rotate.c

   1 /*
   2 =head1 NAME
   3
   4   rotate.c - implements image rotations
   5
   6 =head1 SYNOPSIS
   7
   8   i_img *i_rotate90(i_img *src, int degrees)
   9
  10 =head1 DESCRIPTION
  11
  12 Implements basic 90 degree rotations of an image.
  13
  14 Other rotations will be added as tuits become available.
  15
  16 =cut
  17 */
  18
  19 #include "image.h"
  20 #include <math.h> /* for floor() */
  21
  22 i_img *i_rotate90(i_img *src, int degrees) {
  23   i_img *targ;
  24   int x, y;
  25
  26   i_clear_error();
  27
  28   if (degrees == 180) {
  29     /* essentially the same as flipxy(..., 2) except that it's not
  30        done in place */
  31     targ = i_sametype(src, src->xsize, src->ysize);
  32     if (src->type == i_direct_type) {
  33       if (src->bits == i_8_bits) {
  34         i_color *vals = mymalloc(src->xsize * sizeof(i_color));
  35         for (y = 0; y < src->ysize; ++y) {
  36           i_color tmp;
  37           i_glin(src, 0, src->xsize, y, vals);
  38           for (x = 0; x < src->xsize/2; ++x) {
  39             tmp = vals[x];
  40             vals[x] = vals[src->xsize - x - 1];
  41             vals[src->xsize - x - 1] = tmp;
  42           }
  43           i_plin(targ, 0, src->xsize, src->ysize - y - 1, vals);
  44         }
  45         myfree(vals);
  46       }
  47       else {
  48         i_fcolor *vals = mymalloc(src->xsize * sizeof(i_fcolor));
  49         for (y = 0; y < src->ysize; ++y) {
  50           i_fcolor tmp;
  51           i_glinf(src, 0, src->xsize, y, vals);
  52           for (x = 0; x < src->xsize/2; ++x) {
  53             tmp = vals[x];
  54             vals[x] = vals[src->xsize - x - 1];
  55             vals[src->xsize - x - 1] = tmp;
  56           }
  57           i_plinf(targ, 0, src->xsize, src->ysize - y - 1, vals);
  58         }
  59         myfree(vals);
  60       }
  61     }
  62     else {
  63       i_palidx *vals = mymalloc(src->xsize * sizeof(i_palidx));
  64
  65       for (y = 0; y < src->ysize; ++y) {
  66         i_palidx tmp;
  67         i_gpal(src, 0, src->xsize, y, vals);
  68         for (x = 0; x < src->xsize/2; ++x) {
  69           tmp = vals[x];
  70           vals[x] = vals[src->xsize - x - 1];
  71           vals[src->xsize - x - 1] = tmp;
  72         }
  73         i_ppal(targ, 0, src->xsize, src->ysize - y - 1, vals);
  74       }
  75
  76       myfree(vals);
  77     }
  78
  79     return targ;
  80   }
  81   else if (degrees == 270 || degrees == 90) {
  82     int tx, txstart, txinc;
  83     int ty, tystart, tyinc;
  84
  85     if (degrees == 270) {
  86       txstart = 0;
  87       txinc = 1;
  88       tystart = src->xsize-1;
  89       tyinc = -1;
  90     }
  91     else {
  92       txstart = src->ysize-1;
  93       txinc = -1;
  94       tystart = 0;
  95       tyinc = 1;
  96     }
  97     targ = i_sametype(src, src->ysize, src->xsize);
  98     if (src->type == i_direct_type) {
  99       if (src->bits == i_8_bits) {
 100         i_color *vals = mymalloc(src->xsize * sizeof(i_color));
 101
 102         tx = txstart;
 103         for (y = 0; y < src->ysize; ++y) {
 104           i_glin(src, 0, src->xsize, y, vals);
 105           ty = tystart;
 106           for (x = 0; x < src->xsize; ++x) {
 107             i_ppix(targ, tx, ty, vals+x);
 108             ty += tyinc;
 109           }
 110           tx += txinc;
 111         }
 112         myfree(vals);
 113       }
 114       else {
 115         i_fcolor *vals = mymalloc(src->xsize * sizeof(i_fcolor));
 116
 117         tx = txstart;
 118         for (y = 0; y < src->ysize; ++y) {
 119           i_glinf(src, 0, src->xsize, y, vals);
 120           ty = tystart;
