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

Comparing ray/src/px/macbethcal.c (file contents):
Revision 2.12 by greg, Thu Jan 30 19:14:11 1997 UTC vs.
Revision 2.23 by schorsch, Sun Mar 28 20:33:13 2004 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   * 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
14 > #include <math.h>
15 > #include <time.h>
16 >
17 > #include "platform.h"
18 > #include "rtprocess.h"
19 > #include "rtio.h"
20   #include "color.h"
21   #include "resolu.h"
22   #include "pmap.h"
23 + #include "warp3d.h"
24 + #include "mx3.h"
25  
26                                  /* MacBeth colors */
27   #define DarkSkin        0
# Line 95 | Line 100 | short  mbneu[NMBNEU] = {Black,Neutral35,Neutral5,Neutra
100   #define  RG_ORIG        02      /* original color region */
101   #define  RG_CORR        04      /* corrected color region */
102  
103 + #ifndef  DISPCOM
104 + #define  DISPCOM        "ximage -op \"%s\""
105 + #endif
106 +
107   int     scanning = 1;           /* scanned input (or recorded output)? */
108 + double  irrad = 1.0;            /* irradiance multiplication factor */
109 + int     rawmap = 0;             /* put out raw color mapping? */
110  
111   int     xmax, ymax;             /* input image dimensions */
112   int     bounds[4][2];           /* image coordinates of chart corners */
# Line 106 | Line 117 | long   inpflags = 0;           /* flags of which colors were inpu
117   long    gmtflags = 0;           /* flags of out-of-gamut colors */
118  
119   COLOR   bramp[NMBNEU][2];       /* brightness ramp (per primary) */
120 < double  solmat[3][3];           /* color mapping matrix */
120 > COLORMAT        solmat;         /* color mapping matrix */
121 > COLOR   colmin, colmax;         /* gamut limits */
122  
123 + WARP3D  *wcor = NULL;           /* color space warp */
124 +
125   FILE    *debugfp = NULL;        /* debug output picture */
126   char    *progname;
127  
128 < extern char     *malloc();
128 > static void init(void);
129 > static int chartndx(int x, int y, int   *np);
130 > static void getpicture(void);
131 > static void getcolors(void);
132 > static void bresp(COLOR y, COLOR        x);
133 > static void compute(void);
134 > static void putmapping(void);
135 > static void compsoln(COLOR      cin[], COLOR    cout[], int     n);
136 > static void cwarp(void);
137 > static int cvtcolor(COLOR       cout, COLOR     cin);
138 > static int cresp(COLOR  cout, COLOR     cin);
139 > static void xyY2RGB(COLOR       rgbout, float   xyYin[3]);
140 > static void picdebug(void);
141 > static void clrdebug(void);
142 > static void getpos(char *name, int      bnds[2], FILE   *fp);
143 > static void pickchartpos(char   *pfn);
144  
145  
146 < main(argc, argv)
147 < int     argc;
148 < char    **argv;
146 > int
147 > main(
148 >        int     argc,
149 >        char    **argv
150 > )
151   {
152          int     i;
153  
# Line 131 | Line 162 | char   **argv;
162                                  perror(argv[i]);
163                                  exit(1);
164                          }
165 < #ifdef MSDOS
135 <                        setmode(fileno(debugfp), O_BINARY);
136 < #endif
165 >                        SET_FILE_BINARY(debugfp);
166                          newheader("RADIANCE", debugfp);         /* start */
167                          printargs(argc, argv, debugfp);         /* header */
168                          break;
# Line 150 | Line 179 | char   **argv;
179                          bounds[3][1] = atoi(argv[++i]);
180                          scanning = 2;
181                          break;
182 +                case 'P':                               /* pick position */
183 +                        scanning = 3;
184 +                        break;
185 +                case 'i':                               /* irradiance factor */
186 +                        i++;
187 +                        if (badarg(argc-i, argv+i, "f"))
188 +                                goto userr;
189 +                        irrad = atof(argv[i]);
190 +                        break;
191 +                case 'm':                               /* raw map output */
192 +                        rawmap = 1;
193 +                        break;
194                  case 'c':                               /* color input */
195                          scanning = 0;
196                          break;
# Line 158 | Line 199 | char   **argv;
199                  }
200                                                          /* open files */
