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

Comparing ray/src/px/macbethcal.c (file contents):
Revision 2.1 by greg, Wed Oct 11 10:40:13 1995 UTC vs.
Revision 2.29 by greg, Thu Feb 22 02:07:40 2024 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 "paths.h"
17 > #include "rtio.h"
18   #include "color.h"
19   #include "resolu.h"
20   #include "pmap.h"
21 + #include "warp3d.h"
22 + #include "mx3.h"
23  
24 <                                /* MacBeth colors (CIE 1931, absolute white) */
25 <                                /* computed from spectral measurements */
24 >                                /* MacBeth colors */
25 > #define DarkSkin        0
26 > #define LightSkin       1
27 > #define BlueSky         2
28 > #define Foliage         3
29 > #define BlueFlower      4
30 > #define BluishGreen     5
31 > #define Orange          6
32 > #define PurplishBlue    7
33 > #define ModerateRed     8
34 > #define Purple          9
35 > #define YellowGreen     10
36 > #define OrangeYellow    11
37 > #define Blue            12
38 > #define Green           13
39 > #define Red             14
40 > #define Yellow          15
41 > #define Magenta         16
42 > #define Cyan            17
43 > #define White           18
44 > #define Neutral8        19
45 > #define Neutral65       20
46 > #define Neutral5        21
47 > #define Neutral35       22
48 > #define Black           23
49 >                                /* computed from 10nm spectral measurements */
50 >                                /* CIE 1931 2 degree obs, equal-energy white */
51   float   mbxyY[24][3] = {
52 <                {0.462, 0.3769, 0.0932961},     /* DarkSkin */
53 <                {0.4108, 0.3542, 0.410348},     /* LightSkin */
54 <                {0.2626, 0.267, 0.181554},      /* BlueSky */
55 <                {0.36, 0.4689, 0.108447},       /* Foliage */
56 <                {0.2977, 0.2602, 0.248407},     /* BlueFlower */
57 <                {0.2719, 0.3485, 0.401156},     /* BluishGreen */
58 <                {0.52, 0.4197, 0.357899},       /* Orange */
59 <                {0.229, 0.1866, 0.103911},      /* PurplishBlue */
60 <                {0.4909, 0.3262, 0.242615},     /* ModerateRed */
61 <                {0.3361, 0.2249, 0.0600102},    /* Purple */
62 <                {0.3855, 0.4874, 0.42963},      /* YellowGreen */
63 <                {0.4853, 0.4457, 0.476343},     /* OrangeYellow */
64 <                {0.2026, 0.1369, 0.0529249},    /* Blue */
65 <                {0.3007, 0.4822, 0.221226},     /* Green */
66 <                {0.5805, 0.3238, 0.162167},     /* Red */
67 <                {0.4617, 0.472, 0.64909},       /* Yellow */
68 <                {0.4178, 0.2625, 0.233662},     /* Magenta */
69 <                {0.2038, 0.2508, 0.167275},     /* Cyan */
70 <                {0.3358, 0.337, 0.916877},      /* White */
71 <                {0.3338, 0.3348, 0.604678},     /* Neutral.8 */
72 <                {0.3333, 0.3349, 0.364566},     /* Neutral.65 */
73 <                {0.3353, 0.3359, 0.200238},     /* Neutral.5 */
74 <                {0.3363, 0.336, 0.0878721},     /* Neutral.35 */
75 <                {0.3346, 0.3349, 0.0308383}     /* Black */
52 >                {0.421236, 0.361196, 0.103392},         /* DarkSkin */
53 >                {0.40868, 0.358157, 0.352867},          /* LightSkin */
54 >                {0.265063, 0.271424, 0.185124},         /* BlueSky */
55 >                {0.362851, 0.43055, 0.132625},          /* Foliage */
56 >                {0.28888, 0.260851, 0.233138},          /* BlueFlower */
57 >                {0.277642, 0.365326, 0.416443},         /* BluishGreen */
58 >                {0.524965, 0.40068, 0.312039},          /* Orange */
59 >                {0.225018, 0.190392, 0.114999},         /* PurplishBlue */
60 >                {0.487199, 0.315372, 0.198616},         /* ModerateRed */
61 >                {0.314245, 0.227231, 0.0646047},        /* Purple */
62 >                {0.396202, 0.489732, 0.440724},         /* YellowGreen */
63 >                {0.493297, 0.435299, 0.43444},          /* OrangeYellow */
64 >                {0.198191, 0.149265, 0.0588122},        /* Blue */
65 >                {0.322838, 0.487601, 0.229258},         /* Green */
66 >                {0.561833, 0.321165, 0.126978},         /* Red */
67 >                {0.468113, 0.467021, 0.605289},         /* Yellow */
68 >                {0.397128, 0.248535, 0.201761},         /* Magenta */
69 >                {0.209552, 0.276256, 0.190917},         /* Cyan */
70 >                {0.337219, 0.339042, 0.912482},         /* White */
71 >                {0.333283, 0.335077, 0.588297},         /* Neutral.8 */
72 >                {0.332747, 0.334371, 0.3594},           /* Neutral.65 */
73 >                {0.331925, 0.334202, 0.19114},          /* Neutral.5 */
74 >                {0.330408, 0.332615, 0.0892964},        /* Neutral.35 */
75 >                {0.331841, 0.331405, 0.0319541},        /* Black */
76          };
77  
78   COLOR   mbRGB[24];              /* MacBeth RGB values */
79  
80   #define NMBNEU          6       /* Number of MacBeth neutral colors */
81 < short   mbneu[NMBNEU] = {23,22,21,20,19,18};
54 < #define NMBMOD          3       /* Number of MacBeth moderate colors */
55 < short   mbmod[NMBMOD] = {1,3,2};
56 < #define NMBSAT          6       /* Number of MacBeth saturated colors */
57 < short   mbsat[NMBSAT] = {14,12,13,15,16,17};
81 > short   mbneu[NMBNEU] = {Black,Neutral35,Neutral5,Neutral65,Neutral8,White};
82  
83 + #define  NEUFLGS        (1L<<White|1L<<Neutral8|1L<<Neutral65| \
84 +                                1L<<Neutral5|1L<<Neutral35|1L<<Black)
85 +
86 + #define  SATFLGS        (1L<<Red|1L<<Green|1L<<Blue|1L<<Magenta|1L<<Yellow| \
87 +                        1L<<Cyan|1L<<Orange|1L<<Purple|1L<<PurplishBlue| \
88 +                        1L<<YellowGreen|1<<OrangeYellow|1L<<BlueFlower)
89 +
90 + #define  UNSFLGS        (1L<<DarkSkin|1L<<LightSkin|1L<<BlueSky|1L<<Foliage| \
91 +                        1L<<BluishGreen|1L<<ModerateRed)
92 +
93 + #define  REQFLGS        NEUFLGS                 /* need these colors */
