src/display/pixblock-transform.cpp

   1 #define __NR_PIXBLOCK_SCALER_CPP__
   2
   3 /*
   4  * Functions for blitting pixblocks using matrix transformation
   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 #if defined (SOLARIS_2_8)
  17 #include "round.h"
  18 using Inkscape::round;
  19 #endif
  20 using std::floor;
  21
  22 #include "display/nr-filter-utils.h"
  23
  24 #include "libnr/nr-pixblock.h"
  25 #include "libnr/nr-matrix.h"
  26
  27 namespace NR {
  28
  29 struct RGBA {
  30     int r, g, b, a;
  31 };
  32
  33 /**
  34  * Sanity check function for indexing pixblocks.
  35  * Catches reading and writing outside the pixblock area.
  36  * When enabled, decreases filter rendering speed massively.
  37  */
  38 inline void _check_index(NRPixBlock const * const pb, int const location, int const line)
  39 {
  40     if(false) {
  41         int max_loc = pb->rs * (pb->area.y1 - pb->area.y0);
  42         if (location < 0 || (location + 4) > max_loc)
  43             g_warning("Location %d out of bounds (0 ... %d) at line %d", location, max_loc, line);
  44     }
  45 }
  46
  47 void transform_nearest(NRPixBlock *to, NRPixBlock *from, Matrix &trans)
  48 {
  49     if (NR_PIXBLOCK_BPP(from) != 4 || NR_PIXBLOCK_BPP(to) != 4) {
  50         g_warning("A non-32-bpp image passed to transform_nearest: scaling aborted.");
  51         return;
  52     }
  53
  54     // Precalculate sizes of source and destination pixblocks
  55     int from_width = from->area.x1 - from->area.x0;
  56     int from_height = from->area.y1 - from->area.y0;
  57     int to_width = to->area.x1 - to->area.x0;
  58     int to_height = to->area.y1 - to->area.y0;
  59
  60     Matrix itrans = trans.inverse();
  61
  62     // Loop through every pixel of destination image, a line at a time
  63     for (int to_y = 0 ; to_y < to_height ; to_y++) {
  64         for (int to_x = 0 ; to_x < to_width ; to_x++) {
  65             RGBA result = {0,0,0,0};
  66
  67             int from_x = (int)round(itrans[0] * (to_x + to->area.x0)
  68                                     + itrans[2] * (to_y + to->area.y0)
  69                                     + itrans[4]);
  70             from_x -= from->area.x0;
  71             int from_y = (int)round(itrans[1] * (to_x + to->area.x0)
  72                                     + itrans[3] * (to_y + to->area.y0)
  73                                     + itrans[5]);
  74             from_y -= from->area.y0;
  75
  76             if (from_x >= 0 && from_x < from_width
  77                 && from_y >= 0 && from_y < from_height) {
  78                 _check_index(from, from_y * from->rs + from_x * 4, __LINE__);
  79                 result.r = NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_y * from->rs + from_x * 4];
  80                 result.g = NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_y * from->rs + from_x * 4 + 1];
  81                 result.b = NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_y * from->rs + from_x * 4 + 2];
  82                 result.a = NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_y * from->rs + from_x * 4 + 3];
  83             }
  84
  85             _check_index(to, to_y * to->rs + to_x * 4, __LINE__);
  86             NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4] = result.r;
  87             NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 1] = result.g;
  88             NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 2] = result.b;
  89             NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 3] = result.a;
  90         }
  91     }
  92 }
  93
  94 /** Calculates cubically interpolated value of the four given pixel values.
  95  * The pixel values should be from four vertically adjacent pixels.
  96  * If we are calculating a pixel, whose y-coordinate in source image is
  97  * i, these pixel values a, b, c and d should come from lines
  98  * floor(i) - 1, floor(i), floor(i) + 1, floor(i) + 2, respectively.
  99  * Parameter len should be set to i.