201          if (i < argc && freopen(argv[i], "r", stdin) == NULL) {
202 <                perror(argv[1]);
202 >                perror(argv[i]);
203                  exit(1);
204          }
205          if (i+1 < argc && freopen(argv[i+1], "w", stdout) == NULL) {
206 <                perror(argv[2]);
206 >                perror(argv[i+1]);
207                  exit(1);
208          }
209          if (scanning) {                 /* load input picture header */
210 < #ifdef MSDOS
170 <                setmode(fileno(stdin), O_BINARY);
171 < #endif
210 >                SET_FILE_BINARY(stdin);
211                  if (checkheader(stdin, COLRFMT, NULL) < 0 ||
212                                  fgetresolu(&xmax, &ymax, stdin) < 0) {
213                          fprintf(stderr, "%s: bad input picture\n", progname);
214                          exit(1);
215                  }
216 +                if (scanning == 3) {
217 +                        if (i >= argc)
218 +                                goto userr;
219 +                        pickchartpos(argv[i]);
220 +                        scanning = 2;
221 +                }
222          } else {                        /* else set default xmax and ymax */
223                  xmax = 512;
224                  ymax = 2*512/3;
# Line 190 | Line 235 | char   **argv;
235          else
236                  getcolors();
237          compute();                      /* compute color mapping */
238 <                                        /* print comment */
239 <        printf("{\n\tColor correction file computed by:\n\t\t");
240 <        printargs(argc, argv, stdout);
241 <        printf("\n\tUsage: pcomb -f %s uncorrected.pic > corrected.pic\n",
242 <                        i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
243 <        if (!scanning)
199 <                printf("\t   Or: pcond [options] -f %s orig.pic > output.pic\n",
238 >        if (rawmap) {                   /* print out raw correspondence */
239 >                register int    j;
240 >
241 >                printf("# Color correspondence produced by:\n#\t\t");
242 >                printargs(argc, argv, stdout);
243 >                printf("#\tUsage: pcwarp %s uncorrected.pic > corrected.pic\n",
244                                  i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
245 <        printf("}\n");
246 <        putmapping();                   /* put out color mapping */
247 <        if (debugfp != NULL)            /* put out debug picture */
245 >                printf("#\t   Or: pcond [options] -m %s orig.pic > output.pic\n",
246 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
247 >                for (j = 0; j < 24; j++)
248 >                        printf("%f %f %f    %f %f %f\n",
249 >                                colval(inpRGB[j],RED), colval(inpRGB[j],GRN),
250 >                                colval(inpRGB[j],BLU), colval(mbRGB[j],RED),
251 >                                colval(mbRGB[j],GRN), colval(mbRGB[j],BLU));
252 >                if (scanning && debugfp != NULL)
253 >                        cwarp();                /* color warp for debugging */
254 >        } else {                        /* print color mapping */
255 >                                                /* print header */
256 >                printf("{\n\tColor correction file computed by:\n\t\t");
257 >                printargs(argc, argv, stdout);
258 >                printf("\n\tUsage: pcomb -f %s uncorrected.pic > corrected.pic\n",
259 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
260 >                if (!scanning)
261 >                        printf("\t   Or: pcond [options] -f %s orig.pic > output.pic\n",
262 >                                        i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
263 >                printf("}\n");
264 >                putmapping();                   /* put out color mapping */
265 >        }
266 >        if (debugfp != NULL) {          /* put out debug picture */
267                  if (scanning)
268                          picdebug();
269                  else
270                          clrdebug();
271 +        }
272          exit(0);
273   userr:
274          fprintf(stderr,
275 < "Usage: %s [-d dbg.pic][-p xul yul xur yur xll yll xlr ylr] input.pic [output.cal]\n",
275 > "Usage: %s [-d dbg.pic][-P | -p xul yul xur yur xll yll xlr ylr][-i irrad][-m] input.pic [output.{cal|cwp}]\n",
276                          progname);
