regmach.c

   1 #include "regmach.h"
   2 #include <float.h>
   3 #include "imageri.h"
   4
   5 /*#define DEBUG*/
   6 #ifdef DEBUG
   7 #define DBG(x) printf x
   8 #else
   9 #define DBG(x)
  10 #endif
  11
  12 static float MAX_EXP_ARG; /* = log(DBL_MAX); */
  13
  14
  15 /* these functions currently assume RGB images - there seems to be some
  16    support for other color spaces, but I can't tell how you find what
  17    space an image is using.
  18
  19    HSV conversions from pages 401-403 "Procedural Elements for Computer
  20    Graphics", 1985, ISBN 0-07-053534-5.  The algorithm presents to produce
  21    an HSV color calculates all components at once - I don't, so I've
  22    simiplified the algorithm to avoid unnecessary calculation (any errors
  23    (of which I had a few ;) are mine).
  24 */
  25
  26 /* returns the value (brightness) of color from 0 to 1 */
  27 static double hsv_value(i_color color) {
  28   return i_max(i_max(color.rgb.r, color.rgb.g), color.rgb.b) / 255.0;
  29 }
  30
  31 /* returns the hue (color) of color from 0 to 360 */
  32 static double hsv_hue(i_color color) {
  33   int val;
  34   int temp;
  35   temp = i_min(i_min(color.rgb.r, color.rgb.g), color.rgb.b);
  36   val = i_max(color.rgb.r, i_max(color.rgb.g, color.rgb.b));
  37   if (val == 0 || val==temp) {
  38     return 0;
  39   }
  40   else {
  41     double cr = (val - color.rgb.r) / (double)(val - temp);
  42     double cg = (val - color.rgb.g) / (double)(val - temp);
  43     double cb = (val - color.rgb.b) / (double)(val - temp);
  44     double hue;
  45     if (color.rgb.r == val) {
  46       hue = cb-cg;
  47     }
  48     else if (color.rgb.g == val) {
  49       hue = 2.0 + cr-cb;
  50     }
  51     else { /* if (blue == val) */
  52       hue = 4.0 + cg - cr;
  53     }
  54     hue *= 60.0; /* to degrees */
  55     if (hue < 0)
  56       hue += 360;
  57
  58     return hue;
  59   }
  60 }
  61
  62 /* return the saturation of color from 0 to 1 */
  63 static double hsv_sat(i_color color) {
  64   int value = i_max(i_max(color.rgb.r, color.rgb.g), color.rgb.b);
  65   if (value == 0) {
  66     return 0;
  67   }
  68   else {
  69     int temp = i_min(i_max(color.rgb.r, color.rgb.g), color.rgb.b);
  70     return (value - temp) / (double)value;
  71   }
  72 }
  73
  74 static i_color make_hsv(double hue, double sat, double val, int alpha) {
  75   int i;
  76   i_color c;
  77   for( i=0; i< MAXCHANNELS; i++) c.channel[i]=0;
  78   DBG(("hsv=%f %f %f\n", hue, sat, val));
  79   if (sat <= 0) { /* handle -ve in case someone supplies a bad value */
  80     /* should this be * 256? */
  81     c.rgb.r = c.rgb.g = c.rgb.b = 255 * val;
  82   }
  83   else {
  84     int i, m, n, k, v;
  85     double f;
  86
  87     if (val < 0) val = 0;
  88     if (val > 1) val = 1;
  89     if (sat > 1) sat = 1;
  90
  91     /* I want to handle -360 <= hue < 720 so that the caller can
  92        fiddle with colour
  93     */
  94     if (hue >= 360)
  95       hue -= 360;
  96     else if (hue < 0)
  97       hue += 360;
  98     hue /= 60;
  99     i = hue; /* floor */
 100     f = hue - i;
 101     val *= 255;
 102     m = val * (1.0 - sat);
 103     n = val * (1.0 - sat * f);
 104     k = val * (1.0 - sat * (1 - f));
 105     v = val;
 106     switch (i) {
 107     case 0:
 108       c.rgb.r = v; c.rgb.g = k; c.rgb.b = m;
 109       break;
 110     case 1:
 111       c.rgb.r = n; c.rgb.g = v; c.rgb.b = m;
 112       break;
 113     case 2:
 114       c.rgb.r = m; c.rgb.g = v; c.rgb.b = k;
 115       break;
 116     case 3:
 117       c.rgb.r = m; c.rgb.g = n; c.rgb.b = v;
 118       break;
 119     case 4:
 120       c.rgb.r = k; c.rgb.g = m; c.rgb.b = v;
 121       break;
