src/display/pixblock-scaler.cpp

   1 #define __NR_PIXBLOCK_SCALER_CPP__
   2
   3 /*
   4  * Functions for blitting pixblocks using scaling
   5  *
   6  * Author:
   7  *   Niko Kiirala <niko@kiirala.com>
   8  *
   9  * Copyright (C) 2006 Niko Kiirala
  10  *
  11  * Released under GNU GPL, read the file 'COPYING' for more information
  12  */
  13
  14 #include <glib.h>
  15 #include <cmath>
  16 using std::floor;
  17
  18 #include "display/nr-filter-utils.h"
  19 #include "libnr/nr-pixblock.h"
  20
  21 namespace NR {
  22
  23 struct RGBA {
  24     int r, g, b, a;
  25 };
  26
  27 /** Calculates cubically interpolated value of the four given pixel values.
  28  * The pixel values should be from four vertically adjacent pixels.
  29  * If we are calculating a pixel, whose y-coordinate in source image is
  30  * i, these pixel values a, b, c and d should come from lines
  31  * floor(i) - 1, floor(i), floor(i) + 1, floor(i) + 2, respectively.
  32  * Parameter len should be set to i.
  33  * Returns the interpolated value in fixed point format with 8 bit
  34  * decimal part. (24.8 assuming 32-bit int)
  35  */
  36 __attribute__ ((const))
  37 inline int sampley(unsigned const char a, unsigned const char b,
  38                    unsigned const char c, unsigned const char d,
  39                    const double len)
  40 {
  41     double lenf = len - floor(len);
  42     int sum = 0;
  43     sum += (int)((((-1.0 / 3.0) * lenf + 4.0 / 5.0) * lenf - 7.0 / 15.0)
  44                  * lenf * 256 * a);
  45     sum += (int)((((lenf - 9.0 / 5.0) * lenf - 1.0 / 5.0) * lenf + 1.0)
  46                  * 256 * b);
  47     sum += (int)(((((1 - lenf) - 9.0 / 5.0) * (1 - lenf) - 1.0 / 5.0)
  48                   * (1 - lenf) + 1.0) * 256 * c);
  49     sum += (int)((((-1.0 / 3.0) * (1 - lenf) + 4.0 / 5.0) * (1 - lenf)
  50                   - 7.0 / 15.0) * (1 - lenf) * 256 * d);
  51     return sum;
  52 }
  53
  54 /** Calculates cubically interpolated value of the four given pixel values.
  55  * The pixel values should be interpolated values from sampley, from four
  56  * horizontally adjacent vertical lines. The parameters a, b, c and d
  57  * should be in fixed point format with 8-bit decimal part.
  58  * If we are calculating a pixel, whose x-coordinate in source image is
  59  * i, these vertical  lines from where a, b, c and d are calculated, should be
  60  * floor(i) - 1, floor(i), floor(i) + 1, floor(i) + 2, respectively.
  61  * Parameter len should be set to i.
  62  * Returns the interpolated value in 8-bit format, ready to be written
  63  * to output buffer.
  64  */
  65 inline int samplex(const int a, const int b, const int c, const int d, const double len) {
  66     double lenf = len - floor(len);
  67     int sum = 0;
  68     sum += (int)(a * (((-1.0 / 3.0) * lenf + 4.0 / 5.0) * lenf - 7.0 / 15.0) * lenf);
  69     sum += (int)(b * (((lenf - 9.0 / 5.0) * lenf - 1.0 / 5.0) * lenf + 1.0));
  70     sum += (int)(c * ((((1 - lenf) - 9.0 / 5.0) * (1 - lenf) - 1.0 / 5.0) * (1 - lenf) + 1.0));
  71     sum += (int)(d * (((-1.0 / 3.0) * (1 - lenf) + 4.0 / 5.0) * (1 - lenf) - 7.0 / 15.0) * (1 - lenf));
  72     //if (sum < 0) sum = 0;
  73     //if (sum > 255 * 256) sum = 255 * 256;
  74     return sum / 256;
  75 }
  76
  77 /**
  78  * Sanity check function for indexing pixblocks.
  79  * Catches reading and writing outside the pixblock area.
  80  * When enabled, decreases filter rendering speed massively.
