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C/C++ Source or Header  |  1994-07-31  |  15KB  |  457 lines
  1. /* Copyright (C) 1992, 1993, 1994 Aladdin Enterprises.  All rights reserved.
  2.   
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  4.   
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  10.   
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  15.   License requires that the copyright notice and this notice be preserved on
  16.   all copies.
  17. */
  18.  
  19. /* gscie.c */
  20. /* CIE color rendering for Ghostscript */
  21. #include "gx.h"
  22. #include "gserrors.h"
  23. #include "gsstruct.h"
  24. #include "gscspace.h"
  25. #include "gsmatrix.h"            /* for gscolor2.h */
  26. #include "gscolor2.h"            /* for gs_set/currentcolorrendering */
  27. #include "gscie.h"
  28. #include "gxarith.h"
  29. #include "gzstate.h"
  30.  
  31. /* Forward references */
  32. private void near cie_mult3(P3(const gs_vector3 *, const gs_matrix3 *, gs_vector3 *));
  33. private void near cie_matrix_mult3(P3(const gs_matrix3 *, const gs_matrix3 *, gs_matrix3 *));
  34. private void near cie_invert3(P2(const gs_matrix3 *, gs_matrix3 *));
  35. private void near cie_restrict3(P3(const gs_vector3 *, const gs_range3 *, gs_vector3 *));
  36. private void near cie_lookup3(P3(const gs_vector3 *, const gx_cie_cache *, gs_vector3 *));
  37. private void near cie_matrix_init(P1(gs_matrix3 *));
  38.  
  39. #define lookup(vin, pcache, vout)\
  40.   if ( (pcache)->is_identity ) vout = (vin);\
  41.   else vout = (pcache)->values[(int)(((vin) - (pcache)->base) * (pcache)->factor)]
  42.  
  43. #define restrict(vin, range, vout)\
  44.   if ( (vin) < (range).rmin ) vout = (range).rmin;\
  45.   else if ( (vin) > (range).rmax ) vout = (range).rmax;\
  46.   else vout = (vin)
  47.  
  48. /* Allocator structure type */
  49. private_st_joint_caches();
  50.  
  51. /* ------ Default values for CIE dictionary elements ------ */
  52.  
  53. /* Default transformation procedures. */
  54.  
  55. private int
  56. a_identity(const float *in, const gs_cie_a *pcie, float *out)
  57. {    *out = *in;
  58.     return 0;
  59. }
  60. private int
  61. abc_identity(const gs_vector3 *in, const gs_cie_abc *pcie, gs_vector3 *out)
  62. {    *out = *in;
  63.     return 0;
  64. }
  65. private int
  66. common_identity(const gs_vector3 *in, const gs_cie_common *pcie, gs_vector3 *out)
  67. {    *out = *in;
  68.     return 0;
  69. }
  70. private int
  71. render_identity(const gs_vector3 *in, const gs_cie_render *pcie, gs_vector3 *out)
  72. {    *out = *in;
  73.     return 0;
  74. }
  75. private int
  76. tpqr_identity(const gs_vector3 *in, const gs_cie_wbsd *pwbsd, const gs_cie_render *pcie, gs_vector3 *out)
  77. {    *out = *in;
  78.     return 0;
  79. }
  80. private int
  81. render_table_identity(const byte *in, int m, const gs_cie_render *pcie, float *out)
  82. {    int j;
  83.     for ( j = 0; j < m; j++ ) out[j] = in[j] / 255.0;
  84.     return 0;
  85. }
  86.  
  87. /* Default vectors and matrices. */
  88.  
