Quelle  cairo-contour.c   Sprache: C

/*
 * Copyright © 2004 Carl Worth
 * Copyright © 2006 Red Hat, Inc.
 * Copyright © 2008 Chris Wilson
 * Copyright © 2011 Intel Corporation
 *
 * This library is free software; you can redistribute it and/or
 * modify it either under the terms of the GNU Lesser General Public
 * License version 2.1 as published by the Free Software Foundation
 * (the "LGPL") or, at your option, under the terms of the Mozilla
 * Public License Version 1.1 (the "MPL"). If you do not alter this
 * notice, a recipient may use your version of this file under either
 * the MPL or the LGPL.
 *
 * You should have received a copy of the LGPL along with this library
 * in the file COPYING-LGPL-2.1; if not, write to the Free Software
 * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Suite 500, Boston, MA 02110-1335, USA
 * You should have received a copy of the MPL along with this library
 * in the file COPYING-MPL-1.1
 *
 * The contents of this file are subject to the Mozilla Public License
 * Version 1.1 (the "License"); you may not use this file except in
 * compliance with the License. You may obtain a copy of the License at
 * http://www.mozilla.org/MPL/
 *
 * This software is distributed on an "AS IS" basis, WITHOUT WARRANTY
 * OF ANY KIND, either express or implied. See the LGPL or the MPL for
 * the specific language governing rights and limitations.
 *
 * The Original Code is the cairo graphics library.
 *
 * The Initial Developer of the Original Code is Carl Worth
 *
 * Contributor(s):
 * Carl D. Worth <cworth@cworth.org>
 * Chris Wilson <chris@chris-wilson.co.uk>
 */

#include "cairoint.h"

#include "cairo-error-private.h"
#include "cairo-freelist-private.h"
#include "cairo-combsort-inline.h"
#include "cairo-contour-inline.h"
#include "cairo-contour-private.h"

void
_cairo_contour_init (cairo_contour_t *contour,
       int direction)
{
    contour->direction = direction;
    contour->chain.points = contour->embedded_points;
    contour->chain.next = NULL;
    contour->chain.num_points = 0;
    contour->chain.size_points = ARRAY_LENGTH (contour->embedded_points);
    contour->tail = &contour->chain;
}

cairo_int_status_t
__cairo_contour_add_point (cairo_contour_t *contour,
     const cairo_point_t *point)
{
    cairo_contour_chain_t *tail = contour->tail;
    cairo_contour_chain_t *next;

    assert (tail->next == NULL);

    next = _cairo_malloc_ab_plus_c (tail->size_points*2,
        sizeof (cairo_point_t),
        sizeof (cairo_contour_chain_t));
    if (unlikely (next == NULL))
 return _cairo_error (CAIRO_STATUS_NO_MEMORY);

    next->size_points = tail->size_points*2;
    next->num_points = 1;
    next->points = (cairo_point_t *)(next+1);
    next->next = NULL;
    tail->next = next;
    contour->tail = next;

    next->points[0] = *point;
    return CAIRO_INT_STATUS_SUCCESS;
}

static void
first_inc (cairo_contour_t *contour,
    cairo_point_t **p,
    cairo_contour_chain_t **chain)
{
    if (*p == (*chain)->points + (*chain)->num_points) {
 assert ((*chain)->next);
 *chain = (*chain)->next;
 *p = &(*chain)->points[0];
    } else
 ++*p;
}

static void
last_dec (cairo_contour_t *contour,
   cairo_point_t **p,
   cairo_contour_chain_t **chain)
{
    if (*p == (*chain)->points) {
 cairo_contour_chain_t *prev;
 assert (*chain != &contour->chain);
 for (prev = &contour->chain; prev->next != *chain; prev = prev->next)
     ;
 *chain = prev;
 *p = &(*chain)->points[(*chain)->num_points-1];
    } else
 --*p;
}

void
_cairo_contour_reverse (cairo_contour_t *contour)
{
    cairo_contour_chain_t *first_chain, *last_chain;
    cairo_point_t *first, *last;

    contour->direction = -contour->direction;

    if (contour->chain.num_points <= 1)
 return;

    first_chain = &contour->chain;
    last_chain = contour->tail;

    first = &first_chain->points[0];
    last = &last_chain->points[last_chain->num_points-1];

    while (first != last) {
 cairo_point_t p;

 p = *first;
 *first = *last;
 *last = p;

