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/*
** Convierte una imagen BMP a una pantalla de 16 colores
**
** por Oscar Toledo Guti‚rrez
**
** (c) Copyright 2009-2011 Oscar Toledo Guti‚rrez
**
** Creaci¢n: 06-jun-2009.
** Revisi¢n: 25-jun-2009. Optimiza el color para mejorar la descompactaci¢n,
** ahorra 25% de espacio.
** Revisi¢n: 10-ene-2011. Nuevo modo para gr fica 64x64.
** Revisi¢n: 11-ene-2011. Usa color transparente casi siempre.
** Revisi¢n: 16-ene-2011. Permite intercambiar colores.
** Revisi¢n: 08-feb-2011. Se cambian los valores de compactaci¢n para evitar
** incrementos/decrementos en descompactador.
** Revisi¢n: 15-feb-2011. Compila sin advertencias, evita optimizar color si no
** va a compactar. Se agrega info. de uso cambio color.
** Se agregan comentarios. Nuevo modo para convertir a
** imagen en gris.
** Revisi¢n: 26-mar-2011. Toma en cuenta el tam. de la imagen origen.
** Revisi¢n: 27-mar-2011. El buffer de compacta2 era muy corto.
** Revisi¢n: 28-mar-2011. Nuevo operador 0x80 para compactar patrones
** repetidos.
** Revisi¢n: 29-mar-2011. Mejora al determinar si operador 0x80 reduce bytes
** antes de aplicarlo. Mantiene el color negro a la
** derecha, esto optimiza la compactaci¢n de color.
** Revisi¢n: 11-abr-2011. Interlazado y cortina optimizan fondo negro usando
** byte 00.
** Revisi¢n: 13-abr-2011. Optimiza compactaci¢n de color de l¡neas de un solo
** color para interlazado y cortina, con nueva orden,
** y otra nueva orden para rellenar secuencias 00/ff.
** Revisi¢n: 14-abr-2011. Nueva orden para rellenar secuencias 00/ff con
** inc == 1.
** Revisi¢n: 09-may-2011. Mayor optimizaci¢n de color en secuencias con bytes
** de un solo tono.
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
unsigned char bitmap[6144];
unsigned char color[6144];
unsigned char medio[192][256];
int tam_x; /* Tama¤o X de la imagen, debe ser m£ltiplo de 8 */
int tam_y; /* Tama¤o Y de la imagen, debe ser m£ltiplo de 8 */
int inc; /* Incremento */
/*
** Los colores MSX seg£n yo, son los que deben usarse en la imagen,
** en el Paint basta con definir el color RGB
*/
unsigned char colores[32 * 3] = {
0x04, 0x05, 0x06,
0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0xdc, 0x00,
0x78, 0xfc, 0x78,
0xc8, 0x00, 0x00,
0xf8, 0x80, 0x28,
0x00, 0x00, 0xc8,
0xe8, 0xfc, 0xa8,
0x50, 0x54, 0xf8,
0xa8, 0xa8, 0xf8,
0x28, 0xd4, 0xf8,
0xa8, 0xec, 0xf8,
0x00, 0x74, 0x00,
0xf8, 0x28, 0xd0,
0xb8, 0xb8, 0xb8,
0xf8, 0xfc, 0xf8,
0x04, 0x05, 0x06,
0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0xdf, 0x00,
0x7f, 0xff, 0x7f,
0xcf, 0x00, 0x00,
0xff, 0x80, 0x2f,
0x00, 0x00, 0xcf,
0xef, 0xff, 0xaf,
0x50, 0x57, 0xff,
0xaf, 0xa8, 0xff,
0x2f, 0xd7, 0xff,
0xaf, 0xef, 0xff,
0x00, 0x77, 0x00,
0xff, 0x2b, 0xd7,
0xbf, 0xb8, 0xbf,
0xff, 0xff, 0xff,
};
/*
** Prototipos
*/
int main(int, char *[]);
void compacta_cortina(char *, char *, FILE *);
void compacta3(char *, int, FILE *);
void compacta_interlazado(char *, char *, FILE *);
void compacta2(char *, FILE *, int);
/*
** Programa principal
*/
int main(int argc, char *argv[])
{
FILE *entrada;
FILE *salida;
int c;
int d;
int e;
unsigned char buffer[768];
int uso[16];
unsigned char mapa[16];
