关于16位色在arm cpu上的快速alpha算法

时间：2009-06-11 来源：ahphone

最近在优化一个小程序，其中涉及到了alpha混合的代码，如果是在
台式机上可以通过mmx指令来加速，但是在arm cpu上mmx指令并不普及，所以
采用了一个小技巧来做这个alpha的优化。
alpha混合其实很简单，要做的只是分解源颜色c1，目的颜色c2，然后将颜色分
量r1,g1,b1和r2,g2,b2分别按照公式(clr*alpha+clr*(32-alpha))/32来计算，最后再组合成一个颜色值即可，可是如此计算，运算量很大速度很慢。所以现在就要用到一个技巧，首先，就16位色来说一般的格式是565,表示rgb 分量的二进制位数，如图1。 500)this.width=500;"> 那么我们就可以利用一个32位的变量来把这个颜色的绿色分量提前，变为如图2的格式。这样每个颜色分量中间就有了进位的空间，也就不用分解这个颜色值了。然后，将变形完的两个颜色值按照上面公式进行计算，计算完毕再变回565的格式就完成了一次alpha混合的计算。 c语言源代码如下：

__inline void MakeAlpha(WORD* wpSrc, WORD* wpDes, WORD wAlpha)
{
   register DWORD d1; // 计算用的中间变量，声明为寄存器变量快些
   register WORD wa = *wpSrc; // 源颜色
   register WORD wb = *wpDes; // 目的颜色
   register DWORD alpha = wAlpha; // alpha值，16位色的色深为32级，

//故alpha取值0-32
// (c1-c2)*alpha/32+c2 由(c1*alpha+c2*(32-alpha))/32变形

// 而来，减少了一次乘法运算
// 下面的式子故意写成这样，编译器会把它处理的很好
// 要比这样快一些
// c1 = (((wa << 16) | wa) & 0x7e0f81f);

// 16位变形32位 0x7e...f为二进制的00000111111000001111100000011111
// c2 = (((wb << 16) | wb) & 0x7e0f81f);
// d1 = ((c1-c2)*alpha)>>5+c2;

// 除以32等于右移5位，但是位移操作要比乘除法快的多，

// 例如：a*320可以写成a*256+a*64=>(a<<8)+(a<<6)

   d1 = (((((((wa << 16) | wa) & 0x7e0f81f) - (((wb << 16) | wb) & 0x7e0f81f)) * alpha) >> 5) + (((wb << 16) | wb) & 0x7e0f81f)) & 0x7e0f81f;
        wa = (d1 & 0xffff0000)>>16; // g...r...b => ..g..
        wb = d1 & 0xffff; // g...r...b => r...b
        *wpDes = wa | wb; // rgb
}

我们用C语言写出来的乘法，编译器只能做部分优化，生成的汇编是由一些移位相加的循环组成的；有时数组元素的寻址也类似这样，所以除了用汇编改写之外也都有这样的优化空间。这个方法可以取得和汇编接近的计算效率，且和CPU无关，便于移植。

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