dali-toolkit/internal/atlas-manager/atlas-manager.h

   1 #ifndef __DALI_TOOLKIT_ATLAS_MANAGER_H__
   2 #define __DALI_TOOLKIT_ATLAS_MANAGER_H__
   3
   4 /*
   5  * Copyright (c) 2015 Samsung Electronics Co., Ltd.
   6  *
   7  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   8  * you may not use this file except in compliance with the License.
   9  * You may obtain a copy of the License at
  10  *
  11  * http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
  12  *
  13  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  14  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  15  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  16  * See the License for the specific language governing permissions and
  17  * limitations under the License.
  18  */
  19
  20 // EXTERNAL INCLUDES
  21 #include <stdint.h>
  22 #include <dali/public-api/common/dali-vector.h>
  23 #include <dali/public-api/images/buffer-image.h>
  24 #include <dali/devel-api/images/atlas.h>
  25 #include <dali/devel-api/rendering/material.h>
  26
  27 namespace Dali
  28 {
  29
  30 namespace Toolkit
  31 {
  32
  33 namespace Internal DALI_INTERNAL
  34 {
  35
  36 class AtlasManager;
  37
  38 } // namespace Internal
  39
  40 /**
  41  * AtlasManager
  42  * ------------
  43  *
  44  * Creates and manages additions and removals of images from Texture Atlases
  45  *
  46  * The AtlasManager will match pixeltype and optimal block use to determine
  47  * the appropriate atlas to upload an image to.
  48  *
  49  * A policy can be specified to determine the action the AtlasManager will carry
  50  * out, should it not be able to add an image. This can return an error, or create
  51  * a new atlas of pre-determined dimensions to accomodate the new image.
  52  *
  53  * Images are referenced by an ImageId once they have been successfully uploaded.
  54  *
  55  * Once an image has been successfully uploaded, Geometry can be generated by passing
  56  * the ImageId to the GenerateMeshData method and geometry can be consolidated via
  57  * the StitchMesh method.
  58  *
  59  * Images are reference counted once mesh data has been generated. An image is removed
  60  * from the Atlas via the Remove( ImageId ) method. This unreferences the image and only
  61  * physically removes it from the atlas once all references have been freed.
  62  *
  63  * If the AddPolicy is set to generate and error if an image can't be uploaded, then it
  64  * is the applications responsibility to deal with the situation. An error will be indicated
  65  * with an ImageId of 0.
  66  *
  67  * Examples using the AtlasManager
  68  *
  69  * Create or obtain the AtlasManager
  70  * @code
  71  *
  72  * AtlasManager manager = AtlasManager::Get();
  73  *
  74  * @endcode
  75  *
  76  * Set the AtlasManager AddPolicy
  77  *
  78  * @code
  79  *
  80  * // Tell the atlas manager to create a new atlas, if it needs to
  81  * manager.SetAddPolicy( FAIL_ON_ADD_CREATES );
  82  *
  83  * // Tell the atlas manager to return an error, if it can't add an image
  84  * manager.SetAddPolicy( FAIL_ON_ADD_FAILS );
  85  *
  86  * @endcode
  87  *
  88  * Simple add and removal of BufferImage to and from an atlas
  89  *
  90  * @code
  91  *
  92  * // Structure returned by AtlasManager operations
  93  * AtlasSlot slot;
  94  *
  95  * // Add image to an atlas ( will be created if none suitable exists )
  96  * manager.Add( bitmapImage, slot );
  97  *
  98  * // slot.mImage returns the imageId for the bitmap, slot.mAtlas indicates the atlasId
  99  * // that the image was added to. The imageId is used to communicate with the AtlasManager
 100  * uint32_t imageId = slot.mImage;
 101  * if ( !imageId )
 102  * {
 103  *  // Addition has failed.....
 104  * }
 105  * ...
 106  * ...
 107  * // Done with image, so remove from atlas, if not being used elsewhere
 108  * manager.Remove( imageId );
 109  *
 110  * @endcode
 111  *
 112  * Create a Specific Atlas for adding BufferImages to
 113  *
 114  * @code
 115  *
 116  * // Create an RGB888 atlas of 2048x2848, with a blocksize of 128x128
 117  * uint32_t atlas = manager.CreateAtlas( 2048u, 2048u, 128u, 128u, Pixel::RGB888 );
 118  *
 119  * // Add an image to a preferred atlas ( note not specifying atlas may still result
 120  * // in the bitmap being added to the atlas above )
 121  * manager.Add( bitmapImage, slot, atlas );
 122  *
 123  * @endcode
 124  *
 125  * Create Geometry for a previously added image
 126  *
 127  * @code
 128  *
 129  * // Top left corner of geometry to be generated
 130  * Vector2 position( 1.0f, 1.0f );
 131  *
 132  * // Geometry will end up here!
