src/lib/sw_engine/tvgSwShape.cpp

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2020 Samsung Electronics Co., Ltd All Rights Reserved
   3  *
   4  *  Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  *  you may not use this file except in compliance with the License.
   6  *  You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *               http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  *  Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  *  distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  *  WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  *  See the License for the specific language governing permissions and
  14  *  limitations under the License.
  15  *
  16  */
  17 #ifndef _TVG_SW_SHAPE_H_
  18 #define _TVG_SW_SHAPE_H_
  19
  20 #include "tvgSwCommon.h"
  21
  22 /************************************************************************/
  23 /* Internal Class Implementation                                        */
  24 /************************************************************************/
  25
  26 struct Line
  27 {
  28     Point pt1;
  29     Point pt2;
  30 };
  31
  32
  33 static float _lineLength(const Point& pt1, const Point& pt2)
  34 {
  35     /* approximate sqrt(x*x + y*y) using alpha max plus beta min algorithm.
  36        With alpha = 1, beta = 3/8, giving results with the largest error less
  37        than 7% compared to the exact value. */
  38     Point diff = {pt2.x - pt1.x, pt2.y - pt1.y};
  39     if (diff.x < 0) diff.x = -diff.x;
  40     if (diff.y < 0) diff.y = -diff.y;
  41     return (diff.x > diff.y) ? (diff.x + diff.y * 0.375f) : (diff.y + diff.x * 0.375f);
  42 }
  43
  44
  45 static void _lineSplitAt(const Line& cur, float at, Line& left, Line& right)
  46 {
  47     auto len = _lineLength(cur.pt1, cur.pt2);
  48     auto dx = ((cur.pt2.x - cur.pt1.x) / len) * at;
  49     auto dy = ((cur.pt2.y - cur.pt1.y) / len) * at;
  50     left.pt1 = cur.pt1;
  51     left.pt2.x = left.pt1.x + dx;
  52     left.pt2.y = left.pt1.y + dy;
  53     right.pt1 = left.pt2;
  54     right.pt2 = cur.pt2;
  55 }
  56
  57
  58 static void _growOutlineContour(SwOutline& outline, uint32_t n)
  59 {
  60     if (outline.reservedCntrsCnt >= outline.cntrsCnt + n) return;
  61     outline.reservedCntrsCnt = outline.cntrsCnt + n;
  62     outline.cntrs = static_cast<uint32_t*>(realloc(outline.cntrs, outline.reservedCntrsCnt * sizeof(uint32_t)));
  63     assert(outline.cntrs);
  64 }
  65
  66
  67 static void _growOutlinePoint(SwOutline& outline, uint32_t n)
  68 {
  69     if (outline.reservedPtsCnt >= outline.ptsCnt + n) return;
  70     outline.reservedPtsCnt = outline.ptsCnt + n;
  71     outline.pts = static_cast<SwPoint*>(realloc(outline.pts, outline.reservedPtsCnt * sizeof(SwPoint)));
  72     assert(outline.pts);
  73     outline.types = static_cast<uint8_t*>(realloc(outline.types, outline.reservedPtsCnt * sizeof(uint8_t)));
  74     assert(outline.types);
  75 }
  76
  77
  78 static void _delOutline(SwOutline* outline)
  79 {
  80     if (!outline) return;
  81
  82     if (outline->cntrs) free(outline->cntrs);
  83     if (outline->pts) free(outline->pts);
  84     if (outline->types) free(outline->types);
  85     free(outline);
  86 }
  87
  88
  89 static void _outlineEnd(SwOutline& outline)
  90 {
  91     _growOutlineContour(outline, 1);
  92     if (outline.ptsCnt > 0) {
  93         outline.cntrs[outline.cntrsCnt] = outline.ptsCnt - 1;
  94         ++outline.cntrsCnt;
  95     }
  96 }
  97
  98
  99 static void _outlineMoveTo(SwOutline& outline, const Point* to)
 100 {
