Fixed数据类型
在处理图形运算,特别是3D图形生成运算时,往往要定义一个Fixed数据类型,我称它为定点数,定点数其时就是一个整形数据类型,他的作用就是把所有数进行转换,从而得到相应类型的整型表达,然后使用定点数进行整行运算,取到最终值并将其转换回实际的基本数据类型。因此它是通过避免大量的浮点运算来加快图形处理的一个方式。
现在来定义下定点数的转换法则,定点数有8位单字节转换或16位双字节转换:区别只是一个要8移位,一个要做16移位
8位
typedef long FIXED; // long型定点类型
#define itofx(i_x) ((i_x) << 8) // 整转定点
#define ftofx(f_x) (long)((f_x) * 256) // 浮点转定点
#define dtofx(d_x) (long)((d_x) * 256) // 双精度转定点
#define fxtoi(fx_x) ((fx_x) >> 8) // 定点转整
#define fxtof(fx_x) ((float) (fx_x) / 256) // 定点转浮点
#define fxtod(fx_x) ((double)(fx_x) / 256) // 定点转双精度
#define Mulfx(fx_x,fx_y) (((fx_x) * (fx_y)) >> 8) // 定点积得定点
#define Divfx(fx_x,fx_y) (((fx_x) << 8) / (fx_y)) // 定点除得定点
16位
typedef int FIXED; // long型定点类型
#define itofx(i_x) ((i_x) << 16) // 整转定点
#define ftofx(f_x) (long)((f_x) * 65536) // 浮点转定点
#define dtofx(d_x) (long)((d_x) * 65536) // 双精度转定点
#define fxtoi(fx_x) ((fx_x) >> 16) // 定点转整
#define fxtof(fx_x) ((float) (fx_x) / 65536) // 定点转浮点
#define fxtod(fx_x) ((double)(fx_x) / 65536) // 定点转双精度
#define Mulfx(fx_x,fx_y) (((fx_x) * (fx_y)) >> 16) // 定点积得定点
#define Divfx(fx_x,fx_y) (((fx_x) << 16) / (fx_y)) // 定点除得定点
3D图形计算一般会用到16位的,2D图形计算一般会用到8位的,本着实用的原则定义定点数类型
Fixed是业界使用最广的一种类型,他并没有在标准C或者其他语言中定义,程序员可以灵活的使用Fixed类型,可以定义自己想要的Fixed类型。那么什么是Fixed类型呢?Fixed类型是用来取代浮点,使用4字节的高2个字节表示整数位,低2个字节表示浮点位。每个字节有8个bit位,4个字节32个bit位,因此,我们把这种Fixed称为16.16Fixed。当然,也有使用24.8的Fixed,这就要看需求和精确度了。比如Fixed中的数字1,就是65536,也就是(1<<16)。这里用了位移公式,就是将1左移16位,也就是2个字节,左移16等于剩以65536,只不过位移来的非常快,快过加法。(这里理解不了就算了)比如数字32.5,等于(32<<16)|32768,等于32*65536+32768。为什么要这么麻烦呢?有了Fixed,就好像操作整数一样,都是整数运算了。Fixed的四舍五入也很简单,比如我们将X四舍五入到整数类型,就是(X+32768)>>16。32768就是半个Fixed的1,也就是浮点的0.5。右移16位就是除以65536,为的是将高2字节移到正常的整数位上。我都说晕了,以后慢慢解释给大家,呵呵。
Fixed类型说了一堆,究竟来做什么的?
比如上例中,Y轴每次都要偏移0.4,而这个数是个浮点,严重影响了运算速度。比如,我们后台有一个数,用来计量Y轴本次的坐标,就叫做变量YY吧。X每次都加1,也就是XX++,Y每次加0.4,也就是YY+=0.4。为了提高速度,我们将YY升级到Fixed类型,YY每次加Fixed的0.4,也就是0.4*65536=26214,然后再四舍五入到整数类型,即YY+=26214,Y=(YY+32768)>>16。这样,就得到了每次的整数Y,并且都是整数的加减和位运算,速度非常快