GK/QT/2d-transformations/mywindow.cpp

// Dolaczamy plik naglowkowy naszej klasy MyWindow
#include "mywindow.h"

// Dolaczamy plik naglowkowy zawierajacy definicje GUI
// Plik ten jest generowany automatycznie
// z pliku XML "mywindow.ui"
#include "ui_mywindow.h"

#include <cmath>
#include <QColor>
#include <QDebug>
#include <QColorDialog>
#include <iostream>
#include <float.h> // for float,double macros
#include <string.h>
#include <stack>
#include <vector>

#define PI 3.1415

std::vector<float> matrixMul(std::vector<float> p, std::vector<float> m)
{
    std::vector<float> res(3);
    for(int i = 0; i < 3; i++)
    {
        res.push_back(0);
        for(int j = 0; j < 3; j++)
        {
            res[i] += m[i * 3 + j] * p[j];
        }
    }
    return res;
}

std::vector<float> matrixMul3x3(std::vector<float> m1, std::vector<float> m2)
{
    std::vector<float> res(9, 0);
    for(int i = 0; i < 3; i++)
    {
        for(int j = 0; j < 3; j++)
        {
            for(int k = 0; k < 3; k++)
            {
                res[i * 3 + j] += m1[i * 3 + k] * m2[k * 3 + j];
            }
        }
    }
    return res;
}

// Definicja konstruktora, wywolujemy najpierw
// konstruktor klasy nadrzednej, nastepnie tworzymy
// obiekt klasy Ui_MyWindow reprezentujacy GUI
MyWindow::MyWindow(QWidget *parent) :
    QMainWindow(parent),
    ui(new Ui::MyWindow)
{
    // Wywolujemy funkcje tworzaca elementy GUI
    // Jej definicja znajduje sie w pliku "ui_mywindow.h"
    ui->setupUi(this);

    // Pobieramy wymiary i wspolrzedne lewego gornego naroznika ramki
    // i ustawiamy wartosci odpowiednich pol
    // Uwaga: ramke "rysujFrame" wykorzystujemy tylko do
    // wygodnego ustaiwenia tych wymiarow. Rysunek bedziemy wyswietlac
    // bezposrednio w glownym oknie aplikacji.
    szer = ui->rysujFrame->width();
    wys = ui->rysujFrame->height();
    poczX = ui->rysujFrame->x();
    poczY = ui->rysujFrame->y();

    // Tworzymy obiekt klasy QImage, o odpowiedniej szerokosci
    // i wysokosci. Ustawiamy format bitmapy na 32 bitowe RGB
    // (0xffRRGGBB).
    img = new QImage(szer,wys,QImage::Format_RGB32);

    loaded_img = new QImage("/Users/dawidpietrykowski/Desktop/projects/umk/GK/QT/2d-transformations/p.png");

    rotation_angle = 0;

    translation_vec.push_back(0);
    translation_vec.push_back(0);

    scale_vec.push_back(1.0f);
    scale_vec.push_back(1.0f);

    sh_vec.push_back(0.0f);
    sh_vec.push_back(0.0f);

    UpdateImage();
}

// Definicja destruktora
MyWindow::~MyWindow()
{
    delete ui;
}

// Funkcja (slot) wywolywana po nacisnieciu przycisku "Wyjscie" (exitButton)
// Uwaga: polaczenie tej funkcji z sygnalem "clicked"
// emitowanym przez przycisk jest realizowane
// za pomoca funkcji QMetaObject::connectSlotsByName(MyWindow)
// znajdujacej sie w automatycznie generowanym pliku "ui_mywindow.h"
// Nie musimy wiec sami wywolywac funkcji "connect"
void MyWindow::on_exitButton_clicked()
{
    // qApp to globalny wskaznik do obiektu reprezentujacego aplikacje
    // quit() to funkcja (slot) powodujaca zakonczenie aplikacji z kodem 0 (brak bledu)
    qApp->quit();
}

void MyWindow::on_slider_tx_valueChanged(int val){
    translation_vec[0] = val / 100.0f - 1.0f;
}

void MyWindow::on_slider_ty_valueChanged(int val){
    translation_vec[1] = val / 100.0f - 1.0f;
}

void MyWindow::on_slider_a_valueChanged(int val){
    rotation_angle = val;
}

void MyWindow::on_slider_sx_valueChanged(int val){
    scale_vec[0] = 1.0f / ( val / 100.0f );
}

void MyWindow::on_slider_sy_valueChanged(int val){
    scale_vec[1] = 1.0f / ( val / 100.0f );
}

void MyWindow::on_slider_shx_valueChanged(int val){
    sh_vec[0] = val / 100.0f - 1.0f;
}

void MyWindow::on_slider_shy_valueChanged(int val){
    sh_vec[1] = val / 100.0f - 1.0f;
}

void MyWindow::UpdateImage(){
    float sina = sin(rotation_angle * 0.01745329252f);
    float cosa = cos(rotation_angle * 0.01745329252f);

    std::vector<float> translate_mat = {
        1, 0, translation_vec[0],
        0, 1, translation_vec[1],
        0, 0, 1,
    };

