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

Comparing ray/src/px/macbethcal.c (file contents):
Revision 2.9 by greg, Mon Oct 23 12:20:03 1995 UTC vs.
Revision 2.20 by schorsch, Sun Jul 27 22:12:03 2003 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
14 > #include <math.h>
15 > #include <time.h>
16 >
17 > #include "platform.h"
18   #include "color.h"
19   #include "resolu.h"
20   #include "pmap.h"
21 + #include "warp3d.h"
22  
23                                  /* MacBeth colors */
24   #define DarkSkin        0
# Line 95 | Line 97 | short  mbneu[NMBNEU] = {Black,Neutral35,Neutral5,Neutra
97   #define  RG_ORIG        02      /* original color region */
98   #define  RG_CORR        04      /* corrected color region */
99  
100 + #ifndef  DISPCOM
101 + #define  DISPCOM        "ximage -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 */
# Line 104 | Line 114 | long   inpflags = 0;           /* flags of which colors were inpu
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 + WARP3D  *wcor = NULL;           /* color space warp */
121 +
122   FILE    *debugfp = NULL;        /* debug output picture */
123   char    *progname;
124  
112 – extern char     *malloc();
125  
114 –
126   main(argc, argv)
127   int     argc;
128   char    **argv;
129   {
119 –        int     inpispic = 1;
130          int     i;
131  
132          progname = argv[0];
# Line 130 | Line 140 | char   **argv;
140                                  perror(argv[i]);
141                                  exit(1);
142                          }
143 < #ifdef MSDOS
134 <                        setmode(fileno(debugfp), O_BINARY);
135 < #endif
143 >                        SET_FILE_BINARY(debugfp);
144                          newheader("RADIANCE", debugfp);         /* start */
145                          printargs(argc, argv, debugfp);         /* header */
146                          break;
# Line 147 | Line 155 | char   **argv;
155                          bounds[2][1] = atoi(argv[++i]);
156                          bounds[3][0] = atoi(argv[++i]);
157                          bounds[3][1] = atoi(argv[++i]);
158 <                        inpispic = 2;
158 >                        scanning = 2;
159                          break;
160 +                case 'P':                               /* pick position */
161 +                        scanning = 3;
162 +                        break;
163 +                case 'i':                               /* irradiance factor */
164 +                        i++;
165 +                        if (badarg(argc-i, argv+i, "f"))
166 +                                goto userr;
167 +                        irrad = atof(argv[i]);
168 +                        break;
169 +                case 'm':                               /* raw map output */
170 +                        rawmap = 1;
171 +                        break;
172                  case 'c':                               /* color input */
173 <                        inpispic = 0;
173 >                        scanning = 0;
174                          break;
175                  default:
176                          goto userr;
177                  }
178                                                          /* open files */
179          if (i < argc && freopen(argv[i], "r", stdin) == NULL) {
180 <                perror(argv[1]);
180 >                perror(argv[i]);
181                  exit(1);
182          }
183          if (i+1 < argc && freopen(argv[i+1], "w", stdout) == NULL) {
184 <                perror(argv[2]);
184 >                perror(argv[i+1]);
185                  exit(1);
186          }
187 <        if (inpispic) {                 /* load input picture header */
188 < #ifdef MSDOS
169 <                setmode(fileno(stdin), O_BINARY);
170 < #endif
187 >        if (scanning) {                 /* load input picture header */
188 >                SET_FILE_BINARY(stdin);
189                  if (checkheader(stdin, COLRFMT, NULL) < 0 ||
190                                  fgetresolu(&xmax, &ymax, stdin) < 0) {
191                          fprintf(stderr, "%s: bad input picture\n", progname);
192                          exit(1);
193                  }
194 +                if (scanning == 3) {
195 +                        if (i >= argc)
196 +                                goto userr;
197 +                        pickchartpos(argv[i]);
198 +                        scanning = 2;
199 +                }
200          } else {                        /* else set default xmax and ymax */
201                  xmax = 512;
202                  ymax = 2*512/3;
203          }
204 <        if (inpispic != 2) {            /* use default boundaries */
204 >        if (scanning != 2) {            /* use default boundaries */
205                  bounds[0][0] = bounds[2][0] = .029*xmax + .5;
206                  bounds[0][1] = bounds[1][1] = .956*ymax + .5;
