test/rgb_xyz_test.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2014-2015 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 #include "rgb_xyz.h"
  21 #include "xyz_image.h"
  22 #include "colour_conversion.h"
  23 #include <boost/test/unit_test.hpp>
  24 #include <boost/bind.hpp>
  25 #include <boost/scoped_array.hpp>
  26
  27 using std::max;
  28 using std::list;
  29 using std::string;
  30 using boost::shared_ptr;
  31 using boost::optional;
  32 using boost::scoped_array;
  33
  34 /** Convert a test image from sRGB to XYZ and check that the transforms are right */
  35 BOOST_AUTO_TEST_CASE (rgb_xyz_test)
  36 {
  37         unsigned int seed = 0;
  38         dcp::Size const size (640, 480);
  39
  40         scoped_array<uint8_t> rgb (new uint8_t[size.width * size.height * 6]);
  41         for (int y = 0; y < size.height; ++y) {
  42                 uint16_t* p = reinterpret_cast<uint16_t*> (rgb.get() + y * size.width * 6);
  43                 for (int x = 0; x < size.width; ++x) {
  44                         /* Write a 12-bit random number for each component */
  45                         for (int c = 0; c < 3; ++c) {
  46                                 *p = (rand_r (&seed) & 0xfff) << 4;
  47                                 ++p;
  48                         }
  49                 }
  50         }
  51
  52         shared_ptr<dcp::XYZImage> xyz = dcp::rgb_to_xyz (rgb.get(), size, size.width * 6, dcp::ColourConversion::srgb_to_xyz ());
  53
  54         for (int y = 0; y < size.height; ++y) {
  55                 uint16_t* p = reinterpret_cast<uint16_t*> (rgb.get() + y * size.width * 6);
  56                 for (int x = 0; x < size.width; ++x) {
  57
  58                         double cr = *p++ / 65535.0;
  59                         double cg = *p++ / 65535.0;
  60                         double cb = *p++ / 65535.0;
  61
  62                         /* Input gamma */
  63
  64                         if (cr < 0.04045) {
  65                                 cr /= 12.92;
  66                         } else {
  67                                 cr = pow ((cr + 0.055) / 1.055, 2.4);
  68                         }
  69
  70                         if (cg < 0.04045) {
  71                                 cg /= 12.92;
  72                         } else {
  73                                 cg = pow ((cg + 0.055) / 1.055, 2.4);
  74                         }
  75
  76                         if (cb < 0.04045) {
  77                                 cb /= 12.92;
  78                         } else {
  79                                 cb = pow ((cb + 0.055) / 1.055, 2.4);
  80                         }
  81
  82                         /* Matrix */
  83
  84                         double cx = cr * 0.4124564 + cg * 0.3575761 + cb * 0.1804375;
  85                         double cy = cr * 0.2126729 + cg * 0.7151522 + cb * 0.0721750;
  86                         double cz = cr * 0.0193339 + cg * 0.1191920 + cb * 0.9503041;
  87
  88                         /* Compand */
  89
  90                         cx *= 48 / 52.37;
  91                         cy *= 48 / 52.37;
  92                         cz *= 48 / 52.37;
  93
  94                         /* Output gamma */
  95
  96                         cx = pow (cx, 1 / 2.6);
  97                         cy = pow (cy, 1 / 2.6);
  98                         cz = pow (cz, 1 / 2.6);
  99
 100                         BOOST_REQUIRE_CLOSE (cx * 4095, xyz->data(0)[y * size.width + x], 1);
 101                         BOOST_REQUIRE_CLOSE (cy * 4095, xyz->data(1)[y * size.width + x], 1);
 102                         BOOST_REQUIRE_CLOSE (cz * 4095, xyz->data(2)[y * size.width + x], 1);
 103                 }
 104         }
 105 }
 106
 107 static list<string> notes;
 108
 109 static void
 110 note_handler (dcp::NoteType n, string s)
 111 {
 112         BOOST_REQUIRE_EQUAL (n, dcp::DCP_NOTE);
 113         notes.push_back (s);
 114 }
 115
 116 /** Check that xyz_to_rgb clamps XYZ values correctly */
 117 BOOST_AUTO_TEST_CASE (xyz_rgb_range_test)
 118 {
 119         shared_ptr<dcp::XYZImage> xyz (new dcp::XYZImage (dcp::Size (2, 2)));
 120
 121         xyz->data(0)[0] = -4;
 122         xyz->data(0)[1] = 6901;
 123         xyz->data(0)[2] = 0;
 124         xyz->data(0)[3] = 4095;
 125         xyz->data(1)[0] = -4;
 126         xyz->data(1)[1] = 6901;
 127         xyz->data(1)[2] = 0;
 128         xyz->data(1)[3] = 4095;
 129         xyz->data(2)[0] = -4;
 130         xyz->data(2)[1] = 6901;
 131         xyz->data(2)[2] = 0;
 132         xyz->data(2)[3] = 4095;
 133
 134         scoped_array<uint8_t> rgb (new uint8_t[2 * 2 * 6]);
 135
 136         notes.clear ();
 137         dcp::xyz_to_rgb (
 138                 xyz, dcp::ColourConversion::srgb_to_xyz (), rgb.get(), 2 * 6, boost::optional<dcp::NoteHandler> (boost::bind (&note_handler, _1, _2))
 139                 );
 140
 141         /* The 6 out-of-range samples should have been noted */
 142         BOOST_REQUIRE_EQUAL (notes.size(), 6);
 143         list<string>::const_iterator i = notes.begin ();
 144         BOOST_REQUIRE_EQUAL (*i++, "XYZ value -4 out of range");
 145         BOOST_REQUIRE_EQUAL (*i++, "XYZ value -4 out of range");
 146         BOOST_REQUIRE_EQUAL (*i++, "XYZ value -4 out of range");
 147         BOOST_REQUIRE_EQUAL (*i++, "XYZ value 6901 out of range");
 148         BOOST_REQUIRE_EQUAL (*i++, "XYZ value 6901 out of range");
 149         BOOST_REQUIRE_EQUAL (*i++, "XYZ value 6901 out of range");
 150
 151         /* And those samples should have been clamped, so check that they give the same result
 152            as inputs at the extremes (0 and 4095).
 153         */
 154
 155         uint16_t* buffer = reinterpret_cast<uint16_t*> (rgb.get ());
 156         BOOST_REQUIRE_EQUAL (buffer[0 * 3 + 0], buffer[2 * 3 + 1]);
 157         BOOST_REQUIRE_EQUAL (buffer[0 * 3 + 1], buffer[2 * 3 + 1]);
 158         BOOST_REQUIRE_EQUAL (buffer[0 * 3 + 2], buffer[2 * 3 + 2]);
 159
 160         BOOST_REQUIRE_EQUAL (buffer[1 * 3 + 0], buffer[3 * 3 + 0]);
 161         BOOST_REQUIRE_EQUAL (buffer[1 * 3 + 1], buffer[3 * 3 + 1]);
 162         BOOST_REQUIRE_EQUAL (buffer[1 * 3 + 2], buffer[3 * 3 + 2]);
 163 }