src/libnr/nr-compose-reference.cpp

   1
   2 // This is a reference implementation of the compositing functions in nr-compose.cpp.
   3
   4 #include "nr-compose-reference.h"
   5
   6 #define NR_RGBA32_R(v) (unsigned char) (((v) >> 24) & 0xff)
   7 #define NR_RGBA32_G(v) (unsigned char) (((v) >> 16) & 0xff)
   8 #define NR_RGBA32_B(v) (unsigned char) (((v) >> 8) & 0xff)
   9 #define NR_RGBA32_A(v) (unsigned char) ((v) & 0xff)
  10
  11 static inline unsigned int DIV_ROUND(unsigned int v, unsigned int divisor) { return (v+divisor/2)/divisor; }
  12
  13 static unsigned int pixelSize[] = { 1, 3, 4, 4 };
  14
  15 // Computes :
  16 //   dc' = (1 - alpha*sa) * dc + alpha*sc
  17 //   da' = 1 - (1 - alpha*sa) * (1 - da)
  18 // Assuming premultiplied color values
  19 template<PIXEL_FORMAT resultFormat, PIXEL_FORMAT backgroundFormat, PIXEL_FORMAT foregroundFormat>
  20 static void composePixel(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha);
  21
  22 template<> void composePixel<R8G8B8, R8G8B8, R8G8B8A8N>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
  23         d[0] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[0] + alpha*s[3]*s[0], 255*255);
  24         d[1] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[1] + alpha*s[3]*s[1], 255*255);
  25         d[2] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[2] + alpha*s[3]*s[2], 255*255);
  26 }
  27
  28 template<> void composePixel<R8G8B8, R8G8B8, R8G8B8A8P>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
  29         d[0] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[0] + 255*alpha*s[0], 255*255);
  30         d[1] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[1] + 255*alpha*s[1], 255*255);
  31         d[2] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[2] + 255*alpha*s[2], 255*255);
  32 }
  33
  34 template<> void composePixel<R8G8B8A8N, EMPTY, R8G8B8A8N>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
  35         unsigned int newa = 255*255 - (255*255 - alpha*s[3]);
  36         d[0] = s[0];//newa == 0 ? 0 : DIV_ROUND(alpha*s[3]*s[0], newa);
  37         d[1] = s[1];//newa == 0 ? 0 : DIV_ROUND(alpha*s[3]*s[1], newa);
  38         d[2] = s[2];//newa == 0 ? 0 : DIV_ROUND(alpha*s[3]*s[2], newa);
  39         d[3] = DIV_ROUND(newa, 255);
  40 }
  41
  42 template<> void composePixel<R8G8B8A8N, EMPTY, R8G8B8A8P>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
  43         unsigned int newa = 255*255 - (255*255 - alpha*s[3]);
  44         d[0] = s[3] == 0 ? 0 : DIV_ROUND(255*s[0], s[3]);//newa == 0 ? 0 : DIV_ROUND(255*alpha*s[0], newa);
  45         d[1] = s[3] == 0 ? 0 : DIV_ROUND(255*s[1], s[3]);//newa == 0 ? 0 : DIV_ROUND(255*alpha*s[1], newa);
  46         d[2] = s[3] == 0 ? 0 : DIV_ROUND(255*s[2], s[3]);//newa == 0 ? 0 : DIV_ROUND(255*alpha*s[2], newa);
  47         d[3] = DIV_ROUND(newa, 255);
  48 }
  49
  50 template<> void composePixel<R8G8B8A8N, R8G8B8A8N, R8G8B8A8N>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
  51         if ( d[3] == 0 ) {
  52                 composePixel<R8G8B8A8N, EMPTY, R8G8B8A8N>(d, s, alpha);
  53         } else if ( alpha*s[3] == 0 ) {
  54                 /* NOP */
  55         } else {
  56                 unsigned int newa = 255*255*255 - (255*255 - alpha*s[3]) * (255 - d[3]);
  57                 d[0] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[3]*d[0] + 255 * alpha*s[3]*s[0], newa);
  58                 d[1] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[3]*d[1] + 255 * alpha*s[3]*s[1], newa);
  59                 d[2] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[3]*d[2] + 255 * alpha*s[3]*s[2], newa);