94 + #define  MODFLGS        (NEUFLGS|UNSFLGS)       /* should be in gamut */
95 +
96 + #define  RG_BORD        0       /* patch border */
97 + #define  RG_CENT        01      /* central region of patch */
98 + #define  RG_ORIG        02      /* original color region */
99 + #define  RG_CORR        04      /* corrected color region */
100 +
101 + #ifndef  DISPCOM
102 + #define  DISPCOM        "ximage -e auto -op \"%s\""
103 + #endif
104 +
105 + int     scanning = 1;           /* scanned input (or recorded output)? */
106 + double  irrad = 1.0;            /* irradiance multiplication factor */
107 + int     rawmap = 0;             /* put out raw color mapping? */
108 +
109   int     xmax, ymax;             /* input image dimensions */
110   int     bounds[4][2];           /* image coordinates of chart corners */
111   double  imgxfm[3][3];           /* coordinate transformation matrix */
112  
113 < COLOR   picRGB[24];             /* picture colors */
113 > COLOR   inpRGB[24];             /* measured or scanned input colors */
114 > long    inpflags = 0;           /* flags of which colors were input */
115 > long    gmtflags = 0;           /* flags of out-of-gamut colors */
116  
117 < double  bramp[NMBNEU][2];       /* brightness ramp */
118 < double  solmat[3][3];           /* color mapping matrix */
117 > COLOR   bramp[NMBNEU][2];       /* brightness ramp (per primary) */
118 > COLORMAT        solmat;         /* color mapping matrix */
119 > COLOR   colmin, colmax;         /* gamut limits */
120  
121 < FILE    *debugfp = NULL;
121 > WARP3D  *wcor = NULL;           /* color space warp */
122 >
123 > FILE    *debugfp = NULL;        /* debug output picture */
124   char    *progname;
125  
126 < extern char     *malloc();
126 > static void init(void);
127 > static int chartndx(int x, int y, int   *np);
128 > static void getpicture(void);
129 > static void getcolors(void);
130 > static void bresp(COLOR y, COLOR        x);
131 > static void compute(void);
132 > static void putmapping(void);
133 > static void compsoln(COLOR      cin[], COLOR    cout[], int     n);
134 > static void cwarp(void);
135 > static int cvtcolor(COLOR       cout, COLOR     cin);
136 > static int cresp(COLOR  cout, COLOR     cin);
137 > static void xyY2RGB(COLOR       rgbout, float   xyYin[3]);
138 > static void picdebug(void);
139 > static void clrdebug(void);
140 > static void getpos(char *name, int      bnds[2], FILE   *fp);
141 > static void pickchartpos(char   *pfn);
142  
143  
144 < main(argc, argv)
145 < int     argc;
146 < char    **argv;
144 > int
145 > main(
146 >        int     argc,
147 >        char    **argv
148 > )
149   {
150          int     i;
151  
152          progname = argv[0];
153 <        if (argc > 2 && !strcmp(argv[1], "-d")) {       /* debug output */
154 <                if ((debugfp = fopen(argv[2], "w")) == NULL) {
155 <                        perror(argv[2]);
156 <                        exit(1);
153 >        for (i = 1; i < argc && argv[i][0] == '-'; i++)
154 >                switch (argv[i][1]) {
155 >                case 'd':                               /* debug output */
156 >                        i++;
157 >                        if (badarg(argc-i, argv+i, "s"))
158 >                                goto userr;
159 >                        if ((debugfp = fopen(argv[i], "w")) == NULL) {
160 >                                perror(argv[i]);
161 >                                exit(1);
162 >                        }
163 >                        SET_FILE_BINARY(debugfp);
164 >                        newheader("RADIANCE", debugfp);         /* start */
165 >                        printargs(argc, argv, debugfp);         /* header */
166 >                        break;
167 >                case 'p':                               /* picture position */
168 >                        if (badarg(argc-i-1, argv+i+1, "iiiiiiii"))
169 >                                goto userr;
170 >                        bounds[0][0] = atoi(argv[++i]);
171 >                        bounds[0][1] = atoi(argv[++i]);
172 >                        bounds[1][0] = atoi(argv[++i]);
173 >                        bounds[1][1] = atoi(argv[++i]);
174 >                        bounds[2][0] = atoi(argv[++i]);
175 >                        bounds[2][1] = atoi(argv[++i]);
176 >                        bounds[3][0] = atoi(argv[++i]);
177 >                        bounds[3][1] = atoi(argv[++i]);
178 >                        scanning = 2;
179 >                        break;
180 >                case 'P':                               /* pick position */
181 >                        scanning = 3;
182 >                        break;
183 >                case 'i':                               /* irradiance factor */
184 >                        i++;
185 >                        if (badarg(argc-i, argv+i, "f"))
186 >                                goto userr;
187 >                        irrad = atof(argv[i]);
188 >                        break;
189 >                case 'm':                               /* raw map output */
190 >                        rawmap = 1;
191 >                        break;
192 >                case 'c':                               /* color input */
193 >                        scanning = 0;
194 >                        break;
195 >                default:
196 >                        goto userr;
197                  }
198 < #ifdef MSDOS
199 <                setmode(fileno(debugfp), O_BINARY);
200 < #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]);
198 >                                                        /* open files */
199 >        if (i < argc && freopen(argv[i], "r", stdin) == NULL) {
200 >                perror(argv[i]);
201                  exit(1);
202          }
203 <        if (strcmp(argv[2], "-") && freopen(argv[2], "w", stdout) == NULL) {
204 <                perror(argv[2]);
203 >        if (i+1 < argc && freopen(argv[i+1], "w", stdout) == NULL) {
204 >                perror(argv[i+1]);
205                  exit(1);
206          }
207 < #ifdef MSDOS
208 <        setmode(fileno(stdin), O_BINARY);
209 < #endif
