662d8e8dde907bfc35795701a373e387685745dd
[blender.git] / source / blender / nodes / intern / CMP_nodes / CMP_tonemap.c
1 /**
2  *
3  * ***** BEGIN GPL LICENSE BLOCK *****
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public License
7  * as published by the Free Software Foundation; either version 2
8  * of the License, or (at your option) any later version. 
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
17  * Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
18  *
19  * The Original Code is Copyright (C) 2006 Blender Foundation.
20  * All rights reserved.
21  *
22  * The Original Code is: all of this file.
23  *
24  * Contributor(s): Alfredo de Greef  (eeshlo)
25  *
26  * ***** END GPL LICENSE BLOCK *****
27  */
28
29 #include "../CMP_util.h"
30
31 static bNodeSocketType cmp_node_tonemap_in[]= {
32         {       SOCK_RGBA, 1, "Image",                  0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f, 0.0f, 1.0f},
33         {       -1, 0, ""       }
34 };
35 static bNodeSocketType cmp_node_tonemap_out[]= {
36         {       SOCK_RGBA, 0, "Image",                  0.0f, 0.0f, 0.0f, 1.0f, 0.0f, 1.0f},
37         {       -1, 0, ""       }
38 };
39
40
41 static float avgLogLum(CompBuf *src, float* auto_key, float* Lav, float* Cav)
42 {
43         float lsum = 0;
44         int p = src->x*src->y;
45         fRGB* bc = (fRGB*)src->rect;
46         float avl, maxl = -1e10f, minl = 1e10f;
47         const float sc = 1.f/(src->x*src->y);
48         *Lav = 0.f;
49         while (p--) {
50                 float L = 0.212671f*bc[0][0] + 0.71516f*bc[0][1] + 0.072169f*bc[0][2];
51                 *Lav += L;
52                 fRGB_add(Cav, bc[0]);
53                 lsum += (float)log((double)MAX2(L, 0.0) + 1e-5);
54                 maxl = (L > maxl) ? L : maxl;
55                 minl = (L < minl) ? L : minl;
56                 bc++;
57         }
58         *Lav *= sc;
59         fRGB_mult(Cav, sc);
60         maxl = log((double)maxl + 1e-5); minl = log((double)minl + 1e-5f); avl = lsum*sc;
61         *auto_key = (maxl > minl) ? ((maxl - avl) / (maxl - minl)) : 1.f;
62         return exp((double)avl);
63 }
64
65
66 void static tonemap(NodeTonemap* ntm, CompBuf* dst, CompBuf* src)
67 {
68         int x, y;
69         float dr, dg, db, al, igm = (ntm->gamma==0.f) ? 1 : (1.f / ntm->gamma);
70         float auto_key, Lav, Cav[3] = {0, 0, 0};
71
72         al = avgLogLum(src, &auto_key, &Lav, Cav);
73         al = (al == 0.f) ? 0.f : (ntm->key / al);
74
75         if (ntm->type == 1) {
76                 // Reinhard/Devlin photoreceptor
77                 const float f = exp((double)-ntm->f);
78                 const float m = (ntm->m > 0.f) ? ntm->m : (0.3f + 0.7f*pow((double)auto_key, 1.4));
79                 const float ic = 1.f - ntm->c, ia = 1.f - ntm->a;
80                 if (ntm->m == 0.f) printf("tonemap node, M: %g\n", m); 
81                 for (y=0; y<src->y; ++y) {
82                         fRGB* sp = (fRGB*)&src->rect[y*src->x*src->type];
83                         fRGB* dp = (fRGB*)&dst->rect[y*src->x*src->type];
84                         for (x=0; x<src->x; ++x) {
85                                 const float L = 0.212671f*sp[x][0] + 0.71516f*sp[x][1] + 0.072169f*sp[x][2];
86                                 float I_l = sp[x][0] + ic*(L - sp[x][0]);
87                                 float I_g = Cav[0] + ic*(Lav - Cav[0]);
88                                 float I_a = I_l + ia*(I_g - I_l);
89                                 dp[x][0] /= (dp[x][0] + pow((double)f*I_a, (double)m));
90                                 I_l = sp[x][1] + ic*(L - sp[x][1]);
