source: libpipi/trunk/examples/img2twit.cpp @ 3528

Last change on this file since 3528 was 3528, checked in by Sam Hocevar, 11 years ago

Increase img2twit's output contrast when rendering the final image.

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 36.7 KB
Line 
1/*
2 *  img2twit      Image to short text message encoder/decoder
3 *  Copyright (c) 2009 Sam Hocevar <sam@hocevar.net>
4 *                All Rights Reserved
5 *
6 *  This program is free software. It comes without any warranty, to
7 *  the extent permitted by applicable law. You can redistribute it
8 *  and/or modify it under the terms of the Do What The Fuck You Want
9 *  To Public License, Version 2, as published by Sam Hocevar. See
10 *  http://sam.zoy.org/wtfpl/COPYING for more details.
11 */
12
13#include "config.h"
14
15#include <stdio.h>
16#include <stdlib.h>
17#include <string.h>
18#include <math.h>
19
20#include <CGAL/Exact_predicates_inexact_constructions_kernel.h>
21#include <CGAL/Delaunay_triangulation_2.h>
22#include <CGAL/natural_neighbor_coordinates_2.h>
23
24#include <pipi.h>
25
26#include "../genethumb/mygetopt.h"
27
28/*
29 * Format-dependent settings. Change this and you risk making all other
30 * generated strings unusable.
31 */
32
33/* Printable ASCII (except space) */
34#define RANGE_ASCII 0x0021, 0x007f
35
36/* CJK Unified Ideographs */
37#define RANGE_CJK 0x4e00, 0x9fa6
38//0x2e80, 0x2e9a, 0x2e9b, 0x2ef4, /* CJK Radicals Supplement */
39//0x2f00, 0x2fd6, /* Kangxi Radicals */
40//0x3400, 0x4db6, /* CJK Unified Ideographs Extension A */
41//0xac00, 0xd7a4, /* Hangul Syllables -- Korean, not Chinese */
42//0xf900, 0xfa2e, 0xfa30, 0xfa6b, 0xfa70, 0xfada, /* CJK Compat. Idgphs. */
43/* TODO: there's also the U+20000 and U+2f800 planes, but they're
44 * not supported by the Twitter Javascript filter (yet?). */
45
46/* Stupid symbols and Dingbats shit */
47#define RANGE_SYMBOLS 0x25a0, 0x2600, /* Geometric Shapes */ \
48  0x2600, 0x269e, 0x26a0, 0x26bd, 0x26c0, 0x26c4, /* Misc. Symbols */ \
49  0x2701, 0x2705, 0x2706, 0x270a, 0x270c, 0x2728, 0x2729, 0x274c, \
50    0x274d, 0x274e, 0x274f, 0x2753, 0x2756, 0x2757, 0x2758, 0x275f, \
51    0x2761, 0x2795, 0x2798, 0x27b0, 0x27b1, 0x27bf /* Dingbats */
52
53/* End of list marker */
54#define RANGE_END 0x0, 0x0
55
56/* Pre-defined character ranges XXX: must be _ordered_ */
57static const uint32_t unichars_ascii[] = { RANGE_ASCII, RANGE_END };
58static const uint32_t unichars_cjk[] = { RANGE_CJK, RANGE_END };
59static const uint32_t unichars_symbols[] = { RANGE_SYMBOLS, RANGE_END };
60
61/* The Unicode characters at disposal */
62static const uint32_t *unichars;
63
64/* The maximum image size we want to support */
65#define MAX_W 4000
66#define MAX_H 4000
67
68/* How does the algorithm work: one point per cell, or two */
69#define POINTS_PER_CELL 2
70
71/*
72 * These values can be overwritten at runtime
73 */
74
75/* Debug mode */
76static bool DEBUG_MODE = false;
77
78/* The maximum message length */
79static int MAX_MSG_LEN = 140;
80
81/* Iterations per point -- larger means slower but nicer */
82static int ITERATIONS_PER_POINT = 50;
83
84/* The range value for point parameters: X Y, red/green/blue, "strength"
85 * Tested values (on Mona Lisa) are:
86 *  16 16 5 5 5 2 -> 0.06511725914
87 *  16 16 6 7 6 1 -> 0.05731491348 *
88 *  16 16 7 6 6 1 -> 0.06450513783
89 *  14 14 7 7 6 1 -> 0.0637207893
90 *  19 19 6 6 5 1 -> 0.06801999094 */
91static unsigned int RANGE_X = 16;
92static unsigned int RANGE_Y = 16;
93static unsigned int RANGE_R = 6;
94static unsigned int RANGE_G = 6;
95static unsigned int RANGE_B = 6;
96static unsigned int RANGE_S = 1;
97
98/*
99 * These values are computed at runtime
100 */
101
102static float TOTAL_BITS;
103static float HEADER_BITS;
104static float DATA_BITS;
105static float CELL_BITS;
106
107static int NUM_CHARACTERS;
108static int MAX_ITERATIONS;
109static unsigned int TOTAL_CELLS;
110
111#define RANGE_SY (RANGE_S*RANGE_Y)
112#define RANGE_SYX (RANGE_S*RANGE_Y*RANGE_X)
113#define RANGE_SYXR (RANGE_S*RANGE_Y*RANGE_X*RANGE_R)
114#define RANGE_SYXRG (RANGE_S*RANGE_Y*RANGE_X*RANGE_R*RANGE_G)
115#define RANGE_SYXRGB (RANGE_S*RANGE_Y*RANGE_X*RANGE_R*RANGE_G*RANGE_B)
116
117struct K : CGAL::Exact_predicates_inexact_constructions_kernel {};
118typedef CGAL::Delaunay_triangulation_2<K> Delaunay_triangulation;
119typedef std::vector<std::pair<K::Point_2, K::FT> > Point_coordinate_vector;
120
121/* Global aspect ratio */
122static unsigned int dw, dh;
123
124/* Global point encoding */
125static uint32_t points[4096]; /* FIXME: allocate this dynamically */
126static int npoints = 0;
127
128/* Global triangulation */
129static Delaunay_triangulation dt;
130
131/*
132 * Unicode stuff handling
133 */
134
135/* Return the number of chars in the unichars table */
136static int count_unichars(void)
137{
138    int ret = 0;
139
140    for(int u = 0; unichars[u] != unichars[u + 1]; u += 2)
141        ret += unichars[u + 1] - unichars[u];
142
143    return ret;
144}
145
146/* Get the ith Unicode character in our list */
147static uint32_t index2uni(uint32_t i)
148{
149    for(int u = 0; unichars[u] != unichars[u + 1]; u += 2)
150        if(i < unichars[u + 1] - unichars[u])
