src/kaka/cakelight/Frame.java

   1 package kaka.cakelight;
   2
   3 import org.opencv.core.CvType;
   4 import org.opencv.core.Mat;
   5 import org.opencv.core.Size;
   6 import org.opencv.imgproc.Imgproc;
   7
   8 import static kaka.cakelight.Main.saveFile;
   9 import static kaka.cakelight.Main.timeIt;
  10
  11 public class Frame {
  12     private byte[] data;
  13     private Configuration config;
  14     private Mat colImage;
  15     private Mat rowImage;
  16     private Mat converted;
  17
  18     private Frame(byte[] data) {
  19         this.data = data;
  20     }
  21
  22     public static Frame of(byte[] data, Configuration config) {
  23         Frame frame = new Frame(data);
  24         frame.config = config;
  25         frame.convert();
  26         return frame;
  27     }
  28
  29     private void convert() {
  30         /* TODO: how to do this?
  31         1) Resize to an image with the size of the number of leds and use config to define how many pixels deep into the screen to use.
  32         2) Resize to 16x9 and use 2 pixels of depth (or maybe 3) and interpolate for each led.
  33         3) Resize to 2 images where each led uses 2 pixels:
  34             vertical   - 16 x <#leds>
  35             horizontal - <#leds> x 9
  36         4) Resize to cols x rows first, then resize to a vertical and a horizontal like in (3).
  37          */
  38         Mat src = new Mat(config.video.height, config.video.width, CvType.CV_8UC2); // 8-bit, unsigned, 2 channels
  39         src.put(0, 0, data);
  40
  41 //        Mat converted = new Mat();
  42 //        Mat resized = new Mat();
  43 //
  44 //        timeIt("total", () -> {
  45 //            timeIt("yuyv2rgb", () -> Imgproc.cvtColor(src, converted, Imgproc.COLOR_YUV2RGB_YUYV)); // 3.5 - 4.0 ms
  46 //            timeIt("resizing", () -> Imgproc.resize(converted, resized, new Size(config.leds.cols, config.leds.rows), 0, 0, Imgproc.INTER_AREA)); // INTER_AREA is the best for shrinking, but also the slowest (~1.5 ms)
  47 //        });
  48
  49         Mat cropped = src.submat(
  50                 config.video.crop.top,
  51                 config.video.height - config.video.crop.bottom,
  52                 config.video.crop.left,
  53                 config.video.width - config.video.crop.right
  54         );
  55         converted = new Mat();
  56         Imgproc.cvtColor(cropped, converted, config.video.format);
  57 //        timeIt("model 1", () -> model1(converted, Imgproc.INTER_AREA));
  58 //        timeIt("model 2", () -> model2(converted, Imgproc.INTER_AREA));
  59         timeIt("model 3", () -> model3(converted, Imgproc.INTER_AREA));
  60 //        save(converted, "/home/kaka/test-converted.data");
  61 //        save(resized, "/home/kaka/test-resized.data");
  62         src.release();
  63         cropped.release();
  64     }
  65
  66     private void model1(Mat src, int interpolation) {
  67         Mat resized = new Mat();
  68         Imgproc.resize(src, resized, new Size(config.leds.cols, config.leds.rows), 0, 0, interpolation);
  69     }
  70
  71     private void model2(Mat src, int interpolation) {
  72         Mat resized = new Mat();
  73         Imgproc.resize(src, resized, new Size(16, 9), 0, 0, interpolation);
  74     }
  75
  76     private void model3(Mat src, int interpolation) {
  77         colImage = new Mat();
  78         rowImage = new Mat();
  79         Imgproc.resize(src, colImage, new Size(config.leds.cols, 9), 0, 0, interpolation);
  80         Imgproc.resize(src, rowImage, new Size(16, config.leds.rows), 0, 0, interpolation);
  81     }
  82
  83     public Color getLedColor(ListPosition listPosition, int xy) {
  84         // TODO: maybe use highest value from pixels? 100 % from 1st, 66 % from 2nd, 33 % from 3rd. colors might be strange.
  85         switch (listPosition) {
  86             case LEFT:
  87                 return interpolatedRowColor(xy, 0, 1, 2);
  88             case RIGHT:
  89                 return interpolatedRowColor(xy, 15, 14, 13);
  90             case TOP:
  91                 return interpolatedColColor(xy, 0, 1, 2);
  92             case BOTTOM:
  93                 return interpolatedColColor(xy, 8, 7, 6);
  94         }
  95         return null;
  96     }
  97
  98     private Color interpolatedRowColor(int y, int x1, int x2, int x3) {
  99         return pixelToColor(rowImage, x3, y).interpolate(pixelToColor(rowImage, x2, y), 0.65).interpolate(pixelToColor(rowImage, x1, y), 0.65);
 100     }
 101
 102     private Color interpolatedColColor(int x, int y1, int y2, int y3) {
 103         return pixelToColor(colImage, x, y3).interpolate(pixelToColor(colImage, x, y2), 0.65).interpolate(pixelToColor(colImage, x, y1), 0.65);
 104     }
 105
 106     private Color pixelToColor(Mat image, int x, int y) {
 107         byte[] rgb = new byte[3];
 108         image.get(y, x, rgb);
 109         return Color.rgb(rgb[0] & 0xff, rgb[1] & 0xff, rgb[2] & 0xff);
 110     }
 111
 112     private void save(Mat mat, String filepath) {
 113         byte[] data = new byte[mat.cols() * mat.rows() * mat.channels()];
 114         mat.get(0, 0, data);
 115         saveFile(data, filepath);
 116     }
 117
 118     public byte[] getData() {
 119         byte[] buff = new byte[(int) (converted.total() * converted.channels())];
 120         converted.get(0, 0, buff);
 121         return buff;
 122     }
 123
 124     public Mat getColImage() {
 125         return colImage;
 126     }
 127
 128     public Mat getRowImage() {
 129         return rowImage;
 130     }
 131
 132     public Mat getConvertedImage() {
 133         return converted;
 134     }
 135
 136     /**
 137      * Creates a LED frame going counter-clockwise from the bottom-left corner, sans the corners.
 138      */
 139     public LedFrame getLedFrame() {
 140         LedFrame frame = LedFrame.from(config);
 141         int led = 0;
 142         for (int i = 0; i < config.leds.cols; i++)      frame.setLedColor(led++, getLedColor(ListPosition.BOTTOM, i));
 143         for (int i = config.leds.rows - 1; i >= 0; i--) frame.setLedColor(led++, getLedColor(ListPosition.RIGHT, i));
 144         for (int i = config.leds.cols - 1; i >= 0; i--) frame.setLedColor(led++, getLedColor(ListPosition.TOP, i));
 145         for (int i = 0; i < config.leds.rows; i++)      frame.setLedColor(led++, getLedColor(ListPosition.LEFT, i));
 146         return frame;
 147     }
 148 }