Ecosyste.ms: Awesome

An open API service indexing awesome lists of open source software.
Awesome Lists | Featured Topics | Projects
https://github.com/turborium/sse2sample

Example of using SSE2
https://github.com/turborium/sse2sample
assembly delphi demo freepascal graphics-programming intrinsics objectpascal pascal sample sse2 x86-assembly
Last synced: 4 days ago
JSON representation
Example of using SSE2
Host: GitHub
URL: https://github.com/turborium/sse2sample
Owner: turborium
License: mit
Created: 2024-06-27T04:08:57.000Z (5 months ago)
Default Branch: main
Last Pushed: 2024-06-28T15:42:01.000Z (5 months ago)
Last Synced: 2024-06-28T21:54:01.859Z (5 months ago)
Topics: assembly, delphi, demo, freepascal, graphics-programming, intrinsics, objectpascal, pascal, sample, sse2, x86-assembly
Language: Pascal
Homepage:
Size: 3.01 MB
Stars: 2
Watchers: 2
Forks: 0
Open Issues: 0
Metadata Files:
- Readme: README.md
- License: LICENSE
Awesome Lists containing this project

README

        # SSE2Sample

Example of using sse2

![scr](scr.png)

Demo shows the difference between fade code versions and optimizations.  

Also this is an example of outputting raw pixels using the WinApi StretchDIBits function.  

[Precompiled Windows EXE (64 bit)](https://github.com/turborium/SSE2Sample/raw/main/SSE2Sample.exe)

Powered by [Delphi](https://www.embarcadero.com/products/delphi) with [ObjectPascal](https://www.danysoft.com/estaticos/free/Libros%20en%20formato%20GRATUITO/ObjectPascalHandbook_AlexandriaVersion.pdf) [(RU)](https://lp.embarcadero.com/RU-ObjectPascalEbook), get free Delphi 11 Community Edition [here](https://www.embarcadero.com/products/delphi/starter).

## Results

Method | x86 (32 bit)  | x64 (64 bit) |

------ | ------------- | ------------- |

Simple | 118 FPS  | 123 FPS  |

LoopUnroll | 122 FPS  | 116 FPS  |

LoopUnrollPtr | 105 FPS | 160 FPS  |

SSE2 | 374 FPS  | 432 FPS |

For optimization purposes, the following directives are used:

```Pascal

{$POINTERMATH ON} // разрешаем работу с указателями

{$OVERFLOWCHECKS OFF} // отключаем проверку переполнения чисел

{$RANGECHECKS OFF} // отключаем проверку диапазонов

```

**Simple** code:

```Pascal

procedure FadeBufferSimple(Data: PByte; Count: Integer; Level: Byte);

var

  I: Integer;

begin

  // простой фейдинг пикселов

  for I := 0 to Count - 1 do

  begin

    Data[I] := Max(0, Data[I] - Level);

  end;

end;

```

**LoopUnroll** code:

```Pascal

procedure FadeBufferLoopUnroll(Data: PByte; Count: Integer; Level: Byte);

var

  I, ChunkCount, Index: Integer;

begin

  // считаем кол-во полных 16-байтных чанков

  ChunkCount := Count div 16;

  // фейдинг чанков используя "раскрутку цикла"

  Index := 0;

  for I := 0 to ChunkCount - 1 do

  begin

    Data[Index +  0] := Max(0, Data[Index +  0] - Level);

    Data[Index +  1] := Max(0, Data[Index +  1] - Level);

    Data[Index +  2] := Max(0, Data[Index +  2] - Level);

    Data[Index +  3] := Max(0, Data[Index +  3] - Level);

    Data[Index +  4] := Max(0, Data[Index +  4] - Level);

    Data[Index +  5] := Max(0, Data[Index +  5] - Level);

    Data[Index +  6] := Max(0, Data[Index +  6] - Level);

    Data[Index +  7] := Max(0, Data[Index +  7] - Level);

    Data[Index +  8] := Max(0, Data[Index +  8] - Level);

    Data[Index +  9] := Max(0, Data[Index +  9] - Level);

    Data[Index + 10] := Max(0, Data[Index + 10] - Level);

    Data[Index + 11] := Max(0, Data[Index + 11] - Level);

    Data[Index + 12] := Max(0, Data[Index + 12] - Level);

    Data[Index + 13] := Max(0, Data[Index + 13] - Level);

    Data[Index + 14] := Max(0, Data[Index + 14] - Level);

    Data[Index + 15] := Max(0, Data[Index + 15] - Level);

    Index := Index + 16;

  end;

  // фейдинг последнего кусочка чанка

  for I := ChunkCount * 16 to Count - 1 do

    Data[I] := Max(0, Data[I] - Level);

end;

