tinyrender5
This commit is contained in:
parent
7b86311ff2
commit
78e254cbd5
@ -19,7 +19,7 @@ const (
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NearClip = 0.1
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NearClip = 0.1
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FarClip = 5 // Because the head is so small and close
|
FarClip = 5 // Because the head is so small and close
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ObjectFile = "head.obj"
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ObjectFile = "head.obj"
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TextureFile = "head.jpg"
|
TextureFile = "../head.jpg"
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)
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)
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func must(err error) {
|
func must(err error) {
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3
tinyrender5/.gitignore
vendored
Normal file
3
tinyrender5/.gitignore
vendored
Normal file
@ -0,0 +1,3 @@
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tinyrender1
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tinyrender4
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render
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24
tinyrender5/animation.sh
Executable file
24
tinyrender5/animation.sh
Executable file
@ -0,0 +1,24 @@
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#!/bin/sh
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if [ $# -ne 1 ]; then
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echo "You must pass the basename for the animation folder"
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exit 1
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fi
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echo "Building"
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go build -o render
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mkdir -p $1
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echo "Running"
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frame=0
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for x in $(seq -3 0.1 3); do
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ff=$(printf "%03d" $frame)
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./render "-repeat=1" "-xofs=$x" "-zofs=-1.8" "-fov=70" "-p6file=$1/$ff.ppm"
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frame=$((frame + 1))
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done
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echo "Converting animation"
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cd $1
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convert -delay 5 -loop 0 *.ppm -resize 256x256 anim.gif
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3
tinyrender5/go.mod
Normal file
3
tinyrender5/go.mod
Normal file
@ -0,0 +1,3 @@
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module tinyrender4
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go 1.22.5
|
0
tinyrender5/go.sum
Normal file
0
tinyrender5/go.sum
Normal file
6357
tinyrender5/head.obj
Normal file
6357
tinyrender5/head.obj
Normal file
File diff suppressed because it is too large
Load Diff
143
tinyrender5/image.go
Normal file
143
tinyrender5/image.go
Normal file
@ -0,0 +1,143 @@
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package main
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import (
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"bytes"
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"fmt"
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"image"
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"image/color"
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"log"
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//"math"
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"strings"
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)
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// Convert rgb to uint
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func Col2Uint(r, g, b byte) uint {
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return (uint(r) << 16) | (uint(g) << 8) | uint(b)
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}
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func Color2Uint(col color.Color) uint {
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r, g, b, _ := col.RGBA()
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//log.Print(r, g, b)
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return uint(((r & 0xff00) << 8) | (g & 0xff00) | ((b & 0xff00) >> 8))
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}
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// Convert uint to rgb (in that order)
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func Uint2Col(col uint) (byte, byte, byte) {
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return byte((col >> 16) & 0xFF), byte((col >> 8) & 0xFF), byte(col & 0xFF)
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}
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// Color is in ARGB (alpha not used right now)
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type Framebuffer struct {
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Data []uint
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ZBuffer []uint16 //[]float32 //uint16 // Apparently 16 bit z-buffers are used
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Width uint
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Height uint
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}
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// Create a new framebuffer for the given width and height.
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func NewFramebuffer(width uint, height uint) Framebuffer {
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return Framebuffer{
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Data: make([]uint, width*height),
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ZBuffer: make([]uint16, width*height),
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Width: width,
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||||||
|
Height: height,
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}
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}
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func NewTexture(texture image.Image, skip int) Framebuffer {
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bounds := texture.Bounds()
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width := bounds.Dx() / skip
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height := bounds.Dy() / skip
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result := Framebuffer{
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Data: make([]uint, width*height),
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||||||
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Width: uint(width),
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||||||
|
Height: uint(height),
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}
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||||||
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for y := bounds.Min.Y; y < bounds.Max.Y; y += skip {
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for x := bounds.Min.X; x < bounds.Max.X; x += skip {
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|
col := texture.At(x, y)
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result.Set(uint(x/skip), uint(y/skip), Color2Uint(col))
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}
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}
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return result
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}
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// Fill zbuffer with pixels that are max distance away
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func (fb *Framebuffer) ResetZBuffer() {
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for i := range fb.ZBuffer {
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fb.ZBuffer[i] = 65535 //math.MaxFloat32
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}
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}
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func (fb *Framebuffer) GetUv(u float32, v float32) uint {
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// log.Print(u, v)
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x := uint(float32(fb.Width) * u)
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y := uint(float32(fb.Height) * (1 - v))
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return fb.Data[x+y*fb.Width]
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}
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|
// Sure hope this gets inlined...