151            return unichars[u] + i;
152        else
153            i -= unichars[u + 1] - unichars[u];
154
155    return 0; /* Should not happen! */
156}
157
158/* Convert a Unicode character to its position in the compact list */
159static uint32_t uni2index(uint32_t x)
160{
161    uint32_t ret = 0;
162
163    for(int u = 0; unichars[u] != unichars[u + 1]; u += 2)
164        if(x < unichars[u + 1])
165            return ret + x - unichars[u];
166        else
167            ret += unichars[u + 1] - unichars[u];
168
169    return ret; /* Should not happen! */
170}
171
172static uint8_t const utf8_trailing[256] =
173{
174    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
175    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
176    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
177    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
178    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
179    0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
180    1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1, 1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,
181    2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2, 3,3,3,3,3,3,3,3,4,4,4,4,5,5,5,5
182};
183
184static uint32_t const utf8_offsets[6] =
185{
186    0x00000000UL, 0x00003080UL, 0x000E2080UL,
187    0x03C82080UL, 0xFA082080UL, 0x82082080UL
188};
189
190static uint32_t fread_utf8(FILE *f)
191{
192    int ch, i = 0, todo = -1;
193    uint32_t ret = 0;
194
195    for(;;)
196    {
197        ch = fgetc(f);
198        if(!ch)
199            return 0;
200        if(todo == -1)
201            todo = utf8_trailing[ch];
202        ret += ((uint32_t)ch) << (6 * (todo - i));
203        if(todo == i++)
204            return ret - utf8_offsets[todo];
205    }
206}
207
208static void fwrite_utf8(FILE *f, uint32_t x)
209{
210    static const uint8_t mark[7] =
211    {
212        0x00, 0x00, 0xC0, 0xE0, 0xF0, 0xF8, 0xFC
213    };
214
215    char buf[8];
216    char *parser = buf;
217    size_t bytes;
218
219    if(x < 0x80)
220    {
221        fprintf(f, "%c", x);
222        return;
223    }
224
225    bytes = (x < 0x800) ? 2 : (x < 0x10000) ? 3 : 4;
226    parser += bytes;
227    *parser = '\0';
228
229    switch(bytes)
230    {
231        case 4: *--parser = (x | 0x80) & 0xbf; x >>= 6;
232        case 3: *--parser = (x | 0x80) & 0xbf; x >>= 6;
233        case 2: *--parser = (x | 0x80) & 0xbf; x >>= 6;
234    }
235    *--parser = x | mark[bytes];
236
237    fprintf(f, "%s", buf);
238}
239
240/*
241 * Our nifty non-power-of-two bitstack handling
242 */
243
244class bitstack
245{
246public:
247    bitstack(int max) { alloc(max); init(0); }
248
249    ~bitstack() { delete[] digits; delete[] str; }
250
251    char const *tostring()
252    {
253        int pos = sprintf(str, "0x%x", digits[msb]);
254
255        for(int i = msb - 1; i >= 0; i--)
256            pos += sprintf(str + pos, "%08x", digits[i]);
257
258        return str;
259    }
260
261    void push(uint32_t val, uint32_t range)
262    {
263        if(!range)
264            return;
265
266        mul(range);
267        add(val % range);
268    }
269
270    uint32_t pop(uint32_t range)
271    {
272        if(!range)
273            return 0;
274
275        return div(range);
276    }
277
278    bool isempty()
279    {
280        for(int i = msb; i >= 0; i--)
281            if(digits[i])
282                return false;
283
284        return true;
285    }
286
287private:
288    bitstack(int max, uint32_t x) { alloc(max); init(x); }
289
290    bitstack(bitstack &b)
291    {
292        alloc(b.max_size);
293        msb = b.msb;
294        memcpy(digits, b.digits, (max_size + 1) * sizeof(uint32_t));
295    }
296
297    bitstack(bitstack const &b)
298    {
299        alloc(b.max_size);
300        msb = b.msb;
301        memcpy(digits, b.digits, (max_size + 1) * sizeof(uint32_t));
302    }
303
304    void alloc(int max)
305    {
306        max_size = max;
307        digits = new uint32_t[max_size + 1];
308        str = new char[(max_size + 1) * 8 + 1];
309    }
310
311    void init(uint32_t i)
312    {
313        msb = 0;
314        memset(digits, 0, (max_size + 1) * sizeof(uint32_t));
315        digits[0] = i;
316    }
317
318    /* Could be done much faster, but we don't care! */
319    void add(uint32_t x) { add(bitstack(max_size, x)); }
320    void sub(uint32_t x) { sub(bitstack(max_size, x)); }
321
322    void add(bitstack const &_b)
323    {
324        /* Copy the operand in case we get added to ourselves */
325        bitstack b(_b);
326        uint64_t x = 0;
327
328        if(msb < b.msb)
329            msb = b.msb;
330
331        for(int i = 0; i <= msb; i++)
332        {
333            uint64_t tmp = (uint64_t)digits[i] + (uint64_t)b.digits[i] + x;
334            digits[i] = tmp;
335            if((uint64_t)digits[i] == tmp)
336                x = 0;
337            else
338            {
339                x = 1;
340                if(i == msb)
341                    msb++;
342            }
343        }
344    }
345
346    void sub(bitstack const &_b)
347    {
348        /* Copy the operand in case we get substracted from ourselves */
349        bitstack b(_b);
350        uint64_t x = 0;
