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

   1 #include <GL/glew.h>
   2 #include <assert.h>
   3 #include <stddef.h>
   4 #include <algorithm>
   5 #include <string>
   6
   7 #include "init.h"
   8 #include "resource_pool.h"
   9 #include "util.h"
  10
  11 using namespace std;
  12
  13 namespace movit {
  14
  15 bool movit_initialized = false;
  16 MovitDebugLevel movit_debug_level = MOVIT_DEBUG_ON;
  17 float movit_texel_subpixel_precision;
  18 bool movit_srgb_textures_supported;
  19 int movit_num_wrongly_rounded;
  20 bool movit_shader_rounding_supported;
  21
  22 // The rules for objects with nontrivial constructors in static scope
  23 // are somewhat convoluted, and easy to mess up. We simply have a
  24 // pointer instead (and never care to clean it up).
  25 string *movit_data_directory = NULL;
  26
  27 namespace {
  28
  29 void measure_texel_subpixel_precision()
  30 {
  31         ResourcePool resource_pool;
  32         static const unsigned width = 4096;
  33
  34         // Generate a destination texture to render to, and an FBO.
  35         GLuint dst_texnum, fbo;
  36
  37         glGenTextures(1, &dst_texnum);
  38         check_error();
  39         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, dst_texnum);
  40         check_error();
  41         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA16F_ARB, width, 1, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
  42         check_error();
  43
  44         glGenFramebuffers(1, &fbo);
  45         check_error();
  46         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
  47         check_error();
  48         glFramebufferTexture2D(
  49                 GL_FRAMEBUFFER,
  50                 GL_COLOR_ATTACHMENT0,
  51                 GL_TEXTURE_2D,
  52                 dst_texnum,
  53                 0);
  54         check_error();
  55
  56         // Now generate a simple texture that's just [0,1].
  57         GLuint src_texnum;
  58         float texdata[] = { 0, 1 };
  59         glGenTextures(1, &src_texnum);
  60         check_error();
  61         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, src_texnum);
  62         check_error();
  63         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
  64         check_error();
  65         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
  66         check_error();
  67         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R16F, 2, 1, 0, GL_RED, GL_FLOAT, texdata);
  68         check_error();
  69
  70         // Basic state.
  71         glDisable(GL_BLEND);
  72         check_error();
  73         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
  74         check_error();
  75         glDepthMask(GL_FALSE);
  76         check_error();
  77
  78         glViewport(0, 0, width, 1);
  79
  80         GLuint glsl_program_num = resource_pool.compile_glsl_program(
  81                 read_file("vs.vert"), read_file("texture1d.frag"));
  82         glUseProgram(glsl_program_num);
  83         check_error();
  84         glUniform1i(glGetUniformLocation(glsl_program_num, "tex"), 0);  // Bind the 2D sampler.
  85         check_error();
  86
  87         // Draw the texture stretched over a long quad, interpolating it out.
  88         // Note that since the texel center is in (0.5), we need to adjust the
  89         // texture coordinates in order not to get long stretches of (1,1,1,...)
  90         // at the start and (...,0,0,0) at the end.
  91         float vertices[] = {
  92                 0.0f, 1.0f,
  93                 0.0f, 0.0f,
  94                 1.0f, 1.0f,
  95                 1.0f, 0.0f
  96         };
  97         float texcoords[] = {
  98                 0.25f, 0.0f,
  99                 0.25f, 0.0f,
 100                 0.75f, 0.0f,
 101                 0.75f, 0.0f
 102         };
 103
 104         GLuint vao;
 105         glGenVertexArrays(1, &vao);
 106         check_error();
 107         glBindVertexArray(vao);
 108         check_error();
 109
 110         GLuint position_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);
 111         GLuint texcoord_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", 2, GL_FLOAT, sizeof(texcoords), texcoords);
 112
 113         glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
 114         check_error();
 115
 116         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", position_vbo);
 117         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", texcoord_vbo);
 118
 119         glUseProgram(0);
 120         check_error();
 121
 122         // Now read the data back and see what the card did.