207                  bounds[1][0] = bounds[3][0] = .971*xmax + .5;
208                  bounds[2][1] = bounds[3][1] = .056*ymax + .5;
209          }
210          init();                         /* initialize */
211 <        if (inpispic)                   /* get picture colors */
211 >        if (scanning)                   /* get picture colors */
212                  getpicture();
213          else
214                  getcolors();
215          compute();                      /* compute color mapping */
216 <                                        /* print comment */
217 <        printf("{ Color correction file computed by:\n\t");
218 <        printargs(argc, argv, stdout);
219 <        printf("}\n");
220 <        putmapping();                   /* put out color mapping */
221 <        if (debugfp != NULL)            /* put out debug picture */
222 <                if (inpispic)
216 >        if (rawmap) {                   /* print out raw correspondence */
217 >                register int    j;
218 >
219 >                printf("# Color correspondence produced by:\n#\t\t");
220 >                printargs(argc, argv, stdout);
221 >                printf("#\tUsage: pcwarp %s uncorrected.pic > corrected.pic\n",
222 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
223 >                printf("#\t   Or: pcond [options] -m %s orig.pic > output.pic\n",
224 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
225 >                for (j = 0; j < 24; j++)
226 >                        printf("%f %f %f    %f %f %f\n",
227 >                                colval(inpRGB[j],RED), colval(inpRGB[j],GRN),
228 >                                colval(inpRGB[j],BLU), colval(mbRGB[j],RED),
229 >                                colval(mbRGB[j],GRN), colval(mbRGB[j],BLU));
230 >                if (scanning && debugfp != NULL)
231 >                        cwarp();                /* color warp for debugging */
232 >        } else {                        /* print color mapping */
233 >                                                /* print header */
234 >                printf("{\n\tColor correction file computed by:\n\t\t");
235 >                printargs(argc, argv, stdout);
236 >                printf("\n\tUsage: pcomb -f %s uncorrected.pic > corrected.pic\n",
237 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
238 >                if (!scanning)
239 >                        printf("\t   Or: pcond [options] -f %s orig.pic > output.pic\n",
240 >                                        i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
241 >                printf("}\n");
242 >                putmapping();                   /* put out color mapping */
243 >        }
244 >        if (debugfp != NULL) {          /* put out debug picture */
245 >                if (scanning)
246                          picdebug();
247                  else
248                          clrdebug();
249 +        }
250          exit(0);
251   userr:
252          fprintf(stderr,
253 < "Usage: %s [-d dbg.pic][-p xul yul xur yur xll yll xlr ylr] input.pic [output.cal]\n",
253 > "Usage: %s [-d dbg.pic][-P | -p xul yul xur yur xll yll xlr ylr][-i irrad][-m] input.pic [output.{cal|cwp}]\n",
254                          progname);
255 <        fprintf(stderr, "   or: %s [-d dbg.pic] -c [xyY.dat [output.cal]]\n",
255 >        fprintf(stderr, "   or: %s [-d dbg.pic][-i irrad][-m] -c [xyY.dat [output.{cal|cwp}]]\n",
256                          progname);
257          exit(1);
258   }
# Line 229 | Line 277 | init()                         /* initialize */
277                  exit(1);
278          }
279                                          /* map MacBeth colors to RGB space */
280 <        for (i = 0; i < 24; i++)
280 >        for (i = 0; i < 24; i++) {
281                  xyY2RGB(mbRGB[i], mbxyY[i]);
282 +                scalecolor(mbRGB[i], irrad);
283 +        }
284   }
285  
286  
# Line 304 | Line 354 | getpicture()                           /* load in picture colors */
354                  scalecolor(inpRGB[i], d);
355                  inpflags |= 1L<<i;
356          }
357 <        free((char *)scanln);
357 >        free((void *)scanln);
358   }
359  
360  
# Line 316 | Line 366 | getcolors()                    /* get xyY colors from standard input */
366          float   xyYin[3];
367  
368          while (fgetval(stdin, 'i', &n) == 1) {          /* read colors */
369 <                if (n < 0 | n > 24 ||
369 >                if ((n < 0) | (n > 24) ||
370                                  fgetval(stdin, 'f', &xyYin[0]) != 1 ||
371                                  fgetval(stdin, 'f', &xyYin[1]) != 1 ||
372                                  fgetval(stdin, 'f', &xyYin[2]) != 1 ||
373 <                                xyYin[0] < 0. | xyYin[0] > 1. |
374 <                                xyYin[1] < 0. | xyYin[1] > 1.) {
