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

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