210 <        if (checkheader(stdin, COLRFMT, NULL) < 0 ||
211 <                        fgetresolu(&xmax, &ymax, stdin) < 0) {
212 <                fprintf(stderr, "%s: bad input picture\n", progname);
213 <                exit(1);
214 <        }
215 <                                        /* 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]))
207 >        if (scanning) {                 /* load input picture header */
208 >                SET_FILE_BINARY(stdin);
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 >                if (scanning == 3) {
215 >                        if (i >= argc)
216                                  goto userr;
217 <                        bounds[i][0] = atoi(argv[2*i+3]);
218 <                        bounds[i][1] = atoi(argv[2*i+4]);
217 >                        pickchartpos(argv[i]);
218 >                        scanning = 2;
219                  }
220 <        } else {
220 >        } else {                        /* else set default xmax and ymax */
221 >                xmax = 512;
222 >                ymax = 2*512/3;
223 >        }
224 >        if (scanning != 2) {            /* use default boundaries */
225                  bounds[0][0] = bounds[2][0] = .029*xmax + .5;
226                  bounds[0][1] = bounds[1][1] = .956*ymax + .5;
227                  bounds[1][0] = bounds[3][0] = .971*xmax + .5;
228                  bounds[2][1] = bounds[3][1] = .056*ymax + .5;
229          }
230          init();                         /* initialize */
231 <        getcolors();                    /* get picture colors */
232 <        putmapping();                   /* put out color mapping */
233 <        putdebug();                     /* put out debug picture */
231 >        if (scanning)                   /* get picture colors */
232 >                getpicture();
233 >        else
234 >                getcolors();
235 >        compute();                      /* compute color mapping */
236 >        if (rawmap) {                   /* print out raw correspondence */
237 >                int     j;
238 >
239 >                printf("# Color correspondence produced by:\n#\t\t");
240 >                printargs(argc, argv, stdout);
241 >                printf("#\tUsage: pcwarp %s uncorrected.hdr > corrected.hdr\n",
242 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
243 >                printf("#\t   Or: pcond [options] -m %s orig.hdr > output.hdr\n",
244 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
245 >                for (j = 0; j < 24; j++)
246 >                        printf("%f %f %f    %f %f %f\n",
247 >                                colval(inpRGB[j],RED), colval(inpRGB[j],GRN),
248 >                                colval(inpRGB[j],BLU), colval(mbRGB[j],RED),
249 >                                colval(mbRGB[j],GRN), colval(mbRGB[j],BLU));
250 >                if (scanning && debugfp != NULL)
251 >                        cwarp();                /* color warp for debugging */
252 >        } else {                        /* print color mapping */
253 >                                                /* print header */
254 >                printf("{\n\tColor correction file computed by:\n\t\t");
255 >                printargs(argc, argv, stdout);
256 >                printf("\n\tUsage: pcomb -f %s uncorrected.hdr > corrected.hdr\n",
257 >                                i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
258 >                if (!scanning)
259 >                        printf("\t   Or: pcond [options] -f %s orig.hdr > output.hdr\n",
260 >                                        i+1 < argc ? argv[i+1] : "{this_file}");
261 >                printf("}\n");
262 >                putmapping();                   /* put out color mapping */
263 >        }
264 >        if (debugfp != NULL) {          /* put out debug picture */
265 >                if (scanning)
266 >                        picdebug();
267 >                else
268 >                        clrdebug();
269 >        }
270          exit(0);
271   userr:
272 <        fprintf(stderr, "Usage: %s [-d dbg.pic] input.pic output.cal [xul yul xur yur xll yll xlr ylr]\n",
272 >        fprintf(stderr,
273 > "Usage: %s [-d dbg.hdr][-P | -p xul yul xur yur xll yll xlr ylr][-i irrad][-m] input.hdr [output.{cal|cwp}]\n",
274                          progname);
275 +        fprintf(stderr, "   or: %s [-d dbg.hdr][-i irrad][-m] -c [xyY.dat [output.{cal|cwp}]]\n",
276 +                        progname);
277          exit(1);
278 +        return 1; /* pro forma return */
279   }
280  
281  
282 < init()                          /* initialize */
282 > static void
283 > init(void)                              /* initialize */
284   {
285          double  quad[4][2];
141 –        COLOR   ctmp;
142 –        double  d;
286          int     i;
287                                          /* make coordinate transformation */
288          quad[0][0] = bounds[0][0];
# Line 157 | Line 300 | init()                         /* initialize */
300          }
301                                          /* map MacBeth colors to RGB space */
302          for (i = 0; i < 24; i++) {
303 <                d = mbxyY[i][2] / mbxyY[i][1];
304 <                ctmp[0] = mbxyY[i][0] * d;
162 <                ctmp[1] = mbxyY[i][2];
163 <                ctmp[2] = (1. - mbxyY[i][0] - mbxyY[i][1]) * d;
164 <                cie_rgb(mbRGB[i], ctmp);
303 >                xyY2RGB(mbRGB[i], mbxyY[i]);
304 >                scalecolor(mbRGB[i], irrad);
305          }
306   }
307  
308  
309 < int
310 < chartndx(x, y)                          /* find color number for position */
311 < int     x, y;
309 > static int
310 > chartndx(                       /* find color number for position */
311 >        int     x,
312 >        int y,
313 >        int     *np
314 > )
315   {
316          double  ipos[3], cpos[3];
317          int     ix, iy;
# Line 180 | Line 323 | int    x, y;
323          mx3d_transform(ipos, imgxfm, cpos);
324          cpos[0] /= cpos[2];
325          cpos[1] /= cpos[2];
326 <        if (cpos[0] < 0. || cpos[0] >= 6. || cpos[1] < 0. || cpos[1] >= 4.)