  60                 d[3] = DIV_ROUND(newa, 255*255);
  61         }
  62 }
  63
  64 template<> void composePixel<R8G8B8A8N, R8G8B8A8N, R8G8B8A8P>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
  65         if ( d[3] == 0 ) {
  66                 composePixel<R8G8B8A8N, EMPTY, R8G8B8A8P>(d, s, alpha);
  67         } else if ( alpha*s[3] == 0 ) {
  68                 /* NOP */
  69         } else {
  70                 unsigned int newa = 255*255*255 - (255*255 - alpha*s[3]) * (255 - d[3]);
  71                 d[0] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[3]*d[0] + 255*255 * alpha*s[0], newa);
  72                 d[1] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[3]*d[1] + 255*255 * alpha*s[1], newa);
  73                 d[2] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[3]*d[2] + 255*255 * alpha*s[2], newa);
  74                 d[3] = DIV_ROUND(newa, 255*255);
  75         }
  76 }
  77
  78 template<> void composePixel<R8G8B8A8P, EMPTY, R8G8B8A8N>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
  79         d[0] = DIV_ROUND(alpha*s[3]*s[0], 255*255);
  80         d[1] = DIV_ROUND(alpha*s[3]*s[1], 255*255);
  81         d[2] = DIV_ROUND(alpha*s[3]*s[2], 255*255);
  82         d[3] = DIV_ROUND(255*255 - (255*255 - alpha*s[3]), 255);
  83 }
  84
  85 template<> void composePixel<R8G8B8A8P, EMPTY, R8G8B8A8P>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
  86         d[0] = DIV_ROUND(alpha*s[0], 255);
  87         d[1] = DIV_ROUND(alpha*s[1], 255);
  88         d[2] = DIV_ROUND(alpha*s[2], 255);
  89         d[3] = DIV_ROUND(255*255 - (255*255 - alpha*s[3]), 255);
  90 }
  91
  92 template<> void composePixel<R8G8B8A8P, R8G8B8A8P, R8G8B8A8N>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
  93         d[0] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[0] + alpha*s[3]*s[0], 255*255);
  94         d[1] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[1] + alpha*s[3]*s[1], 255*255);
  95         d[2] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[2] + alpha*s[3]*s[2], 255*255);
  96         d[3] = DIV_ROUND(255*255*255 - (255*255 - alpha*s[3]) * (255 - d[3]), 255*255);
  97 }
  98
  99 template<> void composePixel<R8G8B8A8P, R8G8B8A8P, R8G8B8A8P>(unsigned char *d, const unsigned char *s, unsigned int alpha) {
 100         d[0] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[0] + 255 * alpha*s[0], 255*255);
 101         d[1] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[1] + 255 * alpha*s[1], 255*255);
 102         d[2] = DIV_ROUND((255*255 - alpha*s[3]) * d[2] + 255 * alpha*s[2], 255*255);
 103         d[3] = DIV_ROUND(255*255*255 - (255*255 - alpha*s[3]) * (255 - d[3]), 255*255);
 104 }
 105
 106
 107 // composeAlpha, iterates over all pixels and applies composePixel to each of them
 108 template<PIXEL_FORMAT resultFormat, PIXEL_FORMAT backgroundFormat, PIXEL_FORMAT foregroundFormat>
 109 static void composeAlpha(unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 110         for(int y=0; y<h; y++) {
 111                 unsigned char* d = px;
 112                 const unsigned char* s = spx;
 113                 for(int x=0; x<w; x++) {
 114                         composePixel<resultFormat, backgroundFormat, foregroundFormat>(d, s, alpha);
 115                         d += pixelSize[resultFormat];
 116                         s += pixelSize[foregroundFormat];
 117                 }
 118                 px += rs;
 119                 spx += srs;
 120         }
 121 }
 122
 123 template<PIXEL_FORMAT resultFormat, PIXEL_FORMAT backgroundFormat, PIXEL_FORMAT foregroundFormat>