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func (fb *Framebuffer) Set(x uint, y uint, color uint) {
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|
fb.Data[x+y*fb.Width] = color
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}
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|
func (fb *Framebuffer) SetSafe(x uint, y uint, color uint) {
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if x >= fb.Width || y >= fb.Height {
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return
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}
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|
fb.Data[x+y*fb.Width] = color
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|
}
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// Given some image data, return a string that is the ppm of it
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func (fb *Framebuffer) ExportPPM() string {
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log.Printf("ExportPPM called for framebuffer %dx%d", fb.Width, fb.Height)
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var result strings.Builder
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result.WriteString(fmt.Sprintf("P3\n%d %d\n255\n", fb.Width, fb.Height))
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|
for y := range fb.Height {
|
||||||
|
for x := range fb.Width {
|
||||||
|
r, g, b := Uint2Col(fb.Data[x+y*fb.Width])
|
||||||
|
result.WriteString(fmt.Sprintf("%d %d %d\t", r, g, b))
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}
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||||||
|
result.WriteRune('\n')
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}
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|
return result.String()
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}
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func (fb *Framebuffer) ExportPPMP6() []byte {
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log.Printf("ExportPPM6 called for framebuffer %dx%d", fb.Width, fb.Height)
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var result bytes.Buffer
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result.WriteString(fmt.Sprintf("P6\n%d %d\n255\n", fb.Width, fb.Height))
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|
for i := range fb.Data {
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|
r, g, b := Uint2Col(fb.Data[i])
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|
result.Write([]byte{r, g, b})
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//result.WriteString(fmt.Sprintf("%d %d %d\t", r, g, b))
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|
}
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|
//result.WriteRune('\n')
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|
return result.Bytes()
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}
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/*func (fb *Framebuffer) ZBuffer_ExportPPM() string {
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var result strings.Builder
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mini := float32(math.MaxFloat32)
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|
maxi := float32(-math.MaxFloat32)
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for _, f := range fb.ZBuffer {
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||||||
|
if f == math.MaxFloat32 {
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||||||
|
continue
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}
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|
mini = min(f, mini)
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||||||
|
maxi = max(f, maxi)
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}
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||||||
|
result.WriteString(fmt.Sprintf("P2\n%d %d\n255\n", fb.Width, fb.Height))
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for y := range fb.Height {
|
||||||
|
for x := range fb.Width {
|
||||||
|
if fb.ZBuffer[x+y*fb.Width] == math.MaxFloat32 {
|
||||||
|
result.WriteString("0 ")
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
zp := byte(math.Abs(float64(255 * fb.ZBuffer[x+y*fb.Width] / (maxi - mini))))
|
||||||
|
result.WriteString(fmt.Sprintf("%d ", zp))
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
result.WriteRune('\n')
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return result.String()
|
||||||
|
}*/
|
138
tinyrender5/main.go
Normal file
138
tinyrender5/main.go
Normal file
@ -0,0 +1,138 @@
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|
package main
|
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|
|
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|
import (
|
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|
"flag"
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|
"fmt"
|
||||||
|
"image"
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|
"log"
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|
//"math"
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|
//"math/rand"
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|
"os"
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||||||
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"runtime/pprof" // For performance profiling (unnecessary)
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||||||
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||||||
|
_ "image/jpeg"
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)
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||||||
|
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|
const (
|
||||||
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Width = 512
|
||||||
|
Height = 512
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||||||
|
NearClip = 0.1
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||||||
|
FarClip = 100
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|
ObjectFile = "head.obj"
|
||||||
|
TextureFile = "../head.jpg"
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|
)
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func must(err error) {
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if err != nil {
|
||||||
|
panic(err)
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}
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|
}
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|
// However flag works... idk
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|
var cpuprofile = flag.String("cpuprofile", "", "write cpu profile to file")
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var dozbuf = flag.Bool("zbuffer", false, "Write zbuffer instead of image")
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||||||
|
var p6file = flag.String("p6file", "", "Output binary ppm to given file instead")
|
||||||
|
var fov = flag.Float64("fov", 90, "Horizontal FOV in degrees")
|
||||||
|
var xofs = flag.Float64("xofs", 0, "Offset image by x")
|
||||||
|
var zofs = flag.Float64("zofs", -1.5, "Offset image by z (should be negative)")
|
||||||
|
var repeat = flag.Int("repeat", 60, "Amount of times to repeat render")
|
||||||
|
|
||||||
|
// var zcuthigh = flag.Float64("zcuthigh", math.MaxFloat32, "High cutoff for z (values above this will be removed)")
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||||||
|
// var zcutlow = flag.Float64("zcutlow", -math.MaxFloat32, "Low cutoff for z (values below are removed)")
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||||||
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func main() {
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log.Printf("Program start")
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// Little section for doing cpu profiling. I guess that's all you have to do?
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flag.Parse()
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|
if *cpuprofile != "" {
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||||||
|
log.Printf("CPU profiling requested, write to %s", *cpuprofile)
|
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f, err := os.Create(*cpuprofile)
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||||||
|
must(err)
|
||||||
|
defer f.Close()
|
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|
err = pprof.StartCPUProfile(f)
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||||||
|
must(err)
|
||||||
|
defer pprof.StopCPUProfile()
|
||||||
|
}
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||||||
|
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|
fb := NewFramebuffer(Width, Height)
|
||||||
|
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||||||
|
log.Printf("Loading obj %s, texture %s", ObjectFile, TextureFile)
|
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||||||
|
of, err := os.Open(ObjectFile)
|
||||||
|
must(err)
|
||||||
|
defer of.Close()
|
||||||
|
o, err := ParseObj(of)
|
||||||
|
must(err)
|
||||||
|
|
||||||
|
jf, err := os.Open(TextureFile)
|
||||||
|
must(err)
|
||||||
|
defer jf.Close()
|
||||||
|
timg, _, err := image.Decode(jf)
|
||||||
|
must(err)
|
||||||
|
texture := NewTexture(timg, 4)
|
||||||
|
|
||||||
|
log.Printf("Running render")
|
||||||
|
|
||||||
|
light := Vec3f{0, 0, -1}
|
||||||
|
|
||||||
|
var projection Mat44f
|
||||||
|
var worldToCamera Mat44f
|
||||||
|
var viewport Mat44f
|
||||||
|
projection.SetProjection(float32(*fov), NearClip, FarClip)
|
||||||
|
worldToCamera.SetTranslation(float32(*xofs), 0, float32(*zofs))
|
||||||
|
viewport.SetViewportSimple(int(fb.Width), int(fb.Height), 65535)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Premultiply all the translation/etc matrices. Why do we do world to camera THEN
|
||||||
|
// projection? I guess that makes sense actually, oops... projection is the last step.
