git.mutantstargoat.com Git - gba_blender/blob - src/polyfill.c

   1 /*
   2 blender for the Gameboy Advance
   3 Copyright (C) 2021  John Tsiombikas <nuclear@member.fsf.org>
   4
   5 This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   6 it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7 the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8 (at your option) any later version.
   9
  10 This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13 GNU General Public License for more details.
  14
  15 You should have received a copy of the GNU General Public License
  16 along with this program.  If not, see <https://www.gnu.org/licenses/>.
  17 */
  18 #include <string.h>
  19 #include "polyfill.h"
  20 #include "debug.h"
  21
  22 static unsigned char *fb;
  23 static int fbwidth, fbheight;
  24 static short scantab[2][160] __attribute__((section(".iwram")));
  25
  26 void polyfill_framebuffer(unsigned char *ptr, int w, int h)
  27 {
  28         fb = ptr;
  29         fbwidth = w;
  30         fbheight = h;
  31 }
  32
  33 #define VNEXT(p)        (((p) == vlast) ? varr : (p) + 1)
  34 #define VPREV(p)        ((p) == varr ? vlast : (p) - 1)
  35 #define VSUCC(p, side)  ((side) == 0 ? VNEXT(p) : VPREV(p))
  36
  37 void polyfill_flat(struct pvertex *varr, int vnum, unsigned char col)
  38 {
  39         int i, line, top, bot;
  40         struct pvertex *vlast, *v, *vn;
  41         int32_t x, y0, y1, dx, dy, slope, fx, fy;
  42         short *tab, start, len;
  43         unsigned char *fbptr;
  44         uint16_t *pptr, pcol = ((uint16_t)col << 8) | (uint16_t)col;
  45
  46         vlast = varr + vnum - 1;
  47         top = fbheight;
  48         bot = 0;
  49
  50         for(i=0; i<vnum; i++) {
  51                 v = varr + i;
  52                 vn = VNEXT(v);
  53
  54                 if(vn->y == v->y) continue;
  55
  56                 if(vn->y > v->y) {
  57                         tab = scantab[0];
  58                 } else {
  59                         tab = scantab[1];
  60                         v = vn;
  61                         vn = varr + i;
  62                 }
  63
  64                 dx = vn->x - v->x;
  65                 dy = vn->y - v->y;
  66                 slope = (dx << 8) / dy;
  67
  68                 y0 = (v->y + 0x100) & 0xffffff00;       /* start from the next scanline */
  69                 fy = y0 - v->y;                                         /* fractional part before the next scanline */
  70                 fx = (fy * slope) >> 8;                         /* X adjust for the step to the next scanline */
  71                 x = v->x + fx;                                          /* adjust X */
  72                 y1 = vn->y & 0xffffff00;                        /* last scanline of the edge <= vn->y */
  73
  74                 line = y0 >> 8;
  75                 if(line < top) top = line;
  76                 if((y1 >> 8) > bot) bot = y1 >> 8;
  77
  78                 if(line > 0) tab += line;
  79
  80                 while(line <= (y1 >> 8) && line < fbheight) {
  81                         if(line >= 0) {
  82                                 int val = x < 0 ? 0 : x >> 8;
  83                                 *tab++ = val < fbwidth ? val : fbwidth - 1;
  84                         }
  85                         x += slope;
  86                         line++;
  87                 }
  88         }
  89
  90         fbptr = fb + top * fbwidth;
  91         for(i=top; i<=bot; i++) {
  92                 start = scantab[0][i];
  93                 len = scantab[1][i] - start;
  94
  95                 if(len > 0) {
  96                         if(start & 1) {
  97                                 pptr = (uint16_t*)(fbptr + (start & 0xfffe));
  98                                 *pptr = (*pptr & 0xff) | ((uint16_t)col << 8);
  99                                 len--;
 100                                 start++;
 101                         }
 102                         pptr = (uint16_t*)(fbptr + start);
 103                         while(len > 1) {
 104                                 *pptr++ = pcol;
 105                                 len -= 2;
 106                         }
 107                         if(len) {
 108                                 *pptr = (*pptr & 0xff00) | col;
 109                         }
 110                 }
 111                 fbptr += fbwidth;
 112         }
 113 }
 114
 115
 116 /* ----- line drawing and clipping ------ */
 117 enum {
 118         IN              = 0,
 119         LEFT    = 1,
 120         RIGHT   = 2,
 121         TOP             = 4,
 122         BOTTOM  = 8
 123 };
 124
 125 static int outcode(int x, int y, int xmin, int ymin, int xmax, int ymax)
 126 {
 127         int code = 0;
 128
 129         if(x < xmin) {