277 <        fprintf(stderr, "   or: %s [-d dbg.pic] -c [xyY.dat [output.cal]]\n",
277 >        fprintf(stderr, "   or: %s [-d dbg.pic][-i irrad][-m] -c [xyY.dat [output.{cal|cwp}]]\n",
278                          progname);
279          exit(1);
280 +        return 1; /* pro forma return */
281   }
282  
283  
284 < init()                          /* initialize */
284 > static void
285 > init(void)                              /* initialize */
286   {
287          double  quad[4][2];
288          register int    i;
# Line 235 | Line 301 | init()                         /* initialize */
301                  exit(1);
302          }
303                                          /* map MacBeth colors to RGB space */
304 <        for (i = 0; i < 24; i++)
304 >        for (i = 0; i < 24; i++) {
305                  xyY2RGB(mbRGB[i], mbxyY[i]);
306 +                scalecolor(mbRGB[i], irrad);
307 +        }
308   }
309  
310  
311 < int
312 < chartndx(x, y, np)                      /* find color number for position */
313 < int     x, y;
314 < int     *np;
311 > static int
312 > chartndx(                       /* find color number for position */
313 >        int     x,
314 >        int y,
315 >        int     *np
316 > )
317   {
318          double  ipos[3], cpos[3];
319          int     ix, iy;
# Line 272 | Line 342 | int    *np;
342   }
343  
344  
345 < getpicture()                            /* load in picture colors */
345 > static void
346 > getpicture(void)                                /* load in picture colors */
347   {
348          COLR    *scanln;
349          COLOR   pval;
# Line 310 | Line 381 | getpicture()                           /* load in picture colors */
381                  scalecolor(inpRGB[i], d);
382                  inpflags |= 1L<<i;
383          }
384 <        free((char *)scanln);
384 >        free((void *)scanln);
385   }
386  
387  
388 < getcolors()                     /* get xyY colors from standard input */
388 > static void
389 > getcolors(void)                 /* get xyY colors from standard input */
390   {
391          int     gotwhite = 0;
392          COLOR   whiteclr;
# Line 322 | Line 394 | getcolors()                    /* get xyY colors from standard input */
394          float   xyYin[3];
395  
396          while (fgetval(stdin, 'i', &n) == 1) {          /* read colors */
397 <                if (n < 0 | n > 24 ||
397 >                if ((n < 0) | (n > 24) ||
398                                  fgetval(stdin, 'f', &xyYin[0]) != 1 ||
399                                  fgetval(stdin, 'f', &xyYin[1]) != 1 ||
400                                  fgetval(stdin, 'f', &xyYin[2]) != 1 ||
401 <                                xyYin[0] < 0. | xyYin[1] < 0. ||
401 >                                (xyYin[0] < 0.) | (xyYin[1] < 0.) ||
402                                  xyYin[0] + xyYin[1] > 1.) {
403                          fprintf(stderr, "%s: bad color input data\n",
404                                          progname);
# Line 362 | Line 434 | getcolors()                    /* get xyY colors from standard input */
434   }
435  
436  
437 < bresp(y, x)             /* piecewise linear interpolation of primaries */
438 < COLOR   y, x;
437 > static void
438 > bresp(          /* piecewise linear interpolation of primaries */
439 >        COLOR   y,
440 >        COLOR   x
441 > )
442   {
443          register int    i, n;
444  
# Line 380 | Line 455 | COLOR  y, x;
455   }
456  
457  
458 < compute()                       /* compute color mapping */
458 > static void
459 > compute(void)                   /* compute color mapping */
460   {
461          COLOR   clrin[24], clrout[24];
462          long    cflags;
463          COLOR   ctmp;
464 <        register int    i, j, n;
464 >        register int    i, n;
465                                          /* did we get what we need? */
466          if ((inpflags & REQFLGS) != REQFLGS) {
467                  fprintf(stderr, "%s: missing required input colors\n",
# Line 397 | Line 473 | compute()                      /* compute color mapping */
473                  copycolor(bramp[i][0], inpRGB[mbneu[i]]);
474                  copycolor(bramp[i][1], mbRGB[mbneu[i]]);
475          }
476 +                                        /* compute color space gamut */
477 +        if (scanning) {
478 +                copycolor(colmin, cblack);
479 +                copycolor(colmax, cwhite);
480 +                scalecolor(colmax, irrad);
481 +        } else
482 +                for (i = 0; i < 3; i++) {
