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

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