 133  * MeshData meshData;
 134  * manager.GenerateMeshData( imageId, position, meshData );
 135  *
 136  * @endcode
 137  *
 138  * Generating Geometry from multiple images in the same atlas
 139  *
 140  * @code
 141  *
 142  * MeshData firstMesh;
 143  * MeshData secondMesh;
 144  * manager.GenerateMeshData( imageid_1, position_1, firstMesh );
 145  * manager.GenerateMeshData( imageid_2, position_2, secondMesh );
 146  *
 147  * // Combine the two meshes. Passing MESH_OPTIMIZE as an optional third parameter will remove duplicate vertices
 148  * manager.StitchMesh( first, second );
 149  *
 150  * @endcode
 151  *
 152  */
 153
 154 class AtlasManager : public BaseHandle
 155 {
 156 public:
 157
 158   typedef uint32_t SizeType;
 159   typedef SizeType AtlasId;
 160   typedef SizeType ImageId;
 161   static const bool MESH_OPTIMIZE = true;
 162
 163   struct AtlasSize
 164   {
 165     SizeType mWidth;              // width of the atlas in pixels
 166     SizeType mHeight;             // height of the atlas in pixels
 167     SizeType mBlockWidth;         // width of a block in pixels
 168     SizeType mBlockHeight;        // height of a block in pixels
 169   };
 170
 171   /**
 172    * Metrics structures to describe Atlas Manager state
 173    *
 174    */
 175   struct AtlasMetricsEntry
 176   {
 177     AtlasSize mSize;                 // size of atlas and blocks
 178     SizeType mBlocksUsed;            // number of blocks used in the atlas
 179     SizeType mTotalBlocks;           // total blocks used by atlas
 180     Pixel::Format mPixelFormat;      // pixel format of the atlas
 181   };
 182
 183   struct Metrics
 184   {
 185     SizeType mAtlasCount;                               // number of atlases
 186     SizeType mTextureMemoryUsed;                        // texture memory used by atlases
 187     Dali::Vector< AtlasMetricsEntry > mAtlasMetrics;    // container of atlas information
 188   };
 189
 190   struct Vertex2D
 191   {
 192     Vector2 mPosition;
 193     Vector2 mTexCoords;
 194   };
 195
 196   struct Mesh2D
 197   {
 198     Vector< Vertex2D > mVertices;
 199     Vector< unsigned int> mIndices;
 200   };
 201
 202   /**
 203    * Create an AtlasManager handle; this can be initialised with AtlasManager::New()
 204    * Calling member functions with an uninitialised handle is not allowed.
 205    */
 206   AtlasManager();
 207
 208   /**
 209    * @brief Get new instance of AtlasManager object.
 210    *
 211    * @return A handle to the AtlasManager control.
 212    */
 213   static AtlasManager New();
 214
 215   /**
 216    * @brief Destructor
 217    *
 218    * This is non-virtual since derived Handle types must not contain data or virtual methods.
 219    */
 220   ~AtlasManager();
 221
 222   /**
 223    * Policy on failing to add an image
 224    */
 225   enum AddFailPolicy
 226   {
 227     FAIL_ON_ADD_FAILS,
 228     FAIL_ON_ADD_CREATES
 229   };
 230
 231   /**
 232    * @brief Container to hold result of placing texture into atlas
 233    */
 234   struct AtlasSlot
 235   {
 236     ImageId mImageId;                           // Id of stored Image
 237     AtlasId mAtlasId;                           // Id of Atlas containing this slot
 238   };
 239
 240   typedef Dali::Vector< AtlasManager::AtlasSlot > slotContainer;
 241
 242   /**
 243    * @brief Create a blank atlas of specific dimensions and pixel format with a certain block size
 244    *
 245    * @param[in] size desired atlas dimensions
 246    * @param[in] pixelformat format of a pixel in atlas
 247    *
 248    * @return atlas Id
 249    */
 250   AtlasId CreateAtlas( const AtlasSize& size, Pixel::Format pixelformat = Pixel::RGBA8888 );
 251
 252   /**
 253    * @brief Set the policy on failure to add an image to an atlas
 254    *
 255    * @param policy policy to carry out if add fails
 256    */
 257   void SetAddPolicy( AddFailPolicy policy );
 258
 259   /**
 260    * @brief Attempts to add an image to the most suitable atlas
 261    *
 262    * @details Add Policy may dictate that a new atlas is created if it can't presently be placed.