483 +                        colval(colmin,i) = colval(bramp[0][0],i) -
484 +                                colval(bramp[0][1],i) *
485 +                                (colval(bramp[1][0],i)-colval(bramp[0][0],i)) /
486 +                                (colval(bramp[1][1],i)-colval(bramp[1][0],i));
487 +                        colval(colmax,i) = colval(bramp[NMBNEU-2][0],i) +
488 +                                (1.-colval(bramp[NMBNEU-2][1],i)) *
489 +                                (colval(bramp[NMBNEU-1][0],i) -
490 +                                        colval(bramp[NMBNEU-2][0],i)) /
491 +                                (colval(bramp[NMBNEU-1][1],i) -
492 +                                        colval(bramp[NMBNEU-2][1],i));
493 +                }
494                                          /* compute color mapping */
495          do {
496                  cflags = inpflags & ~gmtflags;
# Line 408 | Line 502 | compute()                      /* compute color mapping */
502                                  n++;
503                          }
504                  compsoln(clrin, clrout, n);
505 <                                                /* check out-of-gamut colors */
506 <                for (i = 0; i < 24; i++)
507 <                        if (cflags & 1L<<i) {
508 <                                cvtcolor(ctmp, mbRGB[i]);
415 <                                for (j = 0; j < 3; j++)
416 <                                        if (colval(ctmp,j) <= 1e-6 ||
417 <                                                colval(ctmp,j) >= 1.-1e-6) {
418 <                                                gmtflags |= 1L<<i;
419 <                                                break;
420 <                                        }
421 <                        }
505 >                if (irrad > 0.99 && irrad < 1.01)       /* check gamut */
506 >                        for (i = 0; i < 24; i++)
507 >                                if (cflags & 1L<<i && cvtcolor(ctmp, mbRGB[i]))
508 >                                        gmtflags |= 1L<<i;
509          } while (cflags & gmtflags);
510          if (gmtflags & MODFLGS)
511                  fprintf(stderr,
# Line 427 | Line 514 | compute()                      /* compute color mapping */
514   }
515  
516  
517 < putmapping()                    /* put out color mapping for pcomb -f */
517 > static void
518 > putmapping(void)                        /* put out color mapping */
519   {
520          static char     cchar[3] = {'r', 'g', 'b'};
521          register int    i, j;
# Line 475 | Line 563 | putmapping()                   /* put out color mapping for pcomb -f *
563   }
564  
565  
566 < compsoln(cin, cout, n)          /* solve 3xN system using least-squares */
567 < COLOR   cin[], cout[];
568 < int     n;
566 > static void
567 > compsoln(               /* solve 3xN system using least-squares */
568 >        COLOR   cin[],
569 >        COLOR   cout[],
570 >        int     n
571 > )
572   {
573          extern double   mx3d_adjoint(), fabs();
574          double  mat[3][3], invmat[3][3];
# Line 535 | Line 626 | int    n;
626   }
627  
628  
629 < cvtcolor(cout, cin)             /* convert color according to our mapping */
630 < COLOR   cout, cin;
629 > static void
630 > cwarp(void)                             /* compute color warp map */
631   {
632 +        register int    i;
633 +
634 +        if ((wcor = new3dw(W3EXACT)) == NULL)
635 +                goto memerr;
636 +        for (i = 0; i < 24; i++)
637 +                if (!add3dpt(wcor, inpRGB[i], mbRGB[i]))
638 +                        goto memerr;
639 +        return;
640 + memerr:
641 +        perror(progname);
642 +        exit(1);
643 + }
644 +
645 +
646 + static int
647 + cvtcolor(               /* convert color according to our mapping */
648 +        COLOR   cout,
649 +        COLOR   cin
650 + )
651 + {
652          COLOR   ctmp;
653 +        int     clipped;
654  
655 <        if (scanning) {
655 >        if (wcor != NULL) {
656 >                clipped = warp3d(cout, cin, wcor);
657 >                clipped |= clipgamut(cout,bright(cout),CGAMUT,colmin,colmax);
658 >        } else if (scanning) {
659                  bresp(ctmp, cin);
660 <                cresp(cout, ctmp);
660 >                clipped = cresp(cout, ctmp);
661          } else {
662 <                cresp(ctmp, cin);
662 >                clipped = cresp(ctmp, cin);
663                  bresp(cout, ctmp);
664          }
665 <        if (colval(cout,RED) < 0.)