351
352        /* We cannot substract a larger number! */
353        if(msb < b.msb)
354        {
355            init(0);
356            return;
357        }
358
359        for(int i = 0; i <= msb; i++)
360        {
361            uint64_t tmp = (uint64_t)digits[i] - (uint64_t)b.digits[i] - x;
362            digits[i] = tmp;
363            if((uint64_t)digits[i] == tmp)
364                x = 0;
365            else
366            {
367                x = 1;
368                if(i == msb)
369                {
370                    /* Error: carry into MSB! */
371                    init(0);
372                    return;
373                }
374            }
375        }
376
377        while(msb > 0 && digits[msb] == 0) msb--;
378    }
379
380    void mul(uint32_t x)
381    {
382        bitstack b(*this);
383        init(0);
384
385        while(x)
386        {
387            if(x & 1)
388                add(b);
389            x /= 2;
390            b.add(b);
391        }
392    }
393
394    uint32_t div(uint32_t x)
395    {
396        bitstack b(*this);
397
398        for(int i = msb; i >= 0; i--)
399        {
400            uint64_t tmp = b.digits[i] + (((uint64_t)b.digits[i + 1]) << 32);
401            uint32_t res = tmp / x;
402            uint32_t rem = tmp % x;
403            digits[i]= res;
404            b.digits[i + 1] = 0;
405            b.digits[i] = rem;
406        }
407
408        while(msb > 0 && digits[msb] == 0) msb--;
409
410        return b.digits[0];
411    }
412
413    int msb, max_size;
414    uint32_t *digits;
415    char *str;
416};
417
418/*
419 * Point handling
420 */
421
422static unsigned int det_rand(unsigned int mod)
423{
424    static unsigned long next = 1;
425    next = next * 1103515245 + 12345;
426    return ((unsigned)(next / 65536) % 32768) % mod;
427}
428
429static inline int range2int(float val, int range)
430{
431    int ret = (int)(val * ((float)range - 0.0001));
432    return ret < 0 ? 0 : ret > range - 1 ? range - 1 : ret;
433}
434
435static inline float int2midrange(int val, int range)
436{
437    return (float)(1 + 2 * val) / (float)(2 * range);
438}
439
440static inline float int2fullrange(int val, int range)
441{
442    return range > 1 ? (float)val / (float)(range - 1) : 0.0;
443}
444
445static inline void set_point(int index, float x, float y, float r,
446                             float g, float b, float s)
447{
448    int dx = (index / POINTS_PER_CELL) % dw;
449    int dy = (index / POINTS_PER_CELL) / dw;
450
451    float fx = (x - dx * RANGE_X) / RANGE_X;
452    float fy = (y - dy * RANGE_Y) / RANGE_Y;
453
454    int is = range2int(s, RANGE_S);
455
456    int ix = range2int(fx, RANGE_X);
457    int iy = range2int(fy, RANGE_Y);
458
459    int ir = range2int(r, RANGE_R);
460    int ig = range2int(g, RANGE_G);
461    int ib = range2int(b, RANGE_B);
462
463    points[index] = is + RANGE_S * (iy + RANGE_Y * (ix + RANGE_X *
464                               (ib + RANGE_B * (ig + (RANGE_R * ir)))));
465}
466
467static inline void get_point(int index, float *x, float *y, float *r,
468                             float *g, float *b, float *s, bool final = false)
469{
470    uint32_t pt = points[index];
471
472    unsigned int dx = (index / POINTS_PER_CELL) % dw;
473    unsigned int dy = (index / POINTS_PER_CELL) / dw;
474
475    *s = int2fullrange(pt % RANGE_S, RANGE_S); pt /= RANGE_S;
476
477    float fy = int2midrange(pt % RANGE_Y, RANGE_Y); pt /= RANGE_Y;
478    float fx = int2midrange(pt % RANGE_X, RANGE_X); pt /= RANGE_X;
479
480    *x = (fx + dx) * RANGE_X /*+ 0.5 * (index & 1)*/;
481    *y = (fy + dy) * RANGE_Y /*+ 0.5 * (index & 1)*/;
482
483    if(final)
484    {
485        *b = int2fullrange(pt % RANGE_R, RANGE_R); pt /= RANGE_R;
486        *g = int2fullrange(pt % RANGE_G, RANGE_G); pt /= RANGE_G;
487        *r = int2fullrange(pt % RANGE_B, RANGE_B); pt /= RANGE_B;
488    }
489    else
490    {
491        *b = int2midrange(pt % RANGE_R, RANGE_R); pt /= RANGE_R;
492        *g = int2midrange(pt % RANGE_G, RANGE_G); pt /= RANGE_G;
493        *r = int2midrange(pt % RANGE_B, RANGE_B); pt /= RANGE_B;
494    }
495}
496
497static inline float clip(float x, int modulo)
498{
499    float mul = (float)modulo + 0.9999;
500    int round = (int)(x * mul);
501    return (float)round / (float)modulo;
502}
503
504static void add_point(float x, float y, float r, float g, float b, float s)
505{
506    set_point(npoints, x, y, r, g, b, s);
507    npoints++;
508}
509
510#if 0
511static void add_random_point()
512{
513    points[npoints] = det_rand(RANGE_SYXRGB);
514    npoints++;
515}
516#endif
517
518#define NB_OPS 20
519
520static uint8_t rand_op(void)
521{
522    uint8_t x = det_rand(NB_OPS);
523
524    /* Randomly ignore statistically less efficient ops */
525    if(x == 0)
526        return rand_op();
527    if(x == 1 && (RANGE_S == 1 || det_rand(2)))
528        return rand_op();
529    if(x <= 5 && det_rand(2))
530        return rand_op();
531    //if((x < 10 || x > 15) && !det_rand(4)) /* Favour colour changes */
532    //    return rand_op();
533
534    return x;
535}
536
537static uint32_t apply_op(uint8_t op, uint32_t val)
538{
539    uint32_t rem, ext;
540
541    switch(op)