 123         // (We only look at the red channel; the others will surely be the same.)
 124         // We assume a linear ramp; anything else will give sort of odd results here.
 125         float out_data[width];
 126         glReadPixels(0, 0, width, 1, GL_RED, GL_FLOAT, out_data);
 127         check_error();
 128
 129         float biggest_jump = 0.0f;
 130         for (unsigned i = 1; i < width; ++i) {
 131                 assert(out_data[i] >= out_data[i - 1]);
 132                 biggest_jump = max(biggest_jump, out_data[i] - out_data[i - 1]);
 133         }
 134
 135         assert(biggest_jump > 0.0);
 136         movit_texel_subpixel_precision = biggest_jump;
 137
 138         // Clean up.
 139         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 140         check_error();
 141         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
 142         check_error();
 143         glDeleteFramebuffers(1, &fbo);
 144         check_error();
 145         glDeleteTextures(1, &dst_texnum);
 146         check_error();
 147         glDeleteTextures(1, &src_texnum);
 148         check_error();
 149
 150         resource_pool.release_glsl_program(glsl_program_num);
 151         glDeleteVertexArrays(1, &vao);
 152         check_error();
 153 }
 154
 155 void measure_roundoff_problems()
 156 {
 157         ResourcePool resource_pool;
 158
 159         // Generate a destination texture to render to, and an FBO.
 160         GLuint dst_texnum, fbo;
 161
 162         glGenTextures(1, &dst_texnum);
 163         check_error();
 164         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, dst_texnum);
 165         check_error();
 166         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA8, 512, 1, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, NULL);
 167         check_error();
 168
 169         glGenFramebuffers(1, &fbo);
 170         check_error();
 171         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, fbo);
 172         check_error();
 173         glFramebufferTexture2D(
 174                 GL_FRAMEBUFFER,
 175                 GL_COLOR_ATTACHMENT0,
 176                 GL_TEXTURE_2D,
 177                 dst_texnum,
 178                 0);
 179         check_error();
 180
 181         // Now generate a texture where every value except the last should be
 182         // rounded up to the next one. However, there are cards (in highly
 183         // common use) that can't do this right, for unknown reasons.
 184         GLuint src_texnum;
 185         float texdata[512];
 186         for (int i = 0; i < 256; ++i) {
 187                 texdata[i * 2 + 0] = (i + 0.48) / 255.0;
 188                 texdata[i * 2 + 1] = (i + 0.52) / 255.0;
 189         }
 190         glGenTextures(1, &src_texnum);
 191         check_error();
 192         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, src_texnum);
 193         check_error();
 194         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
 195         check_error();
 196         glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
 197         check_error();
 198         glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_R32F, 512, 1, 0, GL_RED, GL_FLOAT, texdata);
 199         check_error();
 200
 201         // Basic state.
 202         glDisable(GL_BLEND);
 203         check_error();
 204         glDisable(GL_DEPTH_TEST);
 205         check_error();
 206         glDepthMask(GL_FALSE);
 207         check_error();
 208
 209         glViewport(0, 0, 512, 1);
 210
 211         GLuint glsl_program_num = resource_pool.compile_glsl_program(
 212                 read_file("vs.vert"), read_file("texture1d.frag"));
 213         glUseProgram(glsl_program_num);
 214         check_error();
 215         glUniform1i(glGetUniformLocation(glsl_program_num, "tex"), 0);  // Bind the 2D sampler.
 216
 217         // Draw the texture stretched over a long quad, interpolating it out.
 218         float vertices[] = {
 219                 0.0f, 1.0f,
 220                 0.0f, 0.0f,
 221                 1.0f, 1.0f,
 222                 1.0f, 0.0f
 223         };
 224
 225         GLuint vao;
 226         glGenVertexArrays(1, &vao);
 227         check_error();
 228         glBindVertexArray(vao);
 229         check_error();
 230
 231         GLuint position_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);
 232         GLuint texcoord_vbo = fill_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", 2, GL_FLOAT, sizeof(vertices), vertices);  // Same data.