327 <                return(-1);
326 >        if ((cpos[0] < 0.) | (cpos[0] >= 6.) | (cpos[1] < 0.) | (cpos[1] >= 4.))
327 >                return(RG_BORD);
328          ix = cpos[0];
329          iy = cpos[1];
330          fx = cpos[0] - ix;
331          fy = cpos[1] - iy;
332 <        if (fx < .35 || fx >= .65 || fy < .35 || fy >= .65)
333 <                return(-1);
334 <        return(iy*6 + ix);
332 >        *np = iy*6 + ix;
333 >        if ((fx >= 0.35) & (fx < 0.65) & (fy >= 0.35) & (fy < 0.65))
334 >                return(RG_CENT);
335 >        if ((fx < 0.05) | (fx >= 0.95) | (fy < 0.05) | (fy >= 0.95))
336 >                return(RG_BORD);
337 >        if (fx >= 0.5)                  /* right side is corrected */
338 >                return(RG_CORR);
339 >        return(RG_ORIG);                /* left side is original */
340   }
341  
342  
343 < getcolors()                             /* load in picture colors */
343 > static void
344 > getpicture(void)                                /* load in picture colors */
345   {
346          COLR    *scanln;
347          COLOR   pval;
348          int     ccount[24];
349          double  d;
350 <        int     y;
351 <        register int    x, i;
350 >        int     y, i;
351 >        int     x;
352  
353          scanln = (COLR *)malloc(xmax*sizeof(COLR));
354          if (scanln == NULL) {
# Line 207 | Line 356 | getcolors()                            /* load in picture colors */
356                  exit(1);
357          }
358          for (i = 0; i < 24; i++) {
359 <                setcolor(picRGB[i], 0., 0., 0.);
359 >                setcolor(inpRGB[i], 0., 0., 0.);
360                  ccount[i] = 0;
361          }
362          for (y = ymax-1; y >= 0; y--) {
# Line 216 | Line 365 | getcolors()                            /* load in picture colors */
365                                          progname);
366                          exit(1);
367                  }
368 <                for (x = 0; x < xmax; x++) {
369 <                        i = chartndx(x, y);
221 <                        if (i >= 0) {
368 >                for (x = 0; x < xmax; x++)
369 >                        if (chartndx(x, y, &i) == RG_CENT) {
370                                  colr_color(pval, scanln[x]);
371 <                                addcolor(picRGB[i], pval);
371 >                                addcolor(inpRGB[i], pval);
372                                  ccount[i]++;
373                          }
374 +        }
375 +        for (i = 0; i < 24; i++) {              /* compute averages */
376 +                if (ccount[i] == 0)
377 +                        continue;
378 +                d = 1./ccount[i];
379 +                scalecolor(inpRGB[i], d);
380 +                inpflags |= 1L<<i;
381 +        }
382 +        free((void *)scanln);
383 + }
384 +
385 +
386 + static void
387 + getcolors(void)                 /* get xyY colors from standard input */
388 + {
389 +        int     gotwhite = 0;
390 +        COLOR   whiteclr;
391 +        int     n;
392 +        float   xyYin[3];
393 +
394 +        while (fgetval(stdin, 'i', &n) == 1) {          /* read colors */
395 +                if ((n < 0) | (n > 24) ||
396 +                                fgetval(stdin, 'f', &xyYin[0]) != 1 ||
397 +                                fgetval(stdin, 'f', &xyYin[1]) != 1 ||
398 +                                fgetval(stdin, 'f', &xyYin[2]) != 1 ||
399 +                                (xyYin[0] < 0.) | (xyYin[1] < 0.) ||
400 +                                xyYin[0] + xyYin[1] > 1.) {
401 +                        fprintf(stderr, "%s: bad color input data\n",
402 +                                        progname);
403 +                        exit(1);
404                  }
405 +                if (n == 0) {                           /* calibration white */
406 +                        xyY2RGB(whiteclr, xyYin);
407 +                        gotwhite++;
408 +                } else {                                /* standard color */
409 +                        n--;
410 +                        xyY2RGB(inpRGB[n], xyYin);
411 +                        inpflags |= 1L<<n;
412 +                }
413          }
414 <        for (i = 0; i < 24; i++) {
415 <                if (ccount[i] == 0) {
416 <                        fprintf(stderr, "%s: bad chart boundaries\n",
414 >                                        /* normalize colors */
415 >        if (!gotwhite) {
416 >                if (!(inpflags & 1L<<White)) {
417 >                        fprintf(stderr, "%s: missing input for White\n",
418                                          progname);
419                          exit(1);
420                  }
421 <                d = 1.0/ccount[i];
422 <                scalecolor(picRGB[i], d);
421 >                setcolor(whiteclr,
422 >                        colval(inpRGB[White],RED)/colval(mbRGB[White],RED),
423 >                        colval(inpRGB[White],GRN)/colval(mbRGB[White],GRN),
424 >                        colval(inpRGB[White],BLU)/colval(mbRGB[White],BLU));
425          }
426 <        free((char *)scanln);
426 >        for (n = 0; n < 24; n++)
427 >                if (inpflags & 1L<<n)
428 >                        setcolor(inpRGB[n],
429 >                                colval(inpRGB[n],RED)/colval(whiteclr,RED),
430 >                                colval(inpRGB[n],GRN)/colval(whiteclr,GRN),
431 >                                colval(inpRGB[n],BLU)/colval(whiteclr,BLU));
432   }
433  
434  
435 < double
436 < bresp(x)                /* piecewise linear interpolation of brightness */
437 < double  x;
