rgb332.md

   1 # RGB332
   2
   3 RGB332 is a general 256 color [palette](palette.md) that encodes one color with 1 [byte](byte.md) (i.e. 8 [bits](bit.md)): 3 bits (highest) for red, 3 bits for green and 2 bits (lowest) for blue (as human eye is least sensitive to blue we choose to allocate fewest bits to blue). RGB332 is an implicit palette -- it doesn't have to be stored in memory (though doing so also has justifications) because the color index itself determines the color and vice versa. Compared to the classic 24 bit RGB (which assigns 8 bits to each of the RGB components), RGB332 is very "[KISS](kiss.md)/[suckless](suckless.md)" and often [good enough](good_enough.md) (especially with [dithering](dithering.md)) as it saves memory, avoids headaches with [endianness](byte_sex.md) and represents each color with just a single number (as opposed to 3), so it is often used in simple and limited computers such as [embedded](embedded.md). It is also in the [public domain](public_domain.md), unlike some other palettes, so it's additionally a legally safe choice. RGB332 also has a "sister palette" called [RGB565](rgb565.md) which uses two bytes instead of one and so offers many more colors.
   4
   5 A disadvantage of plain 332 palette lies in the linearity of each component's intensity, i.e. lack of [gamma correction](gamma_correction.md), so there are too many almost indistinguishable bright colors while too few darker ones { TODO: does a gamma corrected 332 exist? make it? ~drummyfish }. Another disadvantage is the non-alignment of the blue component with red and green components, i.e. while R/G components have 8 levels of intensity and so step from 0 to 255 by 36.4, the B component only has 4 levels and steps by exactly 85, which makes it impossible to create exact shades of grey (which of course have to have all R, G and B components equal).
   6
   7 The RGB values of the 332 palette are following:
   8
   9 ```
  10 #000000 #000055 #0000aa #0000ff #002400 #002455 #0024aa #0024ff
  11 #004800 #004855 #0048aa #0048ff #006d00 #006d55 #006daa #006dff
  12 #009100 #009155 #0091aa #0091ff #00b600 #00b655 #00b6aa #00b6ff
  13 #00da00 #00da55 #00daaa #00daff #00ff00 #00ff55 #00ffaa #00ffff
  14 #240000 #240055 #2400aa #2400ff #242400 #242455 #2424aa #2424ff
  15 #244800 #244855 #2448aa #2448ff #246d00 #246d55 #246daa #246dff
  16 #249100 #249155 #2491aa #2491ff #24b600 #24b655 #24b6aa #24b6ff
  17 #24da00 #24da55 #24daaa #24daff #24ff00 #24ff55 #24ffaa #24ffff
  18 #480000 #480055 #4800aa #4800ff #482400 #482455 #4824aa #4824ff
  19 #484800 #484855 #4848aa #4848ff #486d00 #486d55 #486daa #486dff
  20 #489100 #489155 #4891aa #4891ff #48b600 #48b655 #48b6aa #48b6ff
  21 #48da00 #48da55 #48daaa #48daff #48ff00 #48ff55 #48ffaa #48ffff
  22 #6d0000 #6d0055 #6d00aa #6d00ff #6d2400 #6d2455 #6d24aa #6d24ff
  23 #6d4800 #6d4855 #6d48aa #6d48ff #6d6d00 #6d6d55 #6d6daa #6d6dff
  24 #6d9100 #6d9155 #6d91aa #6d91ff #6db600 #6db655 #6db6aa #6db6ff
  25 #6dda00 #6dda55 #6ddaaa #6ddaff #6dff00 #6dff55 #6dffaa #6dffff
  26 #910000 #910055 #9100aa #9100ff #912400 #912455 #9124aa #9124ff
  27 #914800 #914855 #9148aa #9148ff #916d00 #916d55 #916daa #916dff
  28 #919100 #919155 #9191aa #9191ff #91b600 #91b655 #91b6aa #91b6ff
  29 #91da00 #91da55 #91daaa #91daff #91ff00 #91ff55 #91ffaa #91ffff
  30 #b60000 #b60055 #b600aa #b600ff #b62400 #b62455 #b624aa #b624ff
  31 #b64800 #b64855 #b648aa #b648ff #b66d00 #b66d55 #b66daa #b66dff
  32 #b69100 #b69155 #b691aa #b691ff #b6b600 #b6b655 #b6b6aa #b6b6ff
  33 #b6da00 #b6da55 #b6daaa #b6daff #b6ff00 #b6ff55 #b6ffaa #b6ffff
  34 #da0000 #da0055 #da00aa #da00ff #da2400 #da2455 #da24aa #da24ff
  35 #da4800 #da4855 #da48aa #da48ff #da6d00 #da6d55 #da6daa #da6dff
  36 #da9100 #da9155 #da91aa #da91ff #dab600 #dab655 #dab6aa #dab6ff
  37 #dada00 #dada55 #dadaaa #dadaff #daff00 #daff55 #daffaa #daffff
  38 #ff0000 #ff0055 #ff00aa #ff00ff #ff2400 #ff2455 #ff24aa #ff24ff