|
||||||
|
screenmat := worldToCamera.Multiply(&projection)
|
||||||
|
screenmat = screenmat.Multiply(&viewport)
|
||||||
|
// light = worldToCamera.MultiplyPoint3(light)
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||||||
|
// light = light.Normalize()
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||||||
|
|
||||||
|
var sc [3]Vertex
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||||||
|
// var hi = float32(fb.Height - 1)
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|
for range *repeat {
|
||||||
|
fb.ResetZBuffer()
|
||||||
|
for _, f := range o.Faces {
|
||||||
|
// Precompute perspective for vertices to save time. Notice Z
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||||||
|
// is not considered: is this orthographic projection? Yeah probably...
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||||||
|
var fpt [3]Vec3f
|
||||||
|
for i := range 3 { // Triangles, bro
|
||||||
|
//fp := screenmat.MultiplyPoint3(f[i].Pos)
|
||||||
|
sc[i] = f[i]
|
||||||
|
sc[i].Pos = screenmat.MultiplyPoint3(f[i].Pos)
|
||||||
|
fpt[i] = worldToCamera.MultiplyPoint3(f[i].Pos)
|
||||||
|
// sc[i].Pos.X = (fp.X + 1) * halfwidth
|
||||||
|
// sc[i].Pos.Y = hi - (fp.Y+1)*halfheight
|
||||||
|
// sc[i].Pos.Z = fp.Z
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
l1 := fpt[2].Sub(fpt[0])
|
||||||
|
n := l1.CrossProduct(fpt[1].Sub(fpt[0]))
|
||||||
|
n = n.Normalize()
|
||||||
|
intensity := n.MultSimp(&light)
|
||||||
|
// intensity := float32(1)
|
||||||
|
if intensity > 0 {
|
||||||
|
Triangle3t(&fb, &texture, intensity, sc[0], sc[1], sc[2])
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// log.Print(fb.ZBuffer)
|
||||||
|
|
||||||
|
if *dozbuf {
|
||||||
|
log.Printf("Exporting zbuffer ppm to stdout")
|
||||||
|
//fmt.Print(fb.ZBuffer_ExportPPM())
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
if *p6file != "" {
|
||||||
|
err := os.WriteFile(*p6file, fb.ExportPPMP6(), 0660)
|
||||||
|
must(err)
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
log.Printf("Exporting ppm to stdout")
|
||||||
|
fmt.Print(fb.ExportPPM())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
log.Printf("Program end")
|
||||||
|
}
|
260
tinyrender5/obj.go
Normal file
260
tinyrender5/obj.go
Normal file
@ -0,0 +1,260 @@
|
|||||||
|
package main
|
||||||
|
|
||||||
|
// This reads obj files?
|
||||||
|
import (
|
||||||
|
"bufio"
|
||||||
|
"fmt"
|
||||||
|
"io"
|
||||||
|
"log"
|
||||||
|
"math"
|
||||||
|
"strings"
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
type Vec3f struct {
|
||||||
|
X, Y, Z float32
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
type Vec2i struct {
|
||||||
|
X, Y int
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
type Vec2f struct {
|
||||||
|
X, Y float32
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// A ROW MAJOR matrix
|
||||||
|
type Mat44f [16]float32
|
||||||
|
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||||||
|
func (m *Mat44f) Set(x int, y int, val float32) {
|
||||||
|
m[x+y*4] = val
|
||||||
|
}
|
||||||
|
func (m *Mat44f) Get(x int, y int) float32 {
|
||||||
|
return m[x+y*4]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
func (m *Mat44f) ZeroFill() {
|
||||||
|
for i := range m {
|
||||||
|
m[i] = 0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
func (m *Mat44f) SetIdentity() {
|
||||||
|
m.ZeroFill()
|
||||||
|
for i := range 4 {
|
||||||
|
m.Set(i, i, 1)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// NOTE: we use "Set" instead of "Create" for all these so we reuse the matrix
|
||||||
|
// instead of creating a new one all the time (garbage collection)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Compute the projection matrix, filling the given matrix. FOV is in degrees
|
||||||
|
func (m *Mat44f) SetProjection(fov float32, near float32, far float32) {
|
||||||
|
// Projection matrix is (ROW MAJOR!)
|
||||||
|
// S 0 0 0
|
||||||
|
// 0 S 0 0
|
||||||
|
// 0 0 -f/(f-n) -1
|
||||||
|
// 0 0 -fn/(f-n) 0
|
||||||
|
// where S (scale) is 1 / tan(fov / 2) (assuming fov is radians)
|
||||||
|
// NOTE: -1 there is actually -1/c, where c is distance from viewer to
|
||||||
|
// projection plane. We fix it at 1 for now but...
