Merge branch 'master' into branch-1.9
[fw/altos] / src / draw / ao_poly.c
diff --git a/src/draw/ao_poly.c b/src/draw/ao_poly.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..546f0db
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,250 @@
+/*
+ * Copyright © 2023 Keith Packard <keithp@keithp.com>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ * the Free Software Foundation, either version 2 of the License, or
+ * (at your option) any later version.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful, but
+ * WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
+ * General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License along
+ * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
+ * 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307 USA.
+ */
+
+#include <ao_draw.h>
+#include <ao_draw_int.h>
+#include <stdio.h>
+#include <math.h>
+#include <float.h>
+
+const struct ao_transform ao_identity = {
+       .x_scale = 1.0f, .x_off = 0.0f,
+       .y_scale = 1.0f, .y_off = 0.0f
+};
+
+static float
+_x(const struct ao_coord       *coords,
+   const struct ao_transform   *transform,
+   uint16_t                    coord)
+{
+       return ao_t_x_c(&coords[coord], transform);
+}
+
+static float
+_y(const struct ao_coord       *coords,
+   const struct ao_transform   *transform,
+   uint16_t                    coord)
+{
+       return ao_t_y_c(&coords[coord], transform);
+}
+
+static uint16_t
+_next(uint16_t ncoords, uint16_t edge)
+{
+       return edge == ncoords - 1 ? 0 : edge + 1;
+}
+
+/*
+ * Return if the given edge is 'live' at the specified y coordinate.
+ * That means the edge spans the y value. Horizontal lines are never
+ * live
+ */
+static bool
+ao_edge_live(const struct ao_coord     *coords,
+            uint16_t                   ncoords,
+            const struct ao_transform  *transform,
+            uint16_t                   edge,
+            float                      y)
+{
+       float y1 = _y(coords, transform, edge);
+       float y2 = _y(coords, transform, _next(ncoords, edge));
+
+       if (y1 > y2)
+               return y2 <= y && y < y1;
+       else
+               return y1 <= y && y < y2;
+}
+
+/*
+ * Compute the X coordinate for a given edge at a specified y value
+ */
+static int16_t
+ao_edge_x(const struct ao_coord                *coords,
+         uint16_t                      ncoords,
+         const struct ao_transform     *transform,
+         uint16_t                      edge,
+         float                         y)
+{
+       uint16_t next_edge = _next(ncoords, edge);
+       float x1 = _x(coords, transform, edge);
+       float x2 = _x(coords, transform, next_edge);
+       float y1 = _y(coords, transform, edge);
+       float y2 = _y(coords, transform, next_edge);
+       float dx = x2 - x1;
+       float dy = y2 - y1;
+       float off_y = y - y1;
+
+       return (int16_t) (x1 + (off_y * dx) / dy + 0.5f);
+}
+
+struct next_x {
+       float           x;
+       uint16_t        edge;
+};
+
+/*
+ * Find the next X/edge pair along the given scanline.  If two edges
+ * have the same X value, return them in edge index order. Returns false
+ * if there are no more edges.
+ */
+static bool
+ao_next_x(const struct ao_coord                *coords,
+         uint16_t                      ncoords,
+         const struct ao_transform     *transform,
+         struct next_x                 *this_x,
+         float                         y)
+{
+       uint16_t        edge;
+       float           next_x = FLT_MAX;
+       uint16_t        next_edge = UINT16_MAX;
+       bool            ret = false;
+
+       for (edge = 0; edge < ncoords; edge++) {
+               if (ao_edge_live(coords, ncoords, transform, edge, y)) {
+                       float   nx = ao_edge_x(coords, ncoords, transform, edge, y);
+                       if (this_x->x < nx || (this_x->x == nx && this_x->edge < edge)) {
+                               if (nx < next_x) {
+                                       next_x = nx;
+                                       next_edge = edge;
+                                       ret = true;
+                               }
+                       }
+               }
+       }
+       this_x->x = next_x;
+       this_x->edge = next_edge;
+       return ret;
+}
+
+/*
+ * Fill a span at the specified y coordinate from x1 to x2
+ */
+static void
+ao_span(const struct ao_bitmap *dst,
+       float                   x1,
+       float                   x2,
+       float                   y,
+       uint32_t                fill,
+       uint8_t                 rop)
+{
+       int16_t ix1 = (int16_t) floorf(x1 + 0.5f);
+       int16_t ix2 = (int16_t) floorf(x2 + 0.5f);
+       int16_t iy = (int16_t) y;
+
+       ao_clip(ix1, 0, dst->width);
+       ao_clip(ix2, 0, dst->width);
+       ao_solid(ao_and(rop, fill),
+                ao_xor(rop, fill),
+                dst->base + iy * dst->stride,
+                dst->stride,
+                ix1,
+                ix2 - ix1,
+                1);
+}
+
+/*
+ * Compute the 'winding' for the specified edge. Winding is simply an
+ * indication of whether the edge goes upwards or downwards
+ */
+static int
+ao_wind(const struct ao_coord          *coords,
+       uint16_t                        ncoords,
+       const struct ao_transform       *transform,
+       uint16_t                        edge)
+{
+       uint16_t next_edge = _next(ncoords, edge);
+       return _y(coords, transform, edge) > _y(coords, transform, next_edge) ? 1 : -1;
+}
+
+/*
+ * Fill the specified polygon with non-zero winding rule
+ */
+void
+ao_poly(struct ao_bitmap               *dst,
+       const struct ao_coord           *coords,
+       uint16_t                        ncoords,
+       const struct ao_transform       *transform,
+       uint32_t                        fill,
+       uint8_t                 rop)
+{
+       float           y_min, y_max;
+       float           x_min, x_max;
+       uint16_t        edge;
+       float           y;
+       float           x;
+       struct next_x   next_x;
+       int             wind;
+
+       if (!transform)
+               transform = &ao_identity;
+
+       /*
+        * Find the limits of the polygon
+        */
+       x_min = x_max = _x(coords, transform, 0);
+       y_min = y_max = _y(coords, transform, 0);
+       for (edge = 1; edge < ncoords; edge++) {
+               x = _x(coords, transform, edge);
+               if (x < x_min)
+                       x_min = x;
+               else if (x > x_max)
+                       x_max = x;
+               y = _y(coords, transform, edge);
+               if (y < y_min)
+                       y_min = y;
+               else if (y > y_max)
+                       y_max = y;
+       }
+
+       x_min = floorf(x_min);
+       x_max = ceilf(x_max);
+       ao_clip(x_min, 0, dst->width);
+       ao_clip(x_max, 0, dst->width);
+
+       y_min = floorf(y_min);
+       y_max = ceilf(y_max);
+       ao_clip(y_min, 0, dst->height);
+       ao_clip(y_max, 0, dst->height);
+
+       ao_damage(dst, (int16_t) x_min, (int16_t) y_min, (int16_t) x_max, (int16_t) y_max);
+
+       /*
+        * Walk each scanline in the range and fill included spans
+        */
+       for (y = y_min; y < y_max; y++) {
+               x = INT16_MIN;
+               next_x.x = INT16_MIN;
+               next_x.edge = 0;
+               wind = 0;
+               while (ao_next_x(coords, ncoords, transform, &next_x, y)) {
+
+                       /*
+                        * Fill the previous span if winding is
+                        * non-zero
+                        */
+                       if (wind != 0)
+                               ao_span(dst, x, next_x.x, y, fill, rop);
+
+                       /* Adjust winding for the current span */
+                       wind += ao_wind(coords, ncoords, transform, next_x.edge);
+
+                       /* Step to next span start x value */
+                       x = next_x.x;
+               }
+       }
+}