cinelerra-5.1/guicast/bccolors.C

   1
   2 /*
   3  * CINELERRA
   4  * Copyright (C) 2008 Adam Williams <broadcast at earthling dot net>
   5  *
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  15  *
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  18  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  19  *
  20  */
  21
  22 #include "bccolors.h"
  23
  24 #include <stdio.h>
  25 #include <stdlib.h>
  26
  27 HSV::HSV()
  28 {
  29 }
  30
  31
  32 HSV::~HSV()
  33 {
  34 }
  35
  36 int HSV::rgb_to_hsv(float r, float g, float b, float &h, float &s, float &v)
  37 {
  38         float min = ((r < g) ? r : g) < b ? ((r < g) ? r : g) : b;
  39         float max = ((r > g) ? r : g) > b ? ((r > g) ? r : g) : b;
  40         float delta = max - min;
  41         if( max != 0 && delta != 0 ) {
  42                 v = max;
  43                 s = delta / max;
  44                 h = r == max ? (g - b) / delta :     // between yellow & magenta
  45                     g == max ? 2 + (b - r) / delta : // between cyan & yellow
  46                                4 + (r - g) / delta;  // between magenta & cyan
  47                 if( (h*=60) < 0 ) h += 360;          // degrees
  48         }
  49         else { // r = g = b
  50                 h = 0;  s = 0;  v = max;
  51         }
  52
  53         return 0;
  54 }
  55
  56 int HSV::hsv_to_rgb(float &r, float &g, float &b, float h, float s, float v)
  57 {
  58         if( s == 0 ) { // achromatic (grey)
  59                 r = g = b = v;
  60                 return 0;
  61         }
  62
  63         h /= 60;                        // sector 0 to 5
  64         int i = (int)h;
  65         float f = h - i;                // factorial part of h
  66         float p = v * (1 - s);
  67         float q = v * (1 - s * f);
  68         float t = v * (1 - s * (1 - f));
  69
  70         switch(i) {
  71         case 0:  r = v; g = t; b = p; break;
  72         case 1:  r = q; g = v; b = p; break;
  73         case 2:  r = p; g = v; b = t; break;
  74         case 3:  r = p; g = q; b = v; break;
  75         case 4:  r = t; g = p; b = v; break;
  76         default: r = v; g = p; b = q; break;
  77         }
  78         return 0;
  79 }
  80
  81 int HSV::yuv_to_hsv(int y, int u, int v, float &h, float &s, float &va, int max)
  82 {
  83         float r, g, b;
  84         int r_i, g_i, b_i;
  85
  86 //      if(max == 0xffff)
  87 //      {
  88 //              YUV::yuv.yuv_to_rgb_16(r_i, g_i, b_i, y, u, v);
  89 //      }
  90 //      else
  91         {
  92                 YUV::yuv.yuv_to_rgb_8(r_i, g_i, b_i, y, u, v);
  93         }
  94         r = (float)r_i / max;
  95         g = (float)g_i / max;
  96         b = (float)b_i / max;
  97
  98         float h2, s2, v2;
  99         HSV::rgb_to_hsv(r, g, b, h2, s2, v2);
 100
 101         h = h2;  s = s2;  va = v2;
 102         return 0;
 103 }
 104
 105 int HSV::hsv_to_yuv(int &y, int &u, int &v, float h, float s, float va, int max)
 106 {
 107         float r, g, b;
 108         int r_i, g_i, b_i;
 109         HSV::hsv_to_rgb(r, g, b, h, s, va);
 110         r = r * max + 0.5;
 111         g = g * max + 0.5;
 112         b = b * max + 0.5;
 113         r_i = (int)CLIP(r, 0, max);
 114         g_i = (int)CLIP(g, 0, max);
 115         b_i = (int)CLIP(b, 0, max);
 116
 117         int y2, u2, v2;
 118 //      if(max == 0xffff)
 119 //              YUV::yuv.rgb_to_yuv_16(r_i, g_i, b_i, y2, u2, v2);
 120 //      else
 121                 YUV::yuv.rgb_to_yuv_8(r_i, g_i, b_i, y2, u2, v2);
 122
 123         y = y2;  u = u2;  v = v2;
 124         return 0;
 125 }
 126
 127
 128 YUV YUV::yuv;
 129 float YUV::yuv_to_rgb_matrix[9];