|
||||||
|
m.ZeroFill()
|
||||||
|
scale := float32(1 / math.Tan(float64(fov)*0.5*math.Pi/180))
|
||||||
|
m.Set(0, 0, scale)
|
||||||
|
m.Set(1, 1, scale)
|
||||||
|
m.Set(2, 2, -far/(far-near))
|
||||||
|
m.Set(3, 2, -1)
|
||||||
|
m.Set(2, 3, -far*near/(far-near))
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (m *Mat44f) SetTranslation(x, y, z float32) {
|
||||||
|
m.SetIdentity()
|
||||||
|
m.Set(0, 3, x) // Let user decide how to offset x
|
||||||
|
m.Set(1, 3, y) // Let user decide how to offset x
|
||||||
|
m.Set(2, 3, z) // Get farther away from the face (user)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (m *Mat44f) SetViewport(tl Vec3f, br Vec3f) { //width, height, depth int) {
|
||||||
|
m.ZeroFill()
|
||||||
|
m.Set(0, 0, (br.X-tl.X)/2)
|
||||||
|
m.Set(1, 1, (tl.Y-br.Y)/2) // Inverted because screen funny
|
||||||
|
m.Set(2, 2, (br.Z-tl.Z)/2)
|
||||||
|
m.Set(3, 3, 1)
|
||||||
|
m.Set(0, 3, (br.X+tl.X)/2)
|
||||||
|
m.Set(1, 3, (br.Y+tl.Y)/2)
|
||||||
|
m.Set(2, 3, (br.Z+tl.Z)/2)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (m *Mat44f) SetViewportSimple(width, height, depth int) {
|
||||||
|
var tl Vec3f // All zero
|
||||||
|
br := Vec3f{
|
||||||
|
X: float32(width),
|
||||||
|
Y: float32(height),
|
||||||
|
Z: float32(depth),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
m.SetViewport(tl, br)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Multiply the given point by our vector. Remember this is row-major order
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||||||
|
func (m *Mat44f) MultiplyPoint3(p Vec3f) Vec3f {
|
||||||
|
var out Vec3f
|
||||||
|
// We hope very much that Go will optimize the function calls for us,
|
||||||
|
// along with computing the constants.
|
||||||
|
out.X = p.X*m.Get(0, 0) + p.Y*m.Get(0, 1) + p.Z*m.Get(0, 2) + m.Get(0, 3)
|
||||||
|
out.Y = p.X*m.Get(1, 0) + p.Y*m.Get(1, 1) + p.Z*m.Get(1, 2) + m.Get(1, 3)
|
||||||
|
out.Z = p.X*m.Get(2, 0) + p.Y*m.Get(2, 1) + p.Z*m.Get(2, 2) + m.Get(2, 3)
|
||||||
|
w := p.X*m.Get(3, 0) + p.Y*m.Get(3, 1) + p.Z*m.Get(3, 2) + m.Get(3, 3)
|
||||||
|
if w != 1 {
|
||||||
|
out.X /= w
|
||||||
|
out.Y /= w
|
||||||
|
out.Z /= w
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return out
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Multiply two 4x4 matrices together (not optimized)
|
||||||
|
func (m *Mat44f) Multiply(m2 *Mat44f) Mat44f {
|
||||||
|
var result Mat44f
|
||||||
|
// This is the x and y of our resulting matrix
|
||||||
|
for y := 0; y < 4; y++ {
|
||||||
|
for x := 0; x < 4; x++ {
|
||||||
|
for i := 0; i < 4; i++ {
|
||||||
|
result[x+y*4] += m[i+y*4] * m2[x+i*4]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return result
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// A single vertex generally has multiple items associated with it
|
||||||
|
// when it's part of a face.
|
||||||
|
type Vertex struct {
|
||||||
|
Pos Vec3f
|
||||||
|
Tex Vec3f
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
type Facef [3]Vertex
|
||||||
|
|
||||||
|
// struct {
|
||||||
|
// Vertices [3]Vec3f
|
||||||
|
// TextureCoords [3]Vec2i
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
|
||||||
|
type ObjModel struct {
|
||||||
|
Vertices []Vec3f
|
||||||
|
VTexture []Vec3f
|
||||||
|
Faces []Facef
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (vi *Vec2i) ToF() Vec2f {
|
||||||
|
return Vec2f{float32(vi.X), float32(vi.Y)}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (vi *Vec3f) ToVec2i() Vec2i {
|
||||||
|
return Vec2i{int(vi.X), int(vi.Y)}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (v0 *Vec3f) Sub(v1 Vec3f) Vec3f {
|
||||||
|
return Vec3f{
|
||||||
|
X: v0.X - v1.X,
|
||||||
|
Y: v0.Y - v1.Y,
|
||||||
|
Z: v0.Z - v1.Z,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (v0 *Vec3f) CrossProduct(v1 Vec3f) Vec3f {
|
||||||
|
return Vec3f{
|
||||||
|
X: v0.Y*v1.Z - v0.Z*v1.Y,
|
||||||
|
Y: v0.Z*v1.X - v0.X*v1.Z,
|
||||||
|
Z: v0.X*v1.Y - v0.Y*v1.X,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
//func (v
|
||||||
|
|
||||||
|
func (v *Vec3f) Normalize() Vec3f {
|
||||||
|
l := float32(math.Sqrt(float64(v.MultSimp(v))))
|
||||||
|
return Vec3f{
|
||||||
|
X: v.X / l,
|
||||||
|
Y: v.Y / l,
|
||||||
|
Z: v.Z / l,
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func (v0 *Vec3f) MultSimp(v1 *Vec3f) float32 {
|
||||||
|
return v0.X*v1.X + v0.Y*v1.Y + v0.Z*v1.Z
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// Parse an obj file at the given reader. Only handles v and f right now
|
||||||
|
func ParseObj(reader io.Reader) (*ObjModel, error) {
|
||||||
|
result := ObjModel{
|
||||||
|
Vertices: make([]Vec3f, 0),
|
||||||
|
Faces: make([]Facef, 0),
|
||||||
|
}
|
||||||
|
breader := bufio.NewReader(reader)
|
||||||
|
done := false
|
||||||
|
for !done {
|
||||||
|
// Scan a line
|
||||||
|
line, err := breader.ReadString('\n')
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
if err == io.EOF {
|
||||||
|
done = true
|
||||||
|
} else {
|
||||||
|
log.Printf("NOT EOF ERR?")
