cinelerra-5.1/guicast/bccolors.h

   1
   2 /*
   3  * CINELERRA
   4  * Copyright (C) 1997-2011 Adam Williams <broadcast at earthling dot net>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9  * (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  *
  20  */
  21
  22 #ifndef __BCCOLORS_H__
  23 #define __BCCOLORS_H__
  24
  25 // Duplicate filename in guicast
  26
  27 #include "clip.h"
  28 #include "vframe.inc"
  29
  30 #include <stdint.h>
  31
  32 // bt601 coefs originaly used
  33 // Compression coefficients straight out of jpeglib
  34 #define R_TO_Y  0.29900
  35 #define G_TO_Y  0.58700
  36 #define B_TO_Y  0.11400
  37
  38 #define R_TO_U  -0.16874
  39 #define G_TO_U  -0.33126
  40 #define B_TO_U  0.50000
  41
  42 #define R_TO_V  0.50000
  43 #define G_TO_V  -0.41869
  44 #define B_TO_V  -0.08131
  45
  46 // Decompression coefficients straight out of jpeglib
  47 #define V_TO_R  1.40200
  48 #define V_TO_G  -0.71414
  49
  50 #define U_TO_G  -0.34414
  51 #define U_TO_B  1.77200
  52
  53 /*
  54 Digital YCbCr is derived from analog RGB as follows:
  55 RGB are 0..1 (gamma corrected supposedly),
  56 normalized equations:
  57 Y  Py =   Kr * R  +  Kg * G  +  Kb * B
  58 U  Pb = - 0.5*Kr/(1-Kb)*R - 0.5*Kg/(1-Kb)*G + 0.5*B
  59 V  Pr =   0.5*R - 0.5*Kg/(1-Kr)*G - 0.5*Kb/(1-Kr)*B
  60 inverse:
  61    R = Py + Pr * 2*(1-Kr)
  62    G = Py - Pr * 2*Kr*(1-Kr)/Kg - Pb * 2*Kb*(1-Kb)/Kg
  63    B = Py                       + Pb * 2*(1-Kb)
  64
  65 bt601, white vector= Kr=0.299,Kg=0.587,Kb=0.114
  66    Py = + 0.299000*R + 0.587000*G + 0.114000*B
  67    Pb = - 0.168736*R - 0.331264*G + 0.500000*B
  68    Pr = + 0.500000*R - 0.418698*G - 0.081312*B
  69 inverse:
  70    R  = Py + 1.402000*Pr
  71    G  = Py - 0.714136*Pr - 0.344136*Pb
  72    B  = Py               + 1.772000*Pb
  73
  74 equations zeroed at (0,128,128), range (255,255,255)
  75 bt.601  0..255
  76    Y  = 0   + 0.299000*R + 0.587000*G + 0.114000*B
  77    Cb = 128 - 0.168736*R - 0.331264*G + 0.500000*B
  78    Cr = 128 + 0.500000*R - 0.418698*G - 0.081312*B
  79 inverse:
  80    R  = Y + 1.402000*(Cr-128)
  81    G  = Y - 0.714136*(Cr-128) - 0.344136*(Cb-128)
  82    B  = Y                     + 1.772000*(Cb-128)
  83
  84 equations zeroed at (16,128,128), range (219,224,224)
  85 Y,Cb,Cr = (16,128,128) + (219*Py,224*Pb,224*Pr)
  86
  87 bt.601  16..235
  88    Y  = 16  + 0.256788*R + 0.504129*G + 0.097906*B
  89    Cb = 128 - 0.148227*R - 0.290992*G + 0.439216*B
  90    Cr = 128 + 0.439216*R - 0.367789*G - 0.071426*B
  91 inverse:
  92    R  = (Y-16)*1.164384 + 1.596027*(Cr-128)
  93    G  = (Y-16)*1.164384 - 0.812968*(Cr-128) - 0.391762*(Cb-128)
  94    B  = (Y-16)*1.164384                     + 2.017232*(Cb-128)
  95
  96 bt.709, white vector= Kr=0.2126,Kg=0.7152,Kb=0.0722
  97    Py = + 0.212600*R + 0.715200*G + 0.072200*B
  98    Pb = - 0.114572*R - 0.385428*G + 0.500000*B
  99    Pr = + 0.500000*R - 0.454153*G - 0.045847*B
 100
 101 equations zeroed at (0,128,128), range (255,255,255)
 102 bt.709  0..255
