]> Cypherpunks repositories - gostls13.git/commitdiff
First cut at a PNG encoder.
authorNigel Tao <nigeltao@golang.org>
Tue, 6 Oct 2009 00:34:15 +0000 (17:34 -0700)
committerNigel Tao <nigeltao@golang.org>
Tue, 6 Oct 2009 00:34:15 +0000 (17:34 -0700)
TODOs include filtering, and a unit test.

R=rsc
APPROVED=r
DELTA=280  (249 added, 1 deleted, 30 changed)
OCL=35262
CL=35348

src/pkg/image/png/Makefile
src/pkg/image/png/reader.go
src/pkg/image/png/writer.go [new file with mode: 0644]

index a99e2dc9e01c165071236d24140f5b5f121ede90..5c534af248ee213a38efa3beddb9ca072cce44c1 100644 (file)
@@ -7,5 +7,6 @@ include $(GOROOT)/src/Make.$(GOARCH)
 TARG=image/png
 GOFILES=\
        reader.go\
+       writer.go\
 
 include $(GOROOT)/src/Make.pkg
index 4be7e130c98ce5f04c5f3bbd6c9977056584d3c3..ed13abe78f0bfb318d670e76817543f5b2222591 100644 (file)
@@ -2,12 +2,11 @@
 // Use of this source code is governed by a BSD-style
 // license that can be found in the LICENSE file.
 
-// The png package implements a PNG image decoder (and eventually, an encoder).
+// The png package implements a PNG image decoder and encoder.
 //
 // The PNG specification is at http://www.libpng.org/pub/png/spec/1.2/PNG-Contents.html
 package png
 
-// TODO(nigeltao): Add tests.
 import (
        "compress/zlib";
        "hash";
@@ -48,6 +47,8 @@ const (
        dsSeenIEND;
 )
 
+const pngHeader = "\x89PNG\r\n\x1a\n";
+
 type decoder struct {
        width, height int;
        image image.Image;
@@ -55,7 +56,7 @@ type decoder struct {
        stage int;
        idatWriter io.WriteCloser;
        idatDone chan os.Error;
-       scratch [3 * 256]byte;
+       tmp [3*256]byte;
 }
 
 // A FormatError reports that the input is not a valid PNG.
@@ -106,19 +107,19 @@ func (d *decoder) parseIHDR(r io.Reader, crc hash.Hash32, length uint32) os.Erro
        if length != 13 {
                return FormatError("bad IHDR length");
        }
-       _, err := io.ReadFull(r, d.scratch[0:13]);
+       _, err := io.ReadFull(r, d.tmp[0:13]);
        if err != nil {
                return err;
        }
-       crc.Write(d.scratch[0:13]);
-       if d.scratch[8] != 8 {
+       crc.Write(d.tmp[0:13]);
+       if d.tmp[8] != 8 {
                return UnsupportedError("bit depth");
        }
-       if d.scratch[10] != 0 || d.scratch[11] != 0 || d.scratch[12] != 0 {
+       if d.tmp[10] != 0 || d.tmp[11] != 0 || d.tmp[12] != 0 {
                return UnsupportedError("compression, filter or interlace method");
        }
-       w := int32(parseUint32(d.scratch[0:4]));
-       h := int32(parseUint32(d.scratch[4:8]));
+       w := int32(parseUint32(d.tmp[0:4]));
+       h := int32(parseUint32(d.tmp[4:8]));
        if w < 0 || h < 0 {
                return FormatError("negative dimension");
        }
@@ -126,7 +127,7 @@ func (d *decoder) parseIHDR(r io.Reader, crc hash.Hash32, length uint32) os.Erro
        if nPixels != int64(int(nPixels)) {
                return UnsupportedError("dimension overflow");
        }
-       d.colorType = d.scratch[9];
+       d.colorType = d.tmp[9];
        switch d.colorType {
        case ctTrueColor:
                d.image = image.NewRGBA(int(w), int(h));
@@ -146,16 +147,16 @@ func (d *decoder) parsePLTE(r io.Reader, crc hash.Hash32, length uint32) os.Erro
        if length % 3 != 0 || np <= 0 || np > 256 {
                return FormatError("bad PLTE length");
        }
-       n, err := io.ReadFull(r, d.scratch[0:3 * np]);
+       n, err := io.ReadFull(r, d.tmp[0:3 * np]);
        if err != nil {
                return err;
        }
-       crc.Write(d.scratch[0:n]);
+       crc.Write(d.tmp[0:n]);
        switch d.colorType {
        case ctPaletted:
                palette := make([]image.Color, np);
                for i := 0; i < np; i++ {
-                       palette[i] = image.RGBAColor{ d.scratch[3*i+0], d.scratch[3*i+1], d.scratch[3*i+2], 0xff };
+                       palette[i] = image.RGBAColor{ d.tmp[3*i+0], d.tmp[3*i+1], d.tmp[3*i+2], 0xff };
                }
                d.image.(*image.Paletted).Palette = image.PalettedColorModel(palette);
        case ctTrueColor, ctTrueColorAlpha:
@@ -325,17 +326,17 @@ func (d *decoder) parseIEND(r io.Reader, crc hash.Hash32, length uint32) os.Erro
 