    std::vector<float> scale_mat = {
        scale_vec[0], 0, 0,
        0, scale_vec[1], 0,
        0, 0, 1,
    };

    std::vector<float> rotation_mat = {
        cosa, -sina, 0,
        sina, cosa, 0,
        0, 0, 1,
    };

    std::vector<float> shx_mat = {
        1, sh_vec[0], 0,
        0, 1, 0,
        0, 0, 1,
    };


    std::vector<float> shy_mat = {
        1, 0, 0,
        sh_vec[1], 1, 0,
        0, 0, 1,
    };

    std::vector<float> tansform_mat = matrixMul3x3(matrixMul3x3(matrixMul3x3(matrixMul3x3(
                                                                    scale_mat,
                                                                    rotation_mat),
                                                                shx_mat),
                                                                shy_mat),
                                                   translate_mat);

    for(int x = 0; x < szer; x++)
        for(int y = 0; y < wys; y++){
            float xw = (float) x / (float)szer;
            float yh = (float) y / (float) wys;
            xw -= 0.5f;
            yh -= 0.5f;
            std::vector<float> P1 = {xw, yh, 1};
            std::vector<float> P2 = matrixMul(P1, tansform_mat);
            P2[0] += 0.5f;
            P2[1] += 0.5f;
            DrawPixel(img, x, y, GetInterpolatedColor(P2[0], P2[1]));
        }

    update();
}

QColor MyWindow::GetPixel(QImage* img, int x, int y){
    QColor res;
    int width = img->width();
    int height = img->height();
    if(x >= width || y >= height || x < 0 || y < 0)
        return res;

    unsigned char* ptr = img->bits();

    res.setBlue(ptr[width*4*y + 4*x]);
    res.setGreen(ptr[width*4*y + 4*x + 1]);
    res.setRed(ptr[width*4*y + 4*x + 2]);
    res.setAlpha(ptr[width*4*y + 4*x + 3]);

    return res;
}

QColor mul(float v, QColor c){
    int red = (int)(c.red() * v);
    if(red > 255) red = 255;
    int green = (int)(c.green() * v);
    if(green > 255) green = 255;
    int blue = (int)(c.blue() * v);
    if(blue > 255) blue = 255;
    return QColor(red, green, blue);
}

QColor add(QColor c1, QColor c2){
    int red = (int)(c1.red() + c2.red());
    if(red > 255) red = 255;
    int green = (int)(c1.green() + c2.green());
    if(green > 255) green = 255;
    int blue = (int)(c1.blue() + c2.blue());
    if(blue > 255) blue = 255;
    return QColor(red, green, blue);
}

QColor MyWindow::GetInterpolatedColor(float x, float y){
    float width = loaded_img->width();
    float height = loaded_img->height();
    float xw = (x * width);
    float yw = (y * height);
    int x_f = (int) (x * width);
    int y_f = (int) (y * height);
    int x_c = ceil(x * width);
    int y_c = ceil(y * height);
    float a = (xw - (float) x_f);
    float b = ((yw) - (float) y_f);

    QColor P1 = GetPixel(loaded_img, x_f, y_c);
    QColor P2 = GetPixel(loaded_img, x_c, y_c);
    QColor P3 = GetPixel(loaded_img, x_c, y_f);
    QColor P4 = GetPixel(loaded_img, x_f, y_f);

    QColor v1 = mul(1.0f - a, P1);
    QColor v2 = mul(a, P2);
    QColor v3 = mul(a, P3);
    QColor v4 = mul(1.0f - a, P4);
    QColor top = add(v1, v2);
    QColor bottom = add(v3, v4);
    QColor btop = mul(b, top);
    QColor bbottom = mul(1.0f - b, bottom);
    QColor res = add(btop, bbottom);

    return res;
}

// Funkcja "odmalowujaca" komponent
void MyWindow::paintEvent(QPaintEvent*)
{
    // Obiekt klasy QPainter pozwala nam rysowac na komponentach
    QPainter p(this);


    UpdateImage();
    // Rysuje obrazek "img" w punkcie (poczX,poczY)
    // (tu bedzie lewy gorny naroznik)
    p.drawImage(poczX,poczY,*img);
}


void MyWindow::DrawPixel(QImage* img, int x, int y, QColor color){
    if(x >= szer || y >= wys || x < 0 || y < 0)
        return;

    unsigned char* ptr = img->bits();

    ptr[szer*4*y + 4*x] = color.blue();
    ptr[szer*4*y + 4*x + 1] = color.green();
    ptr[szer*4*y + 4*x + 2] = color.red();
    ptr[szer*4*y + 4*x + 3] = color.alpha();
}


void MyWindow::ClearImage(QImage *img){
    unsigned char* empty_val = (unsigned char*)malloc(4);
    empty_val[0] = 0;
    empty_val[1] = 0;
    empty_val[2] = 0;
    empty_val[3] = 255;
    unsigned char* ptr = img->bits();
    for(int i = 0; i < img->width(); i++){
        for(int j = 0; j < img->height(); j++){
            memcpy(ptr + 4 * (i + j * img->width()), empty_val, 4);
        }
    }
}