 first_inc (contour, &first, &first_chain);
 last_dec (contour, &last, &last_chain);
    }
}

cairo_int_status_t
_cairo_contour_add (cairo_contour_t *dst,
      const cairo_contour_t *src)
{
    const cairo_contour_chain_t *chain;
    cairo_int_status_t status;
    int i;

    for (chain = &src->chain; chain; chain = chain->next) {
 for (i = 0; i < chain->num_points; i++) {
     status = _cairo_contour_add_point (dst, &chain->points[i]);
     if (unlikely (status))
  return status;
 }
    }

    return CAIRO_INT_STATUS_SUCCESS;
}

static inline cairo_bool_t
iter_next (cairo_contour_iter_t *iter)
{
    if (iter->point == &iter->chain->points[iter->chain->size_points-1]) {
 iter->chain = iter->chain->next;
 if (iter->chain == NULL)
     return FALSE;

 iter->point = &iter->chain->points[0];
 return TRUE;
    } else {
 iter->point++;
 return TRUE;
    }
}

static cairo_bool_t
iter_equal (const cairo_contour_iter_t *i1,
     const cairo_contour_iter_t *i2)
{
    return i1->chain == i2->chain && i1->point == i2->point;
}

static void
iter_init (cairo_contour_iter_t *iter, cairo_contour_t *contour)
{
    iter->chain = &contour->chain;
    iter->point = &contour->chain.points[0];
}

static void
iter_init_last (cairo_contour_iter_t *iter, cairo_contour_t *contour)
{
    iter->chain = contour->tail;
    iter->point = &contour->tail->points[contour->tail->num_points-1];
}

static const cairo_contour_chain_t *prev_const_chain(const cairo_contour_t *contour,
           const cairo_contour_chain_t *chain)
{
    const cairo_contour_chain_t *prev;

    if (chain == &contour->chain)
 return NULL;

    for (prev = &contour->chain; prev->next != chain; prev = prev->next)
 ;

    return prev;
}

cairo_int_status_t
_cairo_contour_add_reversed (cairo_contour_t *dst,
        const cairo_contour_t *src)
{
    const cairo_contour_chain_t *last;
    cairo_int_status_t status;
    int i;

    if (src->chain.num_points == 0)
 return CAIRO_INT_STATUS_SUCCESS;

    for (last = src->tail; last; last = prev_const_chain (src, last)) {
 for (i = last->num_points-1; i >= 0; i--) {
     status = _cairo_contour_add_point (dst, &last->points[i]);
     if (unlikely (status))
  return status;
 }
    }

    return CAIRO_INT_STATUS_SUCCESS;
}

static cairo_uint64_t
point_distance_sq (const cairo_point_t *p1,
     const cairo_point_t *p2)
{
    int32_t dx = p1->x - p2->x;
    int32_t dy = p1->y - p2->y;
    return _cairo_int32x32_64_mul (dx, dx) + _cairo_int32x32_64_mul (dy, dy);
}

#define DELETED(p) ((p)->x == INT_MIN && (p)->y == INT_MAX)
#define MARK_DELETED(p) ((p)->x = INT_MIN, (p)->y = INT_MAX)

static cairo_bool_t
_cairo_contour_simplify_chain (cairo_contour_t *contour, const double tolerance,
          const cairo_contour_iter_t *first,
          const cairo_contour_iter_t *last)
{
    cairo_contour_iter_t iter, furthest;
    uint64_t max_error;
    int x0, y0;
    int nx, ny;
    int count;

    iter = *first;
    iter_next (&iter);
    if (iter_equal (&iter, last))
 return FALSE;

    x0 = first->point->x;
    y0 = first->point->y;
    nx = last->point->y - y0;
    ny = x0 - last->point->x;

    count = 0;
    max_error = 0;
    do {
 cairo_point_t *p = iter.point;
 if (! DELETED(p)) {
     uint64_t d = (uint64_t)nx * (x0 - p->x) + (uint64_t)ny * (y0 - p->y);
     if (d * d > max_error) {
  max_error = d * d;
  furthest = iter;
     }
     count++;
 }
 iter_next (&iter);
    } while (! iter_equal (&iter, last));
    if (count == 0)
 return FALSE;

    if (max_error > tolerance * ((uint64_t)nx * nx + (uint64_t)ny * ny)) {
 cairo_bool_t simplified;

