Putkakilpailuun Luaa

#!/usr/bin/env lua

-- Lua

-- Kuvan mitat.
LEVEYS  = 192
KORKEUS = 128
KOKO    = 3 * LEVEYS * KORKEUS

-- Tämä funktio pakottaa keskimmäisen kolmesta argumentista kahden muun
-- välille. Se toimii oikein, kun viimeinen on suurempi kuin ensimmäinen.
function valille(ala, arvo, yla)
    if arvo < ala then arvo = ala end
    if arvo > yla then arvo = yla end
    return arvo
end

-- Tämä funktio luo uuden värin.
-- r = punainen, g= vihreä, b = sininen.
-- Sallitut arvot ovat 0-255.

function uusiVari(r, g, b)
    r, g, b = valille(0, r, 255), valille(0, g, 255), valille(0, b, 255)
    return {r = math.floor(r), g = math.floor(g), b = math.floor(b)}
end

-- Tämä taulukko on kuvan prototyyppi. Metataulukkomäärittelyn ja __index-
-- metametodin avulla sen ominaisuudet löytyvät metodilla Kuva:uusi
-- muodostetuista kuvista.

Kuva = {
    data = {}
}

for i = 1, KOKO do table.insert(Kuva.data, 0) end
Kuva.__index = Kuva

-- Tämä funktio on uuden kuvan muodostin. Puuttuva data täytetään arvoilla
-- prototyypistä.
function Kuva:uusi(data)
    data = data or {}
    local uusi = {}
    local pituus = #data
    local puuttuu = KOKO - pituus
    for i = 1, puuttuu do
        table.insert(data, Kuva.data[pituus+i])
    end
    assert(#data == KOKO)
    uusi.data = data
    setmetatable(uusi, Kuva)
    return uusi
end

-- Tämä funktio hakee yhden pisteen värin. Jos x ja y ovat kuvan
-- ulkopuolella, se palauttaa lähimmän pisteen kuvan reunalta.
function Kuva:hae(x, y)
    local x = math.floor(valille(1, x, LEVEYS))
    local y = math.floor(valille(1, y, KORKEUS))
    local i0 = 3 * (LEVEYS * (KORKEUS - y) + x) - 2
    return uusiVari(self.data[i0], self.data[i0+1], self.data[i0+2])
end

-- Tämä metodi asettaa yhden pisteen värin.
function Kuva:aseta(x, y, vari)
    x, y = math.floor(x), math.floor(y)
    if 1 <= x and x <= LEVEYS and 1 <= y and y <= KORKEUS then
        local i0 = 3 * (LEVEYS * (KORKEUS - y) + x) - 2
        self.data[i0]   = vari.b
        self.data[i0+1] = vari.g
        self.data[i0+2] = vari.r
    end
end

-- Tämä funktio tekee mallikuvan pohjalta lopullisen teoksen.
function muokkaa(malli)
    local teos = Kuva:uusi()
    -- Tämä silmukka kopioi mallikuvan teos-kuvaan siten, että kopioiden
    -- koko on yksi neljännes alkuperäisestä ja ne on peilattu kohdekuvan
    -- eri neljänneksiin väritettyinä.
    for x = 1, LEVEYS, 2 do
        for y = 1, KORKEUS, 2 do
            -- Tämä osa hakee neljän pikselin alueen.
            local v0 = malli:hae(x, y)
            local v1 = malli:hae(x+1, y)
            local v2 = malli:hae(x+1, y+1)
            local v3 = malli:hae(x, y+1)

            -- Tämä laskee pikselien keskiarvon.
            v0.r = math.floor((v0.r + v1.r + v2.r + v3.r) / 4)
            v0.g = math.floor((v0.g + v1.g + v2.g + v3.g) / 4)
            v0.b = math.floor((v0.b + v1.b + v2.b + v3.b) / 4)

            -- Tämä asettaa eri väriset pisteet eri neljänneksiin.
            local px, py = math.ceil(x/2), math.ceil(y/2)
            local pxPeili, pyPeili = LEVEYS + 1 - px, KORKEUS + 1 - py
            teos:aseta(px, py, v0)
            teos:aseta(pxPeili, py, uusiVari(v0.r/2, v0.g, v0.b))
            teos:aseta(pxPeili, pyPeili, uusiVari(v0.r, v0.g/2, v0.b))
            teos:aseta(px, pyPeili, uusiVari(v0.r, v0.g, v0.b/2))
        end
    end
    return teos
end

-- Tämä osa lukee mallikuvan.
local malliTiedosto = io.open('malli.bmp', 'rb')
if not malliTiedosto then
    error "Tiedostoa malli.bmp ei voitu lukea."
end

local data = malliTiedosto:read('*all')
if #data ~= 54 + KOKO then
    error "Tiedosto malli.bmp on viallinen."
end
malliTiedosto:close()

local otsikko = data:sub(1, 54)
local tavut = {}

for i = 55, #data do
    table.insert(tavut, data:byte(i))
end
assert(#tavut == KOKO)

-- Tämä muokkaa sen.
local teos = muokkaa(Kuva:uusi(tavut))

-- Tämä kirjoittaa uuden kuvan tiedostoon.
local teosTiedosto = io.open('teos.bmp', 'wb')
if not teosTiedosto then
    error "Tiedostoon teos.bmp ei voitu kirjoittaa."
end

teosTiedosto:write(otsikko)

for i = 1, #teos.data do
    teos.data[i] = string.char(teos.data[i])
end

teosTiedosto:write(table.concat(teos.data))
teosTiedosto:close()