src/Renderer/Color.hpp

   1 // SwiftShader Software Renderer
   2 //
   3 // Copyright(c) 2005-2011 TransGaming Inc.
   4 //
   5 // All rights reserved. No part of this software may be copied, distributed, transmitted,
   6 // transcribed, stored in a retrieval system, translated into any human or computer
   7 // language by any means, or disclosed to third parties without the explicit written
   8 // agreement of TransGaming Inc. Without such an agreement, no rights or licenses, express
   9 // or implied, including but not limited to any patent rights, are granted to you.
  10 //
  11
  12 #ifndef sw_Color_hpp
  13 #define sw_Color_hpp
  14
  15 #include "Common/Types.hpp"
  16 #include "Common/Math.hpp"
  17
  18 namespace sw
  19 {
  20         template<class T>
  21         struct Color
  22         {
  23                 Color();
  24
  25                 Color(const Color<byte> &c);
  26                 Color(const Color<short> &c);
  27                 Color(const Color<float> &c);
  28
  29                 Color(int c);
  30                 Color(unsigned short c);
  31                 Color(unsigned long c);
  32                 Color(unsigned int c);
  33
  34                 Color(T r, T g, T b, T a = 1);
  35
  36                 operator unsigned int() const;
  37
  38                 T &operator[](int i);
  39                 const T &operator[](int i) const;
  40
  41                 Color operator+() const;
  42                 Color operator-() const;
  43
  44                 Color& operator=(const Color& c);
  45
  46                 Color &operator+=(const Color &c);
  47                 Color &operator*=(float l);
  48
  49                 static Color gradient(const Color &c1, const Color  &c2, float d);
  50                 static Color shade(const Color &c1, const Color  &c2, float d);
  51
  52                 template<class T>
  53                 friend Color operator+(const Color &c1, const Color &c2);
  54                 template<class T>
  55                 friend Color operator-(const Color &c1, const Color &c2);
  56
  57                 template<class T>
  58                 friend Color operator*(float l, const Color &c);
  59                 template<class T>
  60                 friend Color operator*(const Color &c1, const Color &c2);
  61                 template<class T>
  62                 friend Color operator/(const Color &c, float l);
  63
  64                 T r;
  65                 T g;
  66                 T b;
  67                 T a;
  68         };
  69 }
  70
  71 #include "Common/Math.hpp"
  72
  73 namespace sw
  74 {
  75         template<class T>
  76         inline Color<T>::Color()
  77         {
  78         }
  79
  80         inline Color<byte>::Color(const Color<byte> &c)
  81         {
  82                 r = c.r;
  83                 g = c.g;
  84                 b = c.b;
  85                 a = c.a;
  86         }
  87
  88         inline Color<byte>::Color(const Color<short> &c)
  89         {
  90                 r = clamp(c.r >> 4, 0, 255);
  91                 g = clamp(c.g >> 4, 0, 255);
  92                 b = clamp(c.b >> 4, 0, 255);
  93                 a = clamp(c.a >> 4, 0, 255);
  94         }
  95
  96         inline Color<byte>::Color(const Color<float> &c)
  97         {
  98                 r = ifloor(clamp(c.r * 256.0f, 0.0f, 255.0f));
  99                 g = ifloor(clamp(c.g * 256.0f, 0.0f, 255.0f));
 100                 b = ifloor(clamp(c.b * 256.0f, 0.0f, 255.0f));
 101                 a = ifloor(clamp(c.a * 256.0f, 0.0f, 255.0f));
 102         }
 103
 104         inline Color<short>::Color(const Color<short> &c)
 105         {
 106                 r = c.r;
 107                 g = c.g;
 108                 b = c.b;
 109                 a = c.a;
 110         }
 111
 112         inline Color<short>::Color(const Color<byte> &c)
 113         {