 122     case 5:
 123       c.rgb.r = v; c.rgb.g = m; c.rgb.b = n;
 124       break;
 125     }
 126   }
 127   c.rgba.a = alpha;
 128
 129   return c;
 130 }
 131
 132 static i_color make_rgb(int r, int g, int b, int a) {
 133   i_color c;
 134   if (r < 0)
 135     r = 0;
 136   if (r > 255)
 137     r = 255;
 138   c.rgb.r = r;
 139   if (g < 0)
 140     g = 0;
 141   if (g > 255)
 142     g = 255;
 143   c.rgb.g = g;
 144   if (b < 0)
 145     b = 0;
 146   if (b > 255)
 147     b = 255;
 148   c.rgb.b = b;
 149
 150   c.rgba.a = a;
 151
 152   return c;
 153 }
 154
 155 /* greatly simplifies the code */
 156 #define nout n_regs[codes->rout]
 157 #define na n_regs[codes->ra]
 158 #define nb n_regs[codes->rb]
 159 #define nc n_regs[codes->rc]
 160 #define nd n_regs[codes->rd]
 161 #define cout c_regs[codes->rout]
 162 #define ca c_regs[codes->ra]
 163 #define cb c_regs[codes->rb]
 164 #define cc c_regs[codes->rc]
 165 #define cd c_regs[codes->rd]
 166
 167 /* this is a pretty poor epsilon used for loosening up equality comparisons
 168    It isn't currently used for inequalities
 169 */
 170
 171 #define n_epsilon(x, y) (abs(x)+abs(y))*0.001
 172 static i_color bcol = {{ 0 }};
 173
 174 i_color i_rm_run(struct rm_op codes[], size_t code_count,
 175                double n_regs[],  size_t n_regs_count,
 176                i_color c_regs[], size_t c_regs_count,
 177                i_img *images[],  size_t image_count) {
 178   double dx, dy;
 179   struct rm_op *codes_base = codes;
 180   size_t count_base = code_count;
 181
 182   DBG(("rm_run(%p, %d)\n", codes, code_count));
 183   while (code_count) {
 184     DBG((" rm_code %d\n", codes->code));
 185     switch (codes->code) {
 186     case rbc_add:
 187       nout = na + nb;
 188       break;
 189
 190     case rbc_subtract:
 191       nout = na - nb;
 192       break;
 193
 194     case rbc_mult:
 195       nout = na * nb;
 196       break;
 197
 198     case rbc_div:
 199       if (abs(nb) < 1e-10)
 200         nout = 1e10;
 201       else
 202         nout = na / nb;
 203       break;
 204
 205     case rbc_mod:
 206       if (abs(nb) > 1e-10) {
 207         nout = fmod(na, nb);
 208       }
 209       else {
 210         nout = 0; /* close enough ;) */
 211       }
 212       break;
 213
 214     case rbc_pow:
 215       nout = pow(na, nb);
 216       break;
 217
 218     case rbc_uminus:
 219       nout = -na;
 220       break;
 221
 222     case rbc_multp:
 223       cout = make_rgb(ca.rgb.r * nb, ca.rgb.g * nb, ca.rgb.b * nb, 255);
 224       break;
 225
 226     case rbc_addp:
 227       cout = make_rgb(ca.rgb.r + cb.rgb.r, ca.rgb.g + cb.rgb.g,
 228                       ca.rgb.b + cb.rgb.b, 255);
 229       break;
 230
 231     case rbc_subtractp:
 232       cout = make_rgb(ca.rgb.r - cb.rgb.r, ca.rgb.g - cb.rgb.g,
 233                       ca.rgb.b - cb.rgb.b, 255);
 234       break;
 235
 236     case rbc_sin:
 237       nout = sin(na);
 238       break;
 239
 240     case rbc_cos:
 241       nout = cos(na);
 242       break;
 243
 244     case rbc_atan2:
 245       nout = atan2(na, nb);
 246       break;
 247
 248     case rbc_sqrt:
 249       nout = sqrt(na);
 250       break;
 251
 252     case rbc_distance:
 253       dx = na-nc;
 254       dy = nb-nd;
 255       nout = sqrt(dx*dx+dy*dy);
 256       break;
 257
 258     case rbc_getp1:
 259       i_gpix(images[0], na, nb, c_regs+codes->rout);
 260       if (images[0]->channels < 4) cout.rgba.a = 255;
 261       break;
 262
 263     case rbc_getp2:
 264       i_gpix(images[1], na, nb, c_regs+codes->rout);
 265       if (images[1]->channels < 4) cout.rgba.a = 255;
 266       break;
 267
 268     case rbc_getp3:
 269       i_gpix(images[2], na, nb, c_regs+codes->rout);