 101     assert(to);
 102
 103     _growOutlinePoint(outline, 1);
 104
 105     outline.pts[outline.ptsCnt] = TO_SWPOINT(to);
 106     outline.types[outline.ptsCnt] = SW_CURVE_TYPE_POINT;
 107
 108     if (outline.ptsCnt > 0) {
 109         _growOutlineContour(outline, 1);
 110         outline.cntrs[outline.cntrsCnt] = outline.ptsCnt - 1;
 111         ++outline.cntrsCnt;
 112     }
 113
 114     ++outline.ptsCnt;
 115 }
 116
 117
 118 static void _outlineLineTo(SwOutline& outline, const Point* to)
 119 {
 120     assert(to);
 121
 122     _growOutlinePoint(outline, 1);
 123
 124     outline.pts[outline.ptsCnt] = TO_SWPOINT(to);
 125     outline.types[outline.ptsCnt] = SW_CURVE_TYPE_POINT;
 126     ++outline.ptsCnt;
 127 }
 128
 129
 130 static void _outlineCubicTo(SwOutline& outline, const Point* ctrl1, const Point* ctrl2, const Point* to)
 131 {
 132     assert(ctrl1 && ctrl2 && to);
 133
 134     _growOutlinePoint(outline, 3);
 135
 136     outline.pts[outline.ptsCnt] = TO_SWPOINT(ctrl1);
 137     outline.types[outline.ptsCnt] = SW_CURVE_TYPE_CUBIC;
 138     ++outline.ptsCnt;
 139
 140     outline.pts[outline.ptsCnt] = TO_SWPOINT(ctrl2);
 141     outline.types[outline.ptsCnt] = SW_CURVE_TYPE_CUBIC;
 142     ++outline.ptsCnt;
 143
 144     outline.pts[outline.ptsCnt] = TO_SWPOINT(to);
 145     outline.types[outline.ptsCnt] = SW_CURVE_TYPE_POINT;
 146     ++outline.ptsCnt;
 147 }
 148
 149
 150 static void _outlineClose(SwOutline& outline)
 151 {
 152     uint32_t i = 0;
 153
 154     if (outline.cntrsCnt > 0) {
 155         i = outline.cntrs[outline.cntrsCnt - 1] + 1;
 156     } else {
 157         i = 0;   //First Path
 158     }
 159
 160     //Make sure there is at least one point in the current path
 161     if (outline.ptsCnt == i) {
 162         outline.opened = true;
 163         return;
 164     }
 165
 166     //Close the path
 167     _growOutlinePoint(outline, 1);
 168
 169     outline.pts[outline.ptsCnt] = outline.pts[i];
 170     outline.types[outline.ptsCnt] = SW_CURVE_TYPE_POINT;
 171     ++outline.ptsCnt;
 172
 173     outline.opened = false;
 174 }
 175
 176
 177 static void _initBBox(SwBBox& bbox)
 178 {
 179     bbox.min.x = bbox.min.y = 0;
 180     bbox.max.x = bbox.max.y = 0;
 181 }
 182
 183
 184 static bool _updateBBox(SwOutline* outline, SwBBox& bbox)
 185 {
 186     if (!outline) return false;
 187
 188     auto pt = outline->pts;
 189     assert(pt);
 190
 191     if (outline->ptsCnt <= 0) {
 192         _initBBox(bbox);
 193         return false;
 194     }
 195
 196     auto xMin = pt->x;
 197     auto xMax = pt->x;
 198     auto yMin = pt->y;
 199     auto yMax = pt->y;
 200
 201     ++pt;
 202
 203     for(uint32_t i = 1; i < outline->ptsCnt; ++i, ++pt) {
 204         if (xMin > pt->x) xMin = pt->x;
 205         if (xMax < pt->x) xMax = pt->x;
 206         if (yMin > pt->y) yMin = pt->y;
 207         if (yMax < pt->y) yMax = pt->y;
 208     }
 209     bbox.min.x = xMin >> 6;
 210     bbox.max.x = (xMax + 63) >> 6;
 211     bbox.min.y = yMin >> 6;
 212     bbox.max.y = (yMax + 63) >> 6;
 213
 214     if (xMax - xMin < 1 && yMax - yMin < 1) return false;
 215
 216     return true;
 217 }
 218
 219
 220 static bool _checkValid(const SwOutline* outline, const SwBBox& bbox, const SwSize& clip)
 221 {
 222     assert(outline);
 223
 224     if (outline->ptsCnt == 0 || outline->cntrsCnt <= 0) return false;
 225
 226     //Check boundary
 227     if (bbox.min.x >= clip.w || bbox.min.y >= clip.h || bbox.max.x <= 0 || bbox.max.y <= 0) return false;
 228
 229     return true;
 230 }
 231
 232
 233 static void _transformOutline(SwOutline* outline, const Matrix* transform)
