/*
      PNG ファイル -> DIB 変換
             PNG2DIB.C                              2000.02 J.Baba

       /Zp オプションを付加してコンパイル

       libpng および、zlib ライブラリを使用
*/

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include "bmplib.h"
#include "png.h"

#define alpha_composite(composite, fg, alpha, bg) {                     \
    ushort temp = ((ushort)(fg)*(ushort)(alpha) +                       \
     (ushort)(bg)*(ushort)(255 - (ushort)(alpha)) + (ushort)128);       \
    (composite) = (uchar)((temp + (temp >> 8)) >> 8);                   \
}

DIB  png_read_dib_file( FILE *fp ) {
    static double LUT_exponent = 1.0;          /* lookup table */
    static double CRT_exponent = 2.2;          /* monitor */
    static uchar bg_red=0, bg_green=0, bg_blue=0; /* 特に処理しない */

    png_structp png_ptr = NULL;
    png_infop  info_ptr = NULL;
    uchar sig[8];
    long image_width, image_height;
    int  bit_depth, color_type;
    double display_exponent;
    double  gamma;
    int    num_palette = 0;
    png_color *palette;
    int    image_channels;
    ulong  image_rowbytes;
    uchar * image_data  = NULL;
    png_bytepp  row_pointers = NULL;

    DIB  dib;
    BITMAPINFOHEADER bi;
    uchar * wimage_data = NULL;
    ulong  wimage_rowbytes;
    int row, wrow=0, i;
    uchar *src, *dest, r, g, b, a;

    // (1) PNG の初期化とヘッダー情報の読込み

    /* ファイルの PNG サインをチェック */
    fread(sig, 1, 8, fp);
    if (!png_check_sig(sig, 8))  return NULL;

    /* PNG 構造体の取得 */
    png_ptr = png_create_read_struct(PNG_LIBPNG_VER_STRING, NULL, NULL, NULL);
    if (!png_ptr)  return NULL;

    /* PNG 情報構造体の取得 */
    info_ptr = png_create_info_struct(png_ptr);
    if (!info_ptr) {
        png_destroy_read_struct(&png_ptr, NULL, NULL);
        return NULL;
    }

    /* これ以降の内部エラーはここに戻り、エラーとして返される */
    if (setjmp(png_ptr->jmpbuf)) {
        if( image_data ) free( image_data );
        png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
        return NULL;
    }

    /* ファイルハンドルの設定 */
    png_init_io(png_ptr, fp);

    /* 情報ヘッダの読み込み */
    png_set_sig_bytes(png_ptr, 8);
    png_read_info(png_ptr, info_ptr);

    /* 必要な情報の取得 */
    png_get_IHDR(png_ptr, info_ptr, &image_width, &image_height,
        &bit_depth, &color_type, NULL, NULL, NULL);

    /* パレットがあれば、パレット情報を読む  */
    /*    （palette は、自分で開放しない事） */
    if( color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE ) {
        png_get_PLTE(png_ptr, info_ptr, &palette, &num_palette);
    }

    // (2) イメージデータを読む

    display_exponent = LUT_exponent * CRT_exponent;

    /* 16/chanel なら 8 ビットにして取り出す */
    if (bit_depth == 16)
        png_set_strip_16(png_ptr);

    /* ガンマ属性（通常持っていない） */
    if (png_get_gAMA(png_ptr, info_ptr, &gamma))
        png_set_gamma(png_ptr, display_exponent, gamma);

    /* すべての設定を登録 */
    png_read_update_info(png_ptr, info_ptr);

    /* イメージを格納するメモリーを割り当てる為の情報を取得 */
    image_rowbytes = png_get_rowbytes(png_ptr, info_ptr);
    image_channels = (int)png_get_channels(png_ptr, info_ptr);

    /* イメージを格納する為の、フラットな格納領域 */
    /* （別途、行データの配列(height)を用意する必要があります） */
    if ((image_data = (uchar *)malloc(image_rowbytes*image_height)) == NULL) {
        png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
        return NULL;
    }