 124 static void composeMask(unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, const unsigned char *mpx, int mrs) {
 125         for(int y=0; y<h; y++) {
 126                 unsigned char* d = px;
 127                 const unsigned char* s = spx;
 128                 const unsigned char* m = mpx;
 129                 for(int x=0; x<w; x++) {
 130                         composePixel<resultFormat, backgroundFormat, foregroundFormat>(d, s, *m);
 131                         d += pixelSize[resultFormat];
 132                         s += pixelSize[foregroundFormat];
 133                         m += 1;
 134                 }
 135                 px += rs;
 136                 spx += srs;
 137                 mpx += mrs;
 138         }
 139 }
 140
 141 template<PIXEL_FORMAT resultFormat, PIXEL_FORMAT backgroundFormat>
 142 static void composeColor(unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *mpx, int mrs, unsigned long rgba) {
 143         const unsigned char rgba_array[4] = {NR_RGBA32_R(rgba), NR_RGBA32_G(rgba), NR_RGBA32_B(rgba), NR_RGBA32_A(rgba)};
 144         for(int y=0; y<h; y++) {
 145                 unsigned char* d = px;
 146                 const unsigned char* m = mpx;
 147                 for(int x=0; x<w; x++) {
 148                         composePixel<resultFormat, backgroundFormat, R8G8B8A8N>(d, rgba_array, *m);
 149                         d += pixelSize[resultFormat];
 150                         m += 1;
 151                 }
 152                 px += rs;
 153                 mpx += mrs;
 154         }
 155 }
 156
 157 /* FINAL DST SRC */
 158
 159 void nr_R8G8B8A8_N_EMPTY_R8G8B8A8_N_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 160         composeAlpha<R8G8B8A8N, EMPTY, R8G8B8A8N>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 161 }
 162
 163 void nr_R8G8B8A8_N_EMPTY_R8G8B8A8_P_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 164         composeAlpha<R8G8B8A8N, EMPTY, R8G8B8A8P>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 165 }
 166
 167 void nr_R8G8B8A8_P_EMPTY_R8G8B8A8_N_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 168         composeAlpha<R8G8B8A8P, EMPTY, R8G8B8A8N>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 169 }
 170
 171 void nr_R8G8B8A8_P_EMPTY_R8G8B8A8_P_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 172         composeAlpha<R8G8B8A8P, EMPTY, R8G8B8A8P>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 173 }
 174
 175
 176 void nr_R8G8B8A8_N_R8G8B8A8_N_R8G8B8A8_N_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 177         composeAlpha<R8G8B8A8N, R8G8B8A8N, R8G8B8A8N>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 178 }
 179
 180 void nr_R8G8B8A8_N_R8G8B8A8_N_R8G8B8A8_P_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 181         composeAlpha<R8G8B8A8N, R8G8B8A8N, R8G8B8A8P>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 182 }
 183
 184 void nr_R8G8B8A8_P_R8G8B8A8_P_R8G8B8A8_N_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 185         composeAlpha<R8G8B8A8P, R8G8B8A8P, R8G8B8A8N>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 186 }
 187
 188 void nr_R8G8B8A8_P_R8G8B8A8_P_R8G8B8A8_P_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 189         composeAlpha<R8G8B8A8P, R8G8B8A8P, R8G8B8A8P>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 190 }
 191
 192 /* FINAL DST SRC MASK */
 193
 194 void nr_R8G8B8A8_N_EMPTY_R8G8B8A8_N_A8_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, const unsigned char *mpx, int mrs) {
 195         composeMask<R8G8B8A8N, EMPTY, R8G8B8A8N>(px, w, h, rs, spx, srs, mpx, mrs);
 196 }
 197
 198 void nr_R8G8B8A8_N_EMPTY_R8G8B8A8_P_A8_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, const unsigned char *mpx, int mrs) {