 234 {
 235     if (!transform) return;
 236
 237     assert(outline);
 238
 239     for(uint32_t i = 0; i < outline->ptsCnt; ++i) {
 240         auto dx = static_cast<float>(outline->pts[i].x >> 6);
 241         auto dy = static_cast<float>(outline->pts[i].y >> 6);
 242         auto tx = dx * transform->e11 + dy * transform->e12 + transform->e31;
 243         auto ty = dx * transform->e21 + dy * transform->e22 + transform->e32;
 244         auto pt = Point{round(tx), round(ty)};
 245         outline->pts[i] = TO_SWPOINT(&pt);
 246     }
 247 }
 248
 249
 250 static void _dashLineTo(SwDashStroke& dash, const Point* to)
 251 {
 252     _growOutlinePoint(*dash.outline, dash.outline->ptsCnt >> 1);
 253     _growOutlineContour(*dash.outline, dash.outline->cntrsCnt >> 1);
 254
 255     Line cur = {dash.ptCur, *to};
 256     auto len = _lineLength(cur.pt1, cur.pt2);
 257
 258     if (len < dash.curLen) {
 259         dash.curLen -= len;
 260         if (!dash.curOpGap) {
 261             _outlineMoveTo(*dash.outline, &dash.ptCur);
 262             _outlineLineTo(*dash.outline, to);
 263         }
 264     } else {
 265         while (len > dash.curLen) {
 266             len -= dash.curLen;
 267             Line left, right;
 268             _lineSplitAt(cur, dash.curLen, left, right);;
 269             dash.curIdx = (dash.curIdx + 1) % dash.cnt;
 270             if (!dash.curOpGap) {
 271                 _outlineMoveTo(*dash.outline, &left.pt1);
 272                 _outlineLineTo(*dash.outline, &left.pt2);
 273             }
 274             dash.curLen = dash.pattern[dash.curIdx];
 275             dash.curOpGap = !dash.curOpGap;
 276             cur = right;
 277             dash.ptCur = cur.pt1;
 278         }
 279         //leftovers
 280         dash.curLen -= len;
 281         if (!dash.curOpGap) {
 282             _outlineMoveTo(*dash.outline, &cur.pt1);
 283             _outlineLineTo(*dash.outline, &cur.pt2);
 284         }
 285         if (dash.curLen < 1) {
 286             //move to next dash
 287             dash.curIdx = (dash.curIdx + 1) % dash.cnt;
 288             dash.curLen = dash.pattern[dash.curIdx];
 289             dash.curOpGap = !dash.curOpGap;
 290         }
 291     }
 292     dash.ptCur = *to;
 293 }
 294
 295
 296 static void _dashCubicTo(SwDashStroke& dash, const Point* ctrl1, const Point* ctrl2, const Point* to)
 297 {
 298     _growOutlinePoint(*dash.outline, dash.outline->ptsCnt >> 1);
 299     _growOutlineContour(*dash.outline, dash.outline->cntrsCnt >> 1);
 300
 301     Bezier cur = { dash.ptCur, *ctrl1, *ctrl2, *to};
 302     auto len = bezLength(cur);
 303
 304     if (len < dash.curLen) {
 305         dash.curLen -= len;
 306         if (!dash.curOpGap) {
 307             _outlineMoveTo(*dash.outline, &dash.ptCur);
 308             _outlineCubicTo(*dash.outline, ctrl1, ctrl2, to);
 309         }
 310     } else {
 311         while (len > dash.curLen) {
 312             Bezier left, right;
 313             len -= dash.curLen;
 314             bezSplitAt(cur, dash.curLen, left, right);
 315             dash.curIdx = (dash.curIdx + 1) % dash.cnt;
 316             if (!dash.curOpGap) {
 317                 _outlineMoveTo(*dash.outline, &left.start);
 318                 _outlineCubicTo(*dash.outline, &left.ctrl1, &left.ctrl2, &left.end);
 319             }
 320             dash.curLen = dash.pattern[dash.curIdx];
 321             dash.curOpGap = !dash.curOpGap;
 322             cur = right;
 323             dash.ptCur = right.start;
 324         }
 325         //leftovers
 326         dash.curLen -= len;