|
||||||
|
return nil, err
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
line = strings.Trim(line, " \t\n\r")
|
||||||
|
if len(line) == 0 {
|
||||||
|
continue
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// Find the first "item", whatever that is. This also gets rid of comments
|
||||||
|
// since we just don't use lines that start with # (no handler
|
||||||
|
var t string
|
||||||
|
_, err = fmt.Sscan(line, &t)
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
log.Printf("SSCANF ERR")
|
||||||
|
return nil, err
|
||||||
|
}
|
||||||
|
line = line[len(t):]
|
||||||
|
if t == "v" {
|
||||||
|
// Read a vertex, should be just three floats
|
||||||
|
var v Vec3f
|
||||||
|
_, err := fmt.Sscan(line, &v.X, &v.Y, &v.Z)
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
return nil, err
|
||||||
|
}
|
||||||
|
result.Vertices = append(result.Vertices, v)
|
||||||
|
} else if t == "vt" {
|
||||||
|
// Read a vertex tex coord, should be just three floats too
|
||||||
|
var vt Vec3f
|
||||||
|
_, err := fmt.Sscan(line, &vt.X, &vt.Y, &vt.Z)
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
return nil, err
|
||||||
|
}
|
||||||
|
result.VTexture = append(result.VTexture, vt)
|
||||||
|
} else if t == "f" {
|
||||||
|
// Read a face; in our example, it's always three sets.
|
||||||
|
// For THIS example, we throw away those other values
|
||||||
|
var face Facef
|
||||||
|
var vi [3]int
|
||||||
|
var vti [3]int
|
||||||
|
var ti int
|
||||||
|
_, err := fmt.Sscanf(line, "%d/%d/%d %d/%d/%d %d/%d/%d",
|
||||||
|
&vi[0], &vti[0], &ti, &vi[1], &vti[1], &ti, &vi[2], &vti[2], &ti)
|
||||||
|
if err != nil {
|
||||||
|
return nil, err
|
||||||
|
}
|
||||||
|
for i := range 3 {
|
||||||
|
if vi[i] > len(result.Vertices) || vi[i] < 1 {
|
||||||
|
return nil, fmt.Errorf("Face vertex index out of bounds: %d", vi[i])
|
||||||
|
}
|
||||||
|
face[i].Pos = result.Vertices[vi[i]-1]
|
||||||
|
if vti[i] > len(result.VTexture) || vti[i] < 1 {
|
||||||
|
return nil, fmt.Errorf("Face vertex texture index out of bounds: %d", vti[i])
|
||||||
|
}
|
||||||
|
face[i].Tex = result.VTexture[vti[i]-1]
|
||||||
|
}
|
||||||
|
result.Faces = append(result.Faces, face)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
return &result, nil
|
||||||
|
}
|
169
tinyrender5/render.go
Normal file
169
tinyrender5/render.go
Normal file
@ -0,0 +1,169 @@
|
|||||||
|
package main
|
||||||
|
|
||||||
|
import (
|
||||||
|
// "log"
|
||||||
|
)
|
||||||
|
|
||||||
|
// Figure out the minimum bounding box for a triangle defined by
|
||||||
|
// these vertices. Returns the top left and bottom right points,
|
||||||
|
// inclusive
|
||||||
|
func ComputeBoundingBox(v0, v1, v2 Vec2i) (Vec2i, Vec2i) {
|
||||||
|
return Vec2i{min(v0.X, v1.X, v2.X), min(v0.Y, v1.Y, v2.Y)},
|
||||||
|
Vec2i{max(v0.X, v1.X, v2.X), max(v0.Y, v1.Y, v2.Y)}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// The generic edge function, returning positive if P is on the right side of
|
||||||
|
// the line drawn between v1 and v2. This is counter clockwise
|
||||||
|
func EdgeFunction(v1, v2, p Vec2f) float32 {
|
||||||
|
return (p.X-v1.X)*(v2.Y-v1.Y) - (p.Y-v1.Y)*(v2.X-v1.X)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// This computes the x and y per-pixel increment for the line going
|
||||||
|
// between v1 and v2 (also counter clockwise)
|
||||||
|
func EdgeIncrement(v1, v2 Vec2f) (float32, float32) {
|
||||||
|
return (v2.Y - v1.Y), -(v2.X - v1.X)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// The generic edge function, returning positive if P is on the right side of
|
||||||
|
// the line drawn between v1 and v2. This is counter clockwise
|
||||||
|
func EdgeFunctioni(v1, v2, p Vec2i) int {
|
||||||
|
return (p.X-v1.X)*(v2.Y-v1.Y) - (p.Y-v1.Y)*(v2.X-v1.X)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// This computes the x and y per-pixel increment for the line going
|
||||||
|
// between v1 and v2 (also counter clockwise)
|
||||||
|
func EdgeIncrementi(v1, v2 Vec2i) (int, int) {
|
||||||
|
return (v2.Y - v1.Y), -(v2.X - v1.X)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func Triangle3(fb *Framebuffer, color uint, v0f Vec3f, v1f Vec3f, v2f Vec3f) {
|
||||||
|
v0 := v0f.ToVec2i()
|
||||||
|
v1 := v1f.ToVec2i()
|
||||||
|
v2 := v2f.ToVec2i()
|
||||||
|
boundsTL, boundsBR := ComputeBoundingBox(v0, v1, v2)
|
||||||
|
if boundsTL.Y < 0 {
|
||||||
|
boundsTL.Y = 0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if boundsTL.X < 0 {
|
||||||
|
boundsTL.X = 0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if boundsBR.Y >= int(fb.Height) {
|
||||||
|