551 <                colval(cout,RED) = 0.;
552 <        if (colval(cout,GRN) < 0.)
553 <                colval(cout,GRN) = 0.;
554 <        if (colval(cout,BLU) < 0.)
555 <                colval(cout,BLU) = 0.;
665 >        return(clipped);
666   }
667  
668  
669 < cresp(cout, cin)                /* transform color according to matrix */
670 < COLOR   cout, cin;
669 > static int
670 > cresp(          /* transform color according to matrix */
671 >        COLOR   cout,
672 >        COLOR   cin
673 > )
674   {
675 <        double  r, g, b;
676 <
564 <        r = colval(cin,0)*solmat[0][0] + colval(cin,1)*solmat[0][1]
565 <                        + colval(cin,2)*solmat[0][2];
566 <        g = colval(cin,0)*solmat[1][0] + colval(cin,1)*solmat[1][1]
567 <                        + colval(cin,2)*solmat[1][2];
568 <        b = colval(cin,0)*solmat[2][0] + colval(cin,1)*solmat[2][1]
569 <                        + colval(cin,2)*solmat[2][2];
570 <        setcolor(cout, r, g, b);
675 >        colortrans(cout, solmat, cin);
676 >        return(clipgamut(cout, bright(cout), CGAMUT, colmin, colmax));
677   }
678  
679  
680 < xyY2RGB(rgbout, xyYin)          /* convert xyY to RGB */
681 < COLOR   rgbout;
682 < register float  xyYin[3];
680 > static void
681 > xyY2RGB(                /* convert xyY to RGB */
682 >        COLOR   rgbout,
683 >        register float  xyYin[3]
684 > )
685   {
686          COLOR   ctmp;
687          double  d;
# Line 582 | Line 690 | register float xyYin[3];
690          ctmp[0] = xyYin[0] * d;
691          ctmp[1] = xyYin[2];
692          ctmp[2] = (1. - xyYin[0] - xyYin[1]) * d;
585 –        cie_rgb(rgbout, ctmp);
693                                  /* allow negative values */
694 <        colortrans(rgbout, xyz2rgbmat, ctmp, 0);
694 >        colortrans(rgbout, xyz2rgbmat, ctmp);
695   }
696  
697  
698 < picdebug()                      /* put out debugging picture */
698 > static void
699 > picdebug(void)                  /* put out debugging picture */
700   {
701          static COLOR    blkcol = BLKCOLOR;
702          COLOR   *scan;
# Line 621 | Line 729 | picdebug()                     /* put out debugging picture */
729                  for (x = 0; x < xmax; x++) {
730                          rg = chartndx(x, y, &i);
731                          if (rg == RG_CENT) {
732 <                                if (!(1L<<i & gmtflags) || (x+y)&07)
732 >                                if (!(1L<<i & gmtflags) || (x+y)&07) {
733                                          copycolor(scan[x], mbRGB[i]);
734 <                                else
734 >                                        clipgamut(scan[x], bright(scan[x]),
735 >                                                CGAMUT, colmin, colmax);
736 >                                } else
737                                          copycolor(scan[x], blkcol);
738                          } else if (rg == RG_CORR)
739                                  cvtcolor(scan[x], scan[x]);
# Line 638 | Line 748 | picdebug()                     /* put out debugging picture */
748          }
749                                                  /* clean up */
750          fclose(debugfp);
751 <        free((char *)scan);
751 >        free((void *)scan);
752   }
753  
754  
755 < clrdebug()                      /* put out debug picture from color input */
755 > static void
756 > clrdebug(void)                  /* put out debug picture from color input */
757   {
758          static COLR     blkclr = BLKCOLR;
759          COLR    mbclr[24], cvclr[24], orclr[24];
760          COLR    *scan;
761 <        COLOR   ctmp;
761 >        COLOR   ctmp, ct2;
762          int     y, i;
763          register int    x, rg;