373 >                                (xyYin[0] < 0.) | (xyYin[1] < 0.) ||
374 >                                xyYin[0] + xyYin[1] > 1.) {
375                          fprintf(stderr, "%s: bad color input data\n",
376                                          progname);
377                          exit(1);
# Line 379 | Line 429 | compute()                      /* compute color mapping */
429          COLOR   clrin[24], clrout[24];
430          long    cflags;
431          COLOR   ctmp;
432 <        register int    i, j, n;
432 >        register int    i, n;
433                                          /* did we get what we need? */
434          if ((inpflags & REQFLGS) != REQFLGS) {
435                  fprintf(stderr, "%s: missing required input colors\n",
# Line 391 | Line 441 | compute()                      /* compute color mapping */
441                  copycolor(bramp[i][0], inpRGB[mbneu[i]]);
442                  copycolor(bramp[i][1], mbRGB[mbneu[i]]);
443          }
444 +                                        /* compute color space gamut */
445 +        if (scanning) {
446 +                copycolor(colmin, cblack);
447 +                copycolor(colmax, cwhite);
448 +                scalecolor(colmax, irrad);
449 +        } else
450 +                for (i = 0; i < 3; i++) {
451 +                        colval(colmin,i) = colval(bramp[0][0],i) -
452 +                                colval(bramp[0][1],i) *
453 +                                (colval(bramp[1][0],i)-colval(bramp[0][0],i)) /
454 +                                (colval(bramp[1][1],i)-colval(bramp[1][0],i));
455 +                        colval(colmax,i) = colval(bramp[NMBNEU-2][0],i) +
456 +                                (1.-colval(bramp[NMBNEU-2][1],i)) *
457 +                                (colval(bramp[NMBNEU-1][0],i) -
458 +                                        colval(bramp[NMBNEU-2][0],i)) /
459 +                                (colval(bramp[NMBNEU-1][1],i) -
460 +                                        colval(bramp[NMBNEU-2][1],i));
461 +                }
462                                          /* compute color mapping */
463          do {
464                  cflags = inpflags & ~gmtflags;
# Line 402 | Line 470 | compute()                      /* compute color mapping */
470                                  n++;
471                          }
472                  compsoln(clrin, clrout, n);
473 <                                                /* check out-of-gamut colors */
474 <                for (i = 0; i < 24; i++)
475 <                        if (cflags & 1L<<i) {
476 <                                cresp(ctmp, mbRGB[i]);
409 <                                for (j = 0; j < 3; j++)
410 <                                        if (colval(ctmp,j) <= 0. ||
411 <                                                colval(ctmp,j) >= 1.) {
412 <                                                gmtflags |= 1L<<i;
413 <                                                break;
414 <                                        }
415 <                        }
473 >                if (irrad > 0.99 && irrad < 1.01)       /* check gamut */
474 >                        for (i = 0; i < 24; i++)
475 >                                if (cflags & 1L<<i && cvtcolor(ctmp, mbRGB[i]))
476 >                                        gmtflags |= 1L<<i;
477          } while (cflags & gmtflags);
478          if (gmtflags & MODFLGS)
479                  fprintf(stderr,
# Line 421 | Line 482 | compute()                      /* compute color mapping */
482   }
483  
484  
485 < putmapping()                    /* put out color mapping for pcomb -f */
485 > putmapping()                    /* put out color mapping */
486   {
487          static char     cchar[3] = {'r', 'g', 'b'};
488          register int    i, j;
# Line 435 | Line 496 | putmapping()                   /* put out color mapping for pcomb -f *
496                  for (i = 0; i < NMBNEU; i++)
497                          printf(",%g", colval(bramp[i][1],j));
498                  printf(");\n");
438 –                printf("%c = %ci(1);\n", cchar[j], cchar[j]);
499                  printf("%cfi(n) = if(n-%g, %d, if(%cxa(n+1)-%c, n, %cfi(n+1)));\n",
500                                  cchar[j], NMBNEU-1.5, NMBNEU-1, cchar[j],
501                                  cchar[j], cchar[j]);
502                  printf("%cndx = %cfi(1);\n", cchar[j], cchar[j]);
503 <                printf("%cn = ((%cxa(%cndx+1)-%c)*%cya(%cndx) + ",
504 <                                cchar[j], cchar[j], cchar[j],
505 <                                cchar[j], cchar[j], cchar[j]);
503 >                printf("%c%c = ((%cxa(%cndx+1)-%c)*%cya(%cndx) + ",
504 >                                cchar[j], scanning?'n':'o', cchar[j],
505 >                                cchar[j], cchar[j], cchar[j], cchar[j]);