boundsBR.Y = int(fb.Height - 1)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if boundsBR.X >= int(fb.Width) {
|
||||||
|
boundsBR.X = int(fb.Width - 1)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// Where to start our scanning
|
||||||
|
pstart := Vec2i{boundsTL.X, boundsTL.Y}
|
||||||
|
parea := EdgeFunctioni(v0, v1, v2)
|
||||||
|
// if parea < 0 {
|
||||||
|
// v1, v2 = v2, v1
|
||||||
|
// v1f, v2f = v2f, v1f
|
||||||
|
// parea = EdgeFunctioni(v0, v1, v2)
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
invarea := 1 / float32(parea)
|
||||||
|
w0_y := EdgeFunctioni(v1, v2, pstart)
|
||||||
|
w1_y := EdgeFunctioni(v2, v0, pstart)
|
||||||
|
w2_y := EdgeFunctioni(v0, v1, pstart)
|
||||||
|
w0_xi, w0_yi := EdgeIncrementi(v1, v2)
|
||||||
|
w1_xi, w1_yi := EdgeIncrementi(v2, v0)
|
||||||
|
w2_xi, w2_yi := EdgeIncrementi(v0, v1)
|
||||||
|
|
||||||
|
for y := uint(boundsTL.Y); y <= uint(boundsBR.Y); y++ {
|
||||||
|
w0 := w0_y
|
||||||
|
w1 := w1_y
|
||||||
|
w2 := w2_y
|
||||||
|
for x := uint(boundsTL.X); x <= uint(boundsBR.X); x++ {
|
||||||
|
if (w0 | w1 | w2) >= 0 {
|
||||||
|
//fb.Data[di] = color
|
||||||
|
//done = true
|
||||||
|
w0a := float32(w0) * invarea
|
||||||
|
w1a := float32(w1) * invarea
|
||||||
|
w2a := float32(w2) * invarea
|
||||||
|
pz := uint16(w0a*v0f.Z + w1a*v1f.Z + w2a*v2f.Z)
|
||||||
|
if pz < fb.ZBuffer[x+y*fb.Width] {
|
||||||
|
//log.Print(pz)
|
||||||
|
fb.ZBuffer[x+y*fb.Width] = pz
|
||||||
|
fb.Set(x, y, color)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// fb.Set(x, y, Col2Uint(byte(255*w0a), byte(255*w1a), byte(255*w2a)))
|
||||||
|
}
|
||||||
|
w0 += w0_xi
|
||||||
|
w1 += w1_xi
|
||||||
|
w2 += w2_xi
|
||||||
|
}
|
||||||
|
w0_y += w0_yi
|
||||||
|
w1_y += w1_yi
|
||||||
|
w2_y += w2_yi
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
func Triangle3t(fb *Framebuffer, texture *Framebuffer, intensity float32, v0v Vertex, v1v Vertex, v2v Vertex) {
|
||||||
|
v0 := v0v.Pos.ToVec2i()
|
||||||
|
v1 := v1v.Pos.ToVec2i()
|
||||||
|
v2 := v2v.Pos.ToVec2i()
|
||||||
|
boundsTL, boundsBR := ComputeBoundingBox(v0, v1, v2)
|
||||||
|
if boundsBR.Y < 0 || boundsBR.X < 0 || boundsTL.X >= int(fb.Width) || boundsTL.Y >= int(fb.Height) {
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
parea := EdgeFunctioni(v0, v1, v2)
|
||||||
|
if parea == 0 {
|
||||||
|
return
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if boundsTL.Y < 0 {
|
||||||
|
boundsTL.Y = 0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if boundsTL.X < 0 {
|
||||||
|
boundsTL.X = 0
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if boundsBR.Y >= int(fb.Height) {
|
||||||
|
boundsBR.Y = int(fb.Height - 1)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
if boundsBR.X >= int(fb.Width) {
|
||||||
|
boundsBR.X = int(fb.Width - 1)
|
||||||
|
}
|
||||||
|
// Where to start our scanning
|
||||||
|
pstart := Vec2i{boundsTL.X, boundsTL.Y}
|
||||||
|
// if parea < 0 {
|
||||||
|
// v1, v2 = v2, v1
|
||||||
|
// v1f, v2f = v2f, v1f
|
||||||
|
// parea = EdgeFunctioni(v0, v1, v2)
|
||||||
|
// }
|
||||||
|
invarea := 1 / float32(parea)
|
||||||
|
w0_y := EdgeFunctioni(v1, v2, pstart)
|
||||||
|
w1_y := EdgeFunctioni(v2, v0, pstart)
|
||||||
|
w2_y := EdgeFunctioni(v0, v1, pstart)
|
||||||
|
w0_xi, w0_yi := EdgeIncrementi(v1, v2)
|
||||||
|
w1_xi, w1_yi := EdgeIncrementi(v2, v0)
|
||||||
|
w2_xi, w2_yi := EdgeIncrementi(v0, v1)
|
||||||
|
|
||||||
|
for y := uint(boundsTL.Y); y <= uint(boundsBR.Y); y++ {
|
||||||
|
w0 := w0_y
|
||||||
|
w1 := w1_y
|
||||||
|
w2 := w2_y
|
||||||
|
for x := uint(boundsTL.X); x <= uint(boundsBR.X); x++ {
|
||||||
|
if (w0 | w1 | w2) >= 0 {
|
||||||
|
w0a := float32(w0) * invarea
|
||||||
|
w1a := float32(w1) * invarea
|
||||||
|
w2a := float32(w2) * invarea
|
||||||
|
pz := uint16(w0a*v0v.Pos.Z + w1a*v1v.Pos.Z + w2a*v2v.Pos.Z)
|
||||||
|
if pz < fb.ZBuffer[x+y*fb.Width] {
|
||||||
|
fb.ZBuffer[x+y*fb.Width] = pz
|
||||||
|
// if math.IsNaN(v0v.Tex.X) || math.IsNaN(v1v.Tex.X) || math.IsNaN
|
||||||
|
col := texture.GetUv(
|
||||||
|
(w0a*v0v.Tex.X + w1a*v1v.Tex.X + w2a*v2v.Tex.X),
|
||||||
|
(w0a*v0v.Tex.Y + w1a*v1v.Tex.Y + w2a*v2v.Tex.Y),
|
||||||
|
)
|
||||||
|
r, g, b := Uint2Col(col)
|
||||||
|
fb.Set(x, y, Col2Uint(byte(float32(r)*intensity), byte(float32(g)*intensity), byte(float32(b)*intensity))) //uint(texture.Bounds().Dx())
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
w0 += w0_xi
|
||||||
|
w1 += w1_xi
|
||||||
|
w2 += w2_xi
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||||||
|
}
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||||||
|
w0_y += w0_yi
|
||||||
|
w1_y += w1_yi
|
||||||
|
w2_y += w2_yi
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