 103    Y  = 0   + 0.212600*R + 0.715200*G + 0.072200*B
 104    Cb = 128 - 0.114572*R - 0.385428*G + 0.500000*B
 105    Cr = 128 + 0.500000*R - 0.454153*G - 0.045847*B
 106 inverse:
 107    R = Y + 1.574800*(Cr-128)
 108    G = Y - 0.468124*(Cr-128) - 0.187324*(Cb-128)
 109    B = Y                     + 1.855600*(Cb-128)
 110
 111 equations zeroed at (16,128,128), range (219,224,224)
 112 Y,Cb,Cr = (16,128,128) + (219*Py,224*Pb,224*Pr)
 113    Y  = 16  + 0.182586*R + 0.614231*G + 0.062007*B
 114    Cb = 128 - 0.100644*R - 0.338572*G + 0.439216*B
 115    Cr = 128 + 0.439216*R - 0.398942*G - 0.040276*B
 116 inverse:
 117    R = (Y-16)*1.164384 + 1.792741*(Cr-128)
 118    G = (Y-16)*1.164384 - 0.532909*(Cr-128) - 0.213249*(Cb-128)
 119    B = (Y-16)*1.164384                     + 2.112402*(Cb-128)
 120
 121 */
 122 // white vector normalized, so:
 123 //  Kg = 1 - Kr - Kb
 124
 125 #define BT601_Kr 0.299
 126 #define BT601_Kb 0.114
 127
 128 #define BT709_Kr 0.2126
 129 #define BT709_Kb 0.0722
 130
 131 #define BT2020_Kr 0.2627
 132 #define BT2020_Kb 0.0593
 133
 134 class YUV
 135 {
 136         int mpeg, yzero, uvzero;
 137         int ymin8, ymax8, ymin16, ymax16;
 138         int uvmin8, uvmax8, uvmin16, uvmax16;
 139         double Kr, Kg, Kb;
 140         float yminf, ymaxf, yrangef;
 141         float uvminf, uvmaxf, uvrangef;
 142         float r_to_y, g_to_y, b_to_y;
 143         float r_to_u, g_to_u, b_to_u;
 144         float r_to_v, g_to_v, b_to_v;
 145         float v_to_r, v_to_g;
 146         float u_to_g, u_to_b;
 147         int *tab;
 148         float *tabf;
 149
 150         void init(double Kr, double Kb, int mpeg);
 151         void init_tables(int len,
 152                 int *rtoy, int *rtou, int *rtov,
 153                 int *gtoy, int *gtou, int *gtov,
 154                 int *btoy, int *btou, int *btov,
 155                 int *ytab, int *vtor, int *vtog, int *utog, int *utob);
 156         void init_tables(int len,
 157                 float *vtorf, float *vtogf, float *utogf, float *utobf);
 158
 159 // dont use pointers,
 160 //  offsets do not require indirect access
 161 #define rtoy16 (tab+0x00000)
 162 #define gtoy16 (tab+0x10000)
 163 #define btoy16 (tab+0x20000)
 164 #define rtou16 (tab+0x30000)
 165 #define gtou16 (tab+0x40000)
 166 #define btou16 (tab+0x50000)
 167 #define rtov16 (tab+0x60000)
 168 #define gtov16 (tab+0x70000)
 169 #define btov16 (tab+0x80000)
 170 #define ytab16 (tab+0x90000)
 171 #define vtor16 (tab+0xa0000)
 172 #define vtog16 (tab+0xb0000)
 173 #define utog16 (tab+0xc0000)
 174 #define utob16 (tab+0xd0000)
 175
 176 #define rtoy8 (tab+0xe0000)
 177 #define gtoy8 (tab+0xe0100)
 178 #define btoy8 (tab+0xe0200)
 179 #define rtou8 (tab+0xe0300)
 180 #define gtou8 (tab+0xe0400)
 181 #define btou8 (tab+0xe0500)
 182 #define rtov8 (tab+0xe0600)
 183 #define gtov8 (tab+0xe0700)
 184 #define btov8 (tab+0xe0800)
 185 #define ytab8 (tab+0xe0900)
 186 #define vtor8 (tab+0xe0a00)
 187 #define vtog8 (tab+0xe0b00)
 188 #define utog8 (tab+0xe0c00)