542    {
543    case 0: /* Flip strength value */
544    case 1:
545        /* Statistics show that this helps often, but does not reduce
546         * the error significantly. */
547        return val ^ 1;
548    case 2: /* Move up; if impossible, down */
549        rem = val % RANGE_S;
550        ext = (val / RANGE_S) % RANGE_Y;
551        ext = ext > 0 ? ext - 1 : ext + 1;
552        return (val / RANGE_SY * RANGE_Y + ext) * RANGE_S + rem;
553    case 3: /* Move down; if impossible, up */
554        rem = val % RANGE_S;
555        ext = (val / RANGE_S) % RANGE_Y;
556        ext = ext < RANGE_Y - 1 ? ext + 1 : ext - 1;
557        return (val / RANGE_SY * RANGE_Y + ext) * RANGE_S + rem;
558    case 4: /* Move left; if impossible, right */
559        rem = val % RANGE_SY;
560        ext = (val / RANGE_SY) % RANGE_X;
561        ext = ext > 0 ? ext - 1 : ext + 1;
562        return (val / RANGE_SYX * RANGE_X + ext) * RANGE_SY + rem;
563    case 5: /* Move left; if impossible, right */
564        rem = val % RANGE_SY;
565        ext = (val / RANGE_SY) % RANGE_X;
566        ext = ext < RANGE_X - 1 ? ext + 1 : ext - 1;
567        return (val / RANGE_SYX * RANGE_X + ext) * RANGE_SY + rem;
568    case 6: /* Corner 1 */
569        return apply_op(2, apply_op(4, val));
570    case 7: /* Corner 2 */
571        return apply_op(2, apply_op(5, val));
572    case 8: /* Corner 3 */
573        return apply_op(3, apply_op(5, val));
574    case 9: /* Corner 4 */
575        return apply_op(3, apply_op(4, val));
576    case 16: /* Double up */
577        return apply_op(2, apply_op(2, val));
578    case 17: /* Double down */
579        return apply_op(3, apply_op(3, val));
580    case 18: /* Double left */
581        return apply_op(4, apply_op(4, val));
582    case 19: /* Double right */
583        return apply_op(5, apply_op(5, val));
584    case 10: /* R-- (or R++) */
585        rem = val % RANGE_SYX;
586        ext = (val / RANGE_SYX) % RANGE_R;
587        ext = ext > 0 ? ext - 1 : ext + 1;
588        return (val / RANGE_SYXR * RANGE_R + ext) * RANGE_SYX + rem;
589    case 11: /* R++ (or R--) */
590        rem = val % RANGE_SYX;
591        ext = (val / RANGE_SYX) % RANGE_R;
592        ext = ext < RANGE_R - 1 ? ext + 1 : ext - 1;
593        return (val / RANGE_SYXR * RANGE_R + ext) * RANGE_SYX + rem;
594    case 12: /* G-- (or G++) */
595        rem = val % RANGE_SYXR;
596        ext = (val / RANGE_SYXR) % RANGE_G;
597        ext = ext > 0 ? ext - 1 : ext + 1;
598        return (val / RANGE_SYXRG * RANGE_G + ext) * RANGE_SYXR + rem;
599    case 13: /* G++ (or G--) */
600        rem = val % RANGE_SYXR;
601        ext = (val / RANGE_SYXR) % RANGE_G;
602        ext = ext < RANGE_G - 1 ? ext + 1 : ext - 1;
603        return (val / RANGE_SYXRG * RANGE_G + ext) * RANGE_SYXR + rem;
604    case 14: /* B-- (or B++) */
605        rem = val % RANGE_SYXRG;
606        ext = (val / RANGE_SYXRG) % RANGE_B;
607        ext = ext > 0 ? ext - 1 : ext + 1;
608        return ext * RANGE_SYXRG + rem;
609    case 15: /* B++ (or B--) */
610        rem = val % RANGE_SYXRG;
611        ext = (val / RANGE_SYXRG) % RANGE_B;
612        ext = ext < RANGE_B - 1 ? ext + 1 : ext - 1;
613        return ext * RANGE_SYXRG + rem;
614#if 0
615    case 15: /* Brightness-- */
616        return apply_op(9, apply_op(11, apply_op(13, val)));
617    case 16: /* Brightness++ */
618        return apply_op(10, apply_op(12, apply_op(14, val)));
619    case 17: /* RG-- */
620        return apply_op(9, apply_op(11, val));
621    case 18: /* RG++ */
622        return apply_op(10, apply_op(12, val));
623    case 19: /* GB-- */
624        return apply_op(11, apply_op(13, val));
625    case 20: /* GB++ */
626        return apply_op(12, apply_op(14, val));
627    case 21: /* RB-- */
628        return apply_op(9, apply_op(13, val));
629    case 22: /* RB++ */
630        return apply_op(10, apply_op(14, val));
631#endif
632    default:
633        return val;
634    }
635}
636
637static void render(pipi_image_t *dst,
638                   int rx, int ry, int rw, int rh, bool final)
639{
640    int lookup[dw * RANGE_X * 2 * dh * RANGE_Y * 2];
641    pipi_pixels_t *p = pipi_get_pixels(dst, PIPI_PIXELS_RGBA_F32);
642    float *data = (float *)p->pixels;
643    int x, y;
644
645    memset(lookup, 0, sizeof(lookup));
646    dt.clear();
647    for(int i = 0; i < npoints; i++)
648    {
649        float fx, fy, fr, fg, fb, fs;
650        get_point(i, &fx, &fy, &fr, &fg, &fb, &fs);
651        dt.insert(K::Point_2(fx, fy));
652        /* Keep link to point */
653        lookup[(int)(fx * 2) + dw * RANGE_X * 2 * (int)(fy * 2)] = i;
654    }
655
656    /* Add fake points to close the triangulation */
657    dt.insert(K::Point_2(-dw * RANGE_X, -dh * RANGE_Y));
658    dt.insert(K::Point_2(2 * dw * RANGE_X, -dh * RANGE_Y));
659    dt.insert(K::Point_2(-dw * RANGE_X, 2 * dh * RANGE_Y));
660    dt.insert(K::Point_2(2 * dw * RANGE_X, 2 * dh * RANGE_Y));
661
662    for(y = ry; y < ry + rh; y++)
663    {
664        for(x = rx; x < rx + rw; x++)
665        {
666            K::Point_2 m((float)x * dw * RANGE_X / p->w,
667                         (float)y * dh * RANGE_Y / p->h);
668            Point_coordinate_vector coords;