int b;
int g;
int r;
int offset;
int max1;
int color1;
int max2;
int color2;
int max3;
int color3;
unsigned char *ap1;
unsigned char *ap2;
unsigned char *ap3;
int color_dominante;
/*
** Manual de uso, muy £til para acordarse de esos peque¤os detalles
*/
if (argc < 3) {
printf("Programa para crear imagenes compactadas. (c) 2011 Oscar Toledo G.");
printf("\n");
printf("Forma de uso:\n");
printf("\n");
printf("Crea imagen interlazada: (negro es transparente)\n");
printf(" imagen archivo.bmp salida.dat\n");
printf("\n");
printf("Crea imagen en cortina:\n");
printf(" imagen archivo.bmp salida.dat a\n");
printf("\n");
printf("Crea imagen con compactacion corrida:\n");
printf(" imagen archivo.bmp salida.dat a b\n");
printf("\n");
printf("Crea imagen con compactacion corrida con color 5 cambiado a 6:\n");
printf(" imagen archivo.bmp salida.dat a b 56\n");
printf("\n");
printf("Crea imagen con compactacion corrida con 5 a 6 y c a 4:\n");
printf(" imagen archivo.bmp salida.dat a b 56c4\n");
printf("\n");
printf("Crea imagen interlazada: (triple tono, negro-gris-blanco)\n");
printf(" imagen archivo.bmp salida.dat a b c d\n");
printf("\n");
exit(1);
}
if (argc == 4) { /* Fondo transparente */
colores[0] = 0;
colores[1] = 0;
colores[2] = 0;
colores[3] = 4;
colores[4] = 5;
colores[5] = 6;
}
entrada = fopen(argv[1], "rb");
if (entrada == NULL) {
printf("Falla al leer entrada\n");
exit(1);
}
salida = fopen(argv[2], "wb");
if (salida == NULL) {
fclose(entrada);
printf("Falla al escribir salida\n");
exit(1);
}
fread(buffer, 1, 54, entrada);
tam_x = buffer[0x12] | (buffer[0x13] << 8);
tam_y = buffer[0x16] | (buffer[0x17] << 8);
/*
** Carga toda la imagen y va convirtiendo al formato VDP
*/
for (c = 0; c < tam_y; c++) {
fseek(entrada, 54 + ((tam_y - 1) - c) * tam_x * 3, SEEK_SET);
fread(buffer, 1, tam_x * 3, entrada);
for (d = 0; d < tam_x; d++) {
b = buffer[d * 3];
g = buffer[d * 3 + 1];
r = buffer[d * 3 + 2];
if (argc == 7) {
r = (r * 30 + g * 59 + b * 11 + 49) / 100;
if (r < 192)
e = 1;
else if (r < 240)
e = 14;
else
e = 15;
} else {
/*
** Algunas variaciones de color admitidas por lapsus al dibujar
*/
if (b == 0x30 && g == 0x30 && r == 0x30) {
b = 0;
g = 0;
r = 0;
}
if (b == 0x78 && g == 0x7c && r == 0xf8) {
colores[24] = 0x78;
colores[25] = 0x7c;
colores[26] = 0xf8;
colores[18] = 0x50;
colores[19] = 0x54;
colores[20] = 0xf8;
}
if (b == 0x08 && g == 0x00 && r == 0x00) {
b = 0;
g = 0;
r = 0;
}
if (b == 0x98 && g == 0x00 && r == 0x00) {
b = 0xc8;
g = 0;
r = 0;
}
if (b == 0x00 && g == 0xff && r == 0x00) {
b = 0;
g = 0xdc;
r = 0;
}
if (b == 0xff && g == 0xff && r == 0xff) {
b = 0xf8;
g = 0xfc;
r = 0xf8;
}
if (b == 0x50 && g == 0xfc && r == 0x50) {
b = 0x78;
g = 0xfc;
r = 0x78;
}
for (e = 0; e < 32; e++) {
if (colores[e * 3] == b
&& colores[e * 3 + 1] == g
&& colores[e * 3 + 2] == r)
break;
}
if (e == 32) {
printf("Color no hallado %02x,%02x,%02x\n", b, g, r);
e = 15;
}
if (e == 1 && argc != 5)
e = 0;
else if (argc == 6) { /* ¨Traslado de color? */
ap1 = argv[5];
while (*ap1) {
g = toupper(*ap1) - '0';
if (g > 9)
g -= 7;
b = toupper(ap1[1]) - '0';
if (b > 9)
b -= 7;
if (e == g) {
e = b;
break;
}
ap1 += 2;
}
}
}
medio[c][d] = e & 0x0f;