 189 #define utob8 (tab+0xe0d00)
 190
 191 #define vtor16f (tabf+0x00000)
 192 #define vtog16f (tabf+0x10000)
 193 #define utog16f (tabf+0x20000)
 194 #define utob16f (tabf+0x30000)
 195
 196 #define vtor8f (tabf+0x40000)
 197 #define vtog8f (tabf+0x40100)
 198 #define utog8f (tabf+0x40200)
 199 #define utob8f (tabf+0x40300)
 200
 201 #define bc_always_inline __attribute__ ((__always_inline__)) inline
 202
 203 public:
 204         YUV();
 205         ~YUV();
 206         void yuv_set_colors(int color_space, int color_range);
 207         inline int is_mpeg() { return mpeg; }
 208
 209         static YUV yuv;
 210
 211 #define YUV_rgb_to_yuv_8(r,g,b, y,u,v) \
 212         y = (rtoy8[r] + gtoy8[g] + btoy8[b] + yzero)  >> 16; \
 213         u = (rtou8[r] + gtou8[g] + btou8[b] + uvzero) >> 16; \
 214         v = (rtov8[r] + gtov8[g] + btov8[b] + uvzero) >> 16
 215
 216         bc_always_inline void rgb_to_yuv_8(int r, int g, int b, int &y, int &u, int &v) {
 217                 YUV_rgb_to_yuv_8(r,g,b, y,u,v);
 218         }
 219         bc_always_inline void rgb_to_yuv_8(int r, int g, int b, uint8_t &y, uint8_t &u, uint8_t &v) {
 220                 YUV_rgb_to_yuv_8(r,g,b, y,u,v);
 221         }
 222         bc_always_inline void rgb_to_yuv_8(int &y, int &u, int &v) {
 223                 int r = y, g = u, b = v;  YUV_rgb_to_yuv_8(r, g, b, y, u, v);
 224         }
 225
 226 #define YUV_rgb_to_yuv_16(r,g,b, y,u,v) \
 227         y = (rtoy16[r] + gtoy16[g] + btoy16[b] + yzero)  >> 8; \
 228         u = (rtou16[r] + gtou16[g] + btou16[b] + uvzero) >> 8; \
 229         v = (rtov16[r] + gtov16[g] + btov16[b] + uvzero) >> 8
 230
 231         bc_always_inline void rgb_to_yuv_16(int r, int g, int b, int &y, int &u, int &v) {
 232                 YUV_rgb_to_yuv_16(r,g,b, y,u,v);
 233         }
 234         bc_always_inline void rgb_to_yuv_16(int r, int g, int b, uint16_t &y, uint16_t &u, uint16_t &v) {
 235                 YUV_rgb_to_yuv_16(r,g,b, y,u,v);
 236         }
 237         bc_always_inline void rgb_to_yuv_16(int &y, int &u, int &v) {
 238                 int r = y, g = u, b = v;
 239                 YUV_rgb_to_yuv_16(r, g, b, y, u, v);
 240         }
 241
 242         bc_always_inline void rgb_to_yuv_f(float r, float g, float b, float &y, float &u, float &v) {
 243                 y = r * r_to_y + g * g_to_y + b * b_to_y + yminf;
 244                 u = r * r_to_u + g * g_to_u + b * b_to_u;
 245                 v = r * r_to_v + g * g_to_v + b * b_to_v;
 246         }
 247         bc_always_inline void rgb_to_yuv_8(float r, float g, float b, int &y, int &u, int &v) {
 248                 float fy, fu, fv;  rgb_to_yuv_f(r, g, b, fy, fu, fv);
 249                 int iy = fy * 0x100, iu = fu * 0x100, iv = fv * 0x100;
 250                 CLAMP(iy, ymin8, ymax8);
 251                 CLAMP(iu, uvmin8, uvmax8); CLAMP(iv, uvmin8, uvmax8);
 252                 y = iy;  u = iu;  v = iv;
 253         }
 254         bc_always_inline void rgb_to_yuv_16(float r, float g, float b,
