programs/demos/view3ds/3r_phg.inc

   1 ; Real Phong's shading implemented if flat assembler
   2 ; by Maciej Guba.
   3 ; http://macgub.co.pl
   4
   5 ROUND2 equ 10
   6 real_phong_tri_z:
   7 ;----procedure render Phongs shaded triangle with z coord
   8 ;----interpolation ( Catmull alghoritm )-----------------
   9 ;----I normalize normal vector in every pixel -----------
  10 ;------------------in - eax - x1 shl 16 + y1 ------------
  11 ;---------------------- ebx - x2 shl 16 + y2 ------------
  12 ;---------------------- ecx - x3 shl 16 + y3 ------------
  13 ;---------------------- esi - pointer to Z-buffer filled-
  14 ;----------------------   with dd float variables--------
  15 ;---------------------- edi - pointer to screen buffer---
  16 ;---------------------- xmm0 - 1st normal vector --------
  17 ;---------------------- xmm1 - 2cond normal vector ------
  18 ;---------------------- xmm2 - 3rd normal vector --------
  19 ;---------------------- xmm3 - normalized light vector --
  20 ;---------------------- xmm4 - lo -> hi z1, z2, z3 coords
  21 ;----------------------  as dwords floats ---------------
  22 ;---------------------- xmm5 - lo -> hi y_min, y_max, ---
  23 ;----------------------  x_min, x_max as dword integers -
  24 ;---------------------- stack - no parameters -----------
  25 ;--------------------------------------------------------
  26 ;----------------- procedure don't save registers !! ----
  27
  28
  29
  30
  31   push  ebp
  32   mov   ebp,esp
  33   sub   esp,512
  34   sub   ebp,16
  35   and   ebp,0xfffffff0
  36
  37   .1_nv equ [ebp-16]
  38   .2_nv equ [ebp-32]
  39   .3_nv equ [ebp-48]
  40   .l_v  equ [ebp-64]
  41   .z3   equ [ebp-72]
  42   .z2   equ [ebp-76]
  43   .z1   equ [ebp-80]
  44   .x1   equ [ebp-82]
  45   .y1   equ [ebp-84]
  46   .x2   equ [ebp-86]
  47   .y2   equ [ebp-88]
  48   .x3   equ [ebp-90]
  49   .y3   equ [ebp-92]
  50   .Zbuf equ [ebp-96]
  51   .x_max equ  [ebp-100]
  52   .x_min equ  [ebp-104]
  53   .y_max equ  [ebp-108]
  54   .y_min equ  [ebp-112]
  55   .screen equ [ebp-116]
  56   .dx12   equ [ebp-120]
  57   .dx13   equ [ebp-124]
  58   .dx23   equ [ebp-128]
  59   .dn12   equ [ebp-144]
  60   .dn13   equ [ebp-160]
  61   .dn23   equ [ebp-176]
  62   .dz12   equ [ebp-180]
  63   .dz13   equ [ebp-184]
  64   .dz23   equ [ebp-188]
  65
  66   .cnv1   equ [ebp-208]  ; cur normal vectors
  67   .cnv2   equ [ebp-224]
  68   .cz2    equ [ebp-228]
  69   .cz1    equ [ebp-232]
  70
  71
  72
  73
  74
  75  .sort3:                  ; sort triangle coordinates...
  76        cmp     ax,bx
  77        jle     .sort1
  78        xchg    eax,ebx
  79        shufps  xmm4,xmm4,11100001b
  80        movaps  xmm6,xmm0
  81        movaps  xmm0,xmm1
  82        movaps  xmm1,xmm6
  83
  84
  85  .sort1:
  86        cmp      bx,cx
  87        jle      .sort2
  88        xchg     ebx,ecx
  89        shufps   xmm4,xmm4,11011000b
  90        movaps   xmm6,xmm1
  91        movaps   xmm1,xmm2
  92        movaps   xmm2,xmm6
  93
  94        jmp .sort3
  95
  96  .sort2:
  97
  98    movaps .z1,xmm4
  99    mov    .y1,eax
 100    mov    .y2,ebx
 101    mov    .y3,ecx
 102
 103    movdqa   .y_min,xmm5
 104 if 1                            ; check if at last only fragment
 105    packssdw xmm5,xmm5       ; of triangle is in visable area
 106    pshuflw  xmm5,xmm5,11011000b
 107    movdqu   xmm7,.y3
 108    movdqa   xmm6,xmm5
 109    pshufd   xmm5,xmm5,0  ; xmm5 lo-hi -> broadcasted y_min, x_min
 110    pshufd   xmm6,xmm6,01010101b ;xmm6 -> brd y_max x_max
 111    movdqa   xmm4,xmm7
 112    pcmpgtw  xmm7,xmm5
 113    pcmpgtw  xmm4,xmm6
 114    pxor     xmm7,xmm4