669            CGAL::Triple<
670              std::back_insert_iterator<Point_coordinate_vector>,
671              K::FT, bool> result =
672              CGAL::natural_neighbor_coordinates_2(dt, m,
673                                                   std::back_inserter(coords));
674
675            float r = 0.0f, g = 0.0f, b = 0.0f, norm = 0.000000000000001f;
676
677            Point_coordinate_vector::iterator it;
678            for(it = coords.begin(); it != coords.end(); ++it)
679            {
680                float fx, fy, fr, fg, fb, fs;
681
682                fx = (*it).first.x();
683                fy = (*it).first.y();
684
685                if(fx < 0 || fy < 0
686                    || fx > dw * RANGE_X - 1 || fy > dh * RANGE_Y - 1)
687                    continue;
688
689                int index = lookup[(int)(fx * 2)
690                                    + dw * RANGE_X * 2 * (int)(fy * 2)];
691
692                get_point(index, &fx, &fy, &fr, &fg, &fb, &fs, final);
693
694                //float k = pow((*it).second * (1.0 + fs), 1.2);
695                float k = (*it).second * (1.00f + fs);
696                //float k = (*it).second * (0.60f + fs);
697                //float k = pow((*it).second, (1.0f + fs));
698
699                r += k * fr;
700                g += k * fg;
701                b += k * fb;
702                norm += k;
703            }
704
705            data[4 * (x + y * p->w) + 0] = r / norm;
706            data[4 * (x + y * p->w) + 1] = g / norm;
707            data[4 * (x + y * p->w) + 2] = b / norm;
708            data[4 * (x + y * p->w) + 3] = 0.0;
709        }
710    }
711
712    pipi_release_pixels(dst, p);
713}
714
715static void analyse(pipi_image_t *src)
716{
717    pipi_pixels_t *p = pipi_get_pixels(src, PIPI_PIXELS_RGBA_F32);
718    float *data = (float *)p->pixels;
719
720    for(unsigned int dy = 0; dy < dh; dy++)
721        for(unsigned int dx = 0; dx < dw; dx++)
722        {
723            float min = 1.1f, max = -0.1f, mr = 0.0f, mg = 0.0f, mb = 0.0f;
724            float total = 0.0;
725            int xmin = 0, xmax = 0, ymin = 0, ymax = 0;
726            int npixels = 0;
727
728            for(unsigned int iy = RANGE_Y * dy; iy < RANGE_Y * (dy + 1); iy++)
729                for(unsigned int ix = RANGE_X * dx; ix < RANGE_X * (dx + 1); ix++)
730                {
731                    float lum = 0.0f;
732
733                    lum += data[4 * (ix + iy * p->w) + 0];
734                    lum += data[4 * (ix + iy * p->w) + 1];
735                    lum += data[4 * (ix + iy * p->w) + 2];
736                    lum /= 3;
737
738                    mr += data[4 * (ix + iy * p->w) + 0];
739                    mg += data[4 * (ix + iy * p->w) + 1];
740                    mb += data[4 * (ix + iy * p->w) + 2];
741
742                    if(lum < min)
743                    {
744                        min = lum;
745                        xmin = ix;
746                        ymin = iy;
747                    }
748
749                    if(lum > max)
750                    {
751                        max = lum;
752                        xmax = ix;
753                        ymax = iy;
754                    }
755
756                    total += lum;
757                    npixels++;
758                }
759
760            total /= npixels;
761            mr /= npixels;
762            mg /= npixels;
763            mb /= npixels;
764
765            float wmin, wmax;
766
767            if(total < min + (max - min) / 4)
768                wmin = 1.0, wmax = 0.0;
769            else if(total < min + (max - min) / 4 * 3)
770                wmin = 0.0, wmax = 0.0;
771            else
772                wmin = 0.0, wmax = 1.0;
773
774#if 0
775            add_random_point();
776            add_random_point();
777#else
778            /* 0.80 and 0.20 were chosen empirically, it gives a 10% better
779             * initial distance. Definitely worth it. */
780#if POINTS_PER_CELL == 1
781            if(total < min + (max - min) / 2)
782            {
783#endif
784            add_point(xmin, ymin,
785                      data[4 * (xmin + ymin * p->w) + 0] * 0.80 + mr * 0.20,
786                      data[4 * (xmin + ymin * p->w) + 1] * 0.80 + mg * 0.20,
787                      data[4 * (xmin + ymin * p->w) + 2] * 0.80 + mb * 0.20,
788                      wmin);
789#if POINTS_PER_CELL == 1
790            }
791            else
792            {
793#endif
794            add_point(xmax, ymax,
795                      data[4 * (xmax + ymax * p->w) + 0] * 0.80 + mr * 0.20,
796                      data[4 * (xmax + ymax * p->w) + 1] * 0.80 + mg * 0.20,
797                      data[4 * (xmax + ymax * p->w) + 2] * 0.80 + mb * 0.20,
798                      wmax);
799#if POINTS_PER_CELL == 1
800            }
801#endif
802#endif
803        }
804}
805
806#define MOREINFO "Try `%s --help' for more information.\n"
807
808int main(int argc, char *argv[])
809{
810    uint32_t unicode_data[2048];
811    int opstats[2 * NB_OPS];
812    char const *srcname = NULL, *dstname = NULL;
813    pipi_image_t *src, *tmp, *dst;
814    double error = 1.0;
815    int width, height;
816