  89. const gs_range3 Range3_default = { {0,1}, {0,1}, {0,1} };
  90. const gs_cie_abc_proc3 DecodeABC_default = abc_identity;
  91. const gs_cie_common_proc3 DecodeLMN_default = common_identity;
  92. const gs_matrix3 Matrix3_default = { {1,0,0}, {0,1,0}, {0,0,1}, 1 };
  93. const gs_range RangeA_default = {0,1};
  94. const gs_cie_a_proc DecodeA_default = a_identity;
  95. const gs_vector3 MatrixA_default = { 1, 1, 1 };
  96. const gs_vector3 BlackPoint_default = { 0, 0, 0 };
  97. const gs_cie_render_proc3 Encode_default = render_identity;
  98. const gs_cie_transform_proc3 TransformPQR_default = tpqr_identity;
  99. const gs_cie_render_table_proc RenderTableT_default = render_table_identity;
  100.  
  101. /* setcolorrendering */
  102. int
  103. gs_setcolorrendering(gs_state *pgs, gs_cie_render *pcie)
  104. {    int code = gs_cie_render_init(pcie);
  105.     if ( code < 0 )
  106.       return code;
  107.     rc_assign(pgs->cie_render, pcie, pgs->memory,
  108.           "gs_setcolorrendering");
  109.     /* Initialize the joint caches, if needed, */
  110.     /* by re-installing the color space. */
  111.     (*pgs->color_space->type->install_cspace)(pgs->color_space, pgs);
  112.     gx_unset_dev_color(pgs);
  113.     return 0;
  114. }
  115.  
  116. /* currentcolorrendering */
  117. const gs_cie_render *
  118. gs_currentcolorrendering(const gs_state *pgs)
  119. {    return pgs->cie_render;
  120. }
  121.  
  122. /* Get the joint caches, to avoid having to import gzstate.h */
  123. gx_cie_joint_caches *
  124. gx_currentciecaches(gs_state *pgs)
  125. {    return pgs->cie_joint_caches;
  126. }
  127.  
  128. /* ------ Complete a rendering structure ------ */
  129.  
  130. int
  131. gs_cie_render_init(gs_cie_render *pcie)
  132. {    gs_matrix3 PQR_inverse;
  133.     cie_matrix_init(&pcie->MatrixLMN);
  134.     cie_matrix_init(&pcie->MatrixABC);
  135.     cie_matrix_init(&pcie->MatrixPQR);
  136.     cie_invert3(&pcie->MatrixPQR, &PQR_inverse);
  137.     cie_matrix_mult3(&PQR_inverse, &pcie->MatrixLMN, &pcie->MatrixPQR_inverse_LMN);
  138.     cie_mult3(&pcie->points.WhitePoint, &pcie->MatrixPQR, &pcie->wdpqr);
  139.     cie_mult3(&pcie->points.BlackPoint, &pcie->MatrixPQR, &pcie->bdpqr);
  140.     /****** FINISH ******/
  141.     return 0;
  142. }
  143.  
  144. /* ------ Fill in the joint cache ------ */
  145.  
  146. int
  147. gx_cie_joint_caches_init(gx_cie_joint_caches *pjc,
  148.   const gs_cie_common *pcie, const gs_cie_render *pcier)
  149. {    pjc->points_sd.ws.xyz = pcie->points.WhitePoint;
  150.     cie_mult3(&pjc->points_sd.ws.xyz, &pcier->MatrixPQR, &pjc->points_sd.ws.pqr);
  151.     pjc->points_sd.bs.xyz = pcie->points.BlackPoint;
  152.     cie_mult3(&pjc->points_sd.bs.xyz, &pcier->MatrixPQR, &pjc->points_sd.bs.pqr);
  153.     pjc->points_sd.wd.xyz = pcier->points.WhitePoint;
  154.     pjc->points_sd.wd.pqr = pcier->wdpqr;
  155.     pjc->points_sd.bd.xyz = pcier->points.BlackPoint;
  156.     pjc->points_sd.bd.pqr = pcier->bdpqr;
  157.     /****** FINISH ******/
  158.     return 0;
  159. }
  160.  
  161. /* ------ Remap (render) a CIE color (using the caches). ------ */
  162.  