435 > static void
436 > bresp(          /* piecewise linear interpolation of primaries */
437 >        COLOR   y,
438 >        COLOR   x
439 > )
440   {
441 <        register int    n = NMBNEU;
441 >        int     i, n;
442  
443 <        while (n > 0 && x < bramp[--n][0])
444 <                ;
445 <        return( ((bramp[n+1][0] - x)*bramp[n][1] +
446 <                                (x - bramp[n][0])*bramp[n+1][1]) /
447 <                        (bramp[n+1][0] - bramp[n][0]) );
443 >        for (i = 0; i < 3; i++) {
444 >                for (n = 0; n < NMBNEU-2; n++)
445 >                        if (colval(x,i) < colval(bramp[n+1][0],i))
446 >                                break;
447 >                colval(y,i) = ((colval(bramp[n+1][0],i) - colval(x,i)) *
448 >                                                colval(bramp[n][1],i) +
449 >                                (colval(x,i) - colval(bramp[n][0],i)) *
450 >                                                colval(bramp[n+1][1],i)) /
451 >                        (colval(bramp[n+1][0],i) - colval(bramp[n][0],i));
452 >        }
453   }
454  
455  
456 < putmapping()                    /* compute and print mapping for pcomb -f */
456 > static void
457 > compute(void)                   /* compute color mapping */
458   {
459 <        float   clrin[NMBMOD][3], clrout[NMBMOD][3];
460 <        register int    i, j;
459 >        COLOR   clrin[24], clrout[24];
460 >        long    cflags;
461 >        COLOR   ctmp;
462 >        int     i, n;
463 >                                        /* did we get what we need? */
464 >        if ((inpflags & REQFLGS) != REQFLGS) {
465 >                fprintf(stderr, "%s: missing required input colors\n",
466 >                                progname);
467 >                exit(1);
468 >        }
469                                          /* compute piecewise luminance curve */
470          for (i = 0; i < NMBNEU; i++) {
471 <                bramp[i][0] = bright(picRGB[mbneu[i]]);
472 <                bramp[i][1] = bright(mbRGB[mbneu[i]]);
471 >                copycolor(bramp[i][0], inpRGB[mbneu[i]]);
472 >                for (n = 3*(i>0); n--; )
473 >                        if (colval(bramp[i][0],n) <=
474 >                                        colval(bramp[i-1][0],n)+1e-7) {
475 >                                fprintf(stderr,
476 >                "%s: non-increasing neutral patch\n", progname);
477 >                                exit(1);
478 >                        }
479 >                copycolor(bramp[i][1], mbRGB[mbneu[i]]);
480          }
481 <                                        /* compute color matrix */
482 <        for (i = 0; i < NMBMOD; i++)
483 <                for (j = 0; j < 3; j++) {
484 <                        clrin[i][j] = bresp(picRGB[mbmod[i]][j]);
485 <                        clrout[i][j] = mbRGB[mbmod[i]][j];
481 >                                        /* compute color space gamut */
482 >        if (scanning) {
483 >                copycolor(colmin, cblack);
484 >                copycolor(colmax, cwhite);
485 >                scalecolor(colmax, irrad);
486 >        } else
487 >                for (i = 0; i < 3; i++) {
488 >                        colval(colmin,i) = colval(bramp[0][0],i) -
489 >                                colval(bramp[0][1],i) *
490 >                                (colval(bramp[1][0],i)-colval(bramp[0][0],i)) /
491 >                                (colval(bramp[1][1],i)-colval(bramp[0][1],i));
492 >                        colval(colmax,i) = colval(bramp[NMBNEU-2][0],i) +
493 >                                (1.-colval(bramp[NMBNEU-2][1],i)) *
494 >                                (colval(bramp[NMBNEU-1][0],i) -
495 >                                        colval(bramp[NMBNEU-2][0],i)) /
496 >                                (colval(bramp[NMBNEU-1][1],i) -
497 >                                        colval(bramp[NMBNEU-2][1],i));
498                  }
499 <        compsoln(clrin, clrout, NMBMOD);
499 >                                        /* compute color mapping */
500 >        do {
501 >                cflags = inpflags & ~gmtflags;
502 >                n = 0;                          /* compute transform matrix */
503 >                for (i = 0; i < 24; i++)
504 >                        if (cflags & 1L<<i) {
505 >                                bresp(clrin[n], inpRGB[i]);
506 >                                copycolor(clrout[n], mbRGB[i]);
507 >                                n++;
508 >                        }
509 >                compsoln(clrin, clrout, n);
510 >                for (i = 0; i < 24; i++)        /* check gamut */
511 >                        if (cflags & 1L<<i && cvtcolor(ctmp, inpRGB[i]))
512 >                                gmtflags |= 1L<<i;
513 >        } while (cflags & gmtflags);
514 >        if (gmtflags & MODFLGS)
515 >                fprintf(stderr,
516 >                "%s: warning - some moderate colors are out of gamut\n",
517 >                                progname);
518 > }
519 >
520 >
521 > static void
522 > putmapping(void)                        /* put out color mapping */
523 > {
524 >        static char     cchar[3] = {'r', 'g', 'b'};
525 >        int     i, j;
526                                          /* print brightness mapping */
527 <        printf("xval(i) : select(i, 0");
528 <        for (i = 0; i < NMBNEU; i++)
529 <                printf(", %g", bramp[i][0]);
530 <        printf(");\n");
531 <        printf("yval(i) : select(i, 0");
532 <        for (i = 0; i < NMBNEU; i++)
533 <                printf(", %g", bramp[i][1]);