 100  * Returns the interpolated value in fixed point format with 8 bit
 101  * decimal part. (24.8 assuming 32-bit int)
 102  */
 103 __attribute__ ((const))
 104 inline static int sampley(unsigned const char a, unsigned const char b,
 105                    unsigned const char c, unsigned const char d,
 106                    const double len)
 107 {
 108     double lenf = len - floor(len);
 109     int sum = 0;
 110     sum += (int)((((-1.0 / 3.0) * lenf + 4.0 / 5.0) * lenf - 7.0 / 15.0)
 111                  * lenf * 256 * a);
 112     sum += (int)((((lenf - 9.0 / 5.0) * lenf - 1.0 / 5.0) * lenf + 1.0)
 113                  * 256 * b);
 114     sum += (int)(((((1 - lenf) - 9.0 / 5.0) * (1 - lenf) - 1.0 / 5.0)
 115                   * (1 - lenf) + 1.0) * 256 * c);
 116     sum += (int)((((-1.0 / 3.0) * (1 - lenf) + 4.0 / 5.0) * (1 - lenf)
 117                   - 7.0 / 15.0) * (1 - lenf) * 256 * d);
 118     return sum;
 119 }
 120
 121 /** Calculates cubically interpolated value of the four given pixel values.
 122  * The pixel values should be interpolated values from sampley, from four
 123  * horizontally adjacent vertical lines. The parameters a, b, c and d
 124  * should be in fixed point format with 8-bit decimal part.
 125  * If we are calculating a pixel, whose x-coordinate in source image is
 126  * i, these vertical  lines from where a, b, c and d are calculated, should be
 127  * floor(i) - 1, floor(i), floor(i) + 1, floor(i) + 2, respectively.
 128  * Parameter len should be set to i.
 129  * Returns the interpolated value in 8-bit format, ready to be written
 130  * to output buffer.
 131  */
 132 inline static int samplex(const int a, const int b, const int c, const int d, const double len) {
 133     double lenf = len - floor(len);
 134     int sum = 0;
 135     sum += (int)(a * (((-1.0 / 3.0) * lenf + 4.0 / 5.0) * lenf - 7.0 / 15.0) * lenf);
 136     sum += (int)(b * (((lenf - 9.0 / 5.0) * lenf - 1.0 / 5.0) * lenf + 1.0));
 137     sum += (int)(c * ((((1 - lenf) - 9.0 / 5.0) * (1 - lenf) - 1.0 / 5.0) * (1 - lenf) + 1.0));
 138     sum += (int)(d * (((-1.0 / 3.0) * (1 - lenf) + 4.0 / 5.0) * (1 - lenf) - 7.0 / 15.0) * (1 - lenf));
 139     //if (sum < 0) sum = 0;
 140     //if (sum > 255 * 256) sum = 255 * 256;
 141     return sum / 256;
 142 }
 143
 144 void transform_bicubic(NRPixBlock *to, NRPixBlock *from, Matrix &trans)
 145 {
 146     if (NR_PIXBLOCK_BPP(from) != 4 || NR_PIXBLOCK_BPP(to) != 4) {
 147         g_warning("A non-32-bpp image passed to transform_bicubic: scaling aborted.");
 148         return;
 149     }
 150
 151     // Precalculate sizes of source and destination pixblocks
 152     int from_width = from->area.x1 - from->area.x0;
 153     int from_height = from->area.y1 - from->area.y0;
 154     int to_width = to->area.x1 - to->area.x0;
 155     int to_height = to->area.y1 - to->area.y0;
 156
 157     Matrix itrans = trans.inverse();
 158
 159     // Loop through every pixel of destination image, a line at a time
 160     for (int to_y = 0 ; to_y < to_height ; to_y++) {
 161         for (int to_x = 0 ; to_x < to_width ; to_x++) {
 162             double from_x = itrans[0] * (to_x + to->area.x0)
 163                 + itrans[2] * (to_y + to->area.y0)
 164                 + itrans[4] - from->area.x0;
 165             double from_y = itrans[1] * (to_x + to->area.x0)
 166                 + itrans[3] * (to_y + to->area.y0)
 167                 + itrans[5] - from->area.y0;
 168
 169             if (from_x < 0 || from_x >= from_width ||
 170                 from_y < 0 || from_y >= from_height) {
 171                 continue;
 172             }
 173
 174             RGBA line[4];
 175
 176             int from_line[4];
 177             for (int i = 0 ; i < 4 ; i++) {
 178                 if ((int)floor(from_y) + i - 1 >= 0) {
 179                     if ((int)floor(from_y) + i - 1 < from_height) {
 180                         from_line[i] = ((int)floor(from_y) + i - 1) * from->rs;
 181                     } else {
 182                         from_line[i] = (from_height - 1) * from->rs;
 183                     }
 184                 } else {
 185                     from_line[i] = 0;
 186                 }
 187             }
 188
 189             for (int i = 0 ; i < 4 ; i++) {
 190                 int k = (int)floor(from_x) + i - 1;