 327         if (!dash.curOpGap) {
 328             _outlineMoveTo(*dash.outline, &cur.start);
 329             _outlineCubicTo(*dash.outline, &cur.ctrl1, &cur.ctrl2, &cur.end);
 330         }
 331         if (dash.curLen < 1) {
 332             //move to next dash
 333             dash.curIdx = (dash.curIdx + 1) % dash.cnt;
 334             dash.curLen = dash.pattern[dash.curIdx];
 335             dash.curOpGap = !dash.curOpGap;
 336         }
 337     }
 338     dash.ptCur = *to;
 339 }
 340
 341
 342 SwOutline* _genDashOutline(const Shape* sdata)
 343 {
 344     assert(sdata);
 345
 346     const PathCommand* cmds = nullptr;
 347     auto cmdCnt = sdata->pathCommands(&cmds);
 348
 349     const Point* pts = nullptr;
 350     auto ptsCnt = sdata->pathCoords(&pts);
 351
 352     //No actual shape data
 353     if (cmdCnt == 0 || ptsCnt == 0) return nullptr;
 354
 355     SwDashStroke dash;
 356     dash.curIdx = 0;
 357     dash.curLen = 0;
 358     dash.ptStart = {0, 0};
 359     dash.ptCur = {0, 0};
 360     dash.curOpGap = false;
 361
 362     const float* pattern;
 363     dash.cnt = sdata->strokeDash(&pattern);
 364     assert(dash.cnt > 0 && pattern);
 365
 366     //Is it safe to mutual exclusive?
 367     dash.pattern = const_cast<float*>(pattern);
 368     dash.outline = static_cast<SwOutline*>(calloc(1, sizeof(SwOutline)));
 369     assert(dash.outline);
 370     dash.outline->opened = true;
 371
 372     //smart reservation
 373     auto outlinePtsCnt = 0;
 374     auto outlineCntrsCnt = 0;
 375
 376     for (uint32_t i = 0; i < cmdCnt; ++i) {
 377         switch(*(cmds + i)) {
 378             case PathCommand::Close: {
 379                 ++outlinePtsCnt;
 380                 break;
 381             }
 382             case PathCommand::MoveTo: {
 383                 ++outlineCntrsCnt;
 384                 ++outlinePtsCnt;
 385                 break;
 386             }
 387             case PathCommand::LineTo: {
 388                 ++outlinePtsCnt;
 389                 break;
 390             }
 391             case PathCommand::CubicTo: {
 392                 outlinePtsCnt += 3;
 393                 break;
 394             }
 395         }
 396     }
 397
 398     ++outlinePtsCnt;    //for close
 399     ++outlineCntrsCnt;  //for end
 400
 401     //Reserve Approximitely 20x...
 402     _growOutlinePoint(*dash.outline, outlinePtsCnt * 20);
 403     _growOutlineContour(*dash.outline, outlineCntrsCnt * 20);
 404
 405     while (cmdCnt-- > 0) {
 406         switch(*cmds) {
 407             case PathCommand::Close: {
 408                 _dashLineTo(dash, &dash.ptStart);
 409                 break;
 410             }
 411             case PathCommand::MoveTo: {
 412                 //reset the dash
 413                 dash.curIdx = 0;
 414                 dash.curLen = *dash.pattern;
 415                 dash.curOpGap = false;
 416                 dash.ptStart = dash.ptCur = *pts;
 417                 ++pts;
 418                 break;
 419             }
 420             case PathCommand::LineTo: {
 421                 _dashLineTo(dash, pts);
 422                 ++pts;
 423                 break;
 424             }
 425             case PathCommand::CubicTo: {
 426                 _dashCubicTo(dash, pts, pts + 1, pts + 2);
 427                 pts += 3;
 428                 break;
 429             }
 430         }
 431         ++cmds;
 432     }
 433
 434     _outlineEnd(*dash.outline);
 435
 436     return dash.outline;
 437 }
 438
 439
 440 bool _fastTrack(const SwOutline* outline)
 441 {
 442     //Fast Track: Othogonal rectangle?
