Check for __APPLE__ instead of __DARWIN__.
[movit] / blur_effect.cpp
1 #include <epoxy/gl.h>
2 #include <assert.h>
3 #include <math.h>
4 #include <algorithm>
5
6 #include "blur_effect.h"
7 #include "effect_chain.h"
8 #include "effect_util.h"
9 #include "util.h"
10
11 using namespace std;
12
13 namespace movit {
14         
15 BlurEffect::BlurEffect()
16         : num_taps(16),
17           radius(3.0f),
18           input_width(1280),
19           input_height(720)
20 {
21         // The first blur pass will forward resolution information to us.
22         hpass = new SingleBlurPassEffect(this);
23         CHECK(hpass->set_int("direction", SingleBlurPassEffect::HORIZONTAL));
24         vpass = new SingleBlurPassEffect(NULL);
25         CHECK(vpass->set_int("direction", SingleBlurPassEffect::VERTICAL));
26
27         update_radius();
28 }
29
30 void BlurEffect::rewrite_graph(EffectChain *graph, Node *self)
31 {
32         Node *hpass_node = graph->add_node(hpass);
33         Node *vpass_node = graph->add_node(vpass);
34         graph->connect_nodes(hpass_node, vpass_node);
35         graph->replace_receiver(self, hpass_node);
36         graph->replace_sender(self, vpass_node);
37         self->disabled = true;
38
39
40 // We get this information forwarded from the first blur pass,
41 // since we are not part of the chain ourselves.
42 void BlurEffect::inform_input_size(unsigned input_num, unsigned width, unsigned height)
43 {
44         assert(input_num == 0);
45         assert(width != 0);
46         assert(height != 0);
47         input_width = width;
48         input_height = height;
49         update_radius();
50 }
51                 
52 void BlurEffect::update_radius()
53 {
54         // We only have 16 taps to work with on each side, and we want that to
55         // reach out to about 2.5*sigma. Bump up the mipmap levels (giving us
56         // box blurs) until we have what we need.
57         unsigned mipmap_width = input_width, mipmap_height = input_height;
58         float adjusted_radius = radius;
59         while ((mipmap_width > 1 || mipmap_height > 1) && adjusted_radius * 1.5f > num_taps / 2) {
60                 // Find the next mipmap size (round down, minimum 1 pixel).
61                 mipmap_width = max(mipmap_width / 2, 1u);
62                 mipmap_height = max(mipmap_height / 2, 1u);
63
64                 // Approximate when mipmap sizes are odd, but good enough.
65                 adjusted_radius = radius * float(mipmap_width) / float(input_width);
66         }
67         
68         bool ok = hpass->set_float("radius", adjusted_radius);
69         ok |= hpass->set_int("width", mipmap_width);
70         ok |= hpass->set_int("height", mipmap_height);
71         ok |= hpass->set_int("virtual_width", mipmap_width);
72         ok |= hpass->set_int("virtual_height", mipmap_height);
73         ok |= hpass->set_int("num_taps", num_taps);
74
75         ok |= vpass->set_float("radius", adjusted_radius);
76         ok |= vpass->set_int("width", mipmap_width);
77         ok |= vpass->set_int("height", mipmap_height);
78         ok |= vpass->set_int("virtual_width", input_width);
79         ok |= vpass->set_int("virtual_height", input_height);
80         ok |= vpass->set_int("num_taps", num_taps);
81
82         assert(ok);
83 }
84
85 bool BlurEffect::set_float(const string &key, float value) {
86         if (key == "radius") {
87                 radius = value;
88                 update_radius();
89                 return true;
90         }
91         return false;
92 }
93
94 bool BlurEffect::set_int(const string &key, int value) {
95         if (key == "num_taps") {
96                 if (value < 2 || value % 2 != 0) {
97                         return false;
98                 }
99                 num_taps = value;
100                 update_radius();
101                 return true;
102         }
103         return false;
104 }
105
106 SingleBlurPassEffect::SingleBlurPassEffect(BlurEffect *parent)
107         : parent(parent),
108           num_taps(16),
109           radius(3.0f),
110           direction(HORIZONTAL),
111           width(1280),
112           height(720)
113 {
114         register_float("radius", &radius);
115         register_int("direction", (int *)&direction);
116         register_int("width", &width);
117         register_int("height", &height);
118         register_int("virtual_width", &virtual_width);
119         register_int("virtual_height", &virtual_height);
120         register_int("num_taps", &num_taps);
121 }
122
123 string SingleBlurPassEffect::output_fragment_shader()
124 {
125         char buf[256];
126         sprintf(buf, "#define DIRECTION_VERTICAL %d\n#define NUM_TAPS %d\n",
127                 (direction == VERTICAL), num_taps);
128         return buf + read_file("blur_effect.frag");
129 }
130
131 void SingleBlurPassEffect::set_gl_state(GLuint glsl_program_num, const string &prefix, unsigned *sampler_num)
132 {
133         Effect::set_gl_state(glsl_program_num, prefix, sampler_num);
134
135         // Compute the weights; they will be symmetrical, so we only compute
136         // the right side.
