具有线性插值的 x86 程序集衰落 bmp

Posted 2023-05-08

【中文标题】具有线性插值的 x86 程序集衰落 bmp

【英文标题】：x86 assembly fading bmp with linear interpolation

【发布时间】：2015-08-23 09:37:33

【问题描述】：

任务是：将 24 bpp .BMP 图像的顶部淡化为白色，以便对每个像素的颜色进行线性插值 根据其与顶部边缘的距离，在其原始颜色和白色之间。距离像素 >= dist 不会褪色。

我创建了所有代码并试图淡化一些东西。似乎它仅适用于 2 次方的距离，因此 32,64,128 等... 我正在使用线性插值方程，但我不知道为什么它不适用于其他数字。 有任何想法吗 ？ :)。

示例图片：

褪色后，我越来越...

global fadetop

; parm.
%define     img         [ebp+8]
%define     width       [ebp+12]
%define     height      [ebp+16]
%define     dist        [ebp+20]
; local
%define     row_bytes      [ebp-4]
%define     dist_counter   [ebp-8]

fadetop:
; create stack frame
push    ebp
mov     ebp, esp
sub     esp, 8

; push register on stack
push    ebx
push    esi
push    edi

; calculate size of row 
mov     edx, width              
lea     edx, [edx+edx*2]        
add     edx, 3                  
and     edx, 0fffffffch         
mov     row_bytes, edx          

; address of datas -calculations to write pixels from top left corner
mov eax,height
mul edx
sub eax ,row_bytes
add eax,3
mov     esi, img
add esi,eax

;line couter 

xor edx, edx
mov dist_counter , edx
line:    
; pixel counter in line 
mov     edi, width

; index rexister 
xor     ebx, ebx

; INTERPOlATION STARTS NOW !!!


convert:                                  
movzx   eax, byte [esi+ebx+0]   ; take color 1
sub     eax, 255        ; sub white value
mov     ecx, dist_counter   
imul    ecx         ;color * actual position  
cdq
mov     ecx, dist       ; devide by full fade operation distance 
idiv    ecx
add     eax, 255        ; add 255 
mov     [esi+ebx+0], al     ;put in this place  

movzx   eax,byte [esi+ebx+1]    ; take color 2
sub     eax, 255
mov     ecx , dist_counter
mul     ecx
cdq
mov     ecx, dist
div     ecx
add     eax, 255
mov     [esi+ebx+1], al

movzx   eax,byte [esi+ebx+2]    ; take color 3
sub     eax, 255
mov     ecx , dist_counter
mul     ecx
cdq
mov     ecx, dist
div     ecx
add     eax, 255
mov     [esi+ebx+2], al

;________________________________________________________________
                    ;if still in one line 
    add     ebx, 3
    dec     edi
    jnz     convert

                        ; if next line 
sub     esi, row_bytes
mov     edx,dist_counter
inc     edx
mov     dist_counter,edx
mov     eax, dist
cmp     eax, edx      
jnz     line


    ; pop registers
    pop     edi
    pop     esi
    pop     ebx

    ; return trace         
    mov     esp, ebp
    pop     ebp
    ret

为那些想要运行它并尝试淡化的人编写 C 代码：

#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>

void fadetop(void* img, int width, int height ,int dist );

int main (int argc, char** argv) 

    char* buff;

    if (argc != 3 ) 
        printf("Use file: %s [file]\n",argv[0]);
        return 1;

    

    struct stat st;
    stat(argv[1], &st);

    buff = (char *) malloc(st.st_size);
    if (buff == NULL) 
        printf("Memory error!!\n");

        return 1;
    

    int fd = open(argv[1], O_RDONLY, 0);
    if (fd == -1) 
        printf("File access error\n");
        free(buff);

        return 1;
    

    int size = read(fd, buff, st.st_size);
    uint32_t offset    = *(uint32_t *) (buff + 0x0a);
    uint32_t width    = *(uint32_t *) (buff + 0x12);
    uint32_t height    = *(uint32_t *) (buff + 0x16);
    uint16_t bpp    = *(uint16_t *) (buff + 0x1c);

    if (bpp == 24) 
        int fd_out;
        printf("worked dist: %d , heigh: %d\n", atoi(argv[2]), height);
        fadetop(buff + offset, width , height , atoi(argv[2]) );
        fd_out = creat("fade.bmp", 0644);
        write(fd_out, buff, size);
        close(fd_out);

        printf("Image faded.\n");
    
    else 
        printf("Invalid BMP\n");
    

    close(fd);
    free(buff);

    return 0;

【问题讨论】：

dist 参数的预期用途是什么？我觉得可以换成min(255,height)。您可以添加指向之前/之后图像的链接吗？只需将其发布到imgur 等公共图像服务器上，就会有人将其插入到您的问题中。

我稍微更改了 asm 代码。我不是在插值计算部分 xoring edx ，而是在做 cdq 。有图像。 [链接1]i.imgur.com/RtGmj0q.png。我正在处理这张图片，褪色后我得到... [link2]i.imgur.com/ooEn606.png .

dist 参数用于保持应该褪色的全距离

【参考方案1】：

你的公式似乎是正确的：你有类似的东西

 color_new = (color-255)*dist_counter/dist + 255

虽然我建议稍微容易一些

color *= dist_counter/dist             ; scale original color over current dist
color += 256*(dist-dist_counter)/dist  ; add white, scaled over current dist

（至少在视觉上给出了相同的结果）。您的主要错误是，由于您正在添加到当前值，您可能会溢出最大值 255。计算后，测试是否为 color > 255 并钳制是否是。

在组装中（无法测试，所以我希望我第一次就做对了）：

    movzx   eax, byte [esi+ebx+0]   ; take color 1
    mov     ecx, dist_counter   
    imul    ecx         ;color * current position
    cdq
    mov     ecx, dist       ; devide by full fade operation distance 
    idiv    ecx

    mov     ebx, eax        ; save result so far

    mov     eax, dist       ; calculate 2nd half
    mov     ecx, eax
    sub     eax, dist_counter
    shl     eax, 8
    idiv    ecx

    add     eax, ebx
    test    ah, ah
    jz      skip_clamp
    mov     al, 255
skip_clamp:
    mov     [esi+ebx+0], al     ;put in this place

.. 为您的 3 个颜色分量重复。

一些可能有用的附加说明：

我计算color 的第二行是每行的常数。所以你只需要在你的 y 循环中计算它并将它保存在某个地方。

您实际上不必为每个像素的每个颜色分量重复上述代码。只需重复 x 循环 3*width:

mov     edi, width
lea     edi, [edi+2*edi]

您的起始位置似乎偏离了几条行，而且偏离了几个像素。这部分是因为这里的add eax,3：

sub eax ,row_bytes
add eax,3

但我不确定较大的错误来自哪里，因为您的填充计算是正确的。我无法测试你的实际代码，所以我用纯 C 实现了它，然后我得到了输入 ./a.out flower.bmp 400 的以下输出：

【讨论】：

如果你打算使用 x86 asm，你应该使用向量寄存器。然后你可以使用paddusb 来添加无符号饱和的压缩字节。