),
805 >                                                colval(ct2,BLU));
806 >                        }
807 >                }
808 >        }
809 >                                                /* allocate scanline */
810 >        scan = (COLR *)malloc(xmax*sizeof(COLR));
811 >        if (scan == NULL) {
812 >                perror(progname);
813 >                exit(1);
814 >        }
815 >                                                /* finish debug header */
816 >        fputformat(COLRFMT, debugfp);
817 >        putc('\n', debugfp);
818 >        fprtresolu(xmax, ymax, debugfp);
819 >                                                /* write debug picture */
820 >        for (y = ymax-1; y >= 0; y--) {
821 >                for (x = 0; x < xmax; x++) {
822 >                        rg = chartndx(x, y, &i);
823 >                        if (rg == RG_CENT) {
824 >                                if (!(1L<<i & gmtflags) || (x+y)&07)
825 >                                        copycolr(scan[x], mbclr[i]);
826 >                                else
827 >                                        copycolr(scan[x], blkclr);
828 >                        } else if (rg == RG_BORD || !(1L<<i & inpflags))
829 >                                copycolr(scan[x], blkclr);
830 >                        else if (rg == RG_ORIG)
831 >                                copycolr(scan[x], orclr[i]);
832 >                        else /* rg == RG_CORR */
833 >                                copycolr(scan[x], cvclr[i]);
834 >                }
835 >                if (fwritecolrs(scan, xmax, debugfp) < 0) {
836 >                        fprintf(stderr, "%s: error writing debugging picture\n",
837 >                                        progname);
838 >                        exit(1);
839 >                }
840 >        }
841 >                                                /* clean up */
842 >        fclose(debugfp);
843 >        free((void *)scan);
844 > }
845 >
846 >
847 > static void
848 > getpos(         /* get boundary position */
849 >        char    *name,
850 >        int     bnds[2],
851 >        FILE    *fp
852 > )
853 > {
854 >        char    buf[64];
855 >
856 >        fprintf(stderr, "\tSelect corner: %s\n", name);
857 >        if (fgets(buf, sizeof(buf), fp) == NULL ||
858 >                        sscanf(buf, "%d %d", &bnds[0], &bnds[1]) != 2) {
859 >                fprintf(stderr, "%s: read error from display process\n",
860 >                                progname);
861 >                exit(1);
862 >        }
863 > }
864 >
865 >
866 > static void
867 > pickchartpos(           /* display picture and pick chart location */
868 >        char    *pfn
869 > )
870 > {
871 >        char    combuf[PATH_MAX];
872 >        FILE    *pfp;
873 >
874 >        sprintf(combuf, DISPCOM, pfn);
875 >        if ((pfp = popen(combuf, "r")) == NULL) {
876 >                perror(combuf);
877 >                exit(1);
878 >        }
879 >        fputs("Use middle mouse button to select chart corners:\n", stderr);
880 >        getpos("upper left (dark skin)", bounds[0], pfp);
881 >        getpos("upper right (bluish green)", bounds[1], pfp);
882 >        getpos("lower left (white)", bounds[2], pfp);
883 >        getpos("lower right (black)", bounds[3], pfp);
884 >        fputs("Got it -- quit display program.\n", stderr);
885 >        pclose(pfp);
886   }

Diff Legend

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