  163. private int near cie_remap_finish(P4(const gs_vector3 *,
  164.   const gs_cie_common *, gx_device_color *, gs_state *));
  165.  
  166. /* Render a CIEBasedABC color. */
  167. int
  168. gx_remap_CIEBasedABC(const gs_client_color *pc, const gs_color_space *pcs,
  169.   gx_device_color *pdc, gs_state *pgs)
  170. {    const gs_cie_abc *pcie = pcs->params.abc;
  171.     gs_vector3 abc, lmn;
  172.     cie_restrict3((const gs_vector3 *)&pc->paint.values[0], &pcie->RangeABC, &abc);
  173.         /* (*pcie->DecodeABC)(&abc, pcie, &abc); */
  174.     cie_lookup3(&abc, &pcie->caches.DecodeABC[0], &abc);
  175.     cie_mult3(&abc, &pcie->MatrixABC, &lmn);
  176.     return cie_remap_finish(&lmn, &pcie->common, pdc, pgs);
  177. }
  178.  
  179. /* Render a CIEBasedA color. */
  180. int
  181. gx_remap_CIEBasedA(const gs_client_color *pc, const gs_color_space *pcs,
  182.   gx_device_color *pdc, gs_state *pgs)
  183. {    const gs_cie_a *pcie = pcs->params.a;
  184.     const gx_cie_cache *pcache = &pcie->caches.DecodeA;
  185.     float a;
  186.     gs_vector3 lmn;
  187.     restrict(pc->paint.values[0], pcie->RangeA, a);
  188.         /* (*pcie->DecodeA)(&a, pcie, &a); */
  189.     lookup(a, pcache, a);
  190.     lmn.u = a * pcie->MatrixA.u;
  191.     lmn.v = a * pcie->MatrixA.v;
  192.     lmn.w = a * pcie->MatrixA.w;
  193.     return cie_remap_finish(&lmn, &pcie->common, pdc, pgs);
  194. }
  195.  
  196. /* Common rendering code. */
  197. private int near
  198. cie_remap_finish(const gs_vector3 *plmn, const gs_cie_common *pcommon,
  199.   gx_device_color *pdc, gs_state *pgs)
  200. {    const gs_cie_render *pcie = pgs->cie_render;
  201.     const byte **table;
  202.     gs_vector3 abc, lmn, xyz, pqr;
  203.     gs_client_color cc;
  204.     gs_color_space cs;
  205.  
  206.         /* Finish decoding. */
  207.  
  208.     cie_restrict3(plmn, &pcommon->RangeLMN, &lmn);
  209.         /* (*pcommon->DecodeLMN)(&lmn, pcommon, &lmn); */
  210.     cie_lookup3(&lmn, &pcommon->caches.DecodeLMN[0], &lmn);
  211.     cie_mult3(&lmn, &pcommon->MatrixLMN, &xyz);
  212.  
  213.         /* Render. */
  214.  