 130 float YUV::rgb_to_yuv_matrix[9];
 131 float *const YUV::rgb_to_y_vector = YUV::rgb_to_yuv_matrix;
 132
 133 YUV::YUV()
 134 {
 135         this->tab = new int[0xe0e00];
 136         this->tabf = new float[0x40400];
 137         yuv_set_colors(0, 0);
 138 }
 139
 140 void YUV::yuv_set_colors(int color_space, int color_range)
 141 {
 142         double kr, kb;
 143         int mpeg;
 144         switch( color_space ) {
 145         default:
 146         case BC_COLORS_BT601:  kr = BT601_Kr;   kb = BT601_Kb;   break;
 147         case BC_COLORS_BT709:  kr = BT709_Kr;   kb = BT709_Kb;   break;
 148         case BC_COLORS_BT2020: kr = BT2020_Kr;  kb = BT2020_Kb;  break;
 149         }
 150         switch( color_range ) {
 151         default:
 152         case BC_COLORS_JPEG: mpeg = 0;  break;
 153         case BC_COLORS_MPEG: mpeg = 1;  break;
 154         }
 155         init(kr, kb, mpeg);
 156 }
 157
 158 void YUV::init(double Kr, double Kb, int mpeg)
 159 {
 160         this->mpeg   = mpeg;
 161         int ymin = !mpeg? 0 : 16;
 162         int ymax = !mpeg? 255 : 235;
 163         int uvmin = !mpeg? 0 : 16;
 164         int uvmax = !mpeg? 255 : 240;
 165         this->ymin8  = ymin;
 166         this->ymax8  = ymax;
 167         this->ymin16 = ymin*0x100;
 168         this->ymax16 = (ymax+1)*0x100 - 1;
 169         this->yzero  = 0x10000 * ymin;
 170         this->uvmin8  = uvmin;
 171         this->uvmax8  = uvmax;
 172         this->uvmin16 = uvmin*0x100;
 173         this->uvmax16 = (uvmax+1)*0x100 - 1;
 174         this->uvzero = 0x800000;
 175         this->yminf = ymin / 256.;
 176         this->ymaxf = (ymax+1) / 256.;
 177         this->yrangef = ymaxf - yminf;
 178         this->uvminf = uvmin / 256.;
 179         this->uvmaxf = (uvmax+1) / 256.;
 180         this->uvrangef = uvmaxf - uvminf;
 181         this->Kr = Kr;
 182         this->Kg = 1. - Kr - Kb;
 183         this->Kb = Kb;
 184         double R_to_Y = Kr;
 185         double G_to_Y = Kg;
 186         double B_to_Y = Kb;
 187         double R_to_U = -0.5*Kr/(1-Kb);
 188         double G_to_U = -0.5*Kg/(1-Kb);
 189         double B_to_U =  0.5;
 190         double R_to_V =  0.5;
 191         double G_to_V = -0.5*Kg/(1-Kr);
 192         double B_to_V = -0.5*Kb/(1-Kr);
 193         double V_to_R =  2.0*(1-Kr);
 194         double V_to_G = -2.0*Kr*(1-Kr)/Kg;
 195         double U_to_G = -2.0*Kb*(1-Kb)/Kg;
 196         double U_to_B =  2.0*(1-Kb);
 197
 198         this->r_to_y = yrangef * R_to_Y;
 199         this->g_to_y = yrangef * G_to_Y;
 200         this->b_to_y = yrangef * B_to_Y;
 201         this->r_to_u = uvrangef * R_to_U;
 202         this->g_to_u = uvrangef * G_to_U;
 203         this->b_to_u = uvrangef * B_to_U;
 204         this->r_to_v = uvrangef * R_to_V;
 205         this->g_to_v = uvrangef * G_to_V;
 206         this->b_to_v = uvrangef * B_to_V;
 207         this->v_to_r = V_to_R / uvrangef;
 208         this->v_to_g = V_to_G / uvrangef;
 209         this->u_to_g = U_to_G / uvrangef;
 210         this->u_to_b = U_to_B / uvrangef;
 211
 212         init_tables(0x100,
 213                 rtoy8, rtou8, rtov8,
 214                 gtoy8, gtou8, gtov8,
 215                 btoy8, btou8, btov8,
 216                 ytab8, vtor8, vtog8, utog8, utob8);
 217         init_tables(0x10000,
 218                 rtoy16, rtou16, rtov16,
 219                 gtoy16, gtou16, gtov16,
 220                 btoy16, btou16, btov16,
 221                 ytab16, vtor16, vtog16, utog16, utob16);
 222         init_tables(0x100,
 223                 vtor8f, vtog8f, utog8f, utob8f);
 224         init_tables(0x10000,
 225                 vtor16f, vtog16f, utog16f, utob16f);