}
}
#if 0 /* Comprime mejor sin esto */
/*
** Determina el color dominante para mantenerlo a la derecha y optimizar
** compactación de color.
*/
for (e = 0; e < 16; e++)
uso[e] = 0;
for (c = 0; c < tam_y; c++)
for (d = 0; d < tam_x; d++)
uso[medio[c][d]]++;
d = -1;
color_dominante = 0;
for (c = 0; c < 16; c++) {
if (uso[c] > d) {
d = uso[c];
color_dominante = c;
}
}
#endif
for (c = 0; c < tam_y; c++) {
/*
** Calcula los dos colores m s usados por cada 8 pixeles
**
** El dibujante tiene la responsabilidad de optimizar la imagen origen
*/
for (d = 0; d < tam_x; d += 8) {
offset = c / 8 * tam_x + (c & 7) + d;
for (e = 0; e < 16; e++)
uso[e] = 0;
for (e = 0; e < 8; e++)
uso[medio[c][d + e]]++;
do {
max1 = -1;
color1 = -1;
max2 = -1;
color2 = -1;
max3 = -1;
color3 = -1;
for (e = 0; e < 16; e++) {
if (uso[e] > max1) {
max1 = uso[e];
color1 = e;
}
}
for (e = 0; e < 16; e++) {
if (uso[e] > max2 && e != color1) {
max2 = uso[e];
color2 = e;
}
}
for (e = 0; e < 16; e++) {
if (uso[e] > max3 && e != color1 && e != color2) {
max3 = uso[e];
color3 = e;
}
}
if (max3 == 0)
break;
uso[color3] = 0;
mapa[color3] = 0;
} while (1) ;
if (max1 > 0)
mapa[color1] = 1;
if (max2 > 0)
mapa[color2] = 0;
color1 &= 0x0f;
color2 &= 0x0f;
color[offset] = color1 << 4 | color2;
r = 0;
for (e = 0; e < 8; e++)
r = (r << 1) | mapa[medio[c][d + e]];
bitmap[offset] = r;
/*
** Mantiene el negro a la derecha para optimizar color
*/
if (color1 < 2 && color2 >= 2) {
bitmap[offset] = ~r;
color[offset] = color2 << 4 | color1;
}
offset += 8;
