optimized spline approximation
[swftools.git] / lib / gfxtools.c
index 6fdc498..ec98609 100644 (file)
@@ -20,6 +20,7 @@
    along with this program; if not, write to the Free Software
    Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA */
 
+#include <stdio.h>
 #include <memory.h>
 #include <math.h>
 #include <assert.h>
@@ -36,6 +37,12 @@ static void linedraw_moveTo(gfxdrawer_t*d, gfxcoord_t x, gfxcoord_t y)
     linedraw_internal_t*i = (linedraw_internal_t*)d->internal;
     gfxline_t*l = rfx_alloc(sizeof(gfxline_t));
     l->type = gfx_moveTo;
+    if((int)((d->x * 5120) == (int)(x * 5120)) &&
+       (int)((d->y * 5120) == (int)(y * 5120))) {
+       /* never mind- we're already there */
+       return;
+
+    }
     d->x = l->x = x;
     d->y = l->y = y;
     l->next = 0;
@@ -140,106 +147,165 @@ static void spline_get_controlpoint(qspline_abc_t*q, double t1, double t2, doubl
 
 static double get_spline_len(qspline_abc_t*s)
 {
-    //int parts = (int)(sqrt(abs(l2->x-2*l2->sx+x) + abs(l2->y-2*l2->sy+y)/3));
+    int parts = (int)(sqrt(fabs(s->ax) + fabs(s->ay))*3);
     int i;
     double len = 0;
-    for(i=0;i<128;i++)
+    double r;
+    double r2;
+    if(parts < 3) parts = 3;
+    r = 1.0/parts;
+    r2 = 1.0/(parts*parts);
+    for(i=0;i<parts;i++)
     {
-       double t = i*(1/128.0);
-       double dx = 2*s->ax*t + s->bx;
-       double dy = 2*s->ay*t + s->by;
+       double dx = s->ax*(2*i+1)*r2 + s->bx*r;
+       double dy = s->ay*(2*i+1)*r2 + s->by*r;
        len += sqrt(dx*dx+dy*dy);
     }
-    return len / 128;
+    /*printf("Spline from %f,%f to %f,%f has len %f (%f)\n", s->cx, s->cy, 
+           s->cx + s->bx + s->ax,
+           s->cy + s->by + s->ay, len,
+           sqrt((s->bx + s->ax)*(s->bx + s->ax) + (s->by + s->ay)*(s->by + s->ay))
+           );
+    assert(len+0.5 >= sqrt((s->bx + s->ax)*(s->bx + s->ax) + (s->by + s->ay)*(s->by + s->ay)));
+     */
+    return len;
 }
 
-void gfxtool_draw_dashed_line(gfxdrawer_t*d, gfxline_t*line, float*r)
+void gfxtool_draw_dashed_line(gfxdrawer_t*d, gfxline_t*line, float*r, float phase)
 {
     double x=0,y=0;
-    int apos = 0;
-    double linepos = 0;
-    double nextpos = 0;
-    char on = 1;
+    double linepos,nextpos;
+    char on;
+    int apos;
+
+    if(line && line->type != gfx_moveTo) {
+       fprintf(stderr, "gfxtool: outline doesn't start with a moveTo");
+       return;
+    }
+    if(!r || r[0]<0 || phase<0) {
+       fprintf(stderr, "gfxtool: invalid dashes");
+       return;
+    }
+
     for(;line;line=line->next) {
        if(line->type == gfx_moveTo) {
            d->moveTo(d, line->x, line->y);
-           apos = 0; nextpos = 0; on = 1; linepos = 0;
+           on = 1; nextpos = r[0]; apos = 0; linepos = 0;
            x = line->x; y = line->y;
+           while(linepos < phase) {
+               //printf("[+] linepos: %f, phase: %f, on:%d, apos:%d nextpos:%f\n", linepos, phase, on, apos, nextpos);
+               linepos += r[apos];
+               if(linepos < phase) {
+                   on ^= 1;
+                   if(r[++apos]<0)
+                       apos = 0;
+                   nextpos += r[apos];
+               }
+           }
+           linepos = phase;
+           //printf("[k] linepos: %f, phase: %f, on:%d, apos:%d nextpos:%f \n", linepos, phase, on, apos, nextpos);
        } else if(line->type == gfx_lineTo) {
            double dx = line->x - x;
            double dy = line->y - y;
            double len = sqrt(dx*dx+dy*dy);
+           double vx;
+           double vy;
+           double lineend = linepos+len;
            if(len==0)
                continue;
-           double vx = dx/len;
-           double vy = dy/len;
-           double lineend = linepos+len;
+           vx = dx/len;
+           vy = dy/len;
            assert(nextpos>=linepos);
-           //printf("nextpos: %f, line end: %f\n", nextpos, linepos+len);
+           //printf("(line) on:%d apos: %d nextpos: %f, line pos: %f, line end: %f\n", on, apos, nextpos, linepos, linepos+len);
            while(nextpos<lineend) {
                double nx = x + vx*(nextpos-linepos);
                double ny = y + vy*(nextpos-linepos);
-               if(on) d->lineTo(d, nx,ny);
-               else   d->moveTo(d, nx,ny);
+               if(on) {d->lineTo(d, nx,ny);/*printf("lineTo %f\n", nextpos);*/}
+               else   {d->moveTo(d, nx,ny);/*printf("moveTo %f\n", nextpos);*/}
                on^=1;
+               if(r[++apos]<0)
+                   apos = 0;
                nextpos+=r[apos];
-               apos++;
-               if(r[apos]==0)
-                   apos = 1;
            }
            linepos = lineend;
            if(on) {
+               //printf("lineTo %f\n", 1.0);
                d->lineTo(d, line->x,line->y);
            }
            x = line->x; y = line->y;
        } else if(line->type == gfx_splineTo) {
            qspline_abc_t q;
+           double len, lineend,lastt;
            mkspline(&q, x, y, line);
 
