color-lab: new
authorJulien Danjou <julien@danjou.info>
Mon, 22 Nov 2010 15:02:52 +0000 (16:02 +0100)
committerJulien Danjou <julien@danjou.info>
Mon, 22 Nov 2010 15:12:16 +0000 (16:12 +0100)
lisp/ChangeLog
lisp/color-lab.el [new file with mode: 0644]

index 451abc4..82847c2 100644 (file)
@@ -1,5 +1,7 @@
 2010-11-22  Julien Danjou  <julien@danjou.info>
 
+       * color-lab.el: New file.
+
        * gnus-art.el (gnus-url-mailto): Do not downcase args.
 
 2010-11-21  Andrew Cohen  <cohen@andy.bu.edu>
diff --git a/lisp/color-lab.el b/lisp/color-lab.el
new file mode 100644 (file)
index 0000000..997bdbf
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,241 @@
+;;; color-lab.el --- Color manipulation laboratory routines
+
+;; Copyright (C) 2010 Free Software Foundation, Inc.
+
+;; Author: Julien Danjou <julien@danjou.info>
+;; Keywords: html
+
+;; This file is part of GNU Emacs.
+
+;; GNU Emacs is free software: you can redistribute it and/or modify
+;; it under the terms of the GNU General Public License as published by
+;; the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
+;; (at your option) any later version.
+
+;; GNU Emacs is distributed in the hope that it will be useful,
+;; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+;; GNU General Public License for more details.
+
+;; You should have received a copy of the GNU General Public License
+;; along with GNU Emacs.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+
+;;; Commentary:
+
+;; This package provides color manipulation functions.
+
+;;; Code:
+
+(defun rgb->hsv (red green blue)
+  "Convert RED GREEN BLUE values to HSV representation.
+Hue is in radian. Saturation and values are between 0 and 1."
+   (let* ((r (float red))
+        (g (float green))
+        (b (float blue))
+        (max (max r g b))
+        (min (min r g b)))
+     (list
+      (/ (* 2 float-pi
+            (cond ((and (= r g) (= g b)) 0)
+                  ((and (= r max)
+                        (>= g b))
+                   (* 60 (/ (- g b) (- max min))))
+                  ((and (= r max)
+                        (< g b))
+                   (+ 360 (* 60 (/ (- g b) (- max min)))))
+                  ((= max g)
+                   (+ 120 (* 60 (/ (- b r) (- max min)))))
+                  ((= max b)
+                       (+ 240 (* 60 (/ (- r g) (- max min)))))))
+         360)
+      (if (= max 0)
+          0
+        (- 1 (/ min max)))
+      (/ max 255.0))))
+
+(defun rgb->hsl (red green blue)
+  "Convert RED GREEN BLUE colors to their HSL representation.
+RED, GREEN and BLUE must be between 0 and 255."
+  (let* ((r (/ red 255.0))
+         (g (/ green 255.0))
+         (b (/ blue 255.0))
+         (max (max r g b))
+         (min (min r g b))
+         (delta (- max min))
+         (l (/ (+ max min) 2.0)))
+    (list
+     (if (= max min)
+         0
+       (* 2 float-pi
+          (/ (cond ((= max r)
+                    (+ (/ (- g b) delta) (if (< g b) 6 0)))
+                   ((= max g)
+                 (+ (/ (- b r) delta) 2))
+                   (t
+                    (+ (/ (- r g) delta) 4)))
+             6)))
+     (if (= max min)
+         0
+       (if (> l 0.5)
+           (/ delta (- 2 (+ max min)))
+         (/ delta (+ max min))))
+     l)))
+
+(defun rgb->xyz (red green blue)
+  "Converts RED GREEN BLUE colors to CIE XYZ representation.
+RED, BLUE and GREEN must be between 0 and 1."
+  (let ((r (if (<= red 0.04045)
+               (/ red 12.95)
+             (expt (/ (+ red 0.055) 1.055) 2.4)))
+        (g (if (<= green 0.04045)
+               (/ green 12.95)
+             (expt (/ (+ green 0.055) 1.055) 2.4)))
+        (b (if (<= blue 0.04045)
+               (/ blue 12.95)
+             (expt (/ (+ blue 0.055) 1.055) 2.4))))
+    (list (+ (* 0.4124564 r) (* 0.3575761 g) (* 0.1804375 b))
+          (+ (* 0.21266729 r) (* 0.7151522 g) (* 0.0721750 b))
+          (+ (* 0.0193339 r) (* 0.1191920 g) (* 0.9503041 b)))))
+
+(defun xyz->rgb (X Y Z)
+  "Converts CIE XYZ colors to RGB."
