root / ImageMagick / trunk / magick / gem.c

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3%                                                                             %
4%                                                                             %
5%                                                                             %
6%                              GGGG  EEEEE  M   M                             %
7%                             G      E      MM MM                             %
8%                             G GG   EEE    M M M                             %
9%                             G   G  E      M   M                             %
10%                              GGGG  EEEEE  M   M                             %
11%                                                                             %
12%                                                                             %
13%                    Graphic Gems - Graphic Support Methods                   %
14%                                                                             %
15%                               Software Design                               %
16%                                 John Cristy                                 %
17%                                 August 1996                                 %
18%                                                                             %
19%                                                                             %
20%  Copyright 1999-2008 ImageMagick Studio LLC, a non-profit organization      %
21%  dedicated to making software imaging solutions freely available.           %
22%                                                                             %
23%  You may not use this file except in compliance with the License.  You may  %
24%  obtain a copy of the License at                                            %
25%                                                                             %
26%    http://www.imagemagick.org/script/license.php                            %
27%                                                                             %
28%  Unless required by applicable law or agreed to in writing, software        %
29%  distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,          %
30%  WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.   %
31%  See the License for the specific language governing permissions and        %
32%  limitations under the License.                                             %
33%                                                                             %
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36%
37%
38*/
39
40/*
41  Include declarations.
42*/
43#include "magick/studio.h"
44#include "magick/color-private.h"
45#include "magick/draw.h"
46#include "magick/gem.h"
47#include "magick/image.h"
48#include "magick/image-private.h"
49#include "magick/log.h"
50#include "magick/memory_.h"
51#include "magick/pixel-private.h"
52#include "magick/quantum.h"
53#include "magick/random_.h"
54#include "magick/resize.h"
55#include "magick/transform.h"
56#include "magick/signature-private.h"
57
58/*
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60%                                                                             %
61%                                                                             %
62%                                                                             %
63%   C o n v e r t H S B T o R G B                                             %
64%                                                                             %
65%                                                                             %
66%                                                                             %
67%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
68%
69%  ConvertHSBToRGB() transforms a (hue, saturation, brightness) to a (red,
70%  green, blue) triple.
71%
72%  The format of the ConvertHSBToRGBImage method is:
73%
74%      void ConvertHSBToRGB(const double hue,const double saturation,
75%        const double brightness,Quantum *red,Quantum *green,Quantum *blue)
76%
77%  A description of each parameter follows:
78%
79%    o hue, saturation, brightness: A double value representing a
80%      component of the HSB color space.
81%
82%    o red, green, blue: A pointer to a pixel component of type Quantum.
83%
84*/
85MagickExport void ConvertHSBToRGB(const double hue,const double saturation,
86  const double brightness,Quantum *red,Quantum *green,Quantum *blue)
87{
88  MagickRealType
89    f,
90    h,
91    p,
92    q,
93    t;
94
95  /*
96    Convert HSB to RGB colorspace.
97  */
98  assert(red != (Quantum *) NULL);
99  assert(green != (Quantum *) NULL);
100  assert(blue != (Quantum *) NULL);
101  if (saturation == 0.0)
102    {
103      *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*brightness);
104      *green=(*red);
105      *blue=(*red);
106      return;
107    }
108  h=6.0*(hue-floor(hue));
109  f=h-floor((double) h);
110  p=brightness*(1.0-saturation);
111  q=brightness*(1.0-saturation*f);
112  t=brightness*(1.0-(saturation*(1.0-f)));
113  switch ((int) h)
114  {
115    case 0:
116    default:
117    {
118      *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*brightness);
119      *green=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*t);
120      *blue=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*p);
121      break;
122    }
123    case 1:
124    {
125      *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*q);
126      *green=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*brightness);
127      *blue=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*p);
128      break;
129    }
130    case 2:
131    {
132      *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*p);
133      *green=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*brightness);
134      *blue=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*t);
135      break;
136    }
137    case 3:
138    {
139      *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*p);
140      *green=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*q);
141      *blue=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*brightness);
142      break;
143    }
144    case 4:
145    {
146      *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*t);
147      *green=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*p);
148      *blue=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*brightness);
149      break;
150    }
151    case 5:
152    {
153      *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*brightness);
154      *green=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*p);
155      *blue=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*q);
156      break;
157    }
158  }
159}
160
161/*
162%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
163%                                                                             %
164%                                                                             %
165%                                                                             %
166%   C o n v e r t H S L T o R G B                                             %
167%                                                                             %
168%                                                                             %
169%                                                                             %
170%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
171%
172%  ConvertHSLToRGB() transforms a (hue, saturation, lightness) to a (red,
173%  green, blue) triple.