 233
 234         glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP, 0, 4);
 235         check_error();
 236
 237         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "position", position_vbo);
 238         cleanup_vertex_attribute(glsl_program_num, "texcoord", texcoord_vbo);
 239
 240         glUseProgram(0);
 241         check_error();
 242
 243         // Now read the data back and see what the card did. (Ignore the last value.)
 244         // (We only look at the red channel; the others will surely be the same.)
 245         unsigned char out_data[512];
 246         glReadPixels(0, 0, 512, 1, GL_RED, GL_UNSIGNED_BYTE, out_data);
 247         check_error();
 248
 249         int wrongly_rounded = 0;
 250         for (unsigned i = 0; i < 255; ++i) {
 251                 if (out_data[i * 2 + 0] != i) {
 252                         ++wrongly_rounded;
 253                 }
 254                 if (out_data[i * 2 + 1] != i + 1) {
 255                         ++wrongly_rounded;
 256                 }
 257         }
 258
 259         movit_num_wrongly_rounded = wrongly_rounded;
 260
 261         // Clean up.
 262         glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, 0);
 263         check_error();
 264         glBindFramebuffer(GL_FRAMEBUFFER, 0);
 265         check_error();
 266         glDeleteFramebuffers(1, &fbo);
 267         check_error();
 268         glDeleteTextures(1, &dst_texnum);
 269         check_error();
 270         glDeleteTextures(1, &src_texnum);
 271         check_error();
 272
 273         resource_pool.release_glsl_program(glsl_program_num);
 274         glDeleteVertexArrays(1, &vao);
 275         check_error();
 276 }
 277
 278 bool check_extensions()
 279 {
 280         // We fundamentally need FBOs and floating-point textures.
 281         if (!glewIsSupported("GL_ARB_framebuffer_object")) return false;
 282         if (!glewIsSupported("GL_ARB_texture_float")) return false;
 283
 284         // We assume that we can use non-power-of-two textures without restrictions.
 285         if (!glewIsSupported("GL_ARB_texture_non_power_of_two")) return false;
 286
 287         // We also need GLSL fragment shaders.
 288         if (!glewIsSupported("GL_ARB_fragment_shader")) return false;
 289         if (!glewIsSupported("GL_ARB_shading_language_100")) return false;
 290
 291         // FlatInput and YCbCrInput uses PBOs. (They could in theory do without,
 292         // but no modern card would really not provide it.)
 293         if (!glewIsSupported("GL_ARB_pixel_buffer_object")) return false;
 294
 295         // ResampleEffect uses RG textures to encode a two-component LUT.
 296         if (!glewIsSupported("GL_ARB_texture_rg")) return false;
 297
 298         // sRGB texture decode would be nice, but are not mandatory
 299         // (GammaExpansionEffect can do the same thing if needed).
 300         movit_srgb_textures_supported = glewIsSupported("GL_EXT_texture_sRGB");
 301
 302         // We may want to use round() at the end of the final shader,
 303         // if supported. We need either GLSL 1.30 or this extension to do that,
 304         // and 1.30 brings with it other things that we don't want to demand
 305         // for now.
 306         movit_shader_rounding_supported = glewIsSupported("GL_EXT_gpu_shader4");
 307
 308         return true;
 309 }
 310
 311 }  // namespace
 312
 313 bool init_movit(const string& data_directory, MovitDebugLevel debug_level)
 314 {
 315         if (movit_initialized) {
 316                 return true;
 317         }
 318
 319         movit_data_directory = new string(data_directory);
 320         movit_debug_level = debug_level;
 321
 322         GLenum err = glewInit();
 323         if (err != GLEW_OK) {
 324                 return false;
 325         }
 326
 327         // geez
 328         glPixelStorei(GL_PACK_ALIGNMENT, 1);
 329         glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
 330         glDisable(GL_DITHER);
 331
 332         if (!check_extensions()) {
 333                 return false;
 334         }
 335         measure_texel_subpixel_precision();
 336         measure_roundoff_problems();
 337
 338         movit_initialized = true;
 339         return true;
 340 }
 341
 342 }  // namespace movit