git.sesse.net Git - movit/blob - dither_effect.cpp

   1 #include <GL/glew.h>
   2 #include <assert.h>
   3 #include <algorithm>
   4
   5 #include "dither_effect.h"
   6 #include "effect_util.h"
   7 #include "util.h"
   8
   9 namespace {
  10
  11 // A simple LCG (linear congruental generator) random generator.
  12 // We implement our own so we can be deterministic from frame to frame
  13 // and run to run; we don't have special needs for speed or quality,
  14 // as long as the period is reasonably long. The output is in range
  15 // [0, 2^31>.
  16 //
  17 // This comes from http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_congruential_generator.
  18 unsigned lcg_rand(unsigned x)
  19 {
  20         return (x * 1103515245U + 12345U) & ((1U << 31) - 1);
  21 }
  22
  23 }  // namespace
  24
  25 DitherEffect::DitherEffect()
  26         : width(1280), height(720), num_bits(8),
  27           last_width(-1), last_height(-1), last_num_bits(-1)
  28 {
  29         register_int("output_width", &width);
  30         register_int("output_height", &height);
  31         register_int("num_bits", &num_bits);
  32
  33         glGenTextures(1, &texnum);
  34 }
  35
  36 DitherEffect::~DitherEffect()
  37 {
  38         glDeleteTextures(1, &texnum);
  39 }
  40
  41 std::string DitherEffect::output_fragment_shader()
  42 {
  43         return read_file("dither_effect.frag");
  44 }
  45
  46 void DitherEffect::update_texture(GLuint glsl_program_num, const std::string &prefix, unsigned *sampler_num)
  47 {
  48         float *dither_noise = new float[width * height];
  49         float dither_double_amplitude = 1.0f / (1 << num_bits);
  50
  51         // We don't need a strictly nonrepeating dither; reducing the resolution
  52         // to max 128x128 saves a lot of texture bandwidth, without causing any
  53         // noticeable harm to the dither's performance.
  54         texture_width = std::min(width, 128);
  55         texture_height = std::min(height, 128);
  56
  57         // Using the resolution as a seed gives us a consistent dither from frame to frame.
  58         // It also gives a different dither for e.g. different aspect ratios, which _feels_
  59         // good, but probably shouldn't matter.
  60         unsigned seed = (width << 16) ^ height;
  61         for (int i = 0; i < texture_width * texture_height; ++i) {
  62                 seed = lcg_rand(seed);
  63                 float normalized_rand = seed * (1.0f / (1U << 31)) - 0.5;  // [-0.5, 0.5>
  64                 dither_noise[i] = dither_double_amplitude * normalized_rand;
  65         }
  66
  67         glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + *sampler_num);
  68         check_error();
  69         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texnum);
  70         check_error();
  71         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
  72         check_error();
  73         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
  74         check_error();
  75         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
  76         check_error();
  77         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
  78         check_error();
  79         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_LUMINANCE16F_ARB, texture_width, texture_height, 0, GL_LUMINANCE, GL_FLOAT, dither_noise);
  80         check_error();
  81
  82         delete[] dither_noise;
  83 }
  84
  85 void DitherEffect::set_gl_state(GLuint glsl_program_num, const std::string &prefix, unsigned *sampler_num)
  86 {
  87         Effect::set_gl_state(glsl_program_num, prefix, sampler_num);
  88
  89         assert(width > 0);
  90         assert(height > 0);
  91         assert(num_bits > 0);
  92
  93         if (width != last_width || height != last_height || num_bits != last_num_bits) {
  94                 update_texture(glsl_program_num, prefix, sampler_num);
  95                 last_width = width;
  96                 last_height = height;
  97                 last_num_bits = num_bits;
  98         }
  99
 100         glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + *sampler_num);
 101         check_error();
 102         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texnum);
 103         check_error();
 104
 105         set_uniform_int(glsl_program_num, prefix, "dither_tex", *sampler_num);
 106         ++sampler_num;
 107
 108         // In theory, we should adjust for the texel centers that have moved here as well,
 109         // but since we use GL_NEAREST and we don't really care a lot what texel we sample,
 110         // we don't have to worry about it.
 111         float tc_scale[] = { float(width) / float(texture_width), float(height) / float(texture_height) };
 112         set_uniform_vec2(glsl_program_num, prefix, "tc_scale", tc_scale);
 113 }