GraphicsMagick 的 OpenCL 开发记录（二十八）

<2022-04-21 周四>

如何写ScaleImage()的硬件加速函数（二）

搞了一天也没有搞出来kernel函数怎么写，还得仔细分析一下ScaleImage()函数流程：

1. 从GraphicsMagick的ScaleImage()入手，它比ImageMagick好懂。
2. 大循环的第一个if-else分支处理Y方向，即垂直方向，它用到两个动态数组x_vector和y_vector，它们的长度相等，都是原图的宽度，y_scale小于1是缩小，y_scale大于1是放大，不管是放大还是缩小，都会先读一行原图像素放到x_vector中。
3. 如果是缩小的话，各像素乘以y_scale的结果存放到y_vector中，可能会继续读取下一行原图进行累积计算。
4. 如果是放大的话，会将y_vector+y_span*x_vector的结果放到一个临时变量pixel中，之所以要放到pixel中是因为要处理计算结果大于255.0的情况，且可能y_vector在这里首次被使用，所以它申请内存时必须初始始化为0，所以它用的是MagickAllocateClearedArray()函数。

y_vector=MagickAllocateClearedArray(DoublePixelPacket *,
                                    image->columns,sizeof(DoublePixelPacket));

5. pixel的结果是存到s中，而s=scanline;，且scanline=x_vector;，所以到这里x_vector存放的是Y方向的处理结果。
6. 然后这里到第二个if-else分支，即处理X方向，代码同第一个if-else分支大同小异，但要注意else，它有一个稍大的循环。最终结果存在t即scale_scanline中。
7. scale_scanline是以一个以目标宽度为长度的动态数组。

我尝试写的kernel函数模仿了ScaleImage()的很多代码，实际上不能工作，以试着重新理解opencl的方式，理解work-group和work-item，仅有的收获在：

STRINGIFY(
__kernel // __attribute__((reqd_work_group_size(256, 1, 1)))
  void ScaleFilter(const __global CLQuantum *inputImage, const unsigned int matte_or_cmyk,
    const unsigned int inputColumns, const unsigned int inputRows, __global CLQuantum *filteredImage,
    const unsigned int filteredColumns, const unsigned int filteredRows,
    const float resizeFilterScale,
    __local CLQuantum *inputImageCache, const int numCachedPixels,
    const unsigned int pixelPerWorkgroup, const unsigned int pixelChunkSize,
    __local float4 *outputPixelCache, __local float *densityCache, __local float *gammaCache)
{
  const int x=get_global_id(0);
  const int y=get_global_id(1);
  const unsigned int columns=get_global_size(0);
  int cy=y;

  float4 pixel=ReadAllChannels(inputImage,4,columns,x,cy);

  pixel/=4.5;
  WriteAllChannels(filteredImage,4,filteredColumns,
    x*filteredColumns/inputColumns,y*filteredRows/inputRows,pixel);
}
)

似乎生成的图片没有变形，我加了pixel/=4.5;这行代码是为了调试方便，它的效果是使图片变暗。仅此简单的代码也能完成缩放功能（备注：缩小没问题，放大不行），但是WriteAllChannels()的x和y坐标要从work-item的视角看work-group，目前只能以x*filteredColumns/inputColumns和y*filteredRows/inputRows来代替，以验证我对work-group和work-item的理解，从上面的代码看，我似乎理解了一些。

参照下面的ImageMagick代码理解：

__kernel void Contrast(__global CLQuantum *image,
  const unsigned int number_channels,const int sign)
{
  const int x=get_global_id(0);
  const int y=get_global_id(1);
  const unsigned int columns=get_global_size(0);

  float4 pixel=ReadAllChannels(image,number_channels,columns,x,y);
  if (number_channels < 3)
    pixel.y=pixel.z=pixel.x;

  pixel=ConvertRGBToHSB(pixel);
  float brightness=pixel.z;
  brightness+=0.5f*sign*(0.5f*(sinpi(brightness-0.5f)+1.0f)-brightness);
  brightness=clamp(brightness,0.0f,1.0f);
  pixel.z=brightness;
  pixel=ConvertHSBToRGB(pixel);

  WriteAllChannels(image,number_channels,columns,x,y,pixel);
}
)

此外我觉得没有必要学AccelerateResizeImage()函数去增加filteredImageBuffer变量，可以学ImageMagick的AccelerateContrastImage()函数，在ComputeContrastImage()中直接调用kernel函数，这样可以少一层函数调用。

commit：fake run: AccelerateScaleImage(), still trying, with a little bit of progress。