  215.     if ( pcie == 0 )        /* default rendering */
  216.     {    abc = xyz;
  217.         table = 0;
  218.     }
  219.     else
  220.     {    const gx_cie_joint_caches *pjc = pgs->cie_joint_caches;
  221.         cie_mult3(&xyz, &pcie->MatrixPQR, &pqr);
  222.         cie_restrict3(&pqr, &pcie->RangePQR, &pqr);
  223.             /* (*pcie->TransformPQR)(&pqr, &pjc->points_sd, pcie, &pqr); */
  224.         cie_lookup3(&pqr, &pjc->TransformPQR[0], &pqr);
  225.         cie_mult3(&pqr, &pcie->MatrixPQR_inverse_LMN, &lmn);
  226.             /* (*pcie->EncodeLMN)(&lmn, pcie, &lmn); */
  227.         cie_lookup3(&lmn, &pcie->caches.EncodeLMN[0], &lmn);
  228.         cie_restrict3(&lmn, &pcie->RangeLMN, &lmn);
  229.         cie_mult3(&lmn, &pcie->MatrixABC, &abc);
  230.             /* (*pcie->EncodeABC)(&abc, pcie, &abc); */
  231.         cie_lookup3(&abc, &pcie->caches.EncodeABC[0], &abc);
  232.         cie_restrict3(&abc, &pcie->RangeABC, &abc);
  233.         table = pcie->RenderTable.table;
  234.     }
  235.     if ( table == 0 )
  236.     {    /* No further transformation */
  237.         cc.paint.values[0] = abc.u;
  238.         cc.paint.values[1] = abc.v;
  239.         cc.paint.values[2] = abc.w;
  240.         cs.type = &gs_color_space_type_DeviceRGB;
  241.     }
  242.     else
  243.     {    /* Use the RenderTable. */
  244.         int m = pcie->RenderTable.m;
  245. #define ri(s,n)\
  246.   (int)((abc.s - pcie->RangeABC.s.rmin) * (pcie->RenderTable.n - 1) /\
  247.     (pcie->RangeABC.s.rmax - pcie->RangeABC.s.rmin) + 0.5)
  248.         int ia = ri(u, NA);
  249.         int ib = ri(v, NB);
  250.         int ic = ri(w, NC);
  251.         const byte *prtc =
  252.           table[ia] + m * (ib * pcie->RenderTable.NC + ic);
  253.             /* (*pcie->RenderTable.T)(prtc, m, pcie, &cc.paint.values[0]); */
  254. #define shift_in(b) gx_cie_byte_to_cache_index(b)
  255. #define rtc(i) (pcie->caches.RenderTableT[i])
  256.         cc.paint.values[0] = rtc(0).values[shift_in(prtc[0])];
  257.         cc.paint.values[1] = rtc(1).values[shift_in(prtc[1])];
  258.         cc.paint.values[2] = rtc(2).values[shift_in(prtc[2])];
  259.         if ( m == 3 )
  260.         {    cs.type = &gs_color_space_type_DeviceRGB;
  261.         }
  262.         else
  263.         {    cc.paint.values[3] = rtc(3).values[shift_in(prtc[3])];
  264.             cs.type = &gs_color_space_type_DeviceCMYK;
  265.         }
  266. #undef rtc
  267. #undef shift_in
  268.     }
  269.     return (*cs.type->remap_color)(&cc, &cs, pdc, pgs);
  270. }
  271.  
  272. /* ------ Adjust reference counts for a CIE color space ------ */
  273.  
  274. int
  275. gx_adjust_cspace_CIEBasedABC(gs_color_space *pcs, gs_state *pgs, int delta)
  276. {    rc_adjust(pcs->params.abc, delta, pgs->memory,
  277.           "gx_adjust_cspace_CIEBasedABC");
  278.     return 0;
  279. }
  280.  
  281. int
  282. gx_adjust_cspace_CIEBasedA(gs_color_space *pcs, gs_state *pgs, int delta)
  283. {    rc_adjust(pcs->params.a, delta, pgs->memory,
  284.           "gx_adjust_cspace_CIEBasedA");
  285.     return 0;
  286. }
  287.  
  288. /* ------ Install a CIE color space ------ */
  289. /* These routines should load the cache, but they don't. */
  290.  
  291. int
  292. gx_install_CIEBasedABC(gs_color_space *pcs, gs_state *pgs)
  293. {    gs_cie_abc *pcie = pcs->params.abc;
  294.     cie_matrix_init(&pcie->common.MatrixLMN);
  295.     cie_matrix_init(&pcie->MatrixABC);
  296.     if ( pgs->cie_render == 0 )
  297.         return 0;
  298.     rc_unshare_struct(pgs->cie_joint_caches, gx_cie_joint_caches,
  299.               &st_joint_caches, pgs->memory,
  300.               return_error(gs_error_VMerror),
  301.               "gx_install_CIEBasedABC");
  302.     return gx_cie_joint_caches_init(pgs->cie_joint_caches,
  303.         &pcie->common, pgs->cie_render);
  304. }
  305.  