174%
175%  The format of the ConvertHSLToRGBImage method is:
176%
177%      void ConvertHSLToRGB(const double hue,const double saturation,
178%        const double lightness,Quantum *red,Quantum *green,Quantum *blue)
179%
180%  A description of each parameter follows:
181%
182%    o hue, saturation, lightness: A double value representing a
183%      component of the HSL color space.
184%
185%    o red, green, blue: A pointer to a pixel component of type Quantum.
186%
187*/
188
189static inline MagickRealType ConvertHueToRGB(MagickRealType m1,
190  MagickRealType m2,MagickRealType hue)
191{
192  if (hue < 0.0)
193    hue+=1.0;
194  if (hue > 1.0)
195    hue-=1.0;
196  if ((6.0*hue) < 1.0)
197    return(m1+6.0*(m2-m1)*hue);
198  if ((2.0*hue) < 1.0)
199    return(m2);
200  if ((3.0*hue) < 2.0)
201    return(m1+6.0*(m2-m1)*(2.0/3.0-hue));
202  return(m1);
203}
204
205MagickExport void ConvertHSLToRGB(const double hue,const double saturation,
206  const double lightness,Quantum *red,Quantum *green,Quantum *blue)
207{
208  MagickRealType
209    b,
210    g,
211    r,
212    m1,
213    m2;
214
215  /*
216    Convert HSL to RGB colorspace.
217  */
218  assert(red != (Quantum *) NULL);
219  assert(green != (Quantum *) NULL);
220  assert(blue != (Quantum *) NULL);
221  if (saturation == 0)
222    {
223      *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*lightness);
224      *green=(*red);
225      *blue=(*red);
226      return;
227    }
228  if (lightness <= 0.5)
229    m2=lightness*(saturation+1.0);
230  else
231    m2=(lightness+saturation)-(lightness*saturation);
232  m1=2.0*lightness-m2;
233  r=ConvertHueToRGB(m1,m2,hue+1.0/3.0);
234  g=ConvertHueToRGB(m1,m2,hue);
235  b=ConvertHueToRGB(m1,m2,hue-1.0/3.0);
236  *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*r);
237  *green=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*g);
238  *blue=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*b);
239}
240
241/*
242%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
243%                                                                             %
244%                                                                             %
245%                                                                             %
246%   C o n v e r t H W B T o R G B                                             %
247%                                                                             %
248%                                                                             %
249%                                                                             %
250%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
251%
252%  ConvertHWBToRGB() transforms a (hue, whiteness, blackness) to a (red, green,
253%  blue) triple.
254%
255%  The format of the ConvertHWBToRGBImage method is:
256%
257%      void ConvertHWBToRGB(const double hue,const double whiteness,
258%        const double blackness,Quantum *red,Quantum *green,Quantum *blue)
259%
260%  A description of each parameter follows:
261%
262%    o hue, whiteness, blackness: A double value representing a
263%      component of the HWB color space.
264%
265%    o red, green, blue: A pointer to a pixel component of type Quantum.
266%
267*/
268MagickExport void ConvertHWBToRGB(const double hue,const double whiteness,
269  const double blackness,Quantum *red,Quantum *green,Quantum *blue)
270{
271  MagickRealType
272    b,
273    f,
274    g,
275    n,
276    r,
277    v;
278
279  register long
280    i;