 270       if (images[2]->channels < 4) cout.rgba.a = 255;
 271       break;
 272
 273     case rbc_value:
 274       nout = hsv_value(ca);
 275       break;
 276
 277     case rbc_hue:
 278       nout = hsv_hue(ca);
 279       break;
 280
 281     case rbc_sat:
 282       nout = hsv_sat(ca);
 283       break;
 284
 285     case rbc_hsv:
 286       cout = make_hsv(na, nb, nc, 255);
 287       break;
 288
 289     case rbc_hsva:
 290       cout = make_hsv(na, nb, nc, nd);
 291       break;
 292
 293     case rbc_red:
 294       nout = ca.rgb.r;
 295       break;
 296
 297     case rbc_green:
 298       nout = ca.rgb.g;
 299       break;
 300
 301     case rbc_blue:
 302       nout = ca.rgb.b;
 303       break;
 304
 305     case rbc_alpha:
 306       nout = ca.rgba.a;
 307       break;
 308
 309     case rbc_rgb:
 310       cout = make_rgb(na, nb, nc, 255);
 311       break;
 312
 313     case rbc_rgba:
 314       cout = make_rgb(na, nb, nc, nd);
 315       break;
 316
 317     case rbc_int:
 318       nout = (int)(na);
 319       break;
 320
 321     case rbc_if:
 322       nout = na ? nb : nc;
 323       break;
 324
 325     case rbc_ifp:
 326       cout = na ? cb : cc;
 327       break;
 328
 329     case rbc_le:
 330       nout = na <= nb + n_epsilon(na,nb);
 331       break;
 332
 333     case rbc_lt:
 334       nout = na < nb;
 335       break;
 336
 337     case rbc_ge:
 338       nout = na >= nb - n_epsilon(na,nb);
 339       break;
 340
 341     case rbc_gt:
 342       nout = na > nb;
 343       break;
 344
 345     case rbc_eq:
 346       nout = abs(na-nb) <= n_epsilon(na,nb);
 347       break;
 348
 349     case rbc_ne:
 350       nout = abs(na-nb) > n_epsilon(na,nb);
 351       break;
 352
 353     case rbc_and:
 354       nout = na && nb;
 355       break;
 356
 357     case rbc_or:
 358       nout = na || nb;
 359       break;
 360
 361     case rbc_not:
 362       nout = !na;
 363       break;
 364
 365     case rbc_abs:
 366       nout = abs(na);
 367       break;
 368
 369     case rbc_ret:
 370       return ca;
 371       break;
 372
 373     case rbc_jump:
 374       /* yes, order is important here */
 375       code_count = count_base - codes->ra;
 376       codes = codes_base + codes->ra;
 377       continue;
 378
 379     case rbc_jumpz:
 380       if (!na) {
 381         /* yes, order is important here */
 382         code_count = count_base - codes->rb;
 383         codes = codes_base + codes->rb;
 384         continue;
 385       }
 386       break;
 387
 388     case rbc_jumpnz:
 389       if (na) {
 390         /* yes, order is important here */
 391         code_count = count_base - codes->rb;
 392         codes = codes_base + codes->rb;
 393         continue;
 394       }
 395       break;
 396
 397     case rbc_set:
 398       nout = na;
 399       break;
 400
 401     case rbc_setp:
 402       cout = ca;
 403       break;
 404
 405     case rbc_log:
 406       if (na > 0) {
 407         nout = log(na);
 408       }
 409       else {
 410         nout = DBL_MAX;
 411       }
 412       break;
 413
 414     case rbc_exp:
 415       if (!MAX_EXP_ARG) MAX_EXP_ARG = log(DBL_MAX);
 416       if (na <= MAX_EXP_ARG) {
 417         nout = exp(na);
 418       }
 419       else {
 420         nout = DBL_MAX;
 421       }
 422       break;
 423
 424     case rbc_print:
 425       nout = na;
 426       printf("r%d is %g\n", codes->ra, na);
 427       break;
 428
 429     case rbc_det:
 430       nout = na*nd-nb*nc;
 431       break;
 432
 433     default:
 434       /*croak("bad opcode"); */
 435       printf("bad op %d\n", codes->code);
 436       return bcol;
 437     }
 438     --code_count;
 439     ++codes;
 440   }
 441   return bcol;
 442   /* croak("no return opcode"); */
 443 }