 114                 r = c.r << 4;
 115                 g = c.g << 4;
 116                 b = c.b << 4;
 117                 a = c.a << 4;
 118         }
 119
 120         inline Color<float>::Color(const Color<float> &c)
 121         {
 122                 r = c.r;
 123                 g = c.g;
 124                 b = c.b;
 125                 a = c.a;
 126         }
 127
 128         inline Color<short>::Color(const Color<float> &c)
 129         {
 130                 r = iround(clamp(c.r * 4095.0f, -4096.0f, 4095.0f));
 131                 g = iround(clamp(c.g * 4095.0f, -4096.0f, 4095.0f));
 132                 b = iround(clamp(c.b * 4095.0f, -4096.0f, 4095.0f));
 133                 a = iround(clamp(c.a * 4095.0f, -4096.0f, 4095.0f));
 134         }
 135
 136         inline Color<float>::Color(const Color<byte> &c)
 137         {
 138                 r = c.r / 255.0f;
 139                 g = c.g / 255.0f;
 140                 b = c.b / 255.0f;
 141                 a = c.a / 255.0f;
 142         }
 143
 144         inline Color<float>::Color(const Color<short> &c)
 145         {
 146                 r = c.r / 4095.0f;
 147                 g = c.g / 4095.0f;
 148                 b = c.b / 4095.0f;
 149                 a = c.a / 4095.0f;
 150         }
 151
 152         inline Color<float>::Color(unsigned short c)
 153         {
 154                 r = (float)(c & 0xF800) / (float)0xF800;
 155                 g = (float)(c & 0x07E0) / (float)0x07E0;
 156                 b = (float)(c & 0x001F) / (float)0x001F;
 157                 a = 1;
 158         }
 159
 160         inline Color<short>::Color(unsigned short c)
 161         {
 162                 // 4.12 fixed-point format
 163                 r = ((c & 0xF800) >> 4) + ((c & 0xF800) >> 9) + ((c & 0xF800) >> 14);
 164                 g = ((c & 0x07E0) << 1) + ((c & 0x07E0) >> 5);
 165                 b = ((c & 0x001F) << 7) + ((c & 0x001F) << 2) + ((c & 0x001F) >> 3);
 166                 a = 0x1000;
 167         }
 168
 169         inline Color<byte>::Color(unsigned short c)
 170         {
 171                 r = (byte)(((c & 0xF800) >> 8) + ((c & 0xE000) >> 13));
 172                 g = (byte)(((c & 0x07E0) >> 3) + ((c & 0x0600) >> 9));
 173                 b = (byte)(((c & 0x001F) << 3) + ((c & 0x001C) >> 2));
 174                 a = 0xFF;
 175         }
 176
 177         inline Color<float>::Color(int c)
 178         {
 179                 const float d = 1.0f / 255.0f;
 180
 181                 r = (float)((c & 0x00FF0000) >> 16) * d;
 182                 g = (float)((c & 0x0000FF00) >> 8) * d;
 183                 b = (float)((c & 0x000000FF) >> 0) * d;
 184                 a = (float)((c & 0xFF000000) >> 24) * d;
 185         }
 186
 187         inline Color<short>::Color(int c)
 188         {
 189                 // 4.12 fixed-point format
 190                 r = (short)((c & 0x00FF0000) >> 12);
 191                 g = (short)((c & 0x0000FF00) >> 4);
 192                 b = (short)((c & 0x000000FF) << 4);
 193                 a = (short)((c & 0xFF000000) >> 20);
 194         }
 195
 196         inline Color<byte>::Color(int c)
 197         {
 198                 r = (byte)((c & 0x00FF0000) >> 16);
 199                 g = (byte)((c & 0x0000FF00) >> 8);
 200                 b = (byte)((c & 0x000000FF) >> 0);
 201                 a = (byte)((c & 0xFF000000) >> 24);
 202         }
 203
 204         inline Color<float>::Color(unsigned int c)
 205         {
 206                 const float d = 1.0f / 255.0f;
 207
 208                 r = (float)((c & 0x00FF0000) >> 16) * d;
 209                 g = (float)((c & 0x0000FF00) >> 8) * d;
 210                 b = (float)((c & 0x000000FF) >> 0) * d;
 211                 a = (float)((c & 0xFF000000) >> 24) * d;
 212         }
 213
 214         inline Color<short>::Color(unsigned int c)
 215         {
 216                 // 4.12 fixed-point format