506                  printf("(%c-%cxa(%cndx))*%cya(%cndx+1)) /\n",
507                                  cchar[j], cchar[j], cchar[j],
508                                  cchar[j], cchar[j]);
# Line 450 | Line 510 | putmapping()                   /* put out color mapping for pcomb -f *
510                                  cchar[j], cchar[j], cchar[j], cchar[j]);
511          }
512                                          /* print color mapping */
513 <        printf("ro = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
514 <                        solmat[0][0], solmat[0][1], solmat[0][2]);
515 <        printf("go = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
516 <                        solmat[1][0], solmat[1][1], solmat[1][2]);
517 <        printf("bo = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
518 <                        solmat[2][0], solmat[2][1], solmat[2][2]);
513 >        if (scanning) {
514 >                printf("r = ri(1); g = gi(1); b = bi(1);\n");
515 >                printf("ro = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
516 >                                solmat[0][0], solmat[0][1], solmat[0][2]);
517 >                printf("go = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
518 >                                solmat[1][0], solmat[1][1], solmat[1][2]);
519 >                printf("bo = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
520 >                                solmat[2][0], solmat[2][1], solmat[2][2]);
521 >        } else {
522 >                printf("r1 = ri(1); g1 = gi(1); b1 = bi(1);\n");
523 >                printf("r = %g*r1 + %g*g1 + %g*b1 ;\n",
524 >                                solmat[0][0], solmat[0][1], solmat[0][2]);
525 >                printf("g = %g*r1 + %g*g1 + %g*b1 ;\n",
526 >                                solmat[1][0], solmat[1][1], solmat[1][2]);
527 >                printf("b = %g*r1 + %g*g1 + %g*b1 ;\n",
528 >                                solmat[2][0], solmat[2][1], solmat[2][2]);
529 >        }
530   }
531  
532  
# Line 519 | Line 590 | int    n;
590   }
591  
592  
593 + cwarp()                         /* compute color warp map */
594 + {
595 +        register int    i;
596 +
597 +        if ((wcor = new3dw(W3EXACT)) == NULL)
598 +                goto memerr;
599 +        for (i = 0; i < 24; i++)
600 +                if (!add3dpt(wcor, inpRGB[i], mbRGB[i]))
601 +                        goto memerr;
602 +        return;
603 + memerr:
604 +        perror(progname);
605 +        exit(1);
606 + }
607 +
608 +
609 + int
610   cvtcolor(cout, cin)             /* convert color according to our mapping */
611   COLOR   cout, cin;
612   {
613          COLOR   ctmp;
614 +        int     clipped;
615  
616 <        bresp(ctmp, cin);
617 <        cresp(cout, ctmp);
618 <        if (colval(cout,RED) < 0.)
619 <                colval(cout,RED) = 0.;
620 <        if (colval(cout,GRN) < 0.)
621 <                colval(cout,GRN) = 0.;
622 <        if (colval(cout,BLU) < 0.)
623 <                colval(cout,BLU) = 0.;
616 >        if (wcor != NULL) {
617 >                clipped = warp3d(cout, cin, wcor);
618 >                clipped |= clipgamut(cout,bright(cout),CGAMUT,colmin,colmax);
619 >        } else if (scanning) {
620 >                bresp(ctmp, cin);
621 >                clipped = cresp(cout, ctmp);
622 >        } else {
623 >                clipped = cresp(ctmp, cin);
624 >                bresp(cout, ctmp);
625 >        }
626 >        return(clipped);
627   }
628  
629  
630 + int
631   cresp(cout, cin)                /* transform color according to matrix */
632   COLOR   cout, cin;
633   {
634 <        double  r, g, b;
635 <
543 <        r = colval(cin,0)*solmat[0][0] + colval(cin,1)*solmat[0][1]
544 <                        + colval(cin,2)*solmat[0][2];
545 <        g = colval(cin,0)*solmat[1][0] + colval(cin,1)*solmat[1][1]
546 <                        + colval(cin,2)*solmat[1][2];
547 <        b = colval(cin,0)*solmat[2][0] + colval(cin,1)*solmat[2][1]
548 <                        + colval(cin,2)*solmat[2][2];
549 <        setcolor(cout, r, g, b);
634 >        colortrans(cout, solmat, cin);
635 >        return(clipgamut(cout, bright(cout), CGAMUT, colmin, colmax));
636   }
637  
638  
# Line 561 | Line 647 | register float xyYin[3];
647          ctmp[0] = xyYin[0] * d;
648          ctmp[1] = xyYin[2];
649          ctmp[2] = (1. - xyYin[0] - xyYin[1]) * d;
650 <        cie_rgb(rgbout, ctmp);
650 >                                /* allow negative values */
651 >        colortrans(rgbout, xyz2rgbmat, ctmp);
652   }
653  
654  
# Line 598 | Line 685 | picdebug()                     /* put out debugging picture */
685                  for (x = 0; x < xmax; x++) {
686                          rg = chartndx(x, y, &i);
687                          if (rg == RG_CENT) {
688 <                                if (!(1L<<i & gmtflags) || (x+y)&07)