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177
tinyrender5/render_less.go
Normal file
177
tinyrender5/render_less.go
Normal file
@ -0,0 +1,177 @@
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package main
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import (
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//"log"
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"math"
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)
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func Bresenham2(fb *Framebuffer, color uint, x0 int, y0 int, x1 int, y1 int) {
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dx := int(math.Abs(float64(x1 - x0)))
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sx := -1
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if x0 < x1 {
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sx = 1
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}
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dy := -int(math.Abs(float64(y1 - y0)))
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sy := -1
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if y0 < y1 {
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sy = 1
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}
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err := dx + dy
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for {
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fb.SetSafe(uint(x0), uint(y0), color)
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if x0 == x1 && y0 == y1 {
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break
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}
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e2 := 2 * err
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if e2 >= dy {
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if x0 == x1 {
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break
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}
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err += dy
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x0 += sx
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}
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if e2 <= dx {
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if y0 == y1 {
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|
break
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}
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err += dx
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y0 += sy
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}
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}
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}
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func line(fb *Framebuffer, color uint, v0 Vec2i, v1 Vec2i) {
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Bresenham2(fb, color, v0.X, v0.Y, v1.X, v1.Y)
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|
}
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/*func LineSweep(fb *Framebuffer, color uint, v0 Vec2i, v1 Vec2i, v2 Vec2i) {
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}*/
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func Triangle1(fb *Framebuffer, color uint, v0 Vec2i, v1 Vec2i, v2 Vec2i) {
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// The dude gets rid of "degenerate" triangles so... we do too?
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if v2.Y == v1.Y && v1.Y == v0.Y {
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return
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}
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// Very silly manual sorting by Y
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if v2.Y < v0.Y {
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v0, v2 = v2, v0
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}
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if v1.Y < v0.Y {
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v0, v1 = v1, v0
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|
}
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if v2.Y < v1.Y {
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v1, v2 = v2, v1
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}
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var v02step, v01step, v12step, xlong, xshort float32
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xlong = float32(v0.X)
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xshort = xlong
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// The first and last Y CAN'T be equal because sorting!!