 func (d *decoder) parseChunk(r io.Reader) os.Error {
        // Read the length.
-       n, err := io.ReadFull(r, d.scratch[0:4]);
+       n, err := io.ReadFull(r, d.tmp[0:4]);
        if err == os.EOF {
                return io.ErrUnexpectedEOF;
        }
        if err != nil {
                return err;
        }
-       length := parseUint32(d.scratch[0:4]);
+       length := parseUint32(d.tmp[0:4]);
 
        // Read the chunk type.
-       n, err = io.ReadFull(r, d.scratch[0:4]);
+       n, err = io.ReadFull(r, d.tmp[0:4]);
        if err == os.EOF {
                return io.ErrUnexpectedEOF;
        }
@@ -343,10 +344,10 @@ func (d *decoder) parseChunk(r io.Reader) os.Error {
                return err;
        }
        crc := crc32.NewIEEE();
-       crc.Write(d.scratch[0:4]);
+       crc.Write(d.tmp[0:4]);
 
        // Read the chunk data.
-       switch string(d.scratch[0:4]) {
+       switch string(d.tmp[0:4]) {
        case "IHDR":
                if d.stage != dsStart {
                        return chunkOrderError;
@@ -388,25 +389,25 @@ func (d *decoder) parseChunk(r io.Reader) os.Error {
        }
 
        // Read the checksum.
-       n, err = io.ReadFull(r, d.scratch[0:4]);
+       n, err = io.ReadFull(r, d.tmp[0:4]);
        if err == os.EOF {
                return io.ErrUnexpectedEOF;
        }
        if err != nil {
                return err;
        }
-       if parseUint32(d.scratch[0:4]) != crc.Sum32() {
+       if parseUint32(d.tmp[0:4]) != crc.Sum32() {
                return FormatError("invalid checksum");
        }
        return nil;
 }
 