-           double len = get_spline_len(&q);
+           len = get_spline_len(&q);
            //printf("%f %f -> %f %f, len: %f\n", x, y, line->x, line->y, len);
            if(len==0)
                continue;
-           double lineend = linepos+len;
-           double lastt = 0;
+           lineend = linepos+len;
+           lastt = 0;
            if(nextpos<linepos)
                printf("%f !< %f\n", nextpos, linepos);
            assert(nextpos>=linepos);
+           //printf("(spline) on:%d apos: %d nextpos: %f, line pos: %f, line end: %f\n", on, apos, nextpos, linepos, linepos+len);
            while(nextpos<lineend) {
                double t = (nextpos-linepos)/len;
+               //printf("%f (%f-%f) apos=%d r[apos]=%f\n", t, nextpos, linepos, apos, r[apos]);
                double nx = q.ax*t*t+q.bx*t+q.cx;
                double ny = q.ay*t*t+q.by*t+q.cy;
                if(on) {
                    double sx,sy;
                    spline_get_controlpoint(&q, lastt, t, &sx, &sy);
                    d->splineTo(d, sx, sy, nx,ny);
+                   //printf("splineTo %f\n", nextpos);
                } else  {
                    d->moveTo(d, nx,ny);
+                   //printf("moveTo %f\n", nextpos);
                }
                lastt =  t;
                on^=1;
+               if(r[++apos]<0)
+                   apos = 0;
                nextpos+=r[apos];
-               apos++;
-               if(r[apos]==0)
-                   apos = 1;
            }
            linepos = lineend;
            if(on) {
                double sx,sy;
                spline_get_controlpoint(&q, lastt, 1, &sx, &sy);
                d->splineTo(d, sx, sy, line->x,line->y);
+               //printf("splineTo %f\n", 1.0);
            }
            x = line->x; y = line->y;
        }
     }
 }
 
-gfxline_t* gfxtool_dash_line(gfxline_t*line, float*dashes)
+gfxline_t * gfxline_clone(gfxline_t*line)
+{
+    gfxline_t*dest = 0;
+    gfxline_t*pos = 0;
+    while(line) {
+       gfxline_t*n = rfx_calloc(sizeof(gfxline_t));
+       *n = *line;
+       n->next = 0;
+       if(!pos) {
+           dest = pos = n;
+       } else {
+           pos->next = n;
+           pos = n;
+       }
+       line = line->next;
+    }
+    return dest;
+}
+
+gfxline_t* gfxtool_dash_line(gfxline_t*line, float*dashes, float phase)
 {
     gfxdrawer_t d;
+    gfxline_t*result;
     gfxdrawer_target_gfxline(&d);
-    gfxtool_draw_dashed_line(&d, line, dashes);
-    gfxline_t*result= (gfxline_t*)d.result(&d);
+    gfxtool_draw_dashed_line(&d, line, dashes, phase);
+    result= (gfxline_t*)d.result(&d);
     return result;
 }
 
@@ -265,7 +331,7 @@ void gfxline_free(gfxline_t*l)
     while(l) {
        next = l->next;
        l->next = 0;
-       free(l);
+       rfx_free(l);
        l = next;
     }
 }
@@ -345,7 +411,7 @@ static int approximate3(const cspline_t*s, qspline_t*q, int size, double quality
            test.control.y += test.end.y;
        }
 
-#define PROBES
+//#define PROBES
 #ifdef PROBES
        /* measure the spline's accurancy, by taking a number of probes */
        for(t=0;t<probes;t++) {
@@ -378,16 +444,21 @@ static int approximate3(const cspline_t*s, qspline_t*q, int size, double quality
 
        /* convert control point representation to 
           d*x^3 + c*x^2 + b*x + a */
-
-       /* FIXME: we need to do this for the subspline between [start,end],
-          not [0,1] */
        dx= s->end.x  - s->control2.x*3 + s->control1.x*3 - s->start.x;
        dy= s->end.y  - s->control2.y*3 + s->control1.y*3 - s->start.y;
        