```

**LoopUnrollPtr** code:

```Pascal

procedure FadeBufferLoopUnrollPtr(Data: PByte; Count: Integer; Level: Byte);

var

  I, ChunkCount: Integer;

begin

  // считаем кол-во полных 16-байтных чанков

  ChunkCount := Count div 16;

  // фейдинг чанков используя "раскрутку цикла" и указатели

  for I := 0 to ChunkCount - 1 do

  begin

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

  end;

  // фейдинг последнего кусочка чанка

  for I := ChunkCount * 16 to Count - 1 do

  begin

    Data^ := Max(0, Data^ - Level); Inc(Data);

  end;

end;

```

**SSE2** code:

```Pascal

procedure Fade16BytesSSE2(SourceVector, FadeVector: Pointer);

asm

  // Загрузка данных из SourceVector, FadeVector в xmm0 и xmm1

  movdqu xmm0, dqword ptr [SourceVector]

  movdqu xmm1, dqword ptr [FadeVector]

  // Вычитание с насыщением (saturated subtraction)

  psubusb xmm0, xmm1

  // Запись данных из xmm0 обратно в SourceVector

  movdqu dqword ptr [SourceVector], xmm0

end;

procedure FadeBufferSSE2(Data: PByte; Count: Integer; Level: Byte);

var

  FadeVector: packed array [0..15] of Byte;

  I, ChunkCount: Integer;

begin

  // создаем вектор с 16 байтами уровня фейдинга

  for I := 0 to 16 - 1 do

    FadeVector[I] := Level;

  // считаем кол-во полных 16-байтных чанков

  ChunkCount := Count div 16;

  // фейдинг чанков используя SSE2

  for I := 0 to ChunkCount - 1 do

    Fade16BytesSSE2(@Data[I * 16], @FadeVector[0]);

  // фейдинг последнего кусочка чанка

  for I := ChunkCount * 16 to Count - 1 do

    Data[I] := Max(0, Data[I] - Level);

end;

```

---

## Вариации эффекта от ChatGPT 4o:

### Первая вариация

> Вот обновленный код для процедуры DrawEffect, который включает более утонченные цветовые переходы и более плавные формы для улучшения визуального эффекта.

> Изменения включают:

> - Уменьшенное количество спреев (SprayCount) и точек в каждом спрее (PointInSprayCount).

> - Плавные цветовые переходы, используя тригонометрические функции для базового цвета.

> - Легкие вариации основного цвета для каждой точки, чтобы избежать резких цветовых переходов.

```Pascal

procedure DrawEffect(Pixels: Pointer; Width, Height: Integer; var Time: Double; FadeMethod: TFadeMethod);

const

  SprayCount = 50;  // Уменьшил количество спреев для более плавного эффекта

  PointInSprayCount = 15;  // Уменьшил количество точек в одном спрее для большей детализации

  SprayDeltaTime = 0.05;  // Увеличил временной промежуток между спреями для плавности

  DeltaTime = 0.03;

  FadeLevel = 2;

var

  I, J: Integer;

  X, Y: Double;

  ScreenX, ScreenY: Integer;

  T: Double;

  BaseColor: TColor;

  R, G, B: Byte;

begin

  case FadeMethod of

    TFadeMethod.Simple: FadeBufferSimple(Pixels, Width * Height * 4, FadeLevel);

    TFadeMethod.LoopUnroll: FadeBufferLoopUnroll(Pixels, Width * Height * 4, FadeLevel);

    TFadeMethod.LoopUnrollPtr: FadeBufferLoopUnrollPtr(Pixels, Width * Height * 4, FadeLevel);

    TFadeMethod.SSE2: FadeBufferSSE2(Pixels, Width * Height * 4, FadeLevel);

    else raise EAbstractError.Create('Bad FadeMethod');

  end;

  T := Time;

  for I := 0 to SprayCount - 1 do

  begin

    X := 0.2 * (Cos(T) + Sin(T * 0.342 + 0.33) + Sin(T * 3.523)) * Width + 0.5 * Width;

    Y := 0.2 * (Sin(T * 0.643) + Cos(T * 0.124 + 0.15) + Sin(T * 2.423)) * Height + 0.5 * Height;

    ScreenX := Trunc(X);

    ScreenY := Trunc(Y);

    // Основной цвет спрея

    BaseColor := RGB(128 + Round(127 * Sin(T)), 128 + Round(127 * Sin(T * 1.3)), 128 + Round(127 * Sin(T * 1.7)));

    for J := 0 to PointInSprayCount - 1 do

    begin

      ScreenX := ScreenX + (Random(21 + J) - 10 - J div 2);

      ScreenY := ScreenY + (Random(21 + J) - 10 - J div 2);

      if (ScreenX < 0) or (ScreenX >= Width) or (ScreenY < 0) or (ScreenY >= Height) then

        continue;

      // Изменение оттенка основного цвета

      R := GetRValue(BaseColor) + Random(51) - 25;

      G := GetGValue(BaseColor) + Random(51) - 25;

      B := GetBValue(BaseColor) + Random(51) - 25;

      PUInt32(Pixels)[ScreenX + ScreenY * Width] := RGB(R, G, B);

    end;

    T := T + SprayDeltaTime;

  end;

  Time := Time + DeltaTime;

end;

```

### Вторая вариация

> Вот еще несколько идей для улучшения визуального эффекта:  

>   Добавление градиентных переходов:  

>   Введение градиентных переходов между цветами для создания более гладкого и плавного эффекта.