}
}
/*
** Optimiza el color para mejorar la compactaci¢n
**
** Observe que se hace de 8 en 8 bytes, puesto que la imagen se compacta
** por l¡neas de pixeles, y el pr¢ximo byte de cada l¡nea se halla cada
** 8 bytes.
**
** Si se requiriera compactaci¢n corrida (p.ej. para descompactar en un
** buffer) entonces si se debe hacer por bytes seguidos.
*/
if (argc != 5 && argc != 6 && argc != 8) {
inc = 8;
} else {
inc = 1;
}
for (c = 0; c < inc; c++) {
for (d = 0; d < tam_y / 8; d++) {
/*
** Optimiza secuencias de pixeles de un solo color para que usen el
** mismo c¢digo de color
*/
ap1 = color + c + d * tam_x;
ap2 = bitmap + c + d * tam_x;
e = 0;
do {
b = *ap1;
g = *ap2;
ap1 += inc;
ap2 += inc;
for (r = 1; e + r < tam_x / inc; r++) {
if (*ap1 != b || *ap2 != g)
break;
ap1 += inc;
ap2 += inc;
}
e += r;
if (e < tam_x / inc) {
if (g == 0x00) {
if ((b & 0x0f) == (*ap1 & 0x0f)) {
b = *ap1;
do {
ap1[-r * inc] = b;
ap2[-r * inc] = g;
} while (--r) ;
} else if ((b & 0x0f) == (*ap1 & 0xf0)) {
b = *ap1;
g = 0xff;
do {
ap1[-r * inc] = b;
ap2[-r * inc] = g;
} while (--r) ;
}
} else if (g == 0xff) {
if ((b & 0xf0) == (*ap1 & 0xf0)) {
b = *ap1;
do {
ap1[-r * inc] = b;
ap2[-r * inc] = g;
} while (--r) ;
} else if ((b >> 4) == (*ap1 & 0x0f)) {
b = *ap1;
g = 0x00;
do {
ap1[-r * inc] = b;
ap2[-r * inc] = g;
} while (--r) ;
}
}
}
} while (e < tam_x / inc) ;
ap1 = color + c + d * tam_x;
ap2 = bitmap + c + d * tam_x;
b = *ap1;
g = *ap2;
ap1 += inc;
ap2 += inc;
for (e = 1; e < tam_x / inc; e++) {
if ((*ap1 >> 4) == (b >> 4) && *ap2 == 0xff) {
*ap1 = b;
}
if ((*ap1 & 0x0f) == (b & 0x0f) && *ap2 == 0x00) {
*ap1 = b;
}
if (((*ap1 >> 4 | *ap1 << 4) & 0xff) == b) {
*ap1 = b;
*ap2 = ~*ap2;
}
if ((*ap1 >> 4) == (b & 0x0f) && *ap2 == 0xff) {
*ap1 = b;
*ap2 = 0x00;
}
if ((*ap1 & 0x0f) == (b >> 4) && *ap2 == 0x00) {
*ap1 = b;
*ap2 = 0xff;
}
if ((~*ap2 & 0xff) == g && *ap1 != b) {
*ap1 = *ap1 >> 4 | *ap1 << 4;
*ap2 = g;
}
b = *ap1;
g = *ap2;
ap1 += inc;
ap2 += inc;
}
}
}
if (argc == 8) {
fwrite(bitmap, 1, tam_x * tam_y / 8, salida);
fwrite(color, 1, tam_x * tam_y / 8, salida);
} else if (argc == 5 || argc == 6) {
for (c = 0; c < tam_y; c += 8) {
compacta2(bitmap + (c >> 3) * tam_x, salida, 1);
}
for (c = 0; c < tam_y; c += 8) {
compacta2(color + (c >> 3) * tam_x, salida, 1);
}
} else if (argc == 4) {
compacta_cortina(bitmap, color, salida);
} else {
compacta_interlazado(bitmap, color, salida);
}
fclose(salida);
fclose(entrada);
}
/*
** Compacta un bitmap en forma de cortina que se abre del centro hacia afuera
*/
void compacta_cortina(char *ap1, char *ap2, FILE *salida)
{
int c;
int d;
c = tam_y / 2 - 1;
d = tam_y / 2;
while (d < tam_y) {
if (c >= 0) {
compacta3(ap1 + (c & 7) + ((c >> 3) * tam_x), 1, salida);
compacta3(ap2 + (c & 7) + ((c >> 3) * tam_x), 0, salida);
}
compacta3(ap1 + (d & 7) + ((d >> 3) * tam_x), 1, salida);
compacta3(ap2 + (d & 7) + ((d >> 3) * tam_x), 0, salida);
c--;
d++;
}
}
/*
** Verifica si puede optimizar la compactaci¢n
*/
void compacta3(char *ap1, int bitmap, FILE *salida)
{
int c;
int d;
char *ap;
int valor;
ap = ap1;
d = *ap;
ap += 8;
for (c = 1; c < 32; c++) {
if (*ap != d)
break;
ap += 8;
}
if (bitmap) {
valor = 0xff;
} else {
if (d == 0x01)
valor = 0x01;
else if ((d & 0x0f) == 0x00)
valor = d & 0xff;
else
valor = -1;
}
if (c < 32 || (d & 0xff) != valor) {
compacta2(ap1, salida, 8);
return;
}
if (bitmap || valor == 0x01)
fputc(0x00, salida);
else
fputc(0x70 | (d >> 4) & 0x0f, salida);
}
/*
** Compacta un bitmap y su color de forma interlazada
*/
void compacta_interlazado(char *ap1, char *ap2, FILE *salida)
{
int c;
int d;
for (c = 0; c < 8; c++) {
for (d = 0; d < tam_y / 8; d++) {
compacta3(ap1 + c + d * tam_x, 1, salida);
compacta3(ap2 + c + d * tam_x, 0, salida);