281
282  /*
283    Convert HWB to RGB colorspace.
284  */
285  assert(red != (Quantum *) NULL);
286  assert(green != (Quantum *) NULL);
287  assert(blue != (Quantum *) NULL);
288  v=1.0-blackness;
289  if (hue == 0.0)
290    {
291      *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*v);
292      *green=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*v);
293      *blue=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*v);
294      return;
295    }
296  i=(long) floor(6.0*hue);
297  f=6.0*hue-i;
298  if ((i & 0x01) != 0)
299    f=1.0-f;
300  n=whiteness+f*(v-whiteness);  /* linear interpolation */
301  switch (i)
302  {
303    default:
304    case 6:
305    case 0: r=v; g=n; b=whiteness; break;
306    case 1: r=n; g=v; b=whiteness; break;
307    case 2: r=whiteness; g=v; b=n; break;
308    case 3: r=whiteness; g=n; b=v; break;
309    case 4: r=n; g=whiteness; b=v; break;
310    case 5: r=v; g=whiteness; b=n; break;
311  }
312  *red=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*r);
313  *green=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*g);
314  *blue=RoundToQuantum((MagickRealType) QuantumRange*b);
315}
316
317/*
318%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
319%                                                                             %
320%                                                                             %
321%                                                                             %
322%   C o n v e r t R G B T o H S B                                             %
323%                                                                             %
324%                                                                             %
325%                                                                             %
326%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
327%
328%  ConvertRGBToHSB() transforms a (red, green, blue) to a (hue, saturation,
329%  brightness) triple.
330%
331%  The format of the ConvertRGBToHSB method is:
332%
333%      void ConvertRGBToHSB(const Quantum red,const Quantum green,
334%        const Quantum blue,double *hue,double *saturation,double *brightness)
335%
336%  A description of each parameter follows:
337%
338%    o red, green, blue: A Quantum value representing the red, green, and
339%      blue component of a pixel..
340%
341%    o hue, saturation, brightness: A pointer to a double value representing a
342%      component of the HSB color space.
343%
344*/
345MagickExport void ConvertRGBToHSB(const Quantum red,const Quantum green,
346  const Quantum blue,double *hue,double *saturation,double *brightness)
347{
348  MagickRealType
349    delta,
350    max,
351    min;
352
353  /*
354    Convert RGB to HSB colorspace.
355  */
356  assert(hue != (double *) NULL);
357  assert(saturation != (double *) NULL);
358  assert(brightness != (double *) NULL);
359  *hue=0.0;
360  *saturation=0.0;
361  *brightness=0.0;
362  min=(MagickRealType) (red < green ? red : green);
363  if ((MagickRealType) blue < min)
364    min=(MagickRealType) blue;
365  max=(MagickRealType) (red > green ? red : green);
366  if ((MagickRealType) blue > max)
367    max=(MagickRealType) blue;
368  if (max == 0.0)
369    return;
370  delta=max-min;
371  *saturation=(double) (delta/max);
372  *brightness=(double) (QuantumScale*max);
373  if (delta == 0.0)
374    return;
375  if ((MagickRealType) red == max)
376    *hue=(double) ((green-(MagickRealType) blue)/delta);
377  else
378    if ((MagickRealType) green == max)
379      *hue=(double) (2.0+(blue-(MagickRealType) red)/delta);
380    else
381      *hue=(double) (4.0+(red-(MagickRealType) green)/delta);
382  *hue/=6.0;
383  if (*hue < 0.0)
384    *hue+=1.0;
385}
386
387/*
388%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
389%                                                                             %
390%                                                                             %
391%                                                                             %
392%   C o n v e r t R G B T o H S L                                             %
393%                                                                             %
394%                                                                             %
395%                                                                             %
396%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
397%
398%  ConvertRGBToHSL() transforms a (red, green, blue) to a (hue, saturation,
399%  lightness) triple.
400%
401%  The format of the ConvertRGBToHSL method is:
402%
403%      void ConvertRGBToHSL(const Quantum red,const Quantum green,
404%        const Quantum blue,double *hue,double *saturation,double *lightness)
405%
406%  A description of each parameter follows:
407%
408%    o red, green, blue: A Quantum value representing the red, green, and
409%      blue component of a pixel..
410%
411%    o hue, saturation, lightness: A pointer to a double value representing a
412%      component of the HSL color space.