534 <        printf(");\n");
535 <        printf("ifind(x,f,n) : if(1.5-n, 1, if(x-f(n), n, ifind(x,f,n-1)));\n");
536 <        printf("binterp(i,x) : ((xval(i+1)-x)*yval(i) + (x-xval(i))*yval(i+1))/\n");
537 <        printf("\t\t(xval(i+1) - xval(i));\n");
538 <        printf("bresp(x) : binterp(ifind(x,xval,xval(0)-1), x);\n");
539 <        printf("nred = bresp(ri(1));\n");
540 <        printf("ngrn = bresp(gi(1));\n");
541 <        printf("nblu = bresp(bi(1));\n");
527 >        for (j = 0; j < 3; j++) {
528 >                printf("%cxa(i) : select(i", cchar[j]);
529 >                for (i = 0; i < NMBNEU; i++)
530 >                        printf(",%g", colval(bramp[i][0],j));
531 >                printf(");\n");
532 >                printf("%cya(i) : select(i", cchar[j]);
533 >                for (i = 0; i < NMBNEU; i++)
534 >                        printf(",%g", colval(bramp[i][1],j));
535 >                printf(");\n");
536 >                printf("%cfi(n) = if(n-%g, %d, if(%cxa(n+1)-%c, n, %cfi(n+1)));\n",
537 >                                cchar[j], NMBNEU-1.5, NMBNEU-1, cchar[j],
538 >                                cchar[j], cchar[j]);
539 >                printf("%cndx = %cfi(1);\n", cchar[j], cchar[j]);
540 >                printf("%c%c = ((%cxa(%cndx+1)-%c)*%cya(%cndx) + ",
541 >                                cchar[j], scanning?'n':'o', cchar[j],
542 >                                cchar[j], cchar[j], cchar[j], cchar[j]);
543 >                printf("(%c-%cxa(%cndx))*%cya(%cndx+1)) /\n",
544 >                                cchar[j], cchar[j], cchar[j],
545 >                                cchar[j], cchar[j]);
546 >                printf("\t\t(%cxa(%cndx+1) - %cxa(%cndx)) ;\n",
547 >                                cchar[j], cchar[j], cchar[j], cchar[j]);
548 >        }
549                                          /* print color mapping */
550 <        printf("ro = %g*nred + %g*ngrn + %g*nblu\n",
551 <                        solmat[0][0], solmat[1][0], solmat[2][0]);
552 <        printf("go = %g*nred + %g*ngrn + %g*nblu\n",
553 <                        solmat[0][1], solmat[1][1], solmat[2][1]);
554 <        printf("bo = %g*nred + %g*ngrn + %g*nblu\n",
555 <                        solmat[0][2], solmat[1][2], solmat[2][2]);
550 >        if (scanning) {
551 >                printf("r = ri(1); g = gi(1); b = bi(1);\n");
552 >                printf("ro = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
553 >                                solmat[0][0], solmat[0][1], solmat[0][2]);
554 >                printf("go = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
555 >                                solmat[1][0], solmat[1][1], solmat[1][2]);
556 >                printf("bo = %g*rn + %g*gn + %g*bn ;\n",
557 >                                solmat[2][0], solmat[2][1], solmat[2][2]);
558 >        } else {
559 >                printf("r1 = ri(1); g1 = gi(1); b1 = bi(1);\n");
560 >                printf("r = %g*r1 + %g*g1 + %g*b1 ;\n",
561 >                                solmat[0][0], solmat[0][1], solmat[0][2]);
562 >                printf("g = %g*r1 + %g*g1 + %g*b1 ;\n",
563 >                                solmat[1][0], solmat[1][1], solmat[1][2]);
564 >                printf("b = %g*r1 + %g*g1 + %g*b1 ;\n",
565 >                                solmat[2][0], solmat[2][1], solmat[2][2]);
566 >        }
567   }
568  
569  
570 < compsoln(cin, cout, n)          /* solve 3x3 system */
571 < float   cin[][3], cout[][3];
572 < int     n;
570 > static void
571 > compsoln(               /* solve 3xN system using least-squares */
572 >        COLOR   cin[],
573 >        COLOR   cout[],
574 >        int     n
575 > )
576   {
577          extern double   mx3d_adjoint(), fabs();
578          double  mat[3][3], invmat[3][3];
579          double  det;
580          double  colv[3], rowv[3];
581 <        register int    i, j;
581 >        int     i, j, k;
582  
583 <        if (n != 3) {
584 <                fprintf(stderr, "%s: inconsistent code!\n", progname);
583 >        if (n < 3) {
584 >                fprintf(stderr, "%s: too few colors to match!\n", progname);
585                  exit(1);
586          }
587 <        for (i = 0; i < 3; i++)
588 <                for (j = 0; j < 3; j++)
589 <                        mat[i][j] = cin[j][i];
587 >        if (n == 3)
588 >                for (i = 0; i < 3; i++)
589 >                        for (j = 0; j < 3; j++)
590 >                                mat[i][j] = colval(cin[j],i);
591 >        else {                          /* compute A^t A */
592 >                for (i = 0; i < 3; i++)
593 >                        for (j = i; j < 3; j++) {
594 >                                mat[i][j] = 0.;
595 >                                for (k = 0; k < n; k++)
596 >                                        mat[i][j] += colval(cin[k],i) *
597 >                                                        colval(cin[k],j);
598 >                        }
599 >                for (i = 1; i < 3; i++)         /* using symmetry */
600 >                        for (j = 0; j < i; j++)
601 >                                mat[i][j] = mat[j][i];
602 >        }
603          det = mx3d_adjoint(mat, invmat);
604          if (fabs(det) < 1e-4) {
605                  fprintf(stderr, "%s: cannot compute color mapping\n",
# Line 324 | Line 613 | int    n;
613                  for (j = 0; j < 3; j++)
614                          invmat[i][j] /= det;
615          for (i = 0; i < 3; i++) {
616 +                if (n == 3)
617 +                        for (j = 0; j < 3; j++)
618 +                                colv[j] = colval(cout[j],i);