}
}
}
/*
** Compactaci¢n tipo RLE (Run-Length-Encoded)
**
** La tasa m xima de ineficiencia es de un byte extra por cada 32 bytes.
** La tasa m xima de compresi¢n es 2 bytes por cada 32 bytes.
**
** Este algoritmo se basa en detectar tiras de bytes iguales, por lo que se
** beneficia mucho de la optimizaci¢n de colores similares que se realiza
** antes de entrar aqu¡.
**
** La implementaci¢n del descompactador es r pida y sencilla, suficientemente
** veloz para realizarse dentro de la rutina de interrupci¢n.
**
** Otros algoritmos pudieran ser m s efectivos pero tambi‚n m s lentos para
** descompactar. Siempre hay un equilibrio compresi¢n/velocidad/dificultad.
*/
void compacta2(char *ap1, FILE *salida, int inc)
{
char buffer[256];
char *ap2;
char *ap3;
char *ap4 = buffer;
int c;
int d;
int inicio_tira;
int largo_tira;
int cuenta;
int por_comparar;
int maximo;
char *ap5;
char *ap6;
int estimado;
ap2 = ap1 + tam_x;
while (ap1 < ap2) { /* Mientras haya datos de entrada */
#if 1 /* Busca repetici¢n de patr¢n, solo eficaz con inc == 1 porque */
/* entonces localiza las repeticiones cada 8 bytes a la par con */
/* el ordenamiento de video del VDP */
if (inc == 1 && ap1 + 3 * inc < ap2) {
for (maximo = 8; maximo >= 2; maximo--) {
cuenta = 0;
while (cuenta < 14) {
if (ap1 + (cuenta + 2) * maximo * inc > ap2)
break;
ap5 = ap1 + (cuenta * maximo) * inc;
ap6 = ap1 + (cuenta + 1) * maximo * inc;
d = maximo;
while (d && *ap5 == *ap6) {
ap5 += inc;
ap6 += inc;
d--;
}
if (d != 0)
break;
cuenta++;
}
if (cuenta > 0) {
/*
** Estima cuanto sería con el algoritmo normal
*/
estimado = 0;
ap6 = ap1;
ap5 = ap1 + (cuenta + 1) * maximo * inc;
while (ap6 < ap5) {
c = *ap6;
ap6 += inc;
if (ap6 == ap5) {
estimado += 2;
break;
}
if (c == *ap6) { /* ¨Byte repetido? */
d = 0x00fe; /* 08-feb-2011, antes 0x0100 */
while (ap6 < ap5 && *ap6 == c && d != 0x81) { /* Busca m s */
d--;
ap6 += inc;
}
estimado += 2;
continue;
}
ap3 = ap6 - inc;
d = 1; /* 08-feb-2011, antes 0 */
while (ap6 < ap5
&& d != 127
&& (ap6 + inc == ap5
|| *ap6 != *(ap6 + inc)
|| ap6 + inc * 2 < ap5 && *ap6 != *(ap6 + inc * 2))) {
d++;
ap6 += inc;
}
estimado += 1 + (ap6 - ap3) / inc;
}
if (maximo + 2 < estimado)
break;
}
}
if (maximo >= 2) {
*ap4++ = 0x80;
*ap4++ = (cuenta + 1) << 4 | maximo;
d = maximo;
do {
*ap4++ = *ap1;
ap1 += inc;
} while (--d) ;
ap1 += cuenta * maximo * inc;
continue;
}
}
#endif
#if 0 /* Busca tiras repetidas usando buffer, no es efectivo */
inicio_tira = 0;
largo_tira = -1;
if (inc == 1) {
for (d = 0; d < ap4 - buffer; d++) {
por_comparar = (ap2 - ap1) / inc;
maximo = ap4 - buffer - d;
if (por_comparar > maximo)
por_comparar = maximo;
for (c = 0; c < por_comparar; c++) {