  306. int
  307. gx_install_CIEBasedA(gs_color_space *pcs, gs_state *pgs)
  308. {    gs_cie_a *pcie = pcs->params.a;
  309.     cie_matrix_init(&pcie->common.MatrixLMN);
  310.     if ( pgs->cie_render == 0 )
  311.         return 0;
  312.     rc_unshare_struct(pgs->cie_joint_caches, gx_cie_joint_caches,
  313.               &st_joint_caches, pgs->memory,
  314.               return_error(gs_error_VMerror),
  315.               "gx_install_CIEBasedA");
  316.     return gx_cie_joint_caches_init(pgs->cie_joint_caches,
  317.         &pcie->common, pgs->cie_render);
  318. }
  319.  
  320. /* GC procedures for CIE color spaces */
  321.  
  322. #define pcs ((gs_color_space *)vptr)
  323.  
  324. ENUM_PTRS_BEGIN(gx_enum_ptrs_CIEBasedABC) return 0;
  325.     ENUM_PTR(0, gs_color_space, params.abc);
  326. ENUM_PTRS_END
  327. RELOC_PTRS_BEGIN(gx_reloc_ptrs_CIEBasedABC) {
  328.     RELOC_PTR(gs_color_space, params.abc);
  329. } RELOC_PTRS_END
  330.  
  331. ENUM_PTRS_BEGIN(gx_enum_ptrs_CIEBasedA) return 0;
  332.     ENUM_PTR(0, gs_color_space, params.a);
  333. ENUM_PTRS_END
  334. RELOC_PTRS_BEGIN(gx_reloc_ptrs_CIEBasedA) {
  335.     RELOC_PTR(gs_color_space, params.a);
  336. } RELOC_PTRS_END
  337.  
  338. #undef pcs
  339.  
  340. /* ------ Utilities ------ */
  341.  
  342. #define if_debug_vector3(str, vec)\
  343.   if_debug4('c', "%s[%g %g %g]\n", str, vec->u, vec->v, vec->w)
  344. #define if_debug_matrix3(str, mat)\
  345.   if_debug10('c', "%s[%g %g %g / %g %g %g / %g %g %g]\n", str,\
  346.     mat->cu.u, mat->cu.v, mat->cu.w, mat->cv.u, mat->cv.v, mat->cv.w,\
  347.     mat->cw.u, mat->cw.v, mat->cw.w)
  348.  
  349. /* Multiply a vector by a matrix. */
  350. /* Optimizing this routine is the justification for is_identity! */
  351. private void near
  352. cie_mult3(const gs_vector3 *in, register const gs_matrix3 *mat, gs_vector3 *out)
  353. {    if_debug_vector3("[c]mult", in);
  354.     if_debug_matrix3("    *", mat);
  355.     if ( mat->is_identity )
  356.         *out = *in;
  357.     else
  358.     {    float u = in->u, v = in->v, w = in->w;
  359.         out->u = (u * mat->cu.u) + (v * mat->cv.u) + (w * mat->cw.u);
  360.         out->v = (u * mat->cu.v) + (v * mat->cv.v) + (w * mat->cw.v);
  361.         out->w = (u * mat->cu.w) + (v * mat->cv.w) + (w * mat->cw.w);
  362.     }
  363.     if_debug_vector3("    =", out);
  364. }
  365.  