 130                 code |= LEFT;
 131         } else if(x > xmax) {
 132                 code |= RIGHT;
 133         }
 134         if(y < ymin) {
 135                 code |= TOP;
 136         } else if(y > ymax) {
 137                 code |= BOTTOM;
 138         }
 139         return code;
 140 }
 141
 142 #define FIXMUL(a, b)    (((a) * (b)) >> 8)
 143 #define FIXDIV(a, b)    (((a) << 8) / (b))
 144
 145 #define LERP(a, b, t)   ((a) + FIXMUL((b) - (a), (t)))
 146
 147 int clip_line(int *x0, int *y0, int *x1, int *y1, int xmin, int ymin, int xmax, int ymax)
 148 {
 149         int oc_out;
 150
 151         int oc0 = outcode(*x0, *y0, xmin, ymin, xmax, ymax);
 152         int oc1 = outcode(*x1, *y1, xmin, ymin, xmax, ymax);
 153
 154         long fx0, fy0, fx1, fy1, fxmin, fymin, fxmax, fymax;
 155
 156         if(!(oc0 | oc1)) return 1;      /* both points are inside */
 157
 158         fx0 = *x0 << 8;
 159         fy0 = *y0 << 8;
 160         fx1 = *x1 << 8;
 161         fy1 = *y1 << 8;
 162         fxmin = xmin << 8;
 163         fymin = ymin << 8;
 164         fxmax = xmax << 8;
 165         fymax = ymax << 8;
 166
 167         for(;;) {
 168                 long x, y, t;
 169
 170                 if(oc0 & oc1) return 0;         /* both have points with the same outbit, not visible */
 171                 if(!(oc0 | oc1)) break;         /* both points are inside */
 172
 173                 oc_out = oc0 ? oc0 : oc1;
 174
 175                 if(oc_out & TOP) {
 176                         t = FIXDIV(fymin - fy0, fy1 - fy0);
 177                         x = LERP(fx0, fx1, t);
 178                         y = fymin;
 179                 } else if(oc_out & BOTTOM) {
 180                         t = FIXDIV(fymax - fy0, fy1 - fy0);
 181                         x = LERP(fx0, fx1, t);
 182                         y = fymax;
 183                 } else if(oc_out & LEFT) {
 184                         t = FIXDIV(fxmin - fx0, fx1 - fx0);
 185                         x = fxmin;
 186                         y = LERP(fy0, fy1, t);
 187                 } else {/*if(oc_out & RIGHT) {*/
 188                         t = FIXDIV(fxmax - fx0, fx1 - fx0);
 189                         x = fxmax;
 190                         y = LERP(fy0, fy1, t);
 191                 }
 192
 193                 if(oc_out == oc0) {
 194                         fx0 = x;
 195                         fy0 = y;
 196                         oc0 = outcode(fx0 >> 8, fy0 >> 8, xmin, ymin, xmax, ymax);
 197                 } else {
 198                         fx1 = x;
 199                         fy1 = y;
 200                         oc1 = outcode(fx1 >> 8, fy1 >> 8, xmin, ymin, xmax, ymax);
 201                 }
 202         }
 203
 204         *x0 = fx0 >> 8;
 205         *y0 = fy0 >> 8;
 206         *x1 = fx1 >> 8;
 207         *y1 = fy1 >> 8;
 208         return 1;
 209 }
 210
 211 #define PUTPIXEL(ptr) \
 212         do { \
 213                 uint16_t *pptr = (uint16_t*)((uint32_t)ptr & 0xfffffffe); \
 214                 if((uint32_t)ptr & 1) { \
 215                         *pptr = (*pptr & 0xff) | (color << 8); \
 216                 } else { \
 217                         *pptr = (*pptr & 0xff00) | color; \
 218                 } \
 219         } while(0)
 220
 221 void draw_line(int x0, int y0, int x1, int y1, unsigned short color)
 222 {
 223         int i, dx, dy, x_inc, y_inc, error;
 224         unsigned char *fbptr = fb;
 225
 226         fbptr += y0 * fbwidth + x0;
 227
 228         dx = x1 - x0;
 229         dy = y1 - y0;
 230
 231         if(dx >= 0) {
 232                 x_inc = 1;
 233         } else {
 234                 x_inc = -1;
 235                 dx = -dx;
 236         }
 237         if(dy >= 0) {
 238                 y_inc = fbwidth;
 239         } else {
 240                 y_inc = -fbwidth;
 241                 dy = -dy;
 242         }
 243
 244         if(dx > dy) {
 245                 error = dy * 2 - dx;
 246                 for(i=0; i<=dx; i++) {
 247                         PUTPIXEL(fbptr);
 248                         if(error >= 0) {
 249                                 error -= dx * 2;
 250                                 fbptr += y_inc;
 251                         }
 252                         error += dy * 2;
 253                         fbptr += x_inc;
 254                 }
 255         } else {
 256                 error = dx * 2 - dy;
 257                 for(i=0; i<=dy; i++) {
 258                         PUTPIXEL(fbptr);
 259                         if(error >= 0) {
 260                                 error -= dy * 2;
 261                                 fbptr += x_inc;
 262                         }
 263                         error += dx * 2;
 264                         fbptr += y_inc;
 265                 }
 266         }
 267 }
 268