if (buffer[d + c] != ap1[c * inc])
break;
}
if (c > largo_tira) {
largo_tira = c;
inicio_tira = d;
}
}
}
if (largo_tira > 3) {
*ap4++ = 0x80;
*ap4 = inicio_tira - (ap4 - buffer);
ap4++;
*ap4++ = largo_tira;
ap1 += largo_tira * inc;
continue;
}
#endif
c = *ap1;
ap1 += inc;
if (ap1 == ap2) { /* ¨Fin de compactaci¢n? entonces sobra un byte */
*ap4++ = 1; /* 08-feb-2011, antes 0 */
*ap4++ = c;
break;
}
if (c == *ap1) { /* ¨Byte repetido? */
d = 0x00fe; /* 08-feb-2011, antes 0x0100 */
while (ap1 < ap2 && *ap1 == c && d != 0x81) { /* Busca m s */
d--;
ap1 += inc;
}
if (inc == 8 && c == 0) {
*ap4++ = 0x80 + (0xfe - d) * 2; /* Repetición cero */
} else if (inc == 8 && (c & 0xff) == 0xff) {
*ap4++ = 0x81 + (0xfe - d) * 2; /* Repetición unos */
} else if (inc == 1 && (c == 0 || (c & 0xff) == 0xff)) {
d = 0xff - d;
while (d) {
if (d > 32)
maximo = 32;
else
maximo = d;
*ap4++ = ((c == 0) ? 0x40 : 0x41) + (maximo - 1) * 2;
d -= maximo;
}
} else {
*ap4++ = d; /* Repetici¢n */
*ap4++ = c; /* Byte */
}
continue;
}
/*
** Bytes diferentes, copia directamente, tolera hasta tres bytes
** iguales antes de salir de copia, menos es ineficiente,
** por ejemplo:
**
** Caso cl sico de dos bytes
** aa bb cc cc bb aa bb aa
**
** Sin optimizaci¢n (10 bytes de salida)
** 02 aa bb fd cc 04 bb aa bb aa
**
** Con optimizaci¢n (9 bytes de salida)
** 08 aa bb cc cc bb aa bb aa
**
**
** Caso cl sico de tres bytes
** aa bb cc cc cc bb aa bb aa
**
** Sin optimizaci¢n (10 bytes de salida)
** 02 aa bb fc cc 04 bb aa bb aa
**
** Con optimizaci¢n (10 bytes de salida)
** 09 aa bb cc cc cc bb aa bb aa
**
** Observe que se ocupa lo mismo, pero es mejor con la optimizaci¢n
** de lo contrario hay una tasa de recarga (overhead) porque el
** descompactador tiene que procesar dos ¢rdenes m s.
**
**
** Caso cl sico de cuatro bytes
** aa bb cc cc cc cc bb aa bb aa
**
** Sale al detectar cuarto byte (10 bytes de salida)
** 02 aa bb fb cc 04 bb aa bb aa
**
** Ya no conviene dejarlo en copia (ser¡an 11 bytes)
*/
ap3 = ap1 - inc;
d = 1; /* 08-feb-2011, antes 0 */
while (ap1 < ap2
&& d != 63
&& (ap1 + inc == ap2
|| *ap1 != *(ap1 + inc)
|| ap1 + inc * 2 < ap2 && *ap1 != *(ap1 + inc * 2))) {
d++;
ap1 += inc;
}
if (d == 1) {
if (inc == 8 && *ap3 == 0) {
*ap4++ = 0x80; /* Repetición cero */
d = 0;
} else if (inc == 8 && (*ap3 & 0xff) == 0xff) {
*ap4++ = 0x81; /* Repetición unos */
d = 0;
} else if (inc == 1 && (*ap3 == 0 || (*ap3 & 0xff) == 0xff)) {
*ap4++ = ((*ap3 == 0) ? 0x40 : 0x41);
d = 0;
}
}
if (d != 0) {
*ap4++ = d; /* Bytes por copiar */
while (ap3 < ap1) {
*ap4++ = *ap3; /* Copia bytes */
ap3 += inc;
}
}
}
fwrite(buffer, 1, ap4 - buffer, salida);
}