 121           for (x = 0; x < src->xsize; ++x) {
 122             i_ppixf(targ, tx, ty, vals+x);
 123             ty += tyinc;
 124           }
 125           tx += txinc;
 126         }
 127         myfree(vals);
 128       }
 129     }
 130     else {
 131       i_palidx *vals = mymalloc(src->xsize * sizeof(i_palidx));
 132
 133       tx = txstart;
 134       for (y = 0; y < src->ysize; ++y) {
 135         i_gpal(src, 0, src->xsize, y, vals);
 136         ty = tystart;
 137         for (x = 0; x < src->xsize; ++x) {
 138           i_ppal(targ, tx, tx+1, ty, vals+x);
 139           ty += tyinc;
 140         }
 141         tx += txinc;
 142       }
 143       myfree(vals);
 144     }
 145     return targ;
 146   }
 147   else {
 148     i_push_error(0, "i_rotate90() only rotates at 90, 180, or 270 degrees");
 149     return NULL;
 150   }
 151 }
 152
 153 /* hopefully this will be inlined  (it is with -O3 with gcc 2.95.4) */
 154 /* linear interpolation */
 155 static i_color interp_i_color(i_color before, i_color after, double pos,
 156                               int channels) {
 157   i_color out;
 158   int ch;
 159
 160   pos -= floor(pos);
 161   for (ch = 0; ch < channels; ++ch)
 162     out.channel[ch] = (1-pos) * before.channel[ch] + pos * after.channel[ch];
 163
 164   return out;
 165 }
 166
 167 /* hopefully this will be inlined  (it is with -O3 with gcc 2.95.4) */
 168 /* linear interpolation */
 169 static i_fcolor interp_i_fcolor(i_fcolor before, i_fcolor after, double pos,
 170                                 int channels) {
 171   i_fcolor out;
 172   int ch;
 173
 174   pos -= floor(pos);
 175   for (ch = 0; ch < channels; ++ch)
 176     out.channel[ch] = (1-pos) * before.channel[ch] + pos * after.channel[ch];
 177
 178   return out;
 179 }
 180
 181 i_img *i_matrix_transform(i_img *src, int xsize, int ysize, double *matrix) {
 182   i_img *result = i_sametype(src, xsize, ysize);
 183   int x, y;
 184   int ch;
 185   int i, j;
 186   double sx, sy, sz;
 187   double out[3];
 188
 189   if (src->type == i_direct_type) {
 190     if (src->bits == i_8_bits) {
 191       i_color *vals = mymalloc(xsize * sizeof(i_color));
 192       i_color black;
 193
 194       for (ch = 0; ch < src->channels; ++ch)
 195         black.channel[ch] = 0;
 196
 197       for (y = 0; y < ysize; ++y) {
 198         for (x = 0; x < xsize; ++x) {
 199           /* dividing by sz gives us the ability to do perspective
 200              transforms */
 201           sz = x * matrix[6] + y * matrix[7] + matrix[8];
 202           if (abs(sz) > 0.0000001) {
 203             sx = (x * matrix[0] + y * matrix[1] + matrix[2]) / sz;
 204             sy = (x * matrix[3] + y * matrix[4] + matrix[5]) / sz;
 205           }
 206
 207           /* anything outside these ranges is either a broken co-ordinate
 208              or outside the source */
 209           if (abs(sz) > 0.0000001
 210               && sx >= -1 && sx < src->xsize
 211               && sy >= -1 && sy < src->ysize) {
 212
 213             if (sx != (int)sx) {
 214               if (sy != (int)sy) {
 215                 i_color c[2][2];
 216                 i_color ci2[2];
 217                 for (i = 0; i < 2; ++i)
 218                   for (j = 0; j < 2; ++j)
 219                     if (i_gpix(src, floor(sx)+i, floor(sy)+j, &c[j][i]))
 220                       c[j][i] = black;
 221                 for (j = 0; j < 2; ++j)
 222                   ci2[j] = interp_i_color(c[j][0], c[j][1], sx, src->channels);
 223                 vals[x] = interp_i_color(ci2[0], ci2[1], sy, src->channels);
 224               }
 225               else {
 226                 i_color ci2[2];
 227                 for (i = 0; i < 2; ++i)