  81  */
  82 inline void _check_index(NRPixBlock const * const pb, int const location, int const line)
  83 {
  84     if(false) {
  85         int max_loc = pb->rs * (pb->area.y1 - pb->area.y0);
  86         if (location < 0 || (location + 4) > max_loc)
  87             g_warning("Location %d out of bounds (0 ... %d) at line %d", location, max_loc, line);
  88     }
  89 }
  90
  91 void scale_bicubic(NRPixBlock *to, NRPixBlock *from)
  92 {
  93     if (NR_PIXBLOCK_BPP(from) != 4 || NR_PIXBLOCK_BPP(to) != 4) {
  94         g_warning("A non-32-bpp image passed to scale_bicubic: scaling aborted.");
  95         return;
  96     }
  97
  98     // Precalculate sizes of source and destination pixblocks
  99     int from_width = from->area.x1 - from->area.x0;
 100     int from_height = from->area.y1 - from->area.y0;
 101     int to_width = to->area.x1 - to->area.x0;
 102     int to_height = to->area.y1 - to->area.y0;
 103
 104     // from_step: when advancing one pixel in destination image,
 105     // how much we should advance in source image
 106     double from_stepx = (double)from_width / (double)to_width;
 107     double from_stepy = (double)from_height / (double)to_height;
 108
 109     // Loop through every pixel of destination image, a line at a time
 110     for (int to_y = 0 ; to_y < to_height ; to_y++) {
 111         double from_y = to_y * from_stepy + from_stepy / 2;
 112         // Pre-calculate beginning of the four horizontal lines, from
 113         // which we should read
 114         int from_line[4];
 115         for (int i = 0 ; i < 4 ; i++) {
 116             if ((int)floor(from_y) + i - 1 >= 0) {
 117                 if ((int)floor(from_y) + i - 1 < from_height) {
 118                     from_line[i] = ((int)floor(from_y) + i - 1) * from->rs;
 119                 } else {
 120                     from_line[i] = (from_height - 1) * from->rs;
 121                 }
 122             } else {
 123                 from_line[i] = 0;
 124             }
 125         }
 126         // Loop through this horizontal line in destination image
 127         // For every pixel, calculate the color of pixel with
 128         // bicubic interpolation and set the pixel value in destination image
 129         for (int to_x = 0 ; to_x < to_width ; to_x++) {
 130             double from_x = to_x * from_stepx + from_stepx / 2;
 131             RGBA line[4];
 132             for (int i = 0 ; i < 4 ; i++) {
 133                 int k = (int)floor(from_x) + i - 1;
 134                 if (k < 0) k = 0;
 135                 if (k >= from_width) k = from_width - 1;
 136                 k *= 4;
 137                 _check_index(from, from_line[0] + k, __LINE__);
 138                 _check_index(from, from_line[1] + k, __LINE__);
 139                 _check_index(from, from_line[2] + k, __LINE__);
 140                 _check_index(from, from_line[3] + k, __LINE__);
 141                 line[i].r = sampley(NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[0] + k],
 142                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[1] + k],
 143                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[2] + k],
 144                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[3] + k],
 145                                     from_y);
 146                 line[i].g = sampley(NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[0] + k + 1],
 147                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[1] + k + 1],
 148                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[2] + k + 1],
 149                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[3] + k + 1],
 150                                     from_y);
 151                 line[i].b = sampley(NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[0] + k + 2],
 152                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[1] + k + 2],
 153                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[2] + k + 2],
 154                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[3] + k + 2],
 155                                     from_y);
 156                 line[i].a = sampley(NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[0] + k + 3],
 157                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[1] + k + 3],
 158                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[2] + k + 3],
 159                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[3] + k + 3],
 160                                     from_y);
 161             }
 162             RGBA result;
 163             result.r = samplex(line[0].r, line[1].r, line[2].r, line[3].r,
 164                                from_x);
 165             result.g = samplex(line[0].g, line[1].g, line[2].g, line[3].g,
 166                                from_x);
 167             result.b = samplex(line[0].b, line[1].b, line[2].b, line[3].b,
 168                                from_x);
 169             result.a = samplex(line[0].a, line[1].a, line[2].a, line[3].a,
 170                                from_x);
 171
 172             _check_index(to, to_y * to->rs + to_x * 4, __LINE__);
 173
 174             if (to->mode == NR_PIXBLOCK_MODE_R8G8B8A8P) {
 175                 /* Clamp the colour channels to range from 0 to result.a to
 176                  * make sure, we don't exceed 100% per colour channel with
 177                  * images that have premultiplied alpha */
 178
 179                 result.a = clamp(result.a);
 180
 181                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4] = clamp_alpha(result.r, result.a);
 182                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 1] = clamp_alpha(result.g, result.a);
 183                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 2] = clamp_alpha(result.b, result.a);
 184                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 3] = result.a;
 185             } else {
 186                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4] = clamp(result.r);
 187                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 1] = clamp(result.g);
 188                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 2] = clamp(result.b);
 189                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 3] = clamp(result.a);
 190             }
 191         }
 192     }
 193 }
 194
 195 } /* namespace NR */
 196 /*
 197   Local Variables:
 198   mode:c++
 199   c-file-style:"stroustrup"
 200   c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0)(case-label . +))
 201   indent-tabs-mode:nil
 202   fill-column:99
 203   End:
 204 */
 205 // vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=8:softtabstop=4:encoding=utf-8:textwidth=99 :