91                                 I_g = Cav[1] + ic*(Lav - Cav[1]);
92                                 I_a = I_l + ia*(I_g - I_l);
93                                 dp[x][1] /= (dp[x][1] + pow((double)f*I_a,(double)m));
94                                 I_l = sp[x][2] + ic*(L - sp[x][2]);
95                                 I_g = Cav[2] + ic*(Lav - Cav[2]);
96                                 I_a = I_l + ia*(I_g - I_l);
97                                 dp[x][2] /= (dp[x][2] + pow((double)f*I_a, (double)m));
98                         }
99                 }
100                 return;
101         }
102
103         // Reinhard simple photographic tm (simplest, not using whitepoint var)
104         for (y=0; y<src->y; y++) {
105                 fRGB* sp = (fRGB*)&src->rect[y*src->x*src->type];
106                 fRGB* dp = (fRGB*)&dst->rect[y*src->x*src->type];
107                 for (x=0; x<src->x; x++) {
108                         fRGB_copy(dp[x], sp[x]);
109                         fRGB_mult(dp[x], al);
110                         dr = dp[x][0] + ntm->offset;
111                         dg = dp[x][1] + ntm->offset;
112                         db = dp[x][2] + ntm->offset;
113                         dp[x][0] /= ((dr == 0.f) ? 1.f : dr);
114                         dp[x][1] /= ((dg == 0.f) ? 1.f : dg);
115                         dp[x][2] /= ((db == 0.f) ? 1.f : db);
116                         if (igm != 0.f) {
117                                 dp[x][0] = pow((double)MAX2(dp[x][0], 0.), igm);
118                                 dp[x][1] = pow((double)MAX2(dp[x][1], 0.), igm);
119                                 dp[x][2] = pow((double)MAX2(dp[x][2], 0.), igm);
120                         }
121                 }
122         }
123 }
124
125
126 static void node_composit_exec_tonemap(void *data, bNode *node, bNodeStack **in, bNodeStack **out)
127 {
128         CompBuf *new, *img = in[0]->data;
129
130         if ((img==NULL) || (out[0]->hasoutput==0)) return;
131
132         if (img->type != CB_RGBA)
133                 new = typecheck_compbuf(img, CB_RGBA);
134         else
135                 new = dupalloc_compbuf(img);
136
137         tonemap(node->storage, new, img);
138
139         out[0]->data = new;
140 }
141
142 static void node_composit_init_tonemap(bNode* node)
143 {
144         NodeTonemap *ntm = MEM_callocN(sizeof(NodeTonemap), "node tonemap data");
145         ntm->type = 1;
146         ntm->key = 0.18;
147         ntm->offset = 1;
148         ntm->gamma = 1;
149         ntm->f = 0;
150         ntm->m = 0;     // actual value is set according to input
151         // default a of 1 works well with natural HDR images, but not always so for cgi.
152         // Maybe should use 0 or at least lower initial value instead
153         ntm->a = 1;
154         ntm->c = 0;
155         node->storage = ntm;
156 }
157
158 bNodeType cmp_node_tonemap = {
159         /* *next,*prev */       NULL, NULL,
160         /* type code   */       CMP_NODE_TONEMAP,
161         /* name        */       "Tonemap",
162         /* width+range */       150, 120, 200,
163         /* class+opts  */       NODE_CLASS_OP_COLOR, NODE_OPTIONS,
164         /* input sock  */       cmp_node_tonemap_in,
165         /* output sock */       cmp_node_tonemap_out,
166         /* storage     */       "NodeTonemap",
167         /* execfunc    */       node_composit_exec_tonemap,
168         /* butfunc     */       NULL,
169         /* initfunc    */       node_composit_init_tonemap,
170         /* freestoragefunc    */        node_free_standard_storage,
171         /* copystoragefunc    */        node_copy_standard_storage,
172         /* id          */       NULL
173 };