 199         composeMask<R8G8B8A8N, EMPTY, R8G8B8A8P>(px, w, h, rs, spx, srs, mpx, mrs);
 200 }
 201
 202 void nr_R8G8B8A8_P_EMPTY_R8G8B8A8_N_A8_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, const unsigned char *mpx, int mrs) {
 203         composeMask<R8G8B8A8P, EMPTY, R8G8B8A8N>(px, w, h, rs, spx, srs, mpx, mrs);
 204 }
 205
 206 void nr_R8G8B8A8_P_EMPTY_R8G8B8A8_P_A8_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, const unsigned char *mpx, int mrs) {
 207         composeMask<R8G8B8A8P, EMPTY, R8G8B8A8P>(px, w, h, rs, spx, srs, mpx, mrs);
 208 }
 209
 210
 211 void nr_R8G8B8A8_N_R8G8B8A8_N_R8G8B8A8_N_A8_ref (unsigned char *p, int w, int h, int rs, const unsigned char *s, int srs, const unsigned char *m, int mrs) {
 212         composeMask<R8G8B8A8N, R8G8B8A8N, R8G8B8A8N>(p, w, h, rs, s, srs, m, mrs);
 213 }
 214
 215 void nr_R8G8B8A8_N_R8G8B8A8_N_R8G8B8A8_P_A8_ref (unsigned char *p, int w, int h, int rs, const unsigned char *s, int srs, const unsigned char *m, int mrs) {
 216         composeMask<R8G8B8A8N, R8G8B8A8N, R8G8B8A8P>(p, w, h, rs, s, srs, m, mrs);
 217 }
 218
 219 void nr_R8G8B8A8_P_R8G8B8A8_P_R8G8B8A8_N_A8_ref (unsigned char *p, int w, int h, int rs, const unsigned char *s, int srs, const unsigned char *m, int mrs) {
 220         composeMask<R8G8B8A8P, R8G8B8A8P, R8G8B8A8N>(p, w, h, rs, s, srs, m, mrs);
 221 }
 222
 223 void nr_R8G8B8A8_P_R8G8B8A8_P_R8G8B8A8_P_A8_ref (unsigned char *p, int w, int h, int rs, const unsigned char *s, int srs, const unsigned char *m, int mrs) {
 224         composeMask<R8G8B8A8P, R8G8B8A8P, R8G8B8A8P>(p, w, h, rs, s, srs, m, mrs);
 225 }
 226
 227 /* FINAL DST MASK COLOR */
 228
 229 void nr_R8G8B8A8_N_EMPTY_A8_RGBA32_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *mpx, int mrs, unsigned long rgba) {
 230         composeColor<R8G8B8A8N, EMPTY>(px, w, h, rs, mpx, mrs, rgba);
 231 }
 232
 233 void nr_R8G8B8A8_P_EMPTY_A8_RGBA32_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *mpx, int mrs, unsigned long rgba) {
 234         composeColor<R8G8B8A8P, EMPTY>(px, w, h, rs, mpx, mrs, rgba);
 235 }
 236
 237
 238 void nr_R8G8B8_R8G8B8_A8_RGBA32_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned long rgba) {
 239         composeColor<R8G8B8, R8G8B8>(px, w, h, rs, spx, srs, rgba);
 240 }
 241
 242 void nr_R8G8B8A8_N_R8G8B8A8_N_A8_RGBA32_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned long rgba) {
 243         composeColor<R8G8B8A8N, R8G8B8A8N>(px, w, h, rs, spx, srs, rgba);
 244 }
 245
 246 void nr_R8G8B8A8_P_R8G8B8A8_P_A8_RGBA32_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned long rgba) {
 247         composeColor<R8G8B8A8P, R8G8B8A8P>(px, w, h, rs, spx, srs, rgba);
 248 }
 249
 250 /* RGB */
 251
 252 void nr_R8G8B8_R8G8B8_R8G8B8A8_P_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 253         composeAlpha<R8G8B8, R8G8B8, R8G8B8A8P>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 254 }
 255
 256 void nr_R8G8B8_R8G8B8_R8G8B8A8_N_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, unsigned int alpha) {
 257         composeAlpha<R8G8B8, R8G8B8, R8G8B8A8N>(px, w, h, rs, spx, srs, alpha);
 258 }
 259
 260 void nr_R8G8B8_R8G8B8_R8G8B8A8_P_A8_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, const unsigned char *mpx, int mrs) {
 261         composeMask<R8G8B8, R8G8B8, R8G8B8A8P>(px, w, h, rs, spx, srs, mpx, mrs);
 262 }
 263
 264 void nr_R8G8B8_R8G8B8_R8G8B8A8_N_A8_ref (unsigned char *px, int w, int h, int rs, const unsigned char *spx, int srs, const unsigned char *mpx, int mrs) {
 265         composeMask<R8G8B8, R8G8B8, R8G8B8A8N>(px, w, h, rs, spx, srs, mpx, mrs);
 266 }