 263    *          If an add is made before an atlas is created under this policy,
 264    *          then a default size atlas will be created
 265    *
 266    * @param[in] image reference to a bitmapimage
 267    * @param[out] slot result of add operation
 268    * @param[in] atlas optional preferred atlas
 269    */
 270   void Add( const BufferImage& image,
 271             AtlasSlot& slot,
 272             AtlasId atlas = 0 );
 273
 274   /**
 275    * @brief Remove previously added bitmapimage from atlas
 276    *
 277    * @param[in] id ImageId returned in the AtlasSlot from the add operation
 278    *
 279    * @return if true then image has been removed from the atlas
 280    */
 281   bool Remove( ImageId id );
 282
 283   /**
 284    * @brief Generate mesh data for a previously added image
 285    *
 286    * @param[in] id Image Id returned in the AtlasSlot from the add operation
 287    * @param[in] position position of the resulting mesh in model space
 288    * @param[out] mesh Mesh Data Object to populate with mesh data
 289    */
 290   void GenerateMeshData( ImageId id,
 291                          const Vector2& position,
 292                          Mesh2D& mesh );
 293
 294   /**
 295    * @brief Append second mesh to the first mesh
 296    *
 297    * @param[in] first First mesh
 298    * @param[in] second Second mesh
 299    * @param[in] optimize should we optimize vertex data
 300    */
 301   void StitchMesh( Mesh2D& first,
 302                    const Mesh2D& second,
 303                    bool optimize = false );
 304
 305   /**
 306    * @brief Combine two meshes, outputting the result into a new mesh
 307    *
 308    * @param[in] first First mesh
 309    * @param[in] second Second mesh
 310    * @param[in] optimize should we optimize vertex data
 311    * @param[out] out resulting mesh
 312    */
 313   void StitchMesh( const Mesh2D& first,
 314                    const Mesh2D& second,
 315                    Mesh2D& out,
 316                    bool optimize = false );
 317
 318   /**
 319    * @brief Get the BufferImage containing an atlas
 320    *
 321    * @param[in] atlas AtlasId returned when atlas was created
 322    *
 323    * @return Atlas Handle
 324    */
 325   Dali::Atlas GetAtlasContainer( AtlasId atlas ) const;
 326
 327   /**
 328    * @brief Get the Id of the atlas containing an image
 329    *
 330    * @param[in] id ImageId
 331    *
 332    * @return Atlas Id
 333    */
 334   AtlasId GetAtlas( ImageId id );
 335   /**
 336    * @brief Get the current size of an atlas
 337    *
 338    * @param[in] atlas AtlasId
 339    *
 340    * @return AtlasSize structure for the atlas
 341    */
 342   const AtlasSize& GetAtlasSize( AtlasId atlas );
 343
 344   /**
 345    * @brief Get the number of blocks available in an atlas
 346    *
 347    * @param[in] atlas AtlasId
 348    *
 349    * @return Number of blocks free in this atlas
 350    */
 351   SizeType GetFreeBlocks( AtlasId atlas );
 352
 353   /**
 354    * @brief Sets the pixel area of any new atlas and also the individual block size
 355    *
 356    * @param[in] size Atlas size structure
 357    *
 358    * @param blockSize pixel area in atlas for a block
 359    */
 360   void SetNewAtlasSize( const AtlasSize& size );
 361
 362   /**
 363    * @brief Get the number of atlases created
 364    *
 365    * @return number of atlases
 366    */
 367   SizeType GetAtlasCount() const;
 368
 369   /**
 370    * @brief Get the pixel format used by an atlas
 371    *
 372    * @param[in] atlas AtlasId
 373    *
 374    * @return Pixel format used by this atlas
 375    */
 376   Pixel::Format GetPixelFormat( AtlasId atlas );
 377
 378   /**
 379    * @brief Fill in a metrics structure showing current status of this Atlas Manager
 380    *
 381    * @param[in] metrics metrics structure to be filled
 382    */
 383   void GetMetrics( Metrics& metrics );
 384
 385   /**
 386    * @brief Get Material used by atlas
 387    *
 388    * @param atlas[in] atlas AtlasId
 389    *
 390    * @return Material used by atlas
 391    */
 392   Material GetMaterial( AtlasId atlas ) const;
 393
 394  /**
 395    * @brief Get Sampler used by atlas
 396    *
 397    * @param atlas[in] atlas AtlasId
 398    *
 399    * @return Sampler used by atlas
 400    */
 401   Sampler GetSampler( AtlasId atlas ) const;
 402 private:
 403
 404   explicit DALI_INTERNAL AtlasManager(Internal::AtlasManager *impl);
 405
 406 };
 407
 408 } // namespace Toolkit
 409
 410 } // namespace Dali
 411
 412 #endif // __DALI_TOOLKIT_ATLAS_MANAGER_H__