 115    pmovmskb eax,xmm7
 116    and      eax,0x00aaaaaa
 117    or       eax,eax
 118    jz       .rpt_loop2_end
 119 end if
 120    movaps   .1_nv,xmm0
 121    movaps   .2_nv,xmm1
 122    movaps   .3_nv,xmm2
 123    movaps   .l_v,xmm3
 124    mov      .Zbuf,esi
 125    mov      .screen,edi
 126
 127
 128
 129        mov      bx,.y2       ; calc deltas
 130        sub      bx,.y1
 131        jnz      .rpt_dx12_make
 132
 133        xorps    xmm7,xmm7
 134        mov      dword .dx12,0
 135        mov      dword .dz12,0
 136        movaps   .dn12,xmm7
 137        jmp      .rpt_dx12_done
 138
 139   .rpt_dx12_make:
 140        mov      ax,.x2
 141        sub      ax,.x1
 142        cwde
 143        movsx    ebx,bx
 144        shl      eax,ROUND2
 145        cdq
 146        idiv     ebx
 147        mov      .dx12,eax
 148
 149        cvtsi2ss xmm6,ebx
 150        movss    xmm5,.z2
 151        subss    xmm5,.z1
 152        divss    xmm5,xmm6
 153        movss    .dz12,xmm5
 154
 155        movaps   xmm0,.2_nv
 156        subps    xmm0,.1_nv
 157        shufps   xmm6,xmm6,0
 158        divps    xmm0,xmm6
 159        movaps   .dn12,xmm0
 160
 161
 162    .rpt_dx12_done:
 163
 164        mov      bx,.y3       ; calc deltas
 165        sub      bx,.y1
 166        jnz      .rpt_dx13_make
 167
 168        xorps    xmm7,xmm7
 169        mov      dword .dx13,0
 170        mov      dword .dz13,0
 171        movaps   .dn13,xmm7
 172        jmp      .rpt_dx13_done
 173
 174   .rpt_dx13_make:
 175        mov      ax,.x3
 176        sub      ax,.x1
 177        cwde
 178        movsx    ebx,bx
 179        shl      eax,ROUND2
 180        cdq
 181        idiv     ebx
 182        mov      .dx13,eax
 183
 184        cvtsi2ss xmm6,ebx
 185        movss    xmm5,.z3
 186        subss    xmm5,.z1
 187        divss    xmm5,xmm6
 188        movss    .dz13,xmm5
 189
 190        movaps   xmm0,.3_nv
 191        subps    xmm0,.1_nv
 192        shufps   xmm6,xmm6,0
 193        divps    xmm0,xmm6
 194        movaps   .dn13,xmm0
 195
 196    .rpt_dx13_done:
 197
 198        mov      bx,.y3       ; calc deltas
 199        sub      bx,.y2
 200        jnz      .rpt_dx23_make
 201
 202        xorps    xmm7,xmm7
 203        mov      dword .dx23,0
 204        mov      dword .dz23,0
 205        movaps   .dn23,xmm7
 206        jmp      .rpt_dx23_done
 207
 208   .rpt_dx23_make:
 209        mov      ax,.x3
 210        sub      ax,.x2
 211        cwde
 212        movsx    ebx,bx
 213        shl      eax,ROUND2
 214        cdq
 215        idiv     ebx
 216        mov      .dx23,eax
 217
 218        cvtsi2ss xmm6,ebx
 219        movss    xmm5,.z3
 220        subss    xmm5,.z2
 221        divss    xmm5,xmm6
 222        movss    .dz23,xmm5
 223
 224        movaps   xmm0,.3_nv
 225        subps    xmm0,.2_nv
 226        shufps   xmm6,xmm6,0
 227        divps    xmm0,xmm6
 228        movaps   .dn23,xmm0
 229
 230    .rpt_dx23_done:
 231
 232
 233        movsx   eax,word .x1
 234        shl     eax,ROUND2
 235        mov     ebx,eax
 236        mov     edx,.z1
 237        mov     .cz1,edx
 238        mov     .cz2,edx
 239        movaps  xmm0,.1_nv
 240        movaps  .cnv1,xmm0
 241        movaps  .cnv2,xmm0
 242
 243
 244        movsx    ecx,word .y1
 245        cmp      cx,.y2
 246
 247        jge      .rpt_loop1_end
 248
 249     .rpt_loop1:
 250        pushad
 251
 252        movaps   xmm2,.y_min
 253        movaps   xmm0,.cnv1
 254        movaps   xmm1,.cnv2
 255        movlps   xmm3,.cz1
 256        movaps   xmm4,.l_v
 257        sar      ebx,ROUND2
 258        sar      eax,ROUND2
 259        mov      edi,.screen
 260        mov      esi,.Zbuf
 261