 191                 if (k < 0) k = 0;
 192                 if (k >= from_width) k = from_width - 1;
 193                 k *= 4;
 194                 _check_index(from, from_line[0] + k, __LINE__);
 195                 _check_index(from, from_line[1] + k, __LINE__);
 196                 _check_index(from, from_line[2] + k, __LINE__);
 197                 _check_index(from, from_line[3] + k, __LINE__);
 198                 line[i].r = sampley(NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[0] + k],
 199                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[1] + k],
 200                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[2] + k],
 201                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[3] + k],
 202                                     from_y);
 203                 line[i].g = sampley(NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[0] + k + 1],
 204                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[1] + k + 1],
 205                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[2] + k + 1],
 206                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[3] + k + 1],
 207                                     from_y);
 208                 line[i].b = sampley(NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[0] + k + 2],
 209                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[1] + k + 2],
 210                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[2] + k + 2],
 211                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[3] + k + 2],
 212                                     from_y);
 213                 line[i].a = sampley(NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[0] + k + 3],
 214                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[1] + k + 3],
 215                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[2] + k + 3],
 216                                     NR_PIXBLOCK_PX(from)[from_line[3] + k + 3],
 217                                     from_y);
 218             }
 219             RGBA result;
 220             result.r = samplex(line[0].r, line[1].r, line[2].r, line[3].r,
 221                                from_x);
 222             result.g = samplex(line[0].g, line[1].g, line[2].g, line[3].g,
 223                                from_x);
 224             result.b = samplex(line[0].b, line[1].b, line[2].b, line[3].b,
 225                                from_x);
 226             result.a = samplex(line[0].a, line[1].a, line[2].a, line[3].a,
 227                                from_x);
 228
 229             _check_index(to, to_y * to->rs + to_x * 4, __LINE__);
 230             if (to->mode == NR_PIXBLOCK_MODE_R8G8B8A8P) {
 231                 /* Make sure, none of the RGB channels exceeds 100% intensity
 232                  * in premultiplied output */
 233                 result.a = clamp(result.a);
 234                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4] =
 235                     clamp_alpha(result.r, result.a);
 236                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 1] =
 237                     clamp_alpha(result.g, result.a);
 238                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 2] =
 239                     clamp_alpha(result.b, result.a);
 240                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 3] = result.a;
 241             } else {
 242                 /* Clamp the output to unsigned char range */
 243                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4] = clamp(result.r);
 244                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 1] = clamp(result.g);
 245                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 2] = clamp(result.b);
 246                 NR_PIXBLOCK_PX(to)[to_y * to->rs + to_x * 4 + 3] = clamp(result.a);
 247             }
 248         }
 249     }
 250 }
 251
 252 } /* namespace NR */
 253 /*
 254   Local Variables:
 255   mode:c++
 256   c-file-style:"stroustrup"
 257   c-file-offsets:((innamespace . 0)(inline-open . 0)(case-label . +))
 258   indent-tabs-mode:nil
 259   fill-column:99
 260   End:
 261 */
 262 // vim: filetype=cpp:expandtab:shiftwidth=4:tabstop=8:softtabstop=4:encoding=utf-8:textwidth=99 :