817    /* Parse command-line options */
818    for(;;)
819    {
820        int option_index = 0;
821        static struct myoption long_options[] =
822        {
823            { "output",      1, NULL, 'o' },
824            { "length",      1, NULL, 'l' },
825            { "charset",     1, NULL, 'c' },
826            { "quality",     1, NULL, 'q' },
827            { "debug",       0, NULL, 'd' },
828            { "help",        0, NULL, 'h' },
829            { NULL,          0, NULL, 0   },
830        };
831        int c = mygetopt(argc, argv, "o:l:c:q:dh", long_options, &option_index);
832
833        if(c == -1)
834            break;
835
836        switch(c)
837        {
838        case 'o':
839            dstname = myoptarg;
840            break;
841        case 'l':
842            MAX_MSG_LEN = atoi(myoptarg);
843            if(MAX_MSG_LEN < 16)
844            {
845                fprintf(stderr, "Warning: rounding minimum message length to 16\n");
846                MAX_MSG_LEN = 16;
847            }
848            break;
849        case 'c':
850            if(!strcmp(myoptarg, "ascii"))
851                unichars = unichars_ascii;
852            else if(!strcmp(myoptarg, "cjk"))
853                unichars = unichars_cjk;
854            else if(!strcmp(myoptarg, "symbols"))
855                unichars = unichars_symbols;
856            else
857            {
858                fprintf(stderr, "Error: invalid char block \"%s\".", myoptarg);
859                fprintf(stderr, "Valid sets are: ascii, cjk, symbols\n");
860                return EXIT_FAILURE;
861            }
862            break;
863        case 'q':
864            ITERATIONS_PER_POINT = 10 * atof(myoptarg);
865            if(ITERATIONS_PER_POINT < 0)
866                ITERATIONS_PER_POINT = 0;
867            else if(ITERATIONS_PER_POINT > 100)
868                ITERATIONS_PER_POINT = 100;
869            break;
870        case 'd':
871            DEBUG_MODE = true;
872            break;
873        case 'h':
874            printf("Usage: img2twit [OPTIONS] SOURCE\n");
875            printf("       img2twit [OPTIONS] -o DESTINATION\n");
876            printf("Encode SOURCE image to stdout or decode stdin to DESTINATION.\n");
877            printf("\n");
878            printf("Mandatory arguments to long options are mandatory for short options too.\n");
879            printf("  -o, --output <filename>   output resulting image to filename\n");
880            printf("  -l, --length <size>       message length in characters (default 140)\n");
881            printf("  -c, --charset <block>     character set to use (ascii, [cjk], symbols)\n");
882            printf("  -q, --quality <rate>      set image quality (0 - 10) (default 5)\n");
883            printf("  -d, --debug               print debug information\n");
884            printf("  -h, --help                display this help and exit\n");
885            printf("\n");
886            printf("Written by Sam Hocevar. Report bugs to <sam@hocevar.net>.\n");
887            return EXIT_SUCCESS;
888        default:
889            fprintf(stderr, "%s: invalid option -- %c\n", argv[0], c);
890            printf(MOREINFO, argv[0]);
891            return EXIT_FAILURE;
892        }
893    }
894
895    if(myoptind == argc && !dstname)
896    {
897        fprintf(stderr, "%s: too few arguments\n", argv[0]);
898        printf(MOREINFO, argv[0]);
899        return EXIT_FAILURE;
900    }
901
902    if((myoptind == argc - 1 && dstname) || myoptind < argc - 1)
903    {
904        fprintf(stderr, "%s: too many arguments\n", argv[0]);
905        printf(MOREINFO, argv[0]);
906        return EXIT_FAILURE;
907    }
908
909    if(myoptind == argc - 1)
910        srcname = argv[myoptind];
911
912    /* Decoding mode: read UTF-8 text from stdin */
913    if(dstname)
914        for(MAX_MSG_LEN = 0; ;)
915        {
916            uint32_t ch = fread_utf8(stdin);
917            if(ch == 0xffffffff || ch == '\n')
918                break;
919            if(ch <= ' ')
920                continue;
921            unicode_data[MAX_MSG_LEN++] = ch;
922
923            if(MAX_MSG_LEN >= 2048)
924            {
925                fprintf(stderr, "Error: message too long.\n");
926                return EXIT_FAILURE;
927            }
928        }
929
930    if(MAX_MSG_LEN == 0)
931    {
932        fprintf(stderr, "Error: empty message.\n");
933        return EXIT_FAILURE;
934    }
935
936    /* Autodetect charset if decoding, otherwise switch to CJK. */
937    if(dstname)
938    {
939        char const *charset;
940
941        if(unicode_data[0] >= 0x0021 && unicode_data[0] < 0x007f)
942        {
943            unichars = unichars_ascii;
944            charset = "ascii";
945        }
946        else if(unicode_data[0] >= 0x4e00 && unicode_data[0] < 0x9fa6)
947        {
948            unichars = unichars_cjk;
949            charset = "cjk";
950        }
951        else if(unicode_data[0] >= 0x25a0 && unicode_data[0] < 0x27bf)
952        {
953            unichars = unichars_symbols;
954            charset = "symbols";
955        }
956        else
957        {
958            fprintf(stderr, "Error: unable to detect charset\n");
959            return EXIT_FAILURE;