    /* 行（ポインタ）の配列領域を確保 */
    if ((row_pointers = (png_bytepp)malloc(image_height*sizeof(png_bytep))) == NULL) {
        png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
        free(image_data);
        return NULL;
    }

    /* 行配列にフラット領域のそれぞれの位置を設定します */
    for (i = 0;  i < image_height;  ++i)
        row_pointers[i] = image_data + i*image_rowbytes;

    /* これで、イメージを読み込み出来る */
    png_read_image(png_ptr, row_pointers);

    /* 読込み後の後始末 */
    free(row_pointers);
    png_read_end(png_ptr, NULL);

    // (3) image_data を DIB に変換

    memset( &bi, 0, sizeof( BITMAPINFOHEADER ));
    bi.biSize     = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
    bi.biWidth    = image_width;
    bi.biHeight   = image_height;
    bi.biPlanes   = 1;

    /* 全て 24 bit カラーに直接変換する事も出来るが、*/
    /* パレットは、なるべく同じ形式に変換する。      */
    if( color_type == PNG_COLOR_TYPE_PALETTE ) {
        bi.biBitCount = bit_depth;
        bi.biClrUsed  = num_palette;
    } else bi.biBitCount = 24;

    /* DIB の領域を確保する */
    wimage_rowbytes = ((bi.biBitCount * bi.biWidth ) + 31) / 32 * 4;
    bi.biSizeImage = wimage_rowbytes * image_height;

    dib = malloc( bi.biSize+bi.biClrUsed*sizeof(RGBQUAD)+bi.biSizeImage );
    if( dib == NULL ) {
        png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
        free(image_data);
        return NULL;
    }

    memcpy( dib, &bi, sizeof( BITMAPINFOHEADER ));

    wimage_data = (char *)dib + sizeof( BITMAPINFOHEADER );

    /* パレットがあれば、DIB にコピー  */
    if( bi.biClrUsed ) {
        dest = wimage_data;
        for( i = 0; i < num_palette; i++ ) {
            *dest++ = palette[ i ].blue;
            *dest++ = palette[ i ].green;
            *dest++ = palette[ i ].red;
            *dest++ = 0;
        }
        wimage_data += num_palette * sizeof( RGBQUAD );
    }

    /* PNG のヘッダー情報は、もういらない */
    png_destroy_read_struct(&png_ptr, &info_ptr, NULL);
    
    /* イメージデータのコピー（上下が WINDOWS では逆） */
    for (row = image_height-1;  row >= 0;  row--, wrow++) {
        src  = image_data  + row  * image_rowbytes;
        dest = wimage_data + wrow * wimage_rowbytes;

        if (image_channels == 1) {     // パレット（またはグレースケール）
            for (i = (image_width * bit_depth + 7 ) / 8; i > 0; --i)
                *dest++ = *src++;

        } else if (image_channels == 3) {  // RGB
            for (i = image_width;  i > 0;  --i) {
                *dest++ = src[2];  // b
                *dest++ = src[1];  // g
                *dest++ = src[0];  // r
                src += 3;
            }
        } else /* if (image_channels == 4) */ {   // RGBA
            // アルファチャネル（透明度）を持つ場合
            // bgcolor がこのプログラムでは、黒(0,0,0)固定なので、注意
            for (i = image_width;  i > 0;  --i) {
                r = *src++;
                g = *src++;
                b = *src++;
                a = *src++;
                if (a == 255) {
                    *dest++ = b;
                    *dest++ = g;
                    *dest++ = r;
                } else if (a == 0) {
                    *dest++ = bg_blue;
                    *dest++ = bg_green;
                    *dest++ = bg_red;
                } else {
                    alpha_composite(*dest++, b, a, bg_blue);
                    alpha_composite(*dest++, g, a, bg_green);
                    alpha_composite(*dest++, r, a, bg_red);
                }
            }
        }
    }

    free( image_data );
    return( dib );
}