 262        call     real_phong_line_z
 263
 264        popad
 265        movaps   xmm0,.cnv1
 266        movaps   xmm1,.cnv2
 267        movss    xmm2,.cz1
 268        movss    xmm3,.cz2
 269        addps    xmm0,.dn13
 270        addps    xmm1,.dn12
 271        addss    xmm2,.dz13
 272        addss    xmm3,.dz12
 273        add      eax,.dx13
 274        add      ebx,.dx12
 275
 276        movaps   .cnv1,xmm0
 277        movaps   .cnv2,xmm1
 278        movss    .cz1,xmm2
 279        movss    .cz2,xmm3
 280
 281        add      ecx,1
 282        cmp      cx,.y2
 283        jl       .rpt_loop1
 284
 285
 286
 287
 288
 289    .rpt_loop1_end:
 290        movsx    ecx,word .y2
 291        cmp      cx,.y3
 292        jge      .rpt_loop2_end
 293
 294        movsx    ebx,word .x2                    ; eax - cur x1
 295        shl      ebx,ROUND2                 ; ebx - cur x2
 296        push     dword .z2
 297        pop      dword .cz2
 298        movaps   xmm0,.2_nv
 299        movaps   .cnv2,xmm0
 300
 301
 302      .rpt_loop2:
 303        pushad
 304
 305        movaps   xmm2,.y_min
 306        movaps   xmm0,.cnv1
 307        movaps   xmm1,.cnv2
 308        movlps   xmm3,.cz1
 309        movaps   xmm4,.l_v
 310        sar      ebx,ROUND2
 311        sar      eax,ROUND2
 312        mov      edi,.screen
 313        mov      esi,.Zbuf
 314
 315        call     real_phong_line_z
 316
 317        popad
 318        movaps   xmm0,.cnv1
 319        movaps   xmm1,.cnv2
 320        movss    xmm2,.cz1
 321        movss    xmm3,.cz2
 322        addps    xmm0,.dn13
 323        addps    xmm1,.dn23
 324        addss    xmm2,.dz13
 325        addss    xmm3,.dz23
 326        add      eax,.dx13
 327        add      ebx,.dx23
 328
 329        movaps   .cnv1,xmm0
 330        movaps   .cnv2,xmm1
 331        movss    .cz1,xmm2
 332        movss    .cz2,xmm3
 333
 334        add      ecx,1
 335        cmp      cx,.y3
 336        jl       .rpt_loop2
 337
 338     .rpt_loop2_end:
 339
 340       add   esp,512
 341       pop   ebp
 342
 343 ret
 344 real_phong_line_z:
 345 ; in:
 346 ;    xmm0 - normal vector 1
 347 ;    xmm1 - normal vect 2
 348 ;    xmm3 - lo -> hi z1, z2 coords as dwords floats
 349 ;    xmm2 - lo -> hi y_min, y_max, x_min, x_max
 350 ;           as dword integers
 351 ;    xmm4 - normalized light vector
 352 ;    eax - x1
 353 ;    ebx - x2
 354 ;    ecx - y
 355 ;    edi - screen buffer
 356 ;    esi - z buffer filled with dd floats
 357
 358    push  ebp
 359    mov   ebp,esp
 360    sub   esp,160
 361    sub   ebp,16
 362    and   ebp,0xfffffff0
 363
 364  .n1 equ [ebp-16]
 365  .n2 equ [ebp-32]
 366  .lv equ [ebp-48]
 367  .lx1 equ [ebp-52]
 368  .lx2 equ [ebp-56]
 369  .z2 equ [ebp-60]
 370  .z1 equ [ebp-64]
 371  .screen equ [ebp-68]
 372  .zbuff  equ [ebp-72]
 373  .x_max  equ [ebp-74]
 374  .x_min  equ [ebp-76]
 375  .y_max  equ [ebp-78]
 376  .y_min  equ [ebp-80]
 377  .dn     equ [ebp-96]
 378  .dz     equ [ebp-100]
 379  .y      equ [ebp-104]
 380  .cnv    equ [ebp-128]
 381
 382         mov    .y,ecx
 383         packssdw xmm2,xmm2
 384         movq   .y_min,xmm2
 385         cmp    cx,.y_min
 386         jl     .end_rp_line
 387         cmp    cx,.y_max
 388         jge    .end_rp_line          ;
 389
 390         cmp     eax,ebx
 391         je      .end_rp_line
 392         jl      @f
 393         xchg    eax,ebx
 394         movaps  xmm7,xmm0
 395         movaps  xmm0,xmm1
 396         movaps  xmm1,xmm7
 397         shufps  xmm3,xmm3,11100001b
 398    @@:
 399
 400         cmp     ax,.x_max
 401         jge     .end_rp_line
 402         cmp     bx,.x_min
 403         jle     .end_rp_line
 404         movaps  .lv,xmm4