 443     if (outline->ptsCnt != 5) return false;
 444
 445     auto pt1 = outline->pts + 0;
 446     auto pt2 = outline->pts + 1;
 447     auto pt3 = outline->pts + 2;
 448     auto pt4 = outline->pts + 3;
 449
 450     auto min1 = pt1->y < pt3->y ? pt1 : pt3;
 451     auto min2 = pt2->y < pt4->y ? pt2 : pt4;
 452     if (min1->y != min2->y) return false;
 453
 454     SwCoord len1 = pow(pt1->x - pt3->x, 2) + pow(pt1->y - pt3->y, 2);
 455     SwCoord len2 = pow(pt2->x - pt4->x, 2) + pow(pt2->y - pt4->y, 2);
 456     if (len1 == len2) return true;
 457
 458     return false;
 459 }
 460
 461
 462 /************************************************************************/
 463 /* External Class Implementation                                        */
 464 /************************************************************************/
 465
 466 bool shapeGenRle(SwShape& shape, const Shape* sdata, const SwSize& clip, const Matrix* transform)
 467 {
 468     if (!shapeGenOutline(shape, sdata)) return false;
 469
 470     _transformOutline(shape.outline, transform);
 471
 472     if (!_updateBBox(shape.outline, shape.bbox)) goto end;
 473
 474     if (!_checkValid(shape.outline, shape.bbox, clip)) goto end;
 475
 476     //Case: Fast Track Rectangle Drawing
 477     if ((shape.rect = _fastTrack(shape.outline))) return true;
 478
 479     //Case: Stroke Line
 480     if (shape.outline->opened) return true;
 481
 482     shape.rle = rleRender(shape.outline, shape.bbox, clip);
 483 end:
 484     if (shape.rle) return true;
 485     return false;
 486 }
 487
 488
 489 void shapeDelOutline(SwShape& shape)
 490 {
 491     auto outline = shape.outline;
 492     _delOutline(outline);
 493     shape.outline = nullptr;
 494 }
 495
 496
 497 void shapeReset(SwShape& shape)
 498 {
 499     shapeDelOutline(shape);
 500     rleFree(shape.rle);
 501     shape.rle = nullptr;
 502     shape.rect = false;
 503     _initBBox(shape.bbox);
 504 }
 505
 506
 507 bool shapeGenOutline(SwShape& shape, const Shape* sdata)
 508 {
 509     assert(sdata);
 510
 511     const PathCommand* cmds = nullptr;
 512     auto cmdCnt = sdata->pathCommands(&cmds);
 513
 514     const Point* pts = nullptr;
 515     auto ptsCnt = sdata->pathCoords(&pts);
 516
 517     //No actual shape data
 518     if (cmdCnt == 0 || ptsCnt == 0) return false;
 519
 520     //smart reservation
 521     auto outlinePtsCnt = 0;
 522     auto outlineCntrsCnt = 0;
 523
 524     for (uint32_t i = 0; i < cmdCnt; ++i) {
 525         switch(*(cmds + i)) {
 526             case PathCommand::Close: {
 527                 ++outlinePtsCnt;
 528                 break;
 529             }
 530             case PathCommand::MoveTo: {
 531                 ++outlineCntrsCnt;
 532                 ++outlinePtsCnt;
 533                 break;
 534             }
 535             case PathCommand::LineTo: {
 536                 ++outlinePtsCnt;
 537                 break;
 538             }
 539             case PathCommand::CubicTo: {
 540                 outlinePtsCnt += 3;
 541                 break;
 542             }
 543         }
 544     }
 545
 546     ++outlinePtsCnt;    //for close
 547     ++outlineCntrsCnt;  //for end
 548
 549     auto outline = shape.outline;
 550     if (!outline) outline = static_cast<SwOutline*>(calloc(1, sizeof(SwOutline)));
 551     assert(outline);
 552     outline->opened = true;
 553
 554     _growOutlinePoint(*outline, outlinePtsCnt);
 555     _growOutlineContour(*outline, outlineCntrsCnt);
 556
 557     auto closed = false;
 558
 559     //Generate Outlines
 560     while (cmdCnt-- > 0) {