413%
414*/
415
416static inline double MagickMax(const double x,const double y)
417{
418  if (x > y)
419    return(x);
420  return(y);
421}
422
423static inline double MagickMin(const double x,const double y)
424{
425  if (x < y)
426    return(x);
427  return(y);
428}
429
430MagickExport void ConvertRGBToHSL(const Quantum red,const Quantum green,
431  const Quantum blue,double *hue,double *saturation,double *lightness)
432{
433  MagickRealType
434    b,
435    delta,
436    g,
437    max,
438    min,
439    r;
440
441  /*
442    Convert RGB to HSL colorspace.
443  */
444  assert(hue != (double *) NULL);
445  assert(saturation != (double *) NULL);
446  assert(lightness != (double *) NULL);
447  r=QuantumScale*red;
448  g=QuantumScale*green;
449  b=QuantumScale*blue;
450  max=MagickMax(r,MagickMax(g,b));
451  min=MagickMin(r,MagickMin(g,b));
452  *lightness=(double) ((min+max)/2.0);
453  delta=max-min;
454  if (delta == 0.0)
455    {
456      *hue=0.0;
457      *saturation=0.0;
458      return;
459    }
460  if (*lightness < 0.5)
461    *saturation=(double) (delta/(min+max));
462  else
463    *saturation=(double) (delta/(2.0-max-min));
464  if (r == max)
465    *hue=((((max-b)/6.0)+(delta/2.0))-(((max-g)/6.0)+(delta/2.0)))/delta;
466  else
467    if (g == max)
468      *hue=(1.0/3.0)+((((max-r)/6.0)+(delta/2.0))-(((max-b)/6.0)+(delta/2.0)))/
469        delta;
470    else
471      if (b == max)
472        *hue=(2.0/3.0)+((((max-g)/6.0)+(delta/2.0))-(((max-r)/6.0)+
473          (delta/2.0)))/delta;
474  if (*hue < 0.0)
475    *hue+=1.0;
476  if (*hue > 1.0)
477    *hue-=1.0;
478}
479
480/*
481%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
482%                                                                             %
483%                                                                             %
484%                                                                             %
485%   C o n v e r t R G B T o H W B                                             %
486%                                                                             %
487%                                                                             %
488%                                                                             %
489%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
490%
491%  ConvertRGBToHWB() transforms a (red, green, blue) to a (hue, whiteness,
492%  blackness) triple.
493%
494%  The format of the ConvertRGBToHWB method is:
495%
496%      void ConvertRGBToHWB(const Quantum red,const Quantum green,
497%        const Quantum blue,double *hue,double *whiteness,double *blackness)
498%
499%  A description of each parameter follows:
500%
501%    o red, green, blue: A Quantum value representing the red, green, and
502%      blue component of a pixel.
503%
504%    o hue, whiteness, blackness: A pointer to a double value representing a
505%      component of the HWB color space.
506%
507*/
508MagickExport void ConvertRGBToHWB(const Quantum red,const Quantum green,
509  const Quantum blue,double *hue,double *whiteness,double *blackness)
510{
511  MagickRealType
512    f,
513    v,
514    w;
515
516  register long
517    i;
518
519  /*
520    Convert RGB to HWB colorspace.
521  */
522  assert(hue != (double *) NULL);
523  assert(whiteness != (double *) NULL);
524  assert(blackness != (double *) NULL);
525  w=(MagickRealType) MagickMin((double) red,MagickMin((double) green,(double)
526    blue));
527  v=(MagickRealType) MagickMax((double) red,MagickMax((double) green,(double)
528    blue));
529  *blackness=1.0-QuantumScale*v;
530  *whiteness=QuantumScale*w;
531  if (v == w)
532    {
533      *hue=0.0;
534      return;
535    }
536  f=((MagickRealType) red == w) ? green-(MagickRealType) blue :
537    (((MagickRealType) green == w) ? blue-(MagickRealType) red : red-
538    (MagickRealType) green);
539  i=((MagickRealType) red == w) ? 3 : (((MagickRealType) green == w) ? 5 : 1);
540  *hue=((double) i-f/(v-1.0*w))/6.0;
541}
542
543/*
544%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
545%                                                                             %
546%                                                                             %
547%                                                                             %
548%   E x p a n d A f f i n e                                                   %
549%                                                                             %
550%                                                                             %
551%                                                                             %
552%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
553%
554%  ExpandAffine() computes the affine's expansion factor, i.e. the square root
555%  of the factor by which the affine transform affects area. In an affine
556%  transform composed of scaling, rotation, shearing, and translation, returns
557%  the amount of scaling.