 228                   if (i_gpix(src, floor(sx)+i, sy, ci2+i))
 229                     ci2[i] = black;
 230                 vals[x] = interp_i_color(ci2[0], ci2[1], sx, src->channels);
 231               }
 232             }
 233             else {
 234               if (sy != (int)sy) {
 235                 i_color ci2[2];
 236                 for (i = 0; i < 2; ++i)
 237                   if (i_gpix(src, sx, floor(sy)+i, ci2+i))
 238                     ci2[i] = black;
 239                 vals[x] = interp_i_color(ci2[0], ci2[1], sy, src->channels);
 240               }
 241               else {
 242                 /* all the world's an integer */
 243                 i_gpix(src, sx, sy, vals+x);
 244               }
 245             }
 246           }
 247           else {
 248             vals[x] = black;
 249           }
 250         }
 251         i_plin(result, 0, xsize, y, vals);
 252       }
 253       myfree(vals);
 254     }
 255     else {
 256       i_fcolor *vals = mymalloc(xsize * sizeof(i_fcolor));
 257       i_fcolor black;
 258
 259       for (ch = 0; ch < src->channels; ++ch)
 260         black.channel[ch] = 0;
 261
 262       for (y = 0; y < ysize; ++y) {
 263         for (x = 0; x < xsize; ++x) {
 264           /* dividing by sz gives us the ability to do perspective
 265              transforms */
 266           sz = x * matrix[6] + y * matrix[7] + matrix[8];
 267           if (abs(sz) > 0.0000001) {
 268             sx = (x * matrix[0] + y * matrix[1] + matrix[2]) / sz;
 269             sy = (x * matrix[3] + y * matrix[4] + matrix[5]) / sz;
 270           }
 271
 272           /* anything outside these ranges is either a broken co-ordinate
 273              or outside the source */
 274           if (abs(sz) > 0.0000001
 275               && sx >= -1 && sx < src->xsize
 276               && sy >= -1 && sy < src->ysize) {
 277
 278             if (sx != (int)sx) {
 279               if (sy != (int)sy) {
 280                 i_fcolor c[2][2];
 281                 i_fcolor ci2[2];
 282                 for (i = 0; i < 2; ++i)
 283                   for (j = 0; j < 2; ++j)
 284                     if (i_gpixf(src, floor(sx)+i, floor(sy)+j, &c[j][i]))
 285                       c[j][i] = black;
 286                 for (j = 0; j < 2; ++j)
 287                   ci2[j] = interp_i_fcolor(c[j][0], c[j][1], sx, src->channels);
 288                 vals[x] = interp_i_fcolor(ci2[0], ci2[1], sy, src->channels);
 289               }
 290               else {
 291                 i_fcolor ci2[2];
 292                 for (i = 0; i < 2; ++i)
 293                   if (i_gpixf(src, floor(sx)+i, sy, ci2+i))
 294                     ci2[i] = black;
 295                 vals[x] = interp_i_fcolor(ci2[0], ci2[1], sx, src->channels);
 296               }
 297             }
 298             else {
 299               if (sy != (int)sy) {
 300                 i_fcolor ci2[2];
 301                 for (i = 0; i < 2; ++i)
 302                   if (i_gpixf(src, sx, floor(sy)+i, ci2+i))
 303                     ci2[i] = black;
 304                 vals[x] = interp_i_fcolor(ci2[0], ci2[1], sy, src->channels);
 305               }
 306               else {
 307                 /* all the world's an integer */
 308                 i_gpixf(src, sx, sy, vals+x);
 309               }
 310             }
 311           }
 312           else {
 313             vals[x] = black;
 314           }
 315         }
 316         i_plinf(result, 0, xsize, y, vals);
 317       }
 318       myfree(vals);
 319     }
 320   }
 321   else {
 322     /* don't interpolate for a palette based image */
 323     i_palidx *vals = mymalloc(xsize * sizeof(i_palidx));
 324     i_palidx black = 0;
 325     i_color min;