137         float* weight = new float[num_taps + 1];
138         if (radius < 1e-3) {
139                 weight[0] = 1.0f;
140                 for (int i = 1; i < num_taps + 1; ++i) {
141                         weight[i] = 0.0f;
142                 }
143         } else {
144                 float sum = 0.0f;
145                 for (int i = 0; i < num_taps + 1; ++i) {
146                         // Gaussian blur is a common, but maybe not the prettiest choice;
147                         // it can feel a bit too blurry in the fine detail and too little
148                         // long-tail. This is a simple logistic distribution, which has
149                         // a narrower peak but longer tails.
150                         //
151                         // We interpret the radius as sigma, similar to Gaussian blur.
152                         // Wikipedia says that sigma² = pi² s² / 3, which yields:
153                         const float s = (sqrt(3.0) / M_PI) * radius;
154                         float z = i / (2.0 * s);
155
156                         weight[i] = 1.0f / (cosh(z) * cosh(z));
157
158                         if (i == 0) {
159                                 sum += weight[i];
160                         } else {
161                                 sum += 2.0f * weight[i];
162                         }
163                 }
164                 for (int i = 0; i < num_taps + 1; ++i) {
165                         weight[i] /= sum;
166                 }
167         }
168
169         // Since the GPU gives us bilinear sampling for free, we can get two
170         // samples for the price of one (for every but the center sample,
171         // in which case this trick doesn't buy us anything). Simply sample
172         // between the two pixel centers, and we can do with fewer weights.
173         // (This is right even in the vertical pass where we don't actually
174         // sample between the pixels, because we have linear interpolation
175         // there too.)
176         //
177         // We pack the parameters into a float4: The relative sample coordinates
178         // in (x,y), and the weight in z. w is unused.
179         float* samples = new float[2 * (num_taps / 2 + 1)];
180
181         // Center sample.
182         samples[2 * 0 + 0] = 0.0f;
183         samples[2 * 0 + 1] = weight[0];
184
185         // All other samples.
186         for (int i = 1; i < num_taps / 2 + 1; ++i) {
187                 unsigned base_pos = i * 2 - 1;
188                 float w1 = weight[base_pos];
189                 float w2 = weight[base_pos + 1];
190
191                 float offset, total_weight;
192                 combine_two_samples(w1, w2, &offset, &total_weight, NULL);
193
194                 if (direction == HORIZONTAL) {
195                         samples[2 * i + 0] = (base_pos + offset) / (float)width;
196                 } else if (direction == VERTICAL) {
197                         samples[2 * i + 0] = (base_pos + offset) / (float)height;
198                 } else {
199                         assert(false);
200                 }
201
202                 samples[2 * i + 1] = total_weight;
203         }
204
205         set_uniform_vec2_array(glsl_program_num, prefix, "samples", samples, num_taps / 2 + 1);
206
207         delete[] weight;
208         delete[] samples;
209 }
210
211 void SingleBlurPassEffect::clear_gl_state()
212 {
213 }
214
215 }  // namespace movit