 simplified = FALSE;
 simplified |= _cairo_contour_simplify_chain (contour, tolerance,
           first, &furthest);
 simplified |= _cairo_contour_simplify_chain (contour, tolerance,
           &furthest, last);
 return simplified;
    } else {
 iter = *first;
 iter_next (&iter);
 do {
     MARK_DELETED (iter.point);
     iter_next (&iter);
 } while (! iter_equal (&iter, last));

 return TRUE;
    }
}

void
_cairo_contour_simplify (cairo_contour_t *contour, double tolerance)
{
    cairo_contour_chain_t *chain;
    cairo_point_t *last = NULL;
    cairo_contour_iter_t iter, furthest;
    cairo_bool_t simplified;
    uint64_t max = 0;
    int i;

    if (contour->chain.num_points <= 2)
 return;

    tolerance = tolerance * CAIRO_FIXED_ONE;
    tolerance *= tolerance;

    /* stage 1: vertex reduction */
    for (chain = &contour->chain; chain; chain = chain->next) {
 for (i = 0; i < chain->num_points; i++) {
     if (last == NULL ||
  point_distance_sq (last, &chain->points[i]) > tolerance) {
  last = &chain->points[i];
     } else {
  MARK_DELETED (&chain->points[i]);
     }
 }
    }

    /* stage2: polygon simplification using Douglas-Peucker */
    do {
 last = &contour->chain.points[0];
 iter_init (&furthest, contour);
 max = 0;
 for (chain = &contour->chain; chain; chain = chain->next) {
     for (i = 0; i < chain->num_points; i++) {
  uint64_t d;

  if (DELETED (&chain->points[i]))
      continue;

  d = point_distance_sq (last, &chain->points[i]);
  if (d > max) {
      furthest.chain = chain;
      furthest.point = &chain->points[i];
      max = d;
  }
     }
 }
 assert (max);

 simplified = FALSE;
 iter_init (&iter, contour);
 simplified |= _cairo_contour_simplify_chain (contour, tolerance,
           &iter, &furthest);

 iter_init_last (&iter, contour);
 if (! iter_equal (&furthest, &iter))
     simplified |= _cairo_contour_simplify_chain (contour, tolerance,
        &furthest, &iter);
    } while (simplified);

    iter_init (&iter, contour);
    for (chain = &contour->chain; chain; chain = chain->next) {
 int num_points = chain->num_points;
 chain->num_points = 0;
 for (i = 0; i < num_points; i++) {
     if (! DELETED(&chain->points[i])) {
  if (iter.point != &chain->points[i])
      *iter.point = chain->points[i];
  iter.chain->num_points++;
  iter_next (&iter);
     }
 }
    }

    if (iter.chain) {
 cairo_contour_chain_t *next;

 for (chain = iter.chain->next; chain; chain = next) {
     next = chain->next;
     free (chain);
 }

 iter.chain->next = NULL;
 contour->tail = iter.chain;
    }
}

void
_cairo_contour_reset (cairo_contour_t *contour)
{
    _cairo_contour_fini (contour);
    _cairo_contour_init (contour, contour->direction);
}

void
_cairo_contour_fini (cairo_contour_t *contour)
{
    cairo_contour_chain_t *chain, *next;

    for (chain = contour->chain.next; chain; chain = next) {
 next = chain->next;
 free (chain);
    }
}

void
_cairo_debug_print_contour (FILE *file, cairo_contour_t *contour)
{
    cairo_contour_chain_t *chain;
    int num_points, size_points;
    int i;

    num_points = 0;
    size_points = 0;
    for (chain = &contour->chain; chain; chain = chain->next) {
 num_points += chain->num_points;
 size_points += chain->size_points;
    }

    fprintf (file, "contour: direction=%d, num_points=%d / %d\n",
      contour->direction, num_points, size_points);

    num_points = 0;
    for (chain = &contour->chain; chain; chain = chain->next) {
 for (i = 0; i < chain->num_points; i++) {
     fprintf (file, " [%d] = (%f, %f)\n",
       num_points++,
       _cairo_fixed_to_double (chain->points[i].x),
       _cairo_fixed_to_double (chain->points[i].y));
 }
    }
}

void
__cairo_contour_remove_last_chain (cairo_contour_t *contour)
{
    cairo_contour_chain_t *chain;

    if (contour->tail == &contour->chain)
 return;

    for (chain = &contour->chain; chain->next != contour->tail; chain = chain->next)
 ;
    free (contour->tail);
    contour->tail = chain;
    chain->next = NULL;
}