> 

>   Использование более сложных функций для координат:  

>   Применение более сложных функций для вычисления координат точек, чтобы создать интересные узоры и формы.

>

>   Добавление альфа-канала:  

>   Использование альфа-канала для создания эффекта прозрачности.

>

>   Изменение размера точек:  

>   Варьирование размеров точек для создания эффекта глубины.

```Pascal

procedure BlendPixel(Pixels: PByte; X, Y, Width: Integer; R, G, B, A: Byte);

var

  Index: Integer;

  DestR, DestG, DestB: Byte;

begin

  if (X < 0) or (X >= Width) or (Y < 0) then Exit;

  Index := (X + Y * Width) * 4;

  DestB := Pixels[Index];

  DestG := Pixels[Index + 1];

  DestR := Pixels[Index + 2];

  Pixels[Index] := (B * A + DestB * (255 - A)) div 255;

  Pixels[Index + 1] := (G * A + DestG * (255 - A)) div 255;

  Pixels[Index + 2] := (R * A + DestR * (255 - A)) div 255;

end;

procedure DrawEffect(Pixels: Pointer; Width, Height: Integer; var Time: Double; FadeMethod: TFadeMethod);

const

  SprayCount = 50;

  PointInSprayCount = 15;

  SprayDeltaTime = 0.05;

  DeltaTime = 0.03;

  FadeLevel = 2;

var

  I, J: Integer;

  X, Y: Double;

  ScreenX, ScreenY: Integer;

  T: Double;

  BaseColor: TColor;

  R, G, B, A: Byte;

  Size: Integer;

begin

  case FadeMethod of

    TFadeMethod.Simple: FadeBufferSimple(Pixels, Width * Height * 4, FadeLevel);

    TFadeMethod.LoopUnroll: FadeBufferLoopUnroll(Pixels, Width * Height * 4, FadeLevel);

    TFadeMethod.LoopUnrollPtr: FadeBufferLoopUnrollPtr(Pixels, Width * Height * 4, FadeLevel);

    TFadeMethod.SSE2: FadeBufferSSE2(Pixels, Width * Height * 4, FadeLevel);

    else raise EAbstractError.Create('Bad FadeMethod');

  end;

  T := Time;

  for I := 0 to SprayCount - 1 do

  begin

    X := 0.2 * (Cos(T) + Sin(T * 0.342 + 0.33) + Sin(T * 3.523)) * Width + 0.5 * Width;

    Y := 0.2 * (Sin(T * 0.643) + Cos(T * 0.124 + 0.15) + Sin(T * 2.423)) * Height + 0.5 * Height;

    ScreenX := Trunc(X);

    ScreenY := Trunc(Y);

    // Основной цвет спрея с градиентом

    BaseColor := RGB(128 + Round(127 * Sin(T)), 128 + Round(127 * Sin(T * 1.3)), 128 + Round(127 * Sin(T * 1.7)));

    for J := 0 to PointInSprayCount - 1 do

    begin

      ScreenX := ScreenX + (Random(21 + J) - 10 - J div 2);

      ScreenY := ScreenY + (Random(21 + J) - 10 - J div 2);

      if (ScreenX < 0) or (ScreenX >= Width) or (ScreenY < 0) or (ScreenY >= Height) then

        continue;

      // Изменение оттенка основного цвета с градиентом

      R := GetRValue(BaseColor) + Random(51) - 25;

      G := GetGValue(BaseColor) + Random(51) - 25;

      B := GetBValue(BaseColor) + Random(51) - 25;

      A := 255 - Round(255 * (J / PointInSprayCount));  // Альфа-канал

      Size := Random(3) + 1;  // Изменение размера точек

      // Рисуем точку с учетом альфа-канала и размера

      for var DX := -Size to Size do

        for var DY := -Size to Size do

          if (ScreenX + DX >= 0) and (ScreenX + DX < Width) and (ScreenY + DY >= 0) and (ScreenY + DY < Height) then

            BlendPixel(Pixels, ScreenX + DX, ScreenY + DY, Width, R, G, B, A);

    end;

    T := T + SprayDeltaTime;

  end;

  Time := Time + DeltaTime;

end;

```