619 +                else
620 +                        for (j = 0; j < 3; j++) {
621 +                                colv[j] = 0.;
622 +                                for (k = 0; k < n; k++)
623 +                                        colv[j] += colval(cout[k],i) *
624 +                                                        colval(cin[k],j);
625 +                        }
626 +                mx3d_transform(colv, invmat, rowv);
627                  for (j = 0; j < 3; j++)
628 <                        rowv[j] = cout[j][i];
329 <                mx3d_transform(rowv, invmat, colv);
330 <                for (j = 0; j < 3; j++)
331 <                        solmat[j][i] = colv[j];
628 >                        solmat[i][j] = rowv[j];
629          }
630   }
631  
632  
633 < cvtcolor(cout, cin)             /* convert color according to our mapping */
634 < COLOR   cout, cin;
633 > static void
634 > cwarp(void)                             /* compute color warp map */
635   {
636 <        double  r, g, b;
340 <        double  r1, g1, b1;
636 >        int     i;
637  
638 <        r = bresp(colval(cin,RED));
639 <        g = bresp(colval(cin,GRN));
640 <        b = bresp(colval(cin,BLU));
641 <        r1 = r*solmat[0][0] + g*solmat[1][0] + b*solmat[2][0];
642 <        if (r1 < 0) r1 = 0;
643 <        g1 = r*solmat[0][1] + g*solmat[1][1] + b*solmat[2][1];
644 <        if (g1 < 0) g1 = 0;
645 <        b1 = r*solmat[0][2] + g*solmat[1][2] + b*solmat[2][2];
646 <        if (b1 < 0) b1 = 0;
351 <        setcolor(cout, r1, g1, b1);
638 >        if ((wcor = new3dw(W3EXACT)) == NULL)
639 >                goto memerr;
640 >        for (i = 0; i < 24; i++)
641 >                if (!add3dpt(wcor, inpRGB[i], mbRGB[i]))
642 >                        goto memerr;
643 >        return;
644 > memerr:
645 >        perror(progname);
646 >        exit(1);
647   }
648  
649  
650 < putdebug()                      /* put out debugging picture */
650 > static int
651 > cvtcolor(               /* convert color according to our mapping */
652 >        COLOR   cout,
653 >        COLOR   cin
654 > )
655   {
656 +        COLOR   ctmp;
657 +        int     clipped;
658 +
659 +        if (wcor != NULL) {
660 +                clipped = warp3d(cout, cin, wcor);
661 +                clipped |= clipgamut(cout,bright(cout),CGAMUT,colmin,colmax);
662 +        } else if (scanning) {
663 +                bresp(ctmp, cin);
664 +                clipped = cresp(cout, ctmp);
665 +        } else {
666 +                clipped = cresp(ctmp, cin);
667 +                bresp(cout, ctmp);
668 +        }
669 +        return(clipped);
670 + }
671 +
672 +
673 + static int
674 + cresp(          /* transform color according to matrix */
675 +        COLOR   cout,
676 +        COLOR   cin
677 + )
678 + {
679 +        colortrans(cout, solmat, cin);
680 +        return(clipgamut(cout, bright(cout), CGAMUT, colmin, colmax));
681 + }
682 +
683 +
684 + static void
685 + xyY2RGB(                /* convert xyY to RGB */
686 +        COLOR   rgbout,
687 +        float   xyYin[3]
688 + )
689 + {
690 +        COLOR   ctmp;
691 +        double  d;
692 +
693 +        d = xyYin[2] / xyYin[1];
694 +        ctmp[0] = xyYin[0] * d;
695 +        ctmp[1] = xyYin[2];
696 +        ctmp[2] = (1. - xyYin[0] - xyYin[1]) * d;
697 +                                /* allow negative values */
698 +        colortrans(rgbout, xyz2rgbmat, ctmp);
699 + }
700 +
701 +
702 + static void
703 + picdebug(void)                  /* put out debugging picture */
704 + {
705 +        static COLOR    blkcol = BLKCOLOR;
706          COLOR   *scan;
707 <        int     y;
708 <        register int    x, i;
707 >        int     y, i;
708 >        int     x, rg;
709  
361 –        if (debugfp == NULL)
362 –                return;
710          if (fseek(stdin, 0L, 0) == EOF) {
711                  fprintf(stderr, "%s: cannot seek on input picture\n", progname);
712                  exit(1);
# Line 373 | Line 720 | putdebug()                     /* put out debugging picture */
720                  exit(1);
721          }
722                                                  /* finish debug header */
723 +        fputformat(COLRFMT, debugfp);
724          putc('\n', debugfp);
725          fprtresolu(xmax, ymax, debugfp);
726 +                                                /* write debug picture */
727          for (y = ymax-1; y >= 0; y--) {
728                  if (freadscan(scan, xmax, stdin) < 0) {
729                          fprintf(stderr, "%s: error rereading input picture\n",
# Line 382 | Line 731 | putdebug()                     /* put out debugging picture */
731                          exit(1);
732                  }
733                  for (x = 0; x < xmax; x++) {
734 <                        i = chartndx(x, y);
735 <                        if (i < 0)
734 >                        rg = chartndx(x, y, &i);
735 >                        if (rg == RG_CENT) {
736 >                                if (!(1L<<i & gmtflags) || (x+y)&07) {
737 >                                        copycolor(scan[x], mbRGB[i]);
738 >                                        clipgamut(scan[x], bright(scan[x]),
739 >                                                CGAMUT, colmin, colmax);
740 >                                } else
741 >                                        copycolor(scan[x], blkcol);
742 >                        } else if (rg == RG_CORR)
743                                  cvtcolor(scan[x], scan[x]);
744 <                        else
745 <                                copycolor(scan[x], mbRGB[i]);
744 >                        else if (rg != RG_ORIG)