 561         switch(*cmds) {
 562             case PathCommand::Close: {
 563                 _outlineClose(*outline);
 564                 closed = true;
 565                 break;
 566             }
 567             case PathCommand::MoveTo: {
 568                 _outlineMoveTo(*outline, pts);
 569                 ++pts;
 570                 break;
 571             }
 572             case PathCommand::LineTo: {
 573                 _outlineLineTo(*outline, pts);
 574                 ++pts;
 575                 break;
 576             }
 577             case PathCommand::CubicTo: {
 578                 _outlineCubicTo(*outline, pts, pts + 1, pts + 2);
 579                 pts += 3;
 580                 break;
 581             }
 582         }
 583         ++cmds;
 584     }
 585
 586     _outlineEnd(*outline);
 587
 588     if (closed) outline->opened = false;
 589
 590     //FIXME:
 591     //outline->flags = SwOutline::FillRule::Winding;
 592
 593     shape.outline = outline;
 594
 595     return true;
 596 }
 597
 598
 599 void shapeFree(SwShape& shape)
 600 {
 601     shapeDelOutline(shape);
 602     rleFree(shape.rle);
 603     shapeDelFill(shape);
 604
 605     if (shape.stroke) {
 606         rleFree(shape.strokeRle);
 607         strokeFree(shape.stroke);
 608     }
 609 }
 610
 611
 612 void shapeDelStroke(SwShape& shape)
 613 {
 614     if (!shape.stroke) return;
 615     rleFree(shape.strokeRle);
 616     shape.strokeRle = nullptr;
 617     strokeFree(shape.stroke);
 618     shape.stroke = nullptr;
 619 }
 620
 621
 622 void shapeResetStroke(SwShape& shape, const Shape* sdata)
 623 {
 624     if (!shape.stroke) shape.stroke = static_cast<SwStroke*>(calloc(1, sizeof(SwStroke)));
 625     auto stroke = shape.stroke;
 626     assert(stroke);
 627
 628     strokeReset(*stroke, sdata);
 629
 630     rleFree(shape.strokeRle);
 631     shape.strokeRle = nullptr;
 632 }
 633
 634
 635 bool shapeGenStrokeRle(SwShape& shape, const Shape* sdata, const SwSize& clip)
 636 {
 637     assert(sdata);
 638
 639     SwOutline* shapeOutline = nullptr;
 640
 641     //Dash Style Stroke
 642     if (sdata->strokeDash(nullptr) > 0) {
 643         shapeOutline = _genDashOutline(sdata);
 644         if (!shapeOutline) return false;
 645
 646     //Normal Style stroke
 647     } else {
 648         if (!shape.outline) {
 649             if (!shapeGenOutline(shape, sdata)) return false;
 650         }
 651         shapeOutline = shape.outline;
 652     }
 653
 654     if (!strokeParseOutline(*shape.stroke, *shapeOutline)) return false;
 655
 656     auto strokeOutline = strokeExportOutline(*shape.stroke);
 657     if (!strokeOutline) return false;
 658
 659     SwBBox bbox;
 660     _updateBBox(strokeOutline, bbox);
 661
 662     if (!_checkValid(strokeOutline, bbox, clip)) return false;
 663
 664     shape.strokeRle = rleRender(strokeOutline, bbox, clip);
 665
 666     _delOutline(strokeOutline);
 667
 668     return true;
 669 }
 670
 671
 672 bool shapeGenFillColors(SwShape& shape, const Fill* fill, const Matrix* transform, bool ctable)
 673 {
 674     return fillGenColorTable(shape.fill, fill, transform, ctable);
 675 }
 676
 677
 678 void shapeResetFill(SwShape& shape)
 679 {
 680     if (!shape.fill) shape.fill = static_cast<SwFill*>(calloc(1, sizeof(SwFill)));
 681     assert(shape.fill);
 682
 683     fillReset(shape.fill);
 684 }
 685
 686
 687 void shapeDelFill(SwShape& shape)
 688 {
 689     if (!shape.fill) return;
 690     fillFree(shape.fill);
 691     shape.fill = nullptr;
 692 }
 693
 694
 695 #endif /* _TVG_SW_SHAPE_H_ */