  39 #ff4800 #ff4855 #ff48aa #ff48ff #ff6d00 #ff6d55 #ff6daa #ff6dff
  40 #ff9100 #ff9155 #ff91aa #ff91ff #ffb600 #ffb655 #ffb6aa #ffb6ff
  41 #ffda00 #ffda55 #ffdaaa #ffdaff #ffff00 #ffff55 #ffffaa #ffffff
  42 ```
  43
  44 ## Operations
  45
  46 Here are [C](c.md) functions for converting RGB332 to RGB24 and back:
  47
  48 ```
  49 unsigned char rgbTo332(unsigned char red, unsigned char green, unsigned char blue)
  50 {
  51   return ((red / 32) << 5) | ((green / 32) << 2) | (blue / 64);
  52 }
  53
  54 void rgbFrom332(unsigned char colorIndex, unsigned char *red, unsigned char *green, unsigned char *blue)
  55 {
  56   unsigned char value = (colorIndex >> 5) & 0x07;
  57   *red = value != 7 ? value * 36 : 255;
  58
  59   value = (colorIndex >> 2) & 0x07;
  60   *green = value != 7 ? value * 36 : 255;
  61
  62   value = colorIndex & 0x03;
  63   *blue = (value != 3) ? value * 72 : 255;
  64 }
  65 ```
  66
  67 NOTE on `rgbFrom332`: a quick naive idea on getting the 8bit values for R, G and B components out of RGB332 color is to simply take the bits and pad them with zeros from bottom to the 8bit values -- though that will somewhat work, it won't be completely correct; consider e.g. an input value `11100000` where R is `111`, i.e. at maximum -- by padding this to `11100000` we however don't get the desired maximum value `11111111` (if we pad with 1s we'll have the same problem for the zero value). This is why the code isn't as simple as the `rgbTo332` function where we really do just chop off the unneeded bits.
  68
  69 Addition/subtraction of two RGB332 colors can be performed by simply adding/subtracting the two color values as long as no over/underflow occurs in either component -- by adding the values we basically perform a parallel addition/subtraction of all three components with only one operation. Unfortunately checking for when exactly such overflow occurs is not easy to do quickly { Or is it? ~drummyfish }, but to rule out e.g. an overflow with addition we may for example check whether the highest bit of each component in both colors to be added is 0 (i.e. `if (((color1 & 0x92) | (color2 & 0x92)) == 0) newColor = color1 + color2;`). { Code untested. ~drummyfish }
  70
  71 Addition/subtraction of colors can also be [approximated](approximation.md) in a very fast way using the [OR](or.md)/[AND](and.md) operation instead of arithmetic addition/subtraction -- however this only works sometimes (check visually). For example if you need to quickly brighten/darken all pixels in a 332 image, you can just OR/AND each pixel with these values:
  72
  73 ```
  74 brighten by more:  doesn't really work anymore
  75 brighten by 3:     | 0x6d  (011 011 01)
  76 brighten by 2:     | 0x49  (010 010 01)
  77 brighten by 1:     | 0x24  (001 001 00)
  78 darken by 1:       & 0xdb  (110 110 11)
  79 darken by 2:       & 0xb6  (101 101 10)
  80 darken by 3:       & 0x92  (100 100 10)
  81 darken by more:    doesn't really work anymore
  82 ```
  83
  84 Division by power of two is also fairly fast, you may simply shift the whole value right and zero appropriate bits, for example to darken a color twice you can just do `(color >> 1) & 0x6d` { Again code untested sorry. ~drummyfish }. Multiplying by power of two is not as simple though (consider e.g. a value `1011` shifted left once will result in a smaller value `0110`; you may still try some tricks like a bitwise or with the previous value but that will already be an approximation);
  85
  86 { TODO: Would it be possible to accurately add two 332 colors by adding all components in parallel using bitwise operators somehow? I briefly tried but the result seemed too complex to be worth it though. ~drummyfish }
  87
  88 Inverting a 332 color is done simply by inverting all bits in the color value.
  89
  90 TODO: blending?
  91
  92 ## See Also
  93
  94 - [RGB565](rgb565.md)
  95 - [palette](palette.md)
  96 - [grayscale](grayscale.md)