 217                 r = (short)((c & 0x00FF0000) >> 12);
 218                 g = (short)((c & 0x0000FF00) >> 4);
 219                 b = (short)((c & 0x000000FF) << 4);
 220                 a = (short)((c & 0xFF000000) >> 20);
 221         }
 222
 223         inline Color<byte>::Color(unsigned int c)
 224         {
 225                 r = (byte)((c & 0x00FF0000) >> 16);
 226                 g = (byte)((c & 0x0000FF00) >> 8);
 227                 b = (byte)((c & 0x000000FF) >> 0);
 228                 a = (byte)((c & 0xFF000000) >> 24);
 229         }
 230
 231         inline Color<float>::Color(unsigned long c)
 232         {
 233                 const float d = 1.0f / 255.0f;
 234
 235                 r = (float)((c & 0x00FF0000) >> 16) * d;
 236                 g = (float)((c & 0x0000FF00) >> 8) * d;
 237                 b = (float)((c & 0x000000FF) >> 0) * d;
 238                 a = (float)((c & 0xFF000000) >> 24) * d;
 239         }
 240
 241         inline Color<short>::Color(unsigned long c)
 242         {
 243                 // 4.12 fixed-point format
 244                 r = (short)((c & 0x00FF0000) >> 12);
 245                 g = (short)((c & 0x0000FF00) >> 4);
 246                 b = (short)((c & 0x000000FF) << 4);
 247                 a = (short)((c & 0xFF000000) >> 20);
 248         }
 249
 250         inline Color<byte>::Color(unsigned long c)
 251         {
 252                 r = (byte)((c & 0x00FF0000) >> 16);
 253                 g = (byte)((c & 0x0000FF00) >> 8);
 254                 b = (byte)((c & 0x000000FF) >> 0);
 255                 a = (byte)((c & 0xFF000000) >> 24);
 256         }
 257
 258         template<class T>
 259         inline Color<T>::Color(T r_, T g_, T b_, T a_)
 260         {
 261                 r = r_;
 262                 g = g_;
 263                 b = b_;
 264                 a = a_;
 265         }
 266
 267         inline Color<float>::operator unsigned int() const
 268         {
 269                 return ((unsigned int)min(b * 255.0f, 255.0f) << 0) |
 270                        ((unsigned int)min(g * 255.0f, 255.0f) << 8) |
 271                        ((unsigned int)min(r * 255.0f, 255.0f) << 16) |
 272                        ((unsigned int)min(a * 255.0f, 255.0f) << 24);
 273         }
 274
 275         inline Color<short>::operator unsigned int() const
 276         {
 277                 return ((unsigned int)min(b >> 4, 255) << 0) |
 278                        ((unsigned int)min(g >> 4, 255) << 8) |
 279                        ((unsigned int)min(r >> 4, 255) << 16) |
 280                        ((unsigned int)min(a >> 4, 255) << 24);
 281         }
 282
 283         inline Color<byte>::operator unsigned int() const
 284         {
 285                 return (b << 0) +
 286                        (g << 8) +
 287                        (r << 16) +
 288                            (a << 24);
 289         }
 290
 291         template<class T>
 292         inline T &Color<T>::operator[](int i)
 293         {
 294                 return (&r)[i];
 295         }
 296
 297         template<class T>
 298         inline const T &Color<T>::operator[](int i) const
 299         {
 300                 return (&r)[i];
 301         }
 302
 303         template<class T>
 304         inline Color<T> Color<T>::operator+() const
 305         {
 306                 return *this;
 307         }
 308
 309         template<class T>
 310         inline Color<T> Color<T>::operator-() const
 311         {
 312                 return Color(-r, -g, -b, -a);
 313         }
 314
 315         template<class T>
 316         inline Color<T> &Color<T>::operator=(const Color& c)
 317         {
 318                 r = c.r;
 319                 g = c.g;
 320                 b = c.b;
 321                 a = c.a;
 322
 323                 return *this;
 324         }
 325
 326         template<class T>