 405         movaps  .n1,xmm0
 406         movaps  .n2,xmm1
 407         mov     .lx1,eax
 408         mov     .lx2,ebx
 409         movlps  .z1,xmm3
 410
 411         sub     ebx,eax
 412         cvtsi2ss xmm7,ebx
 413         shufps  xmm7,xmm7,0
 414         subps   xmm1,xmm0
 415         divps   xmm1,xmm7
 416         movaps  .dn,xmm1
 417         psrldq  xmm3,4
 418         subss   xmm3,.z1
 419         divss   xmm3,xmm7
 420         movss   .dz,xmm3
 421
 422
 423
 424         mov      ebx,.lx1
 425         cmp      bx,.x_min     ; clipping on function4
 426         jge      @f
 427         movzx    eax,word .x_min
 428         sub      eax,ebx
 429         cvtsi2ss xmm7,eax
 430         shufps   xmm7,xmm7,0
 431         mulss    xmm3,xmm7
 432         mulps    xmm1,xmm7
 433         addss    xmm3,.z1
 434         addps    xmm1,.n1
 435         movsx    eax,word .x_min
 436         movss    .z1,xmm3
 437         movaps   .n1,xmm1
 438         mov      dword .lx1,eax
 439
 440       @@:
 441         movzx   eax,word .x_max
 442         cmp     .lx2,eax
 443         jl      @f
 444         mov     .lx2,eax
 445       @@:
 446         movzx   eax,word[size_x_var]
 447         mul     dword .y
 448       ;  mov     edx,.x1
 449         add     eax,.lx1
 450         shl     eax,2
 451         add     edi,eax
 452         add     esi,eax
 453
 454         mov     ecx,.lx2
 455         sub     ecx,.lx1
 456         movaps  xmm0,.n1
 457         movss   xmm2,.z1
 458
 459    .ddraw:
 460         movss    xmm7,xmm2
 461         cmpnltss xmm7,dword[esi]
 462         movd     eax,xmm7
 463         or       eax,eax
 464         jnz      .skip
 465         movss    [esi],xmm2
 466         movaps   xmm7,xmm0
 467         mulps    xmm7,xmm7 ; normalize
 468         haddps   xmm7,xmm7
 469         haddps   xmm7,xmm7
 470         rsqrtps  xmm7,xmm7
 471         mulps    xmm7,xmm0
 472         movaps   .cnv,xmm7
 473
 474         mov      edx,lights_aligned    ; lights - global variable
 475         xorps    xmm1,xmm1     ; instead global can be used .lv - light vect.
 476       @@:
 477         movaps    xmm6,[edx+16]
 478         movaps    xmm5,[edx]
 479         movaps    xmm3,[edx+48]
 480         andps     xmm5,[zero_hgst_dd]  ; global
 481
 482         mulps    xmm5,.cnv  ;.lv  ; last dword should be zeroed
 483         haddps   xmm5,xmm5
 484         haddps   xmm5,xmm5
 485    ;     mulps    xmm5,[env_const2]
 486    ;     maxps    xmm5,[dot_min]
 487    ;     minps    xmm5,[dot_max]
 488         movaps   xmm7,xmm5
 489       ;  mulps    xmm7,[env_const2]
 490      ;   mulps    xmm7,[env_const2]
 491      ;   maxps    xmm7,[dot_min]
 492      ;   minps    xmm7,[dot_max]
 493
 494         mulps    xmm7,xmm7
 495         mulps    xmm7,xmm7
 496         mulps    xmm5,xmm6
 497         mulps    xmm7,xmm7
 498         mulps    xmm7,xmm3
 499
 500         addps    xmm5,xmm7
 501         minps    xmm5,[mask_255f]   ; global
 502         maxps    xmm1,xmm5
 503      ;   movq     xmm3,[edx+20]    ; minimal color
 504      ;   punpcklwd xmm3,[minimum0]
 505      ;   cvtdq2ps xmm3,xmm3
 506      ;   maxps    xmm1,xmm3
 507         add      edx,64
 508         cmp      edx,lights_aligned_end    ; global
 509         jnz      @b
 510
 511         cvtps2dq xmm1,xmm1
 512         packssdw xmm1,xmm1
 513         packuswb xmm1,xmm1
 514         movd     [edi],xmm1
 515      .skip:
 516         add      edi,4
 517         add      esi,4
 518         addps    xmm0,.dn
 519         addss    xmm2,.dz
 520         sub      ecx,1
 521         jnz      .ddraw
 522
 523   .end_rp_line:
 524         add      esp,160
 525         pop      ebp
 526
 527 ret