764                                                  /* convert colors */
765          for (i = 0; i < 24; i++) {
766 <                setcolr(mbclr[i], colval(mbRGB[i],RED),
767 <                                colval(mbRGB[i],GRN), colval(mbRGB[i],BLU));
766 >                copycolor(ctmp, mbRGB[i]);
767 >                clipgamut(ctmp, bright(ctmp), CGAMUT, cblack, cwhite);
768 >                setcolr(mbclr[i], colval(ctmp,RED),
769 >                                colval(ctmp,GRN), colval(ctmp,BLU));
770                  if (inpflags & 1L<<i) {
771 <                        setcolr(orclr[i], colval(inpRGB[i],RED),
772 <                                        colval(inpRGB[i],GRN),
773 <                                        colval(inpRGB[i],BLU));
661 <                        cvtcolor(ctmp, inpRGB[i]);
662 <                        setcolr(cvclr[i], colval(ctmp,RED),
771 >                        copycolor(ctmp, inpRGB[i]);
772 >                        clipgamut(ctmp, bright(ctmp), CGAMUT, cblack, cwhite);
773 >                        setcolr(orclr[i], colval(ctmp,RED),
774                                          colval(ctmp,GRN), colval(ctmp,BLU));
775 +                        if (rawmap)
776 +                                copycolr(cvclr[i], mbclr[i]);
777 +                        else {
778 +                                bresp(ctmp, inpRGB[i]);
779 +                                colortrans(ct2, solmat, ctmp);
780 +                                clipgamut(ct2, bright(ct2), CGAMUT,
781 +                                                cblack, cwhite);
782 +                                setcolr(cvclr[i], colval(ct2,RED),
783 +                                                colval(ct2,GRN),
784 +                                                colval(ct2,BLU));
785 +                        }
786                  }
787          }
788                                                  /* allocate scanline */
# Line 697 | Line 819 | clrdebug()                     /* put out debug picture from color input
819          }
820                                                  /* clean up */
821          fclose(debugfp);
822 <        free((char *)scan);
822 >        free((void *)scan);
823 > }
824 >
825 >
826 > static void
827 > getpos(         /* get boundary position */
828 >        char    *name,
829 >        int     bnds[2],
830 >        FILE    *fp
831 > )
832 > {
833 >        char    buf[64];
834 >
835 >        fprintf(stderr, "\tSelect corner: %s\n", name);
836 >        if (fgets(buf, sizeof(buf), fp) == NULL ||
837 >                        sscanf(buf, "%d %d", &bnds[0], &bnds[1]) != 2) {
838 >                fprintf(stderr, "%s: read error from display process\n",
839 >                                progname);
840 >                exit(1);
841 >        }
842 > }
843 >
844 >
845 > static void
846 > pickchartpos(           /* display picture and pick chart location */
847 >        char    *pfn
848 > )
849 > {
850 >        char    combuf[PATH_MAX];
851 >        FILE    *pfp;
852 >
853 >        sprintf(combuf, DISPCOM, pfn);
854 >        if ((pfp = popen(combuf, "r")) == NULL) {
855 >                perror(combuf);
856 >                exit(1);
857 >        }
858 >        fputs("Use middle mouse button to select chart corners:\n", stderr);
859 >        getpos("upper left (dark skin)", bounds[0], pfp);
860 >        getpos("upper right (bluish green)", bounds[1], pfp);
861 >        getpos("lower left (white)", bounds[2], pfp);
862 >        getpos("lower right (black)", bounds[3], pfp);
863 >        fputs("Got it -- quit display program.\n", stderr);
864 >        pclose(pfp);
865   }

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