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 "display/nr-3dutils.h"
  16 #include <cmath>
  17
  18 namespace NR {
  19
  20 #define BEGIN 0 // TOP or LEFT
  21 #define MIDDLE 1
  22 #define END 2 // BOTTOM or RIGHT
  23
  24 #define START(v) ((v)==BEGIN? 1 : 0)
  25 #define FINISH(v) ((v)==END? 1 : 2)
  26
  27 signed char K_X[3][3][3][3] = {
  28     //K_X[TOP]
  29     {
  30         //K_X[TOP][LEFT]
  31         {
  32             { 0,  0,  0},
  33             { 0, -2,  2},
  34             { 0, -1,  1}
  35         },
  36         {
  37             { 0,  0,  0},
  38             {-2,  0,  2},
  39             {-1,  0,  1}
  40         },
  41         {
  42             { 0,  0,  0},
  43             {-2,  2,  0},
  44             {-1,  1,  0}
  45         }
  46     },
  47     //K_X[MIDDLE]
  48     {
  49         //K_X[MIDDLE][LEFT]
  50         {
  51             { 0, -1,  1},
  52             { 0, -2,  2},
  53             { 0, -1,  1}
  54         },
  55         {
  56             {-1,  0,  1},
  57             {-2,  0,  2},
  58             {-1,  0,  1}
  59         },
  60         {
  61             {-1,  1,  0},
  62             {-2,  2,  0},
  63             {-1,  1,  0}
  64         }
  65     },
  66     //K_X[BOTTOM]
  67     {
  68         //K_X[BOTTOM][LEFT]
  69         {
  70             { 0, -1,  1},
  71             { 0, -2,  2},
  72             { 0,  0,  0}
  73         },
  74         {
  75             {-1,  0,  1},
  76             {-2,  0,  2},
  77             { 0,  0,  0}
  78         },
  79         {
  80             {-1,  1,  0},
  81             {-2,  2,  0},
  82             { 0,  0,  0}
  83         }
  84     }
  85 };
  86
  87 //K_Y is obtained by transposing K_X globally and each of its components
  88
  89 gdouble FACTOR_X[3][3] = {
  90     {2./3, 1./3, 2./3},
  91     {1./2, 1./4, 1./2},
  92     {2./3, 1./3, 2./3}
  93 };
  94
  95 //FACTOR_Y is obtained by transposing FACTOR_X
  96
  97 inline
  98 int get_carac(int i, int len, int delta) {
  99     if (i < delta)
 100         return BEGIN;
 101     else if (i > len - 1 - delta)
 102         return END;
 103     else
 104         return MIDDLE;
 105 }
 106
 107 //assumes in is RGBA
 108 //should be made more resistant
 109 void compute_surface_normal(Fvector &N, gdouble ss, NRPixBlock *in, int i, int j, int dx, int dy) {
 110     int w = in->area.x1 - in->area.x0;
 111     int h = in->area.y1 - in->area.y0;
 112     int k, l, alpha_idx, alpha_idx_y;
 113     int x_carac, y_carac;
 114     gdouble alpha;
 115     gdouble accu_x;
 116     gdouble accu_y;
 117     unsigned char *data = NR_PIXBLOCK_PX (in);
 118     g_assert(NR_PIXBLOCK_BPP(in) == 4);
 119     x_carac = get_carac(j, w, dx); //LEFT, MIDDLE or RIGHT
 120     y_carac = get_carac(i, h, dy); //TOP, MIDDLE or BOTTOM
 121     alpha_idx = 4*(i*w + j);
 122     accu_x = 0;
 123     accu_y = 0;
 124     for (k = START(y_carac); k <= FINISH(y_carac); k++) {
 125         alpha_idx_y = alpha_idx + 4*(k-1)*dy*w;
 126         for (l = START(x_carac); l <= FINISH(x_carac); l++) {
 127             alpha = (data + alpha_idx_y + 4*dx*(l-1))[3];
 128             accu_x += K_X[y_carac][x_carac][k][l] * alpha;
 129             accu_y += K_X[x_carac][y_carac][l][k] * alpha;
 130         }
 131     }
 132     ss /= 255.0; // Correction for scale of pixel values
 133     N[X_3D] = -ss * FACTOR_X[y_carac][x_carac] * accu_x / dx;
 134     N[Y_3D] = -ss * FACTOR_X[x_carac][y_carac] * accu_y / dy;
 135     N[Z_3D] = 1.0;
 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, Geom::Matrix const &trans) {
 141     Point p = Point(x, y);
 142     p *= trans;
 143     x = p[Geom::X];
 144     y = p[Geom::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:fileencoding=utf-8:textwidth=99 :