<p class="MsoNormal"><span lang="EN-US">Hi everyone!</span></p>



<p class="MsoNormal"><span lang="EN-US">My name is Guofu Xie, a graduate student
from Graduate University of Chinese Academy
of Sciences, Beijing, China.
My major is Computer Graphics. This is my first year for GSoC, thank you for
giving me the chance. </span></p>

<p class="MsoNormal"><span lang="EN-US">My project is aim to implement support for
HDR images in cairo.
First I will implement the scRGB color space, in which each color channel has
16 bit. Second, I will extend the pixman library to support the new format of
the image surface. In addition, I will use some tone mapping algorithms to
represent HDR images on display media better. </span></p>

<p class="MsoNormal"><span lang="EN-US">My proposal is below and I hope you give me some
advice.</span></p><p class="MsoNormal">Proposal<br>
 </p><p class="MsoNormal">Synopsis<br>
High Dynamic Range (HDR) images exceed the visualization capabilities
of display and print media. It is widely used to capture a higher
dynamic range of the viewed scene, from the dark shadows all the way up
to bright lights or reflected highlights.<br>
Current Cairo library does not provide the HDR image surface, and the
current color space can not represent the new image format. In order to
effectively utilize the display capabilities, I will use scRGB color
space to encode and compress the HDR image and extend the pixman
library to support the new format.<br>
<br>
Deliverables<br>
The following tasks are to be developed in the project:<br>
1) Implement the scRGB color space<br>
2) Extend the pixman library to support the new format<br>
<br>
Project Details<br>
My efforts will actually be separate tasks to complete.<br>
First, I will implement the scRGB color space. scRGB is an RGB (Red
Green Blue) color space created by Microsoft for use in its GDI+ API in
Windows Vista. It uses identical color primaries and white/black points
as the sRGB color space, but uses 16-bit floating point (half
precision) linear values instead of gamma compressed 8-bit integers. It
allows values outside of the [0..1] range, creating a much larger
effective gamut. It also has greater precision because the
half-precision format has a 10-bit significand.<br>
In my solution, the 16-bit floating-point data type is implemented as a
C struct, half, which is designed to behave as much as possible like
the standard floating-point data types built into the C language. half
numbers have 1 sign bit, 5 exponent bits, and 10 mantissa bits. The
interpretation of the sign, exponent and mantissa is analogous to
IEEE-754 floating-point numbers. half supports normalized and
denormalized numbers, infinities and NANs (Not A Number). The range of
representable numbers is roughly 6.0×10-8 - 6.5×104; numbers smaller
than 6.1×10-5 are denormalized. Conversions from float to half round
the mantissa to 10 bits; the 13 least significant bits are lost.
Conversions from half to float are lossless; all half numbers are
exactly representable as float values.<br>
Second, I will add the member CAIRO_FORMAT_ARGB64 in enum variance
_cairo_format_t, which is used to identify the memory format of image
data. In the format, each pixel is a 64-bit quantity, with alpha in the
upper 16 bits, then red, then green, then blue. The 64-bit quantities
are stored native-endian. Using function cairo_image_surface_create and
cairo_image_surface_create_for_data, the HDR image can be created. And then I will modify the pixman library to support the new format of
image surface. In enum pixman_format_name_t, I will add the member
PIXMAN_FORMAT_NAME_ARGB64, and in function pixman_format_init, I will
process the PIXMAN_FORMAT_NAME_ARGB64 format.<br>
One problem with HDR has always been in viewing the images. Mundane
CRTs, LCDs, prints, and other methods of displaying images only have a
limited dynamic range. Thus various methods of converting HDR images
into a viewable format have been developed, generally called &quot;tone
mapping&quot;. In the project, I will research on how the human eye and
visual cortex perceive a scene, trying to show the whole dynamic range
while retaining realistic color and contrast. In the project, I will
present an adaptive logarithmic mapping approach, which was introduced
in Drago et al. [2]. Of course, if there is enough time, I will
implement other tone mapping algorithms, for example, Fattal et al. [3]
and Mantiuk et al. [4].<br>
<br>
Project Schedule<br>
1) Publish my goals to the Cairo community and try to get some feedback
and suggestions on my plans. I will get familiar with the specific
Cairo internals that I require for my work. (Until mid of June)<br>
2) Implement tasks in the order they are specified above. That means
that I will begin with the implementation of the scRGB, the new format
of image surface and HDR tone mapping algorithms. I will try to
implement things so that they can be used despite they are not
completely finished. (Until beginning or mid of August)<br>
3) Testing tasks with the help of the Cairo community. This will begin
as soon as one component is finished and should be completed by the end
of August<br>
<br>
Biography<br>
I am a first year graduate student of Institute of Software, Chinese
Academy of Sciences (ISCAS). My major is Computer Graphics. I like it
and feel it very interesting and exciting. My experience in C/C++ is 5
years. Experience in graphics development and research is almost 2
years.<br>
I usually take part in Open Source activities and am vice-president of
the Open Source Association of my University. In the University, my
major is Software Engineering. I have led some projects, for example
Chinese Chess, AutoCAD secondary development, and student management
system. Now I am researching the fast Ray Tracing, GPU. I hope I can
bring the new development directions for Cairo based on my current
research.<br>
<br>
References<br>
[1] scRGB color space<br>
<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Scrgb">http://en.wikipedia.org/wiki/Scrgb</a><br>
[2] Adaptive Logarithmic Mapping For Displaying High Contrast Scenes<br>
<a href="http://www.mpi-inf.mpg.de/resources/tmo/logmap/">http://www.mpi-inf.mpg.de/resources/tmo/logmap/</a><br>
[3] Gradient domain high dynamic range compression<br>
<a href="http://www.cs.huji.ac.il/~danix/hdr/">http://www.cs.huji.ac.il/~danix/hdr/</a><br>
[4] A Perceptual Framework for Contrast Processing of High Dynamic Range Images<br>
<a href="http://www.mpi-inf.mpg.de/~mantiuk/contrast_domain/">http://www.mpi-inf.mpg.de/~mantiuk/contrast_domain/</a></p>

<br>BEST WISHES!<br>YOURS SINCERELY,<br><br>Guofu Xie<br>CG Group, State Key Laboratory of Computer Science, Institute of Software, Chinese Academy of Sciences(ISCAS)<br>Tel: (+86)15810330487<br>Email: <a href="mailto:guofu85@gmail.com">guofu85@gmail.com</a>