src/display/nr-3dutils.cpp

   1 /*
   2  * 3D utils.
   3  *
   4  * Authors:
   5  *   Jean-Rene Reinhard <jr@komite.net>
   6  *
   7  * Copyright (C) 2007 authors
   8  *
   9  * Released under GNU GPL, read the file 'COPYING' for more information
  10  */
  11
  12 #include <glib/gmessages.h>
  13
  14 #include "libnr/nr-pixblock.h"
  15 #include "libnr/nr-matrix.h"
  16 #include "display/nr-3dutils.h"
  17 #include <cmath>
  18
  19 namespace NR {
  20
  21 #define BEGIN 0 // TOP or LEFT
  22 #define MIDDLE 1
  23 #define END 2 // BOTTOM or RIGHT
  24
  25 #define START(v) ((v)==BEGIN? 1 : 0)
  26 #define FINISH(v) ((v)==END? 1 : 2)
  27
  28 signed char K_X[3][3][3][3] = {
  29     //K_X[TOP]
  30     {
  31         //K_X[TOP][LEFT]
  32         {
  33             { 0,  0,  0},
  34             { 0, -2,  2},
  35             { 0, -1,  1}
  36         },
  37         {
  38             { 0,  0,  0},
  39             {-2,  0,  2},
  40             {-1,  0,  1}
  41         },
  42         {
  43             { 0,  0,  0},
  44             {-2,  2,  0},
  45             {-1,  1,  0}
  46         }
  47     },
  48     //K_X[MIDDLE]
  49     {
  50         //K_X[MIDDLE][LEFT]
  51         {
  52             { 0, -1,  1},
  53             { 0, -2,  2},
  54             { 0, -1,  1}
  55         },
  56         {
  57             {-1,  0,  1},
  58             {-2,  0,  2},
  59             {-1,  0,  1}
  60         },
  61         {
  62             {-1,  1,  0},
  63             {-2,  2,  0},
  64             {-1,  1,  0}
  65         }
  66     },
  67     //K_X[BOTTOM]
  68     {
  69         //K_X[BOTTOM][LEFT]
  70         {
  71             { 0, -1,  1},
  72             { 0, -2,  2},
  73             { 0,  0,  0}
  74         },
  75         {
  76             {-1,  0,  1},
  77             {-2,  0,  2},
  78             { 0,  0,  0}
  79         },
  80         {
  81             {-1,  1,  0},
  82             {-2,  2,  0},
  83             { 0,  0,  0}
  84         }
  85     }
  86 };
  87
  88 //K_Y is obtained by transposing K_X globally and each of its components
  89
  90 gdouble FACTOR_X[3][3] = {
  91     {2./3, 1./3, 2./3},
  92     {1./2, 1./4, 1./2},
  93     {2./3, 1./3, 2./3}
  94 };
  95
  96 //FACTOR_Y is obtained by transposing FACTOR_X
  97
  98 inline
  99 int get_carac(int i, int len, int delta) {
 100     if (i < delta)
 101         return BEGIN;
 102     else if (i > len - 1 - delta)
 103         return END;
 104     else
 105         return MIDDLE;
 106 }
 107
 108 //assumes in is RGBA
 109 //should be made more resistant
 110 void compute_surface_normal(Fvector &N, gdouble ss, NRPixBlock *in, int i, int j, int dx, int dy) {
 111     int w = in->area.x1 - in->area.x0;
 112     int h = in->area.y1 - in->area.y0;
 113     int k, l, alpha_idx, alpha_idx_y;
 114     int x_carac, y_carac;
 115     gdouble alpha;
 116     gdouble accu_x;
 117     gdouble accu_y;
 118     unsigned char *data = NR_PIXBLOCK_PX (in);
 119     g_assert(NR_PIXBLOCK_BPP(in) == 4);
 120     x_carac = get_carac(j, w, dx); //LEFT, MIDDLE or RIGHT
 121     y_carac = get_carac(i, h, dy); //TOP, MIDDLE or BOTTOM
 122     alpha_idx = 4*(i*w + j);
 123     accu_x = 0;
 124     accu_y = 0;
 125     for (k = START(y_carac); k <= FINISH(y_carac); k++) {
 126         alpha_idx_y = alpha_idx + 4*(k-1)*dy*w;
 127         for (l = START(x_carac); l <= FINISH(x_carac); l++) {
 128             alpha = (data + alpha_idx_y + 4*dx*(l-1))[3];
 129             accu_x += K_X[y_carac][x_carac][k][l] * alpha / 255;
 130             accu_y += K_X[x_carac][y_carac][l][k] * alpha / 255;
 131         }
 132     }
 133     N[X_3D] = -1 * ss * FACTOR_X[y_carac][x_carac] * accu_x / dx;
 134     N[Y_3D] = -1 * ss * FACTOR_X[x_carac][y_carac] * accu_y / dy;
 135     N[Z_3D] = 1;
 136     normalize_vector(N);
 137     //std::cout << "(" << N[X_3D] << ", " << N[Y_3D] << ", " << N[Z_3D] << ")" << std::endl;
 138 }
 139
 140 void convert_coord(gdouble &x, gdouble &y, gdouble &z, Matrix const &trans) {
 141     Point p = Point(x, y);
 142     p *= trans;
 143     x = p[X];
 144     y = p[Y];
 145     z *= trans[0];
 146 }
 147
 148 gdouble norm(const Fvector &v) {
 149     return sqrt(v[X_3D]*v[X_3D] + v[Y_3D]*v[Y_3D] + v[Z_3D]*v[Z_3D]);
 150 }
 151
 152 void normalize_vector(Fvector &v) {
 153     gdouble nv = norm(v);
 154     //TODO test nv == 0
 155     for (int j = 0; j < 3; j++) {
 156         v[j] /= nv;
 157     }
 158 }
 159
 160 gdouble scalar_product(const Fvector &a, const Fvector &b) {
 161     return  a[X_3D] * b[X_3D] +
 162             a[Y_3D] * b[Y_3D] +
 163             a[Z_3D] * b[Z_3D];
 164 }
 165
 166 void normalized_sum(Fvector &r, const Fvector &a, const Fvector &b) {
 167     r[X_3D] = a[X_3D] + b[X_3D];
 168     r[Y_3D] = a[Y_3D] + b[Y_3D];
 169     r[Z_3D] = a[Z_3D] + b[Z_3D];
 170     normalize_vector(r);
 171 }
 172
 173 }/* namespace NR */
 174
 175 /*
 176   Local Variables:
 177   mode:c++
 178   c-file-style:"stroustrup"
 179   c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0)(case-label . +))
 180   indent-tabs-mode:nil
 181   fill-column:99
 182   End:
 183 */
 184 // vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=8:softtabstop=4:encoding=utf-8:textwidth=99 :