960        }
961
962        if(DEBUG_MODE)
963            fprintf(stderr, "Detected charset \"%s\"\n", charset);
964    }
965    else if(!unichars)
966        unichars = unichars_cjk;
967
968    pipi_set_gamma(1.0);
969
970    /* Precompute bit allocation */
971    NUM_CHARACTERS = count_unichars();
972    TOTAL_BITS = MAX_MSG_LEN * logf(NUM_CHARACTERS) / logf(2);
973    HEADER_BITS = logf(MAX_W * MAX_H) / logf(2);
974    DATA_BITS = TOTAL_BITS - HEADER_BITS;
975#if POINTS_PER_CELL == 1
976    CELL_BITS = logf(RANGE_SYXRGB) / logf(2);
977#else
978    // TODO: implement the following shit
979    //float coord_bits = logf((RANGE_Y * RANGE_X) * (RANGE_Y * RANGE_X + 1) / 2);
980    //float other_bits = logf(RANGE_R * RANGE_G * RANGE_B * RANGE_S);
981    //CELL_BITS = (coord_bits + 2 * other_bits) / logf(2);
982    CELL_BITS = 2 * logf(RANGE_SYXRGB) / logf(2);
983#endif
984    TOTAL_CELLS = (int)(DATA_BITS / CELL_BITS);
985    MAX_ITERATIONS = ITERATIONS_PER_POINT * POINTS_PER_CELL * TOTAL_CELLS;
986
987    bitstack b(MAX_MSG_LEN); /* We cannot declare this before, because
988                              * MAX_MSG_LEN wouldn't be defined. */
989
990    if(dstname)
991    {
992        /* Decoding mode: find each character's index in our character
993         * list, and push it to our wonderful custom bitstream. */
994        for(int i = MAX_MSG_LEN; i--; )
995            b.push(uni2index(unicode_data[i]), NUM_CHARACTERS);
996
997        /* Read width and height from bitstream */
998        src = NULL;
999        width = b.pop(MAX_W);
1000        height = b.pop(MAX_H);
1001    }
1002    else
1003    {
1004        /* Argument given: open image for encoding */
1005        src = pipi_load(srcname);
1006
1007        if(!src)
1008        {
1009            fprintf(stderr, "Error loading %s\n", srcname);
1010            return EXIT_FAILURE;
1011        }
1012
1013        width = pipi_get_image_width(src);
1014        height = pipi_get_image_height(src);
1015    }
1016
1017    /* Compute "best" w/h ratio */
1018    dw = 1; dh = TOTAL_CELLS;
1019    for(unsigned int i = 1; i <= TOTAL_CELLS; i++)
1020    {
1021        int j = TOTAL_CELLS / i;
1022
1023        float r = (float)width / (float)height;
1024        float ir = (float)i / (float)j;
1025        float dwr = (float)dw / (float)dh;
1026
1027        if(fabs(logf(r / ir)) < fabs(logf(r / dwr)))
1028        {
1029            dw = i;
1030            dh = TOTAL_CELLS / dw;
1031        }
1032    }
1033    while((dh + 1) * dw <= TOTAL_CELLS) dh++;
1034    while(dh * (dw + 1) <= TOTAL_CELLS) dw++;
1035
1036    /* Print debug information */
1037    if(DEBUG_MODE)
1038    {
1039        fprintf(stderr, "Message size: %i\n", MAX_MSG_LEN);
1040        fprintf(stderr, "Available characters: %i\n", NUM_CHARACTERS);
1041        fprintf(stderr, "Available bits: %f\n", TOTAL_BITS);
1042        fprintf(stderr, "Maximum image resolution: %ix%i\n", MAX_W, MAX_H);
1043        fprintf(stderr, "Image resolution: %ix%i\n", width, height);
1044        fprintf(stderr, "Header bits: %f\n", HEADER_BITS);
1045        fprintf(stderr, "Bits available for data: %f\n", DATA_BITS);
1046        fprintf(stderr, "Cell bits: %f\n", CELL_BITS);
1047        fprintf(stderr, "Available cells: %i\n", TOTAL_CELLS);
1048        fprintf(stderr, "Wasted bits: %f\n",
1049                DATA_BITS - CELL_BITS * TOTAL_CELLS);
1050        fprintf(stderr, "Chosen image ratio: %i:%i (wasting %i point cells)\n",
1051                dw, dh, TOTAL_CELLS - dw * dh);
1052        fprintf(stderr, "Total wasted bits: %f\n",
1053                DATA_BITS - CELL_BITS * dw * dh);
1054    }
1055
1056    if(srcname)
1057    {
1058        /* Resize and filter image to better state */
1059        tmp = pipi_resize(src, dw * RANGE_X, dh * RANGE_Y);
1060        pipi_free(src);
1061        src = pipi_median_ext(tmp, 1, 1);
1062        pipi_free(tmp);
1063
1064        /* Analyse image */
1065        analyse(src);
1066
1067        /* Render what we just computed */
1068        tmp = pipi_new(dw * RANGE_X, dh * RANGE_Y);
1069        render(tmp, 0, 0, dw * RANGE_X, dh * RANGE_Y, false);
1070        error = pipi_measure_rmsd(src, tmp);
1071
1072        if(DEBUG_MODE)
1073            fprintf(stderr, "Initial distance: %2.10g\n", error);
1074
1075        memset(opstats, 0, sizeof(opstats));
1076        for(int iter = 0, stuck = 0, failures = 0, success = 0;
1077            iter < MAX_ITERATIONS /* && stuck < 5 && */;
1078            iter++)
1079        {
1080            if(failures > 500)
1081            {
1082                stuck++;
1083                failures = 0;
1084            }
1085
1086            if(!DEBUG_MODE && !(iter % 16))
1087                fprintf(stderr, "\rEncoding... %i%%",
1088                        iter * 100 / MAX_ITERATIONS);
1089
1090            pipi_image_t *scrap = pipi_copy(tmp);
1091
1092            /* Choose a point at random */
1093            int pt = det_rand(npoints);
1094            uint32_t oldval = points[pt];
1095
1096            /* Compute the affected image zone */
1097            float fx, fy, fr, fg, fb, fs;
1098            get_point(pt, &fx, &fy, &fr, &fg, &fb, &fs);
1099            int zonex = (int)fx / RANGE_X - 1;