688 >                                if (!(1L<<i & gmtflags) || (x+y)&07) {
689                                          copycolor(scan[x], mbRGB[i]);
690 <                                else
690 >                                        clipgamut(scan[x], bright(scan[x]),
691 >                                                CGAMUT, colmin, colmax);
692 >                                } else
693                                          copycolor(scan[x], blkcol);
694                          } else if (rg == RG_CORR)
695                                  cvtcolor(scan[x], scan[x]);
# Line 615 | Line 704 | picdebug()                     /* put out debugging picture */
704          }
705                                                  /* clean up */
706          fclose(debugfp);
707 <        free((char *)scan);
707 >        free((void *)scan);
708   }
709  
710  
# Line 624 | Line 713 | clrdebug()                     /* put out debug picture from color input
713          static COLR     blkclr = BLKCOLR;
714          COLR    mbclr[24], cvclr[24], orclr[24];
715          COLR    *scan;
716 <        COLOR   ctmp;
716 >        COLOR   ctmp, ct2;
717          int     y, i;
718          register int    x, rg;
719                                                  /* convert colors */
720          for (i = 0; i < 24; i++) {
721 <                setcolr(mbclr[i], colval(mbRGB[i],RED),
722 <                                colval(mbRGB[i],GRN), colval(mbRGB[i],BLU));
721 >                copycolor(ctmp, mbRGB[i]);
722 >                clipgamut(ctmp, bright(ctmp), CGAMUT, cblack, cwhite);
723 >                setcolr(mbclr[i], colval(ctmp,RED),
724 >                                colval(ctmp,GRN), colval(ctmp,BLU));
725                  if (inpflags & 1L<<i) {
726 <                        setcolr(orclr[i], colval(inpRGB[i],RED),
727 <                                        colval(inpRGB[i],GRN),
728 <                                        colval(inpRGB[i],BLU));
638 <                        cvtcolor(ctmp, inpRGB[i]);
639 <                        setcolr(cvclr[i], colval(ctmp,RED),
726 >                        copycolor(ctmp, inpRGB[i]);
727 >                        clipgamut(ctmp, bright(ctmp), CGAMUT, cblack, cwhite);
728 >                        setcolr(orclr[i], colval(ctmp,RED),
729                                          colval(ctmp,GRN), colval(ctmp,BLU));
730 +                        if (rawmap)
731 +                                copycolr(cvclr[i], mbclr[i]);
732 +                        else {
733 +                                bresp(ctmp, inpRGB[i]);
734 +                                colortrans(ct2, solmat, ctmp);
735 +                                clipgamut(ct2, bright(ct2), CGAMUT,
736 +                                                cblack, cwhite);
737 +                                setcolr(cvclr[i], colval(ct2,RED),
738 +                                                colval(ct2,GRN),
739 +                                                colval(ct2,BLU));
740 +                        }
741                  }
742          }
743                                                  /* allocate scanline */
# Line 674 | Line 774 | clrdebug()                     /* put out debug picture from color input
774          }
775                                                  /* clean up */
776          fclose(debugfp);
777 <        free((char *)scan);
777 >        free((void *)scan);
778 > }
779 >
780 >
781 > getpos(name, bnds, fp)          /* get boundary position */
782 > char    *name;
783 > int     bnds[2];
784 > FILE    *fp;
785 > {
786 >        char    buf[64];
787 >
788 >        fprintf(stderr, "\tSelect corner: %s\n", name);
789 >        if (fgets(buf, sizeof(buf), fp) == NULL ||
790 >                        sscanf(buf, "%d %d", &bnds[0], &bnds[1]) != 2) {
791 >                fprintf(stderr, "%s: read error from display process\n",
792 >                                progname);
793 >                exit(1);
794 >        }
795 > }
796 >
797 >
798 > pickchartpos(pfn)               /* display picture and pick chart location */
799 > char    *pfn;
800 > {
801 >        char    combuf[512];
802 >        FILE    *pfp;
803 >
804 >        sprintf(combuf, DISPCOM, pfn);
805 >        if ((pfp = popen(combuf, "r")) == NULL) {
806 >                perror(combuf);
807 >                exit(1);
808 >        }
809 >        fputs("Use middle mouse button to select chart corners:\n", stderr);
810 >        getpos("upper left (dark skin)", bounds[0], pfp);
811 >        getpos("upper right (bluish green)", bounds[1], pfp);
812 >        getpos("lower left (white)", bounds[2], pfp);
813 >        getpos("lower right (black)", bounds[3], pfp);
814 >        fputs("Got it -- quit display program.\n", stderr);
815 >        pclose(pfp);
816   }

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