 226
 227         rgb_to_yuv_matrix[0] = r_to_y;
 228         rgb_to_yuv_matrix[1] = g_to_y;
 229         rgb_to_yuv_matrix[2] = b_to_y;
 230         rgb_to_yuv_matrix[3] = r_to_u;
 231         rgb_to_yuv_matrix[4] = g_to_u;
 232         rgb_to_yuv_matrix[5] = b_to_u;
 233         rgb_to_yuv_matrix[6] = r_to_v;
 234         rgb_to_yuv_matrix[7] = g_to_v;
 235         rgb_to_yuv_matrix[8] = b_to_v;
 236
 237         float yscale = 1.f / yrangef;
 238         yuv_to_rgb_matrix[0] = yscale;
 239         yuv_to_rgb_matrix[1] = 0;
 240         yuv_to_rgb_matrix[2] = v_to_r;
 241         yuv_to_rgb_matrix[3] = yscale;
 242         yuv_to_rgb_matrix[4] = u_to_g;
 243         yuv_to_rgb_matrix[5] = v_to_g;
 244         yuv_to_rgb_matrix[6] = yscale;
 245         yuv_to_rgb_matrix[7] = u_to_b;
 246         yuv_to_rgb_matrix[8] = 0;
 247 }
 248
 249 void YUV::init_tables(int len,
 250                 int *rtoy, int *rtou, int *rtov,
 251                 int *gtoy, int *gtou, int *gtov,
 252                 int *btoy, int *btou, int *btov,
 253                 int *ytab,
 254                 int *vtor, int *vtog,
 255                 int *utog, int *utob)
 256 {
 257 // rgb->yuv
 258         double s = (double)0xffffff / len;
 259         double r2y = s*r_to_y, g2y = s*g_to_y, b2y = s*b_to_y;
 260         double r2u = s*r_to_u, g2u = s*g_to_u, b2u = s*b_to_u;
 261         double r2v = s*r_to_v, g2v = s*g_to_v, b2v = s*b_to_v;
 262         for( int rgb=0; rgb<len; ++rgb ) {
 263                 rtoy[rgb] = r2y*rgb;  rtou[rgb] = r2u*rgb;  rtov[rgb] = r2v*rgb;
 264                 gtoy[rgb] = g2y*rgb;  gtou[rgb] = g2u*rgb;  gtov[rgb] = g2v*rgb;
 265                 btoy[rgb] = b2y*rgb;  btou[rgb] = b2u*rgb;  btov[rgb] = b2v*rgb;
 266         }
 267
 268 // yuv->rgb
 269         int y0  = ymin8 * len/0x100,  y1 = (ymax8+1) * len/0x100 - 1;
 270         s = (double)0xffffff / (y1 - y0);
 271         int y = 0, iy = 0;
 272         while( y < y0 ) ytab[y++] = 0;
 273         while( y < y1 ) ytab[y++] = s*iy++;
 274         while( y < len ) ytab[y++] = 0xffffff;
 275
 276         int uv0 = uvmin8 * len/0x100, uv1 = (uvmax8+1) * len/0x100 - 1;
 277         s = (double)0xffffff / (uv1 - uv0);
 278         double v2r = s*v_to_r, v2g = s*v_to_g;
 279         double u2g = s*u_to_g, u2b = s*u_to_b;
 280         int uv = 0, iuv = uv0 - len/2;
 281         int vr0 = v2r * iuv, vg0 = v2g * iuv;
 282         int ug0 = u2g * iuv, ub0 = u2b * iuv;
 283         while( uv < uv0 ) {
 284                 vtor[uv] = vr0;  vtog[uv] = vg0;
 285                 utog[uv] = ug0;  utob[uv] = ub0;
 286                 ++uv;
 287         }
 288         while( uv < uv1 ) {
 289                 vtor[uv] = iuv * v2r;  vtog[uv] = iuv * v2g;
 290                 utog[uv] = iuv * u2g;  utob[uv] = iuv * u2b;
 291                 ++uv;  ++iuv;
 292         }
 293         int vr1 = v2r * iuv, vg1 = v2g * iuv;
 294         int ug1 = u2g * iuv, ub1 = u2b * iuv;
 295         while( uv < len ) {
 296                 vtor[uv] = vr1;  vtog[uv] = vg1;
 297                 utog[uv] = ug1;  utob[uv] = ub1;
 298                 ++uv;
 299         }
 300 }
 301
 302 void YUV::init_tables(int len,
 303                 float *vtorf, float *vtogf, float *utogf, float *utobf)
 304 {
 305         int len1 = len-1, len2 = len/2;
 306         for( int i=0,k=-len2; i<len; ++i,++k ) {
 307                 vtorf[i] = (v_to_r * k)/len1;
 308                 vtogf[i] = (v_to_g * k)/len1;
 309                 utogf[i] = (u_to_g * k)/len1;
 310                 utobf[i] = (u_to_b * k)/len1;
 311         }
 312 }
 313
 314 YUV::~YUV()
 315 {
 316         delete [] tab;
 317         delete [] tabf;
 318 }
 319