1100            int zoney = (int)fy / RANGE_Y - 1;
1101            int zonew = 3;
1102            int zoneh = 3;
1103            if(zonex < 0) { zonex = 0; zonew--; }
1104            if(zoney < 0) { zoney = 0; zoneh--; }
1105            if(zonex + zonew >= (int)dw) { zonew--; }
1106            if(zoney + zoneh >= (int)dh) { zoneh--; }
1107
1108            /* Choose random operations and measure their effect */
1109            uint8_t op1 = rand_op();
1110            //uint8_t op2 = rand_op();
1111
1112            uint32_t candidates[3];
1113            double besterr = error + 1.0;
1114            int bestop = -1;
1115            candidates[0] = apply_op(op1, oldval);
1116            //candidates[1] = apply_op(op2, oldval);
1117            //candidates[2] = apply_op(op1, apply_op(op2, oldval));
1118
1119            for(int i = 0; i < 1; i++)
1120            //for(int i = 0; i < 3; i++)
1121            {
1122                if(oldval == candidates[i])
1123                    continue;
1124
1125                points[pt] = candidates[i];
1126
1127                render(scrap, zonex * RANGE_X, zoney * RANGE_Y,
1128                       zonew * RANGE_X, zoneh * RANGE_Y, false);
1129
1130                double newerr = pipi_measure_rmsd(src, scrap);
1131                if(newerr < besterr)
1132                {
1133                    besterr = newerr;
1134                    bestop = i;
1135                }
1136            }
1137
1138            opstats[op1 * 2]++;
1139            //opstats[op2 * 2]++;
1140
1141            if(besterr < error)
1142            {
1143                points[pt] = candidates[bestop];
1144                /* Redraw image if the last check wasn't the best one */
1145                if(bestop != 0)
1146                    render(scrap, zonex * RANGE_X, zoney * RANGE_Y,
1147                           zonew * RANGE_X, zoneh * RANGE_Y, false);
1148
1149                pipi_free(tmp);
1150                tmp = scrap;
1151
1152                if(DEBUG_MODE)
1153                    fprintf(stderr, "%08i -.%08i %2.010g after op%i(%i)\n",
1154                            iter, (int)((error - besterr) * 100000000), error,
1155                            op1, pt);
1156
1157                error = besterr;
1158                opstats[op1 * 2 + 1]++;
1159                //opstats[op2 * 2 + 1]++;
1160                failures = 0;
1161                success++;
1162
1163                /* Save image! */
1164                //char buf[128];
1165                //sprintf(buf, "twit%08i.bmp", success);
1166                //if((success % 10) == 0)
1167                //    pipi_save(tmp, buf);
1168            }
1169            else
1170            {
1171                pipi_free(scrap);
1172                points[pt] = oldval;
1173                failures++;
1174            }
1175        }
1176
1177        if(DEBUG_MODE)
1178        {
1179            for(int j = 0; j < 2; j++)
1180            {
1181                fprintf(stderr,   "operation: ");
1182                for(int i = NB_OPS / 2 * j; i < NB_OPS / 2 * (j + 1); i++)
1183                    fprintf(stderr, "%4i ", i);
1184                fprintf(stderr, "\nattempts:  ");
1185                for(int i = NB_OPS / 2 * j; i < NB_OPS / 2 * (j + 1); i++)
1186                    fprintf(stderr, "%4i ", opstats[i * 2]);
1187                fprintf(stderr, "\nsuccesses: ");
1188                for(int i = NB_OPS / 2 * j; i < NB_OPS / 2 * (j + 1); i++)
1189                    fprintf(stderr, "%4i ", opstats[i * 2 + 1]);
1190                fprintf(stderr, "\n");
1191            }
1192
1193            fprintf(stderr, "Distance: %2.10g\n", error);
1194        }
1195        else
1196            fprintf(stderr, "\r                    \r");
1197
1198#if 0
1199        dst = pipi_resize(tmp, width, height);
1200        pipi_free(tmp);
1201
1202        /* Save image and bail out */
1203        pipi_save(dst, "lol.bmp");
1204        pipi_free(dst);
1205#endif
1206
1207        /* Push our points to the bitstream */
1208        for(int i = 0; i < npoints; i++)
1209            b.push(points[i], RANGE_SYXRGB);
1210        b.push(height, MAX_H);
1211        b.push(width, MAX_W);
1212
1213        /* Pop Unicode characters from the bitstream and print them */
1214        for(int i = 0; i < MAX_MSG_LEN; i++)
1215            fwrite_utf8(stdout, index2uni(b.pop(NUM_CHARACTERS)));
1216        fprintf(stdout, "\n");
1217    }
1218    else
1219    {
1220        /* Pop points from the bitstream */
1221        for(int i = dw * dh; i--; )
1222        {
1223#if POINTS_PER_CELL == 2
1224            points[i * 2 + 1] = b.pop(RANGE_SYXRGB);
1225            points[i * 2] = b.pop(RANGE_SYXRGB);
1226#else
1227            points[i] = b.pop(RANGE_SYXRGB);
1228#endif
1229        }
1230        npoints = dw * dh * POINTS_PER_CELL;
1231
1232        /* Render these points to a new image */
1233        dst = pipi_new(width, height);
1234        render(dst, 0, 0, width, height, true);
1235
1236        /* Save image and bail out */
1237        pipi_save(dst, dstname);
1238        pipi_free(dst);
1239    }
1240
1241    return EXIT_SUCCESS;
1242}
1243
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.