 326     int minval;
 327     int ix, iy;
 328
 329     i_getcolors(src, 0, &min, 1);
 330     minval = 0;
 331     for (ch = 0; ch < src->channels; ++ch) {
 332       minval += min.channel[ch];
 333     }
 334
 335     /* find the darkest color */
 336     for (i = 1; i < i_colorcount(src); ++i) {
 337       i_color temp;
 338       int tempval;
 339       i_getcolors(src, i, &temp, 1);
 340       tempval = 0;
 341       for (ch = 0; ch < src->channels; ++ch) {
 342         tempval += temp.channel[ch];
 343       }
 344       if (tempval < minval) {
 345         black = i;
 346         min = temp;
 347         minval = tempval;
 348       }
 349     }
 350
 351     for (y = 0; y < ysize; ++y) {
 352       for (x = 0; x < xsize; ++x) {
 353         /* dividing by sz gives us the ability to do perspective
 354            transforms */
 355         sz = x * matrix[6] + y * matrix[7] + matrix[8];
 356         if (abs(sz) > 0.0000001) {
 357           sx = (x * matrix[0] + y * matrix[1] + matrix[2]) / sz;
 358           sy = (x * matrix[3] + y * matrix[4] + matrix[5]) / sz;
 359         }
 360
 361         /* anything outside these ranges is either a broken co-ordinate
 362            or outside the source */
 363         if (abs(sz) > 0.0000001
 364             && sx >= -0.5 && sx < src->xsize-0.5
 365             && sy >= -0.5 && sy < src->ysize-0.5) {
 366
 367           /* all the world's an integer */
 368           ix = (int)(sx+0.5);
 369           iy = (int)(sy+0.5);
 370           i_gpal(src, ix, ix+1, iy, vals+x);
 371         }
 372         else {
 373           vals[x] = black;
 374         }
 375       }
 376       i_ppal(result, 0, xsize, y, vals);
 377     }
 378     myfree(vals);
 379   }
 380
 381   return result;
 382 }
 383
 384 i_matrix_mult(double *dest, double *left, double *right) {
 385   int i, j, k;
 386   double accum;
 387
 388   for (i = 0; i < 3; ++i) {
 389     for (j = 0; j < 3; ++j) {
 390       accum = 0.0;
 391       for (k = 0; k < 3; ++k) {
 392         accum += left[3*i+k] * right[3*k+j];
 393       }
 394       dest[3*i+j] = accum;
 395     }
 396   }
 397 }
 398
 399 i_img *i_rotate_exact(i_img *src, double amount) {
 400   double xlate1[9] = { 0 };
 401   double rotate[9];
 402   double xlate2[9] = { 0 };
 403   double temp[9], matrix[9];
 404   int x1, x2, y1, y2, newxsize, newysize;
 405
 406   /* first translate the centre of the image to (0,0) */
 407   xlate1[0] = 1;
 408   xlate1[2] = src->xsize/2.0;
 409   xlate1[4] = 1;
 410   xlate1[5] = src->ysize/2.0;
 411   xlate1[8] = 1;
 412
 413   /* rotate around (0.0) */
 414   rotate[0] = cos(amount);
 415   rotate[1] = sin(amount);
 416   rotate[2] = 0;
 417   rotate[3] = -rotate[1];
 418   rotate[4] = rotate[0];
 419   rotate[5] = 0;
 420   rotate[6] = 0;
 421   rotate[7] = 0;
 422   rotate[8] = 1;
 423
 424   x1 = ceil(abs(src->xsize * rotate[0] + src->ysize * rotate[1]));
 425   x2 = ceil(abs(src->xsize * rotate[0] - src->ysize * rotate[1]));
 426   y1 = ceil(abs(src->xsize * rotate[3] + src->ysize * rotate[4]));
 427   y2 = ceil(abs(src->xsize * rotate[3] - src->ysize * rotate[4]));
 428   newxsize = x1 > x2 ? x1 : x2;
 429   newysize = y1 > y2 ? y1 : y2;
 430   /* translate the centre back to the center of the image */
 431   xlate2[0] = 1;
 432   xlate2[2] = -newxsize/2;
 433   xlate2[4] = 1;
 434   xlate2[5] = -newysize/2;
 435   xlate2[8] = 1;
 436   i_matrix_mult(temp, xlate1, rotate);
 437   i_matrix_mult(matrix, temp, xlate2);
 438
 439   return i_matrix_transform(src, newxsize, newysize, matrix);
 440 }
 441
 442 /*
 443 =back
 444
 445 =head1 AUTHOR
 446
 447 Tony Cook <tony@develop-help.com>
 448
 449 =head1 SEE ALSO
 450
 451 Imager(3)
 452
 453 =cut
 454 */