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

   1 #include <GL/glew.h>
   2 #include <assert.h>
   3 #include <stdio.h>
   4 #include <algorithm>
   5
   6 #include "dither_effect.h"
   7 #include "effect_util.h"
   8 #include "init.h"
   9 #include "util.h"
  10
  11 using namespace std;
  12
  13 namespace movit {
  14
  15 namespace {
  16
  17 // A simple LCG (linear congruental generator) random generator.
  18 // We implement our own so we can be deterministic from frame to frame
  19 // and run to run; we don't have special needs for speed or quality,
  20 // as long as the period is reasonably long. The output is in range
  21 // [0, 2^31>.
  22 //
  23 // This comes from http://en.wikipedia.org/wiki/Linear_congruential_generator.
  24 unsigned lcg_rand(unsigned x)
  25 {
  26         return (x * 1103515245U + 12345U) & ((1U << 31) - 1);
  27 }
  28
  29 }  // namespace
  30
  31 DitherEffect::DitherEffect()
  32         : width(1280), height(720), num_bits(8),
  33           last_width(-1), last_height(-1), last_num_bits(-1)
  34 {
  35         register_int("output_width", &width);
  36         register_int("output_height", &height);
  37         register_int("num_bits", &num_bits);
  38
  39         glGenTextures(1, &texnum);
  40 }
  41
  42 DitherEffect::~DitherEffect()
  43 {
  44         glDeleteTextures(1, &texnum);
  45 }
  46
  47 string DitherEffect::output_fragment_shader()
  48 {
  49         char buf[256];
  50         sprintf(buf, "#define NEED_EXPLICIT_ROUND %d\n", (movit_num_wrongly_rounded > 0 && movit_shader_rounding_supported));
  51         return buf + read_file("dither_effect.frag");
  52 }
  53
  54 void DitherEffect::update_texture(GLuint glsl_program_num, const string &prefix, unsigned *sampler_num)
  55 {
  56         float *dither_noise = new float[width * height];
  57         float dither_double_amplitude = 1.0f / (1 << num_bits);
  58
  59         // We don't need a strictly nonrepeating dither; reducing the resolution
  60         // to max 128x128 saves a lot of texture bandwidth, without causing any
  61         // noticeable harm to the dither's performance.
  62         texture_width = min(width, 128);
  63         texture_height = min(height, 128);
  64
  65         // Using the resolution as a seed gives us a consistent dither from frame to frame.
  66         // It also gives a different dither for e.g. different aspect ratios, which _feels_
  67         // good, but probably shouldn't matter.
  68         unsigned seed = (width << 16) ^ height;
  69         for (int i = 0; i < texture_width * texture_height; ++i) {
  70                 seed = lcg_rand(seed);
  71                 float normalized_rand = seed * (1.0f / (1U << 31)) - 0.5;  // [-0.5, 0.5>
  72                 dither_noise[i] = dither_double_amplitude * normalized_rand;
  73         }
  74
  75         glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + *sampler_num);
  76         check_error();
  77         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texnum);
  78         check_error();
  79         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
  80         check_error();
  81         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
  82         check_error();
  83         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_REPEAT);
  84         check_error();
  85         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_REPEAT);
  86         check_error();
  87         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R16F, texture_width, texture_height, 0, GL_RED, GL_FLOAT, dither_noise);
  88         check_error();
  89
  90         delete[] dither_noise;
  91 }
  92
  93 void DitherEffect::set_gl_state(GLuint glsl_program_num, const string &prefix, unsigned *sampler_num)
  94 {
  95         Effect::set_gl_state(glsl_program_num, prefix, sampler_num);
  96
  97         assert(width > 0);
  98         assert(height > 0);
  99         assert(num_bits > 0);
 100
 101         if (width != last_width || height != last_height || num_bits != last_num_bits) {
 102                 update_texture(glsl_program_num, prefix, sampler_num);
 103                 last_width = width;
 104                 last_height = height;
 105                 last_num_bits = num_bits;
 106         }
 107
 108         glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + *sampler_num);
 109         check_error();
 110         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texnum);
 111         check_error();
 112
 113         set_uniform_int(glsl_program_num, prefix, "dither_tex", *sampler_num);
 114         ++sampler_num;
 115
 116         // In theory, we should adjust for the texel centers that have moved here as well,
 117         // but since we use GL_NEAREST and we don't really care a lot what texel we sample,
 118         // we don't have to worry about it.
 119         float tc_scale[] = { float(width) / float(texture_width), float(height) / float(texture_height) };
 120         set_uniform_vec2(glsl_program_num, prefix, "tc_scale", tc_scale);
 121
 122         // Used if the shader needs to do explicit rounding.
 123         int round_fac = (1 << num_bits) - 1;
 124         set_uniform_float(glsl_program_num, prefix, "round_fac", round_fac);
 125         set_uniform_float(glsl_program_num, prefix, "inv_round_fac", 1.0f / round_fac);
 126 }
 127
 128 }  // namespace movit