 327         inline Color<T> &Color<T>::operator+=(const Color &c)
 328         {
 329                 r += c.r;
 330                 g += c.g;
 331                 b += c.b;
 332                 a += c.a;
 333
 334                 return *this;
 335         }
 336
 337         template<class T>
 338         inline Color<T> &Color<T>::operator*=(float l)
 339         {
 340                 *this = l * *this;
 341
 342                 return *this;
 343         }
 344
 345         template<class T>
 346         inline Color<T> operator+(const Color<T> &c1, const Color<T> &c2)
 347         {
 348                 return Color<T>(c1.r + c2.r,
 349                                 c1.g + c2.g,
 350                                 c1.b + c2.b,
 351                                 c1.a + c2.a);
 352         }
 353
 354         template<class T>
 355         inline Color<T> operator-(const Color<T> &c1, const Color<T> &c2)
 356         {
 357                 return Color<T>(c1.r - c2.r,
 358                                 c1.g - c2.g,
 359                                 c1.b - c2.b,
 360                                 c1.a - c2.a);
 361         }
 362
 363         template<class T>
 364         inline Color<T> operator*(float l, const Color<T> &c)
 365         {
 366                 T r = (T)(l * c.r);
 367                 T g = (T)(l * c.g);
 368                 T b = (T)(l * c.b);
 369                 T a = (T)(l * c.a);
 370
 371                 return Color<T>(r, g, b, a);
 372         }
 373
 374         template<class T>
 375         inline Color<T> operator*(const Color<T> &c1, const Color<T> &c2)
 376         {
 377                 T r = c1.r * c2.r;
 378                 T g = c1.g * c2.g;
 379                 T b = c1.b * c2.b;
 380                 T a = c1.a * c2.a;
 381
 382                 return Color<T>(r, g, b, a);
 383         }
 384
 385         inline Color<short> operator*(const Color<short> &c1, const Color<short> &c2)
 386         {
 387                 short r = c1.r * c2.r >> 12;
 388                 short g = c1.g * c2.g >> 12;
 389                 short b = c1.b * c2.b >> 12;
 390                 short a = c1.a * c2.a >> 12;
 391
 392                 return Color<short>(r, g, b, a);
 393         }
 394
 395         inline Color<byte> operator*(const Color<byte> &c1, const Color<byte> &c2)
 396         {
 397                 byte r = c1.r * c2.r >> 8;
 398                 byte g = c1.g * c2.g >> 8;
 399                 byte b = c1.b * c2.b >> 8;
 400                 byte a = c1.a * c2.a >> 8;
 401
 402                 return Color<byte>(r, g, b, a);
 403         }
 404
 405         template<class T>
 406         inline Color<T> operator/(const Color<T> &c, float l)
 407         {
 408                 l = 1.0f / l;
 409
 410                 T r = (T)(l * c.r);
 411                 T g = (T)(l * c.g);
 412                 T b = (T)(l * c.b);
 413                 T a = (T)(l * c.a);
 414
 415                 return Color<T>(r, g, b, a);
 416         }
 417
 418         template<class T>
 419         inline Color<T> Color<T>::gradient(const Color<T> &c1, const Color<T> &c2, float d)
 420         {
 421                 d = 1.0f / d;
 422
 423                 T r = (c2.r - c1.r) * d;
 424                 T g = (c2.g - c1.g) * d;
 425                 T b = (c2.b - c1.b) * d;
 426                 T a = (c2.a - c1.a) * d;
 427
 428                 return Color<T>(r, g, b, a);
 429         }
 430
 431         template<class T>
 432         inline Color<T> Color<T>::shade(const Color<T> &c1, const Color<T>  &c2, float d)
 433         {
 434                 T r = c1.r + (T)(d * (c2.r - c1.r));
 435                 T g = c1.g + (T)(d * (c2.g - c1.g));
 436                 T b = c1.b + (T)(d * (c2.b - c1.b));
 437                 T a = c1.a + (T)(d * (c2.a - c1.a));
 438
 439                 return Color<T>(r, g, b, a);
 440         }
 441 }
 442
 443 #endif   // sw_Color_hpp