 255                         int &y, int &u, int &v) {
 256                 float fy, fu, fv;  rgb_to_yuv_f(r, g, b, fy, fu, fv);
 257                 int iy = fy * 0x10000, iu = fu * 0x10000, iv = fv * 0x10000;
 258                 CLAMP(iy, ymin16, ymax16);
 259                 CLAMP(iu, uvmin16, uvmax16); CLAMP(iv, uvmin16, uvmax16);
 260                 y = iy;  u = iu;  v = iv;
 261         }
 262
 263 #define YUV_yuv_to_rgb_8(r,g,b, y,u,v) \
 264         r = (ytab8[y] + vtor8[v]) >> 16; \
 265         g = (ytab8[y] + utog8[u] + vtog8[v]) >> 16; \
 266         b = (ytab8[y] + utob8[u]) >> 16
 267
 268         bc_always_inline void yuv_to_rgb_8(int &r, int &g, int &b, int y, int u, int v) {
 269                 YUV_yuv_to_rgb_8(r,g,b, y,u,v);
 270                 CLAMP(r, 0, 0xff); CLAMP(g, 0, 0xff); CLAMP(b, 0, 0xff);
 271         }
 272         bc_always_inline void yuv_to_rgb_8(uint8_t &r, uint8_t &g, uint8_t &b, int y, int u, int v) {
 273                 YUV_yuv_to_rgb_8(r,g,b, y,u,v);
 274         }
 275         bc_always_inline void yuv_to_rgb_8(int &r, int &g, int &b) {
 276                 int y = r, u = g, v = b;  YUV_yuv_to_rgb_8(r,g,b, y,u,v);
 277                 CLAMP(r, 0, 0xff); CLAMP(g, 0, 0xff); CLAMP(b, 0, 0xff);
 278         }
 279         bc_always_inline void yuv_to_rgb_8(float &r, float &g, float &b, int y, int u, int v) {
 280                 int ir, ig, ib;  YUV_yuv_to_rgb_8(ir,ig,ib, y,u,v);
 281                 float s = 1/255.f;  r = s*ir;  g = s*ig;  b = s*ib;
 282         }
 283
 284 #define YUV_yuv_to_rgb_16(r,g,b, y,u,v) \
 285         r = (ytab16[y] + vtor16[v]) >> 8; \
 286         g = (ytab16[y] + utog16[u] + vtog16[v]) >> 8; \
 287         b = (ytab16[y] + utob16[u]) >> 8
 288
 289         bc_always_inline void yuv_to_rgb_16(int &r, int &g, int &b, int y, int u, int v) {
 290                 YUV_yuv_to_rgb_16(r,g,b, y,u,v);
 291                 CLAMP(r, 0, 0xffff); CLAMP(g, 0, 0xffff); CLAMP(b, 0, 0xffff);
 292         }
 293         bc_always_inline void yuv_to_rgb_16(uint16_t &r, uint16_t &g, uint16_t &b, int y, int u, int v) {
 294                 YUV_yuv_to_rgb_16(r,g,b, y,u,v);
 295         }
 296         bc_always_inline void yuv_to_rgb_16(int &r, int &g, int &b) {
 297                 int y = r, u = g, v = b;  YUV_yuv_to_rgb_16(r,g,b, y,u,v);
 298                 CLAMP(r, 0, 0xffff); CLAMP(g, 0, 0xffff); CLAMP(b, 0, 0xffff);
 299         }
 300         bc_always_inline void yuv_to_rgb_16(float &r, float &g, float &b, int y, int u, int v) {
 301                 int ir, ig, ib;  YUV_yuv_to_rgb_16(ir,ig,ib, y,u,v);
 302                 float s = 1/65535.f;  r = s*ir;  g = s*ig;  b = s*ib;
 303         }
 304
 305         bc_always_inline void yuv_to_rgb_f(float &r, float &g, float &b, float y, float u, float v) {
 306                 y = (y-yminf) / yrangef;
 307                 r = y + v_to_r * v;
 308                 g = y + u_to_g * u + v_to_g * v;
 309                 b = y + u_to_b * u;
 310         }
 311
 312 // For easier programming.  Doesn't do anything.
