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 "init.h"
   8 #include "util.h"
   9
  10 namespace {
  11
  12 // A simple LCG (linear congruental generator) random generator.
  13 // We implement our own so we can be deterministic from frame to frame
  14 // and run to run; we don't have special needs for speed or quality,
  15 // as long as the period is reasonably long. The output is in range
  16 // [0, 2^31>.
  17 //
  18 // This comes from http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_congruential_generator.
  19 unsigned lcg_rand(unsigned x)
  20 {
  21         return (x * 1103515245U + 12345U) & ((1U << 31) - 1);
  22 }
  23
  24 }  // namespace
  25
  26 DitherEffect::DitherEffect()
  27         : width(1280), height(720), num_bits(8),
  28           last_width(-1), last_height(-1), last_num_bits(-1)
  29 {
  30         register_int("output_width", &width);
  31         register_int("output_height", &height);
  32         register_int("num_bits", &num_bits);
  33
  34         glGenTextures(1, &texnum);
  35 }
  36
  37 DitherEffect::~DitherEffect()
  38 {
  39         glDeleteTextures(1, &texnum);
  40 }
  41
  42 std::string DitherEffect::output_fragment_shader()
  43 {
  44         char buf[256];
  45         sprintf(buf, "#define NEED_EXPLICIT_ROUND %d\n", (movit_num_wrongly_rounded > 0));
  46         return buf + read_file("dither_effect.frag");
  47 }
  48
  49 void DitherEffect::update_texture(GLuint glsl_program_num, const std::string &prefix, unsigned *sampler_num)
  50 {
  51         float *dither_noise = new float[width * height];
  52         float dither_double_amplitude = 1.0f / (1 << num_bits);
  53
  54         // We don't need a strictly nonrepeating dither; reducing the resolution
  55         // to max 128x128 saves a lot of texture bandwidth, without causing any
  56         // noticeable harm to the dither's performance.
  57         texture_width = std::min(width, 128);
  58         texture_height = std::min(height, 128);
  59
  60         // Using the resolution as a seed gives us a consistent dither from frame to frame.
  61         // It also gives a different dither for e.g. different aspect ratios, which _feels_
  62         // good, but probably shouldn't matter.
  63         unsigned seed = (width << 16) ^ height;
  64         for (int i = 0; i < texture_width * texture_height; ++i) {
  65                 seed = lcg_rand(seed);
  66                 float normalized_rand = seed * (1.0f / (1U << 31)) - 0.5;  // [-0.5, 0.5>
  67                 dither_noise[i] = dither_double_amplitude * normalized_rand;
  68         }
  69
  70         glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + *sampler_num);
  71         check_error();
  72         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texnum);
  73         check_error();
  74         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
  75         check_error();
  76         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
  77         check_error();
  78         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
  79         check_error();
  80         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
  81         check_error();
  82         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_LUMINANCE16F_ARB, texture_width, texture_height, 0, GL_LUMINANCE, GL_FLOAT, dither_noise);
  83         check_error();
  84
  85         delete[] dither_noise;
  86 }
  87
  88 void DitherEffect::set_gl_state(GLuint glsl_program_num, const std::string &prefix, unsigned *sampler_num)
  89 {
  90         Effect::set_gl_state(glsl_program_num, prefix, sampler_num);
  91
  92         assert(width > 0);
  93         assert(height > 0);
  94         assert(num_bits > 0);
  95
  96         if (width != last_width || height != last_height || num_bits != last_num_bits) {
  97                 update_texture(glsl_program_num, prefix, sampler_num);
  98                 last_width = width;
  99                 last_height = height;
 100                 last_num_bits = num_bits;
 101         }
 102
 103         glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + *sampler_num);
 104         check_error();
 105         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texnum);
 106         check_error();
 107
 108         set_uniform_int(glsl_program_num, prefix, "dither_tex", *sampler_num);
 109         ++sampler_num;
 110
 111         // In theory, we should adjust for the texel centers that have moved here as well,
 112         // but since we use GL_NEAREST and we don't really care a lot what texel we sample,
 113         // we don't have to worry about it.
 114         float tc_scale[] = { float(width) / float(texture_width), float(height) / float(texture_height) };
 115         set_uniform_vec2(glsl_program_num, prefix, "tc_scale", tc_scale);
 116
 117         // Used if the shader needs to do explicit rounding.
 118         int round_fac = (1 << num_bits) - 1;
 119         set_uniform_float(glsl_program_num, prefix, "round_fac", round_fac);
 120         set_uniform_float(glsl_program_num, prefix, "inv_round_fac", 1.0f / round_fac);
 121 }