 func (d *decoder) checkHeader(r io.Reader) os.Error {
-       _, err := io.ReadFull(r, d.scratch[0:8]);
+       _, err := io.ReadFull(r, d.tmp[0:8]);
        if err != nil {
                return err;
        }
-       if string(d.scratch[0:8]) != "\x89PNG\r\n\x1a\n" {
+       if string(d.tmp[0:8]) != pngHeader {
                return FormatError("not a PNG file");
        }
        return nil;
diff --git a/src/pkg/image/png/writer.go b/src/pkg/image/png/writer.go
new file mode 100644 (file)
index 0000000..8ed5e70
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,246 @@
+// Copyright 2009 The Go Authors. All rights reserved.
+// Use of this source code is governed by a BSD-style
+// license that can be found in the LICENSE file.
+
+package png
+
+import (
+       "bufio";
+       "compress/zlib";
+       "hash/crc32";
+       "image";
+       "io";
+       "os";
+       "strconv";
+)
+
+type encoder struct {
+       w io.Writer;
+       m image.Image;
+       colorType uint8;
+       err os.Error;
+       header [8]byte;
+       footer [4]byte;
+       tmp [3*256]byte;
+}
+
+// Big-endian.
+func writeUint32(b []uint8, u uint32) {
+       b[0] = uint8(u >> 24);
+       b[1] = uint8(u >> 16);
+       b[2] = uint8(u >> 8);
+       b[3] = uint8(u >> 0);
+}
+
+// Returns whether or not the image is fully opaque.
+func opaque(m image.Image) bool {
+       for y := 0; y < m.Height(); y++ {
+               for x := 0; x < m.Width(); x++ {
+                       _, _, _, a := m.At(x, y).RGBA();
+                       if a != 0xffffffff {
+                               return false;
+                       }
+               }
+       }
+       return true;
+}
+
+func (e *encoder) writeChunk(b []byte, name string) {
+       if e.err != nil {
+               return;
+       }
+       n := uint32(len(b));
+       if int(n) != len(b) {
+               e.err = UnsupportedError(name + " chunk is too large: " + strconv.Itoa(len(b)));
+               return;
+       }
+       writeUint32(e.header[0:4], n);
+       e.header[4] = name[0];
+       e.header[5] = name[1];
+       e.header[6] = name[2];
+       e.header[7] = name[3];
+       crc := crc32.NewIEEE();
+       crc.Write(e.header[4:8]);
+       crc.Write(b);
+       writeUint32(e.footer[0:4], crc.Sum32());
+
+       _, e.err = e.w.Write(e.header[0:8]);
+       if e.err != nil {
+               return;
+       }
+       _, e.err = e.w.Write(b);
+       if e.err != nil {
+               return;
+       }
+       _, e.err = e.w.Write(e.footer[0:4]);
+}
+
+func (e *encoder) writeIHDR() {
+       writeUint32(e.tmp[0:4], uint32(e.m.Width()));
+       writeUint32(e.tmp[4:8], uint32(e.m.Height()));
+       e.tmp[8] = 8;   // bit depth
+       e.tmp[9] = e.colorType;
+       e.tmp[10] = 0;  // default compression method
+       e.tmp[11] = 0;  // default filter method
+       e.tmp[12] = 0;  // non-interlaced
+       e.writeChunk(e.tmp[0:13], "IHDR");
+}
+
+func (e *encoder) writePLTE(p image.PalettedColorModel) {
+       if len(p) < 1 || len(p) > 256 {
+               e.err = FormatError("bad palette length: " + strconv.Itoa(len(p)));
+               return;
+       }
+       for i := 0; i < len(p); i++ {
+               r, g, b, a := p[i].RGBA();
+               if a != 0xffffffff {
+                       e.err = UnsupportedError("non-opaque palette color");
+                       return;
+               }
+               e.tmp[3*i + 0] = uint8(r >> 24);
+               e.tmp[3*i + 1] = uint8(g >> 24);
+               e.tmp[3*i + 2] = uint8(b >> 24);
+       }
+       e.writeChunk(e.tmp[0:3*len(p)], "PLTE");
+}
+
+// An encoder is an io.Writer that satisfies writes by writing PNG IDAT chunks,
+// including an 8-byte header and 4-byte CRC checksum per Write call. Such calls
+// should be relatively infrequent, since writeIDATs uses a bufio.Writer.
+//
+// This method should only be called from writeIDATs (via writeImage).
+// No other code should treat an encoder as an io.Writer.
+//
+// Note that, because the zlib deflater may involve an io.Pipe, e.Write calls may
+// occur on a separate go-routine than the e.writeIDATs call, and care should be
+// taken that e's state (such as its tmp buffer) is not modified concurrently.
+func (e *encoder) Write(b []byte) (int, os.Error) {
+       e.writeChunk(b, "IDAT");
+       if e.err != nil {
+               return 0, e.err;