  366. /* Multiply two matrices.  We assume the result is not an alias for */
  367. /* either of the operands. */
  368. private void near
  369. cie_matrix_mult3(const gs_matrix3 *ma, const gs_matrix3 *mb, gs_matrix3 *mc)
  370. {    gs_vector3 row_in, row_out;
  371.     if_debug_matrix3("[c]matrix_mult", ma);
  372.     if_debug_matrix3("             *", mb);
  373. #define mult_row(e)\
  374.   row_in.u = ma->cu.e, row_in.v = ma->cv.e, row_in.w = ma->cw.e;\
  375.   cie_mult3(&row_in, mb, &row_out);\
  376.   mc->cu.e = row_out.u, mc->cv.e = row_out.v, mc->cw.e = row_out.w
  377.     mult_row(u);
  378.     mult_row(v);
  379.     mult_row(w);
  380. #undef mult_row
  381.     cie_matrix_init(mc);
  382.     if_debug_matrix3("             =", mc);
  383. }
  384.  
  385. /* Invert a matrix. */
  386. /* The output must not be an alias for the input. */
  387. private void near
  388. cie_invert3(register const gs_matrix3 *in, register gs_matrix3 *out)
  389. {    /* This is a brute force algorithm; maybe there are better. */
  390.     /* We label the array elements */
  391.     /*   [ A B C ]   */
  392.     /*   [ D E F ]   */
  393.     /*   [ G H I ]   */
  394. #define A cu.u
  395. #define B cv.u
  396. #define C cw.u
  397. #define D cu.v
  398. #define E cv.v
  399. #define F cw.v
  400. #define G cu.w
  401. #define H cv.w
  402. #define I cw.w
  403.     double coA = in->E * in->I - in->F * in->H; 
  404.     double coB = in->F * in->G - in->D * in->I; 
  405.     double coC = in->D * in->H - in->E * in->G;
  406.     double det = in->A * coA + in->B * coB + in->C * coC;
  407.     if_debug_matrix3("[c]invert", in);
  408.     out->A = coA / det;
  409.     out->D = coB / det;
  410.     out->G = coC / det;
  411.     out->B = (in->C * in->H - in->B * in->I) / det;
  412.     out->E = (in->A * in->I - in->C * in->G) / det;
  413.     out->H = (in->B * in->G - in->A * in->H) / det;
  414.     out->C = (in->B * in->F - in->C * in->E) / det;
  415.     out->F = (in->C * in->D - in->A * in->F) / det;
  416.     out->I = (in->A * in->E - in->B * in->D) / det;
  417.     if_debug_matrix3("        =", out);
  418. #undef A
  419. #undef B
  420. #undef C
  421. #undef D
  422. #undef E
  423. #undef F
  424. #undef G
  425. #undef H
  426. #undef I
  427.     out->is_identity = in->is_identity;
  428. }
  429.  
  430. /* Force values within bounds. */
  431. private void near
  432. cie_restrict3(const gs_vector3 *in, const gs_range3 *range, gs_vector3 *out)
  433. {    float temp;
  434.     temp = in->u; restrict(temp, range->u, out->u);
  435.     temp = in->v; restrict(temp, range->v, out->v);
  436.     temp = in->w; restrict(temp, range->w, out->w);
  437. }
  438.  
  439. private void near
  440. cie_lookup3(const gs_vector3 *in, const gx_cie_cache *pc /*[3]*/, gs_vector3 *out)
  441. {    if_debug4('c', "[c]lookup 0x%lx [%g %g %g]\n", (ulong)pc,
  442.           in->u, in->v, in->w);
  443.     lookup(in->u, pc, out->u); pc++;
  444.     lookup(in->v, pc, out->v); pc++;
  445.     lookup(in->w, pc, out->w);
  446.     if_debug_vector3("        =", out);
  447. }
  448.  
  449. /* Set the is_identity flag that accelerates multiplication. */
  450. private void near
  451. cie_matrix_init(register gs_matrix3 *mat)
  452. {    mat->is_identity =
  453.         mat->cu.u == 1.0 && is_fzero2(mat->cu.v, mat->cu.w) &&
  454.         mat->cv.v == 1.0 && is_fzero2(mat->cv.u, mat->cv.w) &&
  455.         mat->cw.w == 1.0 && is_fzero2(mat->cw.u, mat->cw.v);
  456. }
  457.