745 >                                copycolor(scan[x], blkcol);
746                  }
747                  if (fwritescan(scan, xmax, debugfp) < 0) {
748                          fprintf(stderr, "%s: error writing debugging picture\n",
# Line 394 | Line 750 | putdebug()                     /* put out debugging picture */
750                          exit(1);
751                  }
752          }
753 <        free((char *)scan);
753 >                                                /* clean up */
754 >        fclose(debugfp);
755 >        free((void *)scan);
756 > }
757 >
758 >
759 > static void
760 > clrdebug(void)                  /* put out debug picture from color input */
761 > {
762 >        static COLR     blkclr = BLKCOLR;
763 >        COLR    mbclr[24], cvclr[24], orclr[24];
764 >        COLR    *scan;
765 >        COLOR   ctmp, ct2;
766 >        int     y, i;
767 >        int     x, rg;
768 >                                                /* convert colors */
769 >        for (i = 0; i < 24; i++) {
770 >                copycolor(ctmp, mbRGB[i]);
771 >                clipgamut(ctmp, bright(ctmp), CGAMUT, cblack, cwhite);
772 >                setcolr(mbclr[i], colval(ctmp,RED),
773 >                                colval(ctmp,GRN), colval(ctmp,BLU));
774 >                if (inpflags & 1L<<i) {
775 >                        copycolor(ctmp, inpRGB[i]);
776 >                        clipgamut(ctmp, bright(ctmp), CGAMUT, cblack, cwhite);
777 >                        setcolr(orclr[i], colval(ctmp,RED),
778 >                                        colval(ctmp,GRN), colval(ctmp,BLU));
779 >                        if (rawmap)
780 >                                copycolr(cvclr[i], mbclr[i]);
781 >                        else {
782 >                                bresp(ctmp, inpRGB[i]);
783 >                                colortrans(ct2, solmat, ctmp);
784 >                                clipgamut(ct2, bright(ct2), CGAMUT,
785 >                                                cblack, cwhite);
786 >                                setcolr(cvclr[i], colval(ct2,RED),
787 >                                                colval(ct2,GRN),
788 >                                                colval(ct2,BLU));
789 >                        }
790 >                }
791 >        }
792 >                                                /* allocate scanline */
793 >        scan = (COLR *)malloc(xmax*sizeof(COLR));
794 >        if (scan == NULL) {
795 >                perror(progname);
796 >                exit(1);
797 >        }
798 >                                                /* finish debug header */
799 >        fputformat(COLRFMT, debugfp);
800 >        putc('\n', debugfp);
801 >        fprtresolu(xmax, ymax, debugfp);
802 >                                                /* write debug picture */
803 >        for (y = ymax-1; y >= 0; y--) {
804 >                for (x = 0; x < xmax; x++) {
805 >                        rg = chartndx(x, y, &i);
806 >                        if (rg == RG_CENT) {
807 >                                if (!(1L<<i & gmtflags) || (x+y)&07)
808 >                                        copycolr(scan[x], mbclr[i]);
809 >                                else
810 >                                        copycolr(scan[x], blkclr);
811 >                        } else if (rg == RG_BORD || !(1L<<i & inpflags))
812 >                                copycolr(scan[x], blkclr);
813 >                        else if (rg == RG_ORIG)
814 >                                copycolr(scan[x], orclr[i]);
815 >                        else /* rg == RG_CORR */
816 >                                copycolr(scan[x], cvclr[i]);
817 >                }
818 >                if (fwritecolrs(scan, xmax, debugfp) < 0) {
819 >                        fprintf(stderr, "%s: error writing debugging picture\n",
820 >                                        progname);
821 >                        exit(1);
822 >                }
823 >        }
824 >                                                /* clean up */
825 >        fclose(debugfp);
826 >        free((void *)scan);
827 > }
828 >
829 >
830 > static void
831 > getpos(         /* get boundary position */
832 >        char    *name,
833 >        int     bnds[2],
834 >        FILE    *fp
835 > )
836 > {
837 >        char    buf[64];
838 >
839 >        fprintf(stderr, "\tSelect corner: %s\n", name);
840 >        if (fgets(buf, sizeof(buf), fp) == NULL ||
841 >                        sscanf(buf, "%d %d", &bnds[0], &bnds[1]) != 2) {
842 >                fprintf(stderr, "%s: read error from display process\n",
843 >                                progname);
844 >                exit(1);
845 >        }
846 > }
847 >
848 >
849 > static void
850 > pickchartpos(           /* display picture and pick chart location */
851 >        char    *pfn
852 > )
853 > {
854 >        char    combuf[PATH_MAX];
855 >        FILE    *pfp;
856 >
857 >        sprintf(combuf, DISPCOM, pfn);
858 >        if ((pfp = popen(combuf, "r")) == NULL) {
859 >                perror(combuf);
860 >                exit(1);
861 >        }
862 >        fputs("Use middle mouse button to select chart corners:\n", stderr);
863 >        getpos("upper left (dark skin)", bounds[0], pfp);
864 >        getpos("upper right (bluish green)", bounds[1], pfp);
865 >        getpos("lower left (white)", bounds[2], pfp);
866 >        getpos("lower right (black)", bounds[3], pfp);
867 >        fputs("Got it -- quit display program.\n", stderr);
868 >        pclose(pfp);
869   }

Diff Legend

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