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if v1.Y == v0.Y {
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xshort = float32(v1.X)
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}
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// We can check just for greater than because we sorted the vertices
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// Assume 02 is on the right(?) and 01 on the left
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v02step = (float32(v2.X - v0.X)) / (float32(v2.Y-v0.Y) + 0.001) // long side always
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v01step = (float32(v1.X - v0.X)) / (float32(v1.Y-v0.Y) + 0.001) // first short side
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|
v12step = (float32(v2.X - v1.X)) / (float32(v2.Y-v1.Y) + 0.001) // second short side
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for y := v0.Y; y <= v2.Y; y++ {
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xleft := int(xshort)
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xright := int(xlong)
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if xleft > xright {
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xleft, xright = xright, xleft
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}
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if xleft < 0 || xright >= int(fb.Width) {
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continue
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}
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// Draw a horizontal line from left to right
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for x := xleft; x <= xright; x++ {
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fb.SetSafe(uint(x), uint(y), color)
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}
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xlong += v02step
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if y < v1.Y {
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xshort += v01step
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} else {
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xshort += v12step
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}
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}
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}
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// How does this work? Compare with your
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// other barycentric function (in a different repo). In the original
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// cpp code, they used an overloaded operator ^ to mean cross product
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func Barycentric(v0, v1, v2, p Vec2i) Vec3f {
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// WARN: Just not doing this one
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u := Vec3f{}
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if math.Abs(float64(u.Z)) < 1 {
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return Vec3f{-1, 1, 1}
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|
}
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|
return Vec3f{1 - (u.X+u.Y)/u.Z, u.Y / u.Z, u.X / u.Z}
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||||||
|
}
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|
func Triangle2(fb *Framebuffer, color uint, v0 Vec2i, v1 Vec2i, v2 Vec2i) {
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boundsTL, boundsBR := ComputeBoundingBox(v0, v1, v2)
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|
if boundsTL.Y < 0 {
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|
boundsTL.Y = 0
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}
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if boundsTL.X < 0 {
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|
boundsTL.X = 0
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}
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|
if boundsBR.Y >= int(fb.Height) {
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|
boundsBR.Y = int(fb.Height - 1)
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|
}
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|
if boundsBR.X >= int(fb.Width) {
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|
boundsBR.X = int(fb.Width - 1)
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}
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|
// Where to start our scanning
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pstart := Vec2i{boundsTL.X, boundsTL.Y}
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//log.Print(boundsTL, boundsBR)
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// v0f := v0.ToF()
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// v1f := v1.ToF()
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|
// v2f := v2.ToF()
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|
// parea := EdgeFunction(v0f, v1f, v2f)
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// invarea := 1 / parea
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w0_y := EdgeFunctioni(v1, v2, pstart)
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w1_y := EdgeFunctioni(v2, v0, pstart)
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||||||
|
w2_y := EdgeFunctioni(v0, v1, pstart)
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||||||
|
w0_xi, w0_yi := EdgeIncrementi(v1, v2)
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||||||
|
w1_xi, w1_yi := EdgeIncrementi(v2, v0)
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||||||
|
w2_xi, w2_yi := EdgeIncrementi(v0, v1)
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||||||
|
//dyi := int(fb.Width)
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|
//dy := boundsTL.X + dyi*boundsTL.Y
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||||||
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for y := uint(boundsTL.Y); y <= uint(boundsBR.Y); y++ {
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||||||
|
w0 := w0_y
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|
w1 := w1_y
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||||||
|
w2 := w2_y
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||||||
|
//di := dy
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||||||
|
//done := false
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||||||
|
for x := uint(boundsTL.X); x <= uint(boundsBR.X); x++ {
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||||||
|
if (w0 | w1 | w2) >= 0 {
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||||||
|
//fb.Data[di] = color
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||||||
|
fb.Set(x, y, color)
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||||||
|
//done = true
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// w0a := w0 * invarea
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||||||
|
// w1a := w1 * invarea
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||||||
|
// w2a := w2 * invarea
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||||||
|
// fb.Set(x, y, Col2Uint(byte(255*w0a), byte(255*w1a), byte(255*w2a)))
|
||||||
|
} /*else if done {
|
||||||
|
break
|
||||||
|
}*/
|
||||||
|
//di += 1
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||||||
|
w0 += w0_xi
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||||||
|
w1 += w1_xi
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||||||
|
w2 += w2_xi
|
||||||
|
}
|
||||||
|
//dy += dyi
|
||||||
|
w0_y += w0_yi
|
||||||
|
w1_y += w1_yi
|
||||||
|
w2_y += w2_yi
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
14
tinyrender5/run.sh
Executable file
14
tinyrender5/run.sh
Executable file
@ -0,0 +1,14 @@
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|
#!/bin/sh
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||||||
|
|
||||||
|
set -e
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|
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||||||
|
if [ $# -ne 1 ]; then
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echo "You must pass the basename for the .prof and .ppm"
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exit 1
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|
fi
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|
echo "Building"
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|
go build -o render
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|
echo "Running"
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|
./render "-cpuprofile=$1.prof" "-p6file=$1.ppm" "-repeat=500"
|
||||||
|
# ./render "-zbuffer" >"$1_zbuffer.ppm"
|
22
tinyrender5/slices.sh
Executable file
22
tinyrender5/slices.sh
Executable file
@ -0,0 +1,22 @@
|
|||||||
|
#!/bin/sh
|
||||||
|
|
||||||
|
if [ $# -ne 1 ]; then
|
||||||
|
echo "You must pass the basename for the slices"
|
||||||
|
exit 1
|
||||||
|
fi
|
||||||
|
|
||||||
|
echo "Building"
|
||||||
|
go build -o render
|
||||||
|
mkdir -p $1
|
||||||
|
|
||||||
|
frame=0
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||||||
|
for x in $(seq -0.7 0.05 0.7); do
|
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|
ff=$(printf "%03d" $frame)
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||||||
|
./render "-p6file=$1/$ff.ppm" "-zcuthigh=$x"
|
||||||
|
frame=$((frame + 1))
|
||||||
|
done
|
||||||
|
|
||||||
|
echo "Converting animation"
|
||||||
|
|
||||||
|
cd $1
|
||||||
|
convert -delay 10 -loop 0 *.ppm -resize 256x256 anim.gif
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