+       /* we need to do this for the subspline between [start,end], not [0,1] 
+          as a transformation of t->a*t+b does nothing to highest coefficient
+          of the spline except multiply it with a^3, we just need to modify
+          d here. */
+       {double m = end-start;
+        dx*=m*m*m;
+        dy*=m*m*m;
+       }
+       
        /* use the integral over (f(x)-g(x))^2 between 0 and 1
           to measure the approximation quality. 
-          (it boils down to const*d^2)
-        */
+          (it boils down to const*d^2) */
        recurse = (dx*dx + dy*dy > quality2);
 #endif
 
@@ -407,11 +478,21 @@ static int approximate3(const cspline_t*s, qspline_t*q, int size, double quality
     return num;
 }
 
+void gfxdraw_conicTo(gfxdrawer_t*draw, double cx, double cy, double tox, double toy)
+{
+    double c1x = (draw->x + 2 * cx) / 3;
+    double c1y = (draw->y + 2 * cy) / 3;
+    double c2x = (2 * cx + tox) / 3;
+    double c2y = (2 * cy + toy) / 3;
+    gfxdraw_cubicTo(draw, c1x, c1y, c2x, c2y, tox, toy);
+}
+
+
 void gfxdraw_cubicTo(gfxdrawer_t*draw, double c1x, double c1y, double c2x, double c2y, double x, double y)
 {
     qspline_t q[128];
     cspline_t c;
-    double maxerror = 0.04;
+    double maxerror = 0.01;
     int t,num;
 
     c.start.x = draw->x;
@@ -423,11 +504,11 @@ void gfxdraw_cubicTo(gfxdrawer_t*draw, double c1x, double c1y, double c2x, doubl
     c.end.x = x;
     c.end.y = y;
     
-    num = approximate3(&c, q, 128, maxerror*maxerror);
+    num = approximate3(&c, q, 128, maxerror);
 
     for(t=0;t<num;t++) {
-       FPOINT mid;
-       FPOINT to;
+       gfxpoint_t mid;
+       gfxpoint_t to;
        mid.x = q[t].control.x;
        mid.y = q[t].control.y;
        to.x = q[t].end.x;
@@ -438,7 +519,7 @@ void gfxdraw_cubicTo(gfxdrawer_t*draw, double c1x, double c1y, double c2x, doubl
 
 gfxbbox_t gfxbbox_expand_to_point(gfxbbox_t box, gfxcoord_t x, gfxcoord_t y)
 {
-    if(box.xmin==0 || box.ymin==0 || box.xmax==0 || box.ymax==0) {
+    if(box.xmin==0 && box.ymin==0 && box.xmax==0 && box.ymax==0) {
        box.xmin = x;
        box.ymin = y;
        box.xmax = x;
@@ -476,9 +557,57 @@ gfxbbox_t gfxline_getbbox(gfxline_t*line)
            last = 0;
        }
        x = line->x;
-       y = line->x;
+       y = line->y;
        line = line->next;
     }
     return bbox;
 }
 
+void gfxline_dump(gfxline_t*line, FILE*fi, char*prefix)
+{
+    while(line) {
+       if(line->type == gfx_moveTo) {
+           fprintf(fi, "%smoveTo %.2f %.2f\n", prefix, line->x, line->y);
+       } else if(line->type == gfx_lineTo) {
+           fprintf(fi, "%slineTo %.2f %.2f\n", prefix, line->x, line->y);
+       } else if(line->type == gfx_splineTo) {
+           fprintf(fi, "%ssplineTo (%.2f %.2f) %.2f %.2f\n", prefix, line->sx, line->sy, line->x, line->y);
+       }
+       line = line->next;
+    }
+}
+
+gfxline_t* gfxline_append(gfxline_t*line1, gfxline_t*line2)
+{
+    gfxline_t*l = line1;;
+    if(!l)
+       return line2;
+    while(l->next) {
+       l = l->next;
+    }
+    l->next = line2;
+    return line1;
+}
+
+void gfxline_transform(gfxline_t*line, gfxmatrix_t*matrix)
+{
+    while(line) {
+       double x = matrix->m00*line->x + matrix->m10*line->y + matrix->tx;
+       double y = matrix->m01*line->x + matrix->m11*line->y + matrix->ty;
+       line->x = x;
+       line->y = y;
+       if(line->type == gfx_splineTo) {
+           double sx = matrix->m00*line->sx + matrix->m10*line->sy + matrix->tx;
+           double sy = matrix->m01*line->sx + matrix->m11*line->sy + matrix->ty;
+           line->sx = sx;
+           line->sy = sy;
+       }
+       line = line->next;
+    }
+}
+
+void gfxmatrix_dump(gfxmatrix_t*m, FILE*fi, char*prefix)
+{
+    fprintf(fi, "%f %f | %f\n", m->m00, m->m10, m->tx);
+    fprintf(fi, "%f %f | %f\n", m->m01, m->m11, m->ty);
+}