+  (let ((r (+ (* 3.2404542 X) (* -1.5371385 Y) (* -0.4985314 Z)))
+        (g (+ (* -0.9692660 X) (* 1.8760108 Y) (* 0.0415560 Z)))
+        (b (+ (* 0.0556434 X) (* -0.2040259 Y) (* 1.0572252 Z))))
+    (list (if (<= r 0.0031308)
+              (* 12.92 r)
+            (- (* 1.055 (expt r (/ 1 2.4))) 0.055))
+          (if (<= g 0.0031308)
+              (* 12.92 g)
+            (- (* 1.055 (expt g (/ 1 2.4))) 0.055))
+          (if (<= b 0.0031308)
+              (* 12.92 b)
+            (- (* 1.055 (expt b (/ 1 2.4))) 0.055)))))
+
+(defconst color-lab-d65-xyz '(0.950455 1.0 1.088753)
+  "D65 white point in CIE XYZ.")
+
+(defconst color-lab-ε (/ 216 24389.0))
+(defconst color-lab-κ (/ 24389 27.0))
+
+(defun xyz->lab (X Y Z &optional white-point)
+  "Converts CIE XYZ to CIE L*a*b*.
+WHITE-POINT can be specified as (X Y Z) white point to use. If
+none is set, `color-lab-d65-xyz' is used."
+  (destructuring-bind (Xr Yr Zr) (or white-point color-lab-d65-xyz)
+      (let* ((xr (/ X Xr))
+             (yr (/ Y Yr))
+             (zr (/ Z Zr))
+             (fx (if (> xr color-lab-ε)
+                     (expt xr (/ 1 3.0))
+                   (/ (+ (* color-lab-κ xr) 16) 116.0)))
+             (fy (if (> yr color-lab-ε)
+                     (expt yr (/ 1 3.0))
+                   (/ (+ (* color-lab-κ yr) 16) 116.0)))
+             (fz (if (> zr color-lab-ε)
+                     (expt zr (/ 1 3.0))
+                   (/ (+ (* color-lab-κ zr) 16) 116.0))))
+        (list
+         (- (* 116 fy) 16)                  ; L
+         (* 500 (- fx fy))                  ; a
+         (* 200 (- fy fz))))))              ; b
+
+(defun lab->xyz (L a b &optional white-point)
+  "Converts CIE L*a*b* to CIE XYZ.
+WHITE-POINT can be specified as (X Y Z) white point to use. If
+none is set, `color-lab-d65-xyz' is used."
+  (destructuring-bind (Xr Yr Zr) (or white-point color-lab-d65-xyz)
+      (let* ((fy (/ (+ L 16) 116.0))
+             (fz (- fy (/ b 200.0)))
+             (fx (+ (/ a 500.0) fy))
+             (xr (if (> (expt fx 3) color-lab-ε)
+                     (expt fx 3)
+               (/ (- (* fx 116) 16) color-lab-κ)))
+             (yr (if (> L (* color-lab-κ color-lab-ε))
+                     (expt (/ (+ L 16) 116.0) 3)
+                   (/ L color-lab-κ)))
+             (zr (if (> (expt fz 3) color-lab-ε)
+                     (expt fz 3)
+                   (/ (- (* 116 fz) 16) color-lab-κ))))
+        (list (* xr Xr)                 ; X
+              (* yr Yr)                 ; Y
+              (* zr Zr)))))             ; Z
+
+(defun rgb->lab (red green blue)
+  "Converts RGB to CIE L*a*b*."
+  (apply 'xyz->lab (rgb->xyz red green blue)))
+
+(defun rgb->normalize (color)
+  "Normalize a RGB color to values between [0,1]."
+  (mapcar (lambda (x) (/ x 65535.0)) (x-color-values color)))
+
+(defun lab->rgb (L a b)
+  "Converts CIE L*a*b* to RGB."
+  (apply 'xyz->rgb (lab->xyz L a b)))
+
+(defun color-lab-ciede2000 (color1 color2 &optional kL kC kH)
+  "Computes the CIEDE2000 color distance between COLOR1 and COLOR2.
+Colors must be in CIE L*a*b* format."