+       }
+       return len(b), nil;
+}
+
+// Chooses the filter to use for encoding the current row, and applies it.
+func filter(cr, pr []byte) {
+       // TODO(nigeltao): For simplicity of implementation, this always picks the no-op filter.
+       // To do this properly, we should use the same "minimize sum of absolute differences"
+       // filter-choosing heuristic that libpng does.
+       cr[0] = ftNone;
+}
+
+func writeImage(w io.Writer, m image.Image, ct uint8) os.Error {
+       zw, err := zlib.NewDeflater(w);
+       if err != nil {
+               return err;
+       }
+       defer zw.Close();
+
+       bpp := 0;       // Bytes per pixel.
+       var paletted *image.Paletted;
+       switch ct {
+       case ctTrueColor:
+               bpp = 3;
+       case ctPaletted:
+               bpp = 1;
+               paletted = m.(*image.Paletted);
+       case ctTrueColorAlpha:
+               bpp = 4;
+       }
+       // The bytes for the current and previous row.
+       // The +1 is for the per-row filter type, which is at cr[0].
+       cr := make([]uint8, 1 + bpp * m.Width());
+       pr := make([]uint8, 1 + bpp * m.Width());
+
+       for y := 0; y < m.Height(); y++ {
+               // Convert from colors to bytes.
+               switch ct {
+               case ctTrueColor:
+                       for x := 0; x < m.Width(); x++ {
+                               // We have previously verified that the alpha value is fully opaque.
+                               r, g, b, _ := m.At(x, y).RGBA();
+                               cr[3*x + 1] = uint8(r >> 24);
+                               cr[3*x + 2] = uint8(g >> 24);
+                               cr[3*x + 3] = uint8(b >> 24);
+                       }
+               case ctPaletted:
+                       for x := 0; x < m.Width(); x++ {
+                               cr[x + 1] = paletted.ColorIndexAt(x, y);
+                       }
+               case ctTrueColorAlpha:
+                       // Convert from image.Image (which is alpha-premultiplied) to PNG's non-alpha-premultiplied.
+                       for x := 0; x < m.Width(); x++ {
+                               c := image.NRGBAColorModel.Convert(m.At(x, y)).(image.NRGBAColor);
+                               cr[4*x + 1] = c.R;
+                               cr[4*x + 2] = c.G;
+                               cr[4*x + 3] = c.B;
+                               cr[4*x + 4] = c.A;
+                       }
+               }
+
+               // Apply the filter.
+               filter(cr, pr);
+
+               // Write the compressed bytes.
+               _, err = zw.Write(cr);
+               if err != nil {
+                       return err;
+               }
+
+               // The current row for y is the previous row for y+1.
+               pr, cr = cr, pr;
+       }
+       return nil;
+}
+
+// Write the actual image data to one or more IDAT chunks.
+func (e *encoder) writeIDATs() {
+       if e.err != nil {
+               return;
+       }
+       var bw *bufio.Writer;
+       bw, e.err = bufio.NewWriterSize(e, 1 << 15);
+       if e.err != nil {
+               return;
+       }
+       e.err = writeImage(bw, e.m, e.colorType);
+       if e.err != nil {
+               return;
+       }
+       e.err = bw.Flush();
+}
+
+func (e *encoder) writeIEND() {
+       e.writeChunk(e.tmp[0:0], "IEND");
+}
+
+func Encode(w io.Writer, m image.Image) os.Error {
+       // Obviously, negative widths and heights are invalid. Furthermore,
+       // the PNG spec section 11.2.2 says that zero is an invalid dimension.
+       mw, mh := int64(m.Width()), int64(m.Height());
+       if mw <= 0 || mh <= 0 || mw >= 1<<32 || mh >= 1<<32 {
+               return FormatError("invalid image size: " + strconv.Itoa64(mw) + "x" + strconv.Itoa64(mw));
+       }
+
+       var e encoder;
+       e.w = w;
+       e.m = m;
+       e.colorType = uint8(ctTrueColorAlpha);
+       pal, _ := m.(*image.Paletted);
+       if pal != nil {
+               e.colorType = ctPaletted;
+       } else if opaque(m) {
+               e.colorType = ctTrueColor;
+       }
+
+       _, e.err = io.WriteString(w, pngHeader);
+       e.writeIHDR();
+       if pal != nil {
+               e.writePLTE(pal.Palette);
+       }
+       e.writeIDATs();
+       e.writeIEND();
+       return e.err;
+}
+