 313 // unused cases in macro expansions, mismatched argument types
 314         inline void yuv_to_rgb_8(float &r, float &g, float &b, float y, float u, float v) {}
 315         inline void yuv_to_rgb_16(float &r, float &g, float &b, float y, float u, float v) {}
 316         inline void yuv_to_rgb_f(int &r, int &g, int &b, int y, int u, int v) {}
 317         inline void yuv_to_rgb_f(uint8_t &r, uint8_t &g, uint8_t &b, int y, int u, int v) {}
 318         inline void yuv_to_rgb_f(uint16_t &r, uint16_t &g, uint16_t &b, int y, int u, int v) {}
 319         inline void rgb_to_yuv_8(float r, float g, float b, float &y, float &u, float &v) {}
 320         inline void rgb_to_yuv_16(float r, float g, float b, float &y, float &u, float &v) {}
 321         inline void rgb_to_yuv_f(int &r, int &g, int &b, int y, int u, int v) {}
 322         inline void rgb_to_yuv_f(uint8_t &r, uint8_t &g, uint8_t &b, int y, int u, int v) {}
 323         inline void rgb_to_yuv_f(uint16_t &r, uint16_t &g, uint16_t &b, int y, int u, int v) {}
 324 };
 325
 326
 327 class HSV
 328 {
 329 public:
 330         HSV();
 331         ~HSV();
 332
 333 // All units are 0 - 1
 334         static int rgb_to_hsv(float r, float g, float b, float &h, float &s, float &v);
 335         static int hsv_to_rgb(float &r, float &g, float &b, float h, float s, float v);
 336
 337 // YUV units are 0 - max.  HSV units are 0 - 1
 338         static int yuv_to_hsv(int y, int u, int v, float &h, float &s, float &va, int max);
 339         static int hsv_to_yuv(int &y, int &u, int &v, float h, float s, float va, int max);
 340 // Dummies for macros
 341         static int yuv_to_hsv(float y, float u, float v, float &h, float &s, float &va, float max) { return 0; };
 342         static int hsv_to_yuv(float &y, float &u, float &v, float h, float s, float va, float max) { return 0; };
 343 };
 344
 345
 346 // standard colors
 347 #define BLACK   0x000000
 348 #define WHITE   0xFFFFFF
 349
 350 #define LTBLUE  0x9090FF
 351 #define BLUE    0x0000FF
 352 #define DKBLUE  0x000090
 353
 354 #define LTPINK  0xFFC0C0
 355 #define PINK    0xFF8080
 356 #define RED     0xFF0000
 357
 358 #define LTGREEN 0xC0FFC0
 359 #define GREEN   0x00FF00
 360 #define DKGREEN 0x009000
 361
 362 #define YELLOW  0xFFFF00
 363 #define LTYELLOW 0xFFFFA0
 364 #define MEYELLOW 0xFFFF00
 365 #define MDYELLOW 0xFFFFD2
 366 #define DKYELLOW 0xFFFFB4
 367
 368 #define LTCYAN  0x00CBCB
 369 #define MECYAN  0x009696
 370 #define MDCYAN  0x007E7E
 371 #define DKCYAN  0x004949
 372
 373 #define LTPURPLE 0xFFC0FF
 374 #define MEPURPLE 0xFF00FF
 375 #define MDPURPLE 0xC000C0
 376 #define DKPURPLE 0xA000A0
 377
 378 #define LTGREY  0xE0E0E0
 379 #define MEGREY  0xAFAFAF
 380 #define DMGREY  0x999999
 381 #define MDGREY  0x7D7D7D
 382 #define DKGREY  0x4B4B4B
 383
 384 #define BLOND   0xb4b487
 385 #define SLBLUE  0x6040c0
 386
 387 #define MNGREY  0xe6e6e6
 388 #define FGGREY  0xe3e3e3
 389 #define MNBLUE  0x003cff
 390 #define ORANGE  0xffdd76
 391 #define FTGREY  0xbcbcbc
 392
 393 #endif