+  (destructuring-bind (L₁ a₁ b₁) color1
+    (destructuring-bind (L₂ a₂ b₂) color2
+      (let* ((kL (or kL 1))
+             (kC (or kC 1))
+             (kH (or kH 1))
+             (C₁ (sqrt (+ (expt a₁ 2) (expt b₁ 2))))
+             (C₂ (sqrt (+ (expt a₂ 2) (expt b₂ 2))))
+             (C̄ (/ (+ C₁ C₂) 2.0))
+             (G (* 0.5 (- 1 (sqrt (/ (expt C̄ 7) (+ (expt C̄ 7) (expt 25 7)))))))
+             (a′₁ (* (+ 1 G) a₁))
+             (a′₂ (* (+ 1 G) a₂))
+             (C′₁ (sqrt (+ (expt a′₁ 2) (expt b₁ 2))))
+             (C′₂ (sqrt (+ (expt a′₂ 2) (expt b₂ 2))))
+             (h′₁ (if (and (= b₁ 0) (= a′₁ 0))
+                      0
+                    (let ((v (atan b₁ a′₁)))
+                      (if (< v 0)
+                          (+ v (* 2 float-pi))
+                        v))))
+             (h′₂ (if (and (= b₂ 0) (= a′₂ 0))
+                      0
+                    (let ((v (atan b₂ a′₂)))
+                      (if (< v 0)
+                          (+ v (* 2 float-pi))
+                        v))))
+             (ΔL′ (- L₂ L₁))
+             (ΔC′ (- C′₂ C′₁))
+             (Δh′ (cond ((= (* C′₁ C′₂) 0)
+                         0)
+                        ((<= (abs (- h′₂ h′₁)) float-pi)
+                         (- h′₂ h′₁))
+                        ((> (- h′₂ h′₁) float-pi)
+                         (- (- h′₂ h′₁) (* 2 float-pi)))
+                        ((< (- h′₂ h′₁) (- float-pi))
+                         (+ (- h′₂ h′₁) (* 2 float-pi)))))
+             (ΔH′ (* 2 (sqrt (* C′₁ C′₂)) (sin (/ Δh′ 2.0))))
+             (L̄′ (/ (+ L₁ L₂) 2.0))
+             (C̄′ (/ (+ C′₁ C′₂) 2.0))
+             (h̄′ (cond ((= (* C′₁ C′₂) 0)
+                        (+ h′₁ h′₂))
+                       ((<= (abs (- h′₁ h′₂)) float-pi)
+                        (/ (+ h′₁ h′₂) 2.0))
+                       ((< (+ h′₁ h′₂) (* 2 float-pi))
+                        (/ (+ h′₁ h′₂ (* 2 float-pi)) 2.0))
+                       ((>= (+ h′₁ h′₂) (* 2 float-pi))
+                        (/ (+ h′₁ h′₂ (* -2 float-pi)) 2.0))))
+             (T (+ 1
+                   (- (* 0.17 (cos (- h̄′ (degrees-to-radians 30)))))
+                   (* 0.24 (cos (* h̄′ 2)))
+                   (* 0.32 (cos (+ (* h̄′ 3) (degrees-to-radians 6))))
+                   (- (* 0.20 (cos (- (* h̄′ 4) (degrees-to-radians 63)))))))
+             (Δθ (* (degrees-to-radians 30) (exp (- (expt (/ (- h̄′ (degrees-to-radians 275)) (degrees-to-radians 25)) 2)))))
+             (Rc (* 2 (sqrt (/ (expt C̄′ 7) (+ (expt C̄′ 7) (expt 25 7))))))
+             (Sl (+ 1 (/ (* 0.015 (expt (- L̄′ 50) 2)) (sqrt (+ 20 (expt (- L̄′ 50) 2))))))
+             (Sc (+ 1 (* C̄′ 0.045)))
+             (Sh (+ 1 (* 0.015 C̄′ T)))
+             (Rt (- (* (sin (* Δθ 2)) Rc))))
+        (sqrt (+ (expt (/ ΔL′ (* Sl kL)) 2)
+                 (expt (/ ΔC′ (* Sc kC)) 2)
+                 (expt (/ ΔH′ (* Sh kH)) 2)
+                 (* Rt (/ ΔC′ (* Sc kC)) (/ ΔH′ (* Sh kH)))))))))
+
+(provide 'color-lab)