558%
559%  The format of the ExpandAffine method is:
560%
561%      double ExpandAffine(const AffineMatrix *affine)
562%
563%  A description of each parameter follows:
564%
565%    o expansion: Method ExpandAffine returns the affine's expansion factor.
566%
567%    o affine: A pointer the affine transform of type AffineMatrix.
568%
569*/
570MagickExport double ExpandAffine(const AffineMatrix *affine)
571{
572  assert(affine != (const AffineMatrix *) NULL);
573  return(sqrt(fabs(affine->sx*affine->sy-affine->rx*affine->ry)));
574}
575
576/*
577%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
578%                                                                             %
579%                                                                             %
580%                                                                             %
581%   G e t O p t i m a l K e r n e l W i d t h                                 %
582%                                                                             %
583%                                                                             %
584%                                                                             %
585%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
586%
587%  GetOptimalKernelWidth() computes the optimal kernel radius for a convolution
588%  filter.  Start with the minimum value of 3 pixels and walk out until we drop
589%  below the threshold of one pixel numerical accuracy.
590%
591%  The format of the GetOptimalKernelWidth method is:
592%
593%      unsigned long GetOptimalKernelWidth(const double radius,
594%        const double sigma)
595%
596%  A description of each parameter follows:
597%
598%    o width: Method GetOptimalKernelWidth returns the optimal width of
599%      a convolution kernel.
600%
601%    o radius: the radius of the Gaussian, in pixels, not counting the center
602%      pixel.
603%
604%    o sigma: the standard deviation of the Gaussian, in pixels.
605%
606*/
607MagickExport unsigned long GetOptimalKernelWidth1D(const double radius,
608  const double sigma)
609{
610  long
611    width;
612
613  MagickRealType
614    normalize,
615    value;
616
617  register long
618    u;
619
620  (void) LogMagickEvent(TraceEvent,GetMagickModule(),"...");
621  if (radius > 0.0)
622    return((unsigned long) (2.0*ceil(radius)+1.0));
623  if (fabs(sigma) <= MagickEpsilon)
624    return(1);
625  for (width=5; ; )
626  {
627    normalize=0.0;
628    for (u=(-width/2); u <= (width/2); u++)
629      normalize+=exp(-((double) u*u)/(2.0*sigma*sigma))/(MagickSQ2PI*sigma);
630    u=width/2;
631    value=exp(-((double) u*u)/(2.0*sigma*sigma))/(MagickSQ2PI*sigma)/normalize;
632    if ((long) (QuantumRange*value) <= 0L)
633      break;
634    width+=2;
635  }
636  return((unsigned long) (width-2));
637}
638
639MagickExport unsigned long GetOptimalKernelWidth2D(const double radius,
640  const double sigma)
641{
642
643  long
644    width;
645
646  MagickRealType
647    alpha,
648    normalize,
649    value;
650
651  register long
652    u,
653    v;
654
655  (void) LogMagickEvent(TraceEvent,GetMagickModule(),"...");
656  if (radius > 0.0)
657    return((unsigned long) (2.0*ceil(radius)+1.0));
658  if (fabs(sigma) <= MagickEpsilon)
659    return(1);
660  for (width=5; ; )
661  {
662    normalize=0.0;
663    for (v=(-width/2); v <= (width/2); v++)
664    {
665      for (u=(-width/2); u <= (width/2); u++)
666      {
667        alpha=exp(-((double) u*u+v*v)/(2.0*sigma*sigma));
668        normalize+=alpha/(2.0*MagickPI*sigma*sigma);
669      }
670    }
671    v=width/2;
672    value=exp(-((double) v*v)/(2.0*sigma*sigma))/(MagickSQ2PI*sigma)/normalize;
673    if ((long) (QuantumRange*value) <= 0L)
674      break;
675    width+=2;
676  }
677  return((unsigned long) (width-2));
678}
679
680MagickExport unsigned long  GetOptimalKernelWidth(const double radius,
681  const double sigma)
682{
683  return(GetOptimalKernelWidth1D(radius,sigma));
684}
Note: See TracBrowser for help on using the browser.