mirror of
https://github.com/italicsjenga/slang-shaders.git
synced 2024-11-26 01:11:32 +11:00
Add a NTSC NES color decoder shader, based on Bisqwit's code
This commit is contained in:
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33c86b16dc
commit
aa3638d4ec
139
misc/nes-color-decoder-alt.slang
Normal file
139
misc/nes-color-decoder-alt.slang
Normal file
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@ -0,0 +1,139 @@
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#version 450
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NES NTSC Color Decoder shader
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Ported from Bisqwit's C++ NES Palette Generator
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https://forums.nesdev.com/viewtopic.php?p=85060#p85060
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Use with Nestopia or FCEUmm libretro cores with the palette set to 'raw'.
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*/
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layout(std140, set = 0, binding = 0) uniform UBO
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{
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mat4 MVP;
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vec4 OutputSize;
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vec4 OriginalSize;
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vec4 SourceSize;
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uint FrameCount;
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} global;
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layout(push_constant) uniform Push
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{
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float saturation;
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float hue_tweak;
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float contrast;
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float brightness;
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float gamma;
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} params;
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#pragma parameter saturation "Saturation" 1.0 0.0 5.0 0.05
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#pragma parameter hue_tweak "Hue" 0.0 -10.0 10.0 0.05
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||||||
|
#pragma parameter contrast "Contrast" 1.0 0.0 2.0 0.05
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||||||
|
#pragma parameter brightness "Brightness" 1.0 0.0 2.0 0.05
|
||||||
|
#pragma parameter gamma "Gamma" 1.8 1.0 2.5 0.05
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#define saturation params.saturation
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#define hue_tweak params.hue_tweak
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#define contrast params.contrast
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#define brightness params.brightness
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#define gamma params.gamma
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bool wave (int p, int color)
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{
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return ((color + p + 8) % 12 < 6);
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}
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float gammafix (float f)
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{
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return f < 0.0 ? 0.0 : pow(f, 2.2 / gamma);
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}
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vec3 MakeRGBColor(int emphasis, int level, int color)
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{
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float y = 0.0;
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float i = 0.0;
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float q = 0.0;
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float r = 0.0;
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float g = 0.0;
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float b = 0.0;
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// Voltage levels, relative to synch voltage
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float black = 0.518;
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|
float white = 1.962;
|
||||||
|
float attenuation = 0.746;
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||||||
|
const float levels[8] = float[] ( 0.350 , 0.518, 0.962, 1.550,
|
||||||
|
1.094, 1.506, 1.962, 1.962);
|
||||||
|
|
||||||
|
float low = levels[level + 4 * int(color == 0)];
|
||||||
|
float high = levels[level + 4 * int(color < 13)];
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// Calculate the luma and chroma by emulating the relevant circuits:
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for(int p = 0; p < 12; p++) // 12 clock cycles per pixel.
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{
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// NES NTSC modulator (square wave between two voltage levels):
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float spot = wave(p, color) ? high : low;
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// De-emphasis bits attenuate a part of the signal:
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if ((bool(emphasis & 1) && wave(p, 12)) ||
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(bool(emphasis & 2) && wave(p, 4)) ||
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||||||
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(bool(emphasis & 4) && wave(p, 8)))
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{
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spot *= attenuation;
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}
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// Normalize:
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float v = (spot - black) / (white - black);
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// Ideal TV NTSC demodulator:
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// Apply contrast/brightness
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v = (v - 0.5) * contrast + 0.5;
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v *= (brightness / 12.0);
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|
y += v;
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||||||
|
i += v * cos((3.141592653 / 6.0) * (p + hue_tweak) );
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||||||
|
q += v * sin((3.141592653 / 6.0) * (p + hue_tweak) );
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}
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i *= saturation;
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q *= saturation;
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|
// Convert YIQ into RGB according to a commonly used conversion matrix.
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|
r = clamp((1.0 * gammafix(y + 0.956 * i + 0.621 * q)), 0, 1.0);
|
||||||
|
g = clamp((1.0 * gammafix(y + -0.272 * i + -0.647 * q)), 0, 1.0);
|
||||||
|
b = clamp((1.0 * gammafix(y + -1.105 * i + 1.702 * q)), 0, 1.0);
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|
return vec3(r,g,b);
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}
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#pragma stage vertex
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|
layout(location = 0) in vec4 Position;
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|
layout(location = 1) in vec2 TexCoord;
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|
layout(location = 0) out vec2 vTexCoord;
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|
layout(location = 1) out float colorPhase;
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void main()
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{
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|
gl_Position = global.MVP * Position;
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|
vTexCoord = TexCoord;
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|
}
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#pragma stage fragment
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layout(location = 0) in vec2 vTexCoord;
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|
layout(location = 1) in float colorPhase;
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|
layout(location = 0) out vec4 FragColor;
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|
layout(set = 0, binding = 2) uniform sampler2D Source;
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void main()
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{
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|
vec4 c = texture(Source, vTexCoord.xy);
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||||||
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||||||
|
// Extract the chroma, level, and emphasis from the normalized RGB triplet
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||||||
|
int color = int(floor((c.r * 15.0) + 0.5));
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||||||
|
int level = int(floor((c.g * 3.0) + 0.5));
|
||||||
|
int emphasis = int(floor((c.b * 7.0) + 0.5));
|
||||||
|
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||||||
|
vec3 out_color = MakeRGBColor(emphasis, level, color);
|
||||||
|
FragColor = vec4(out_color, 1.0);
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|
}
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139
misc/nes-color-decoder-sony.slang
Normal file
139
misc/nes-color-decoder-sony.slang
Normal file
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@ -0,0 +1,139 @@
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#version 450
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/*
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|
NES NTSC Color Decoder shader
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Ported from Bisqwit's C++ NES Palette Generator
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|
https://forums.nesdev.com/viewtopic.php?p=85060#p85060
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||||||
|
Use with Nestopia or FCEUmm libretro cores with the palette set to 'raw'.
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|
*/
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|
layout(std140, set = 0, binding = 0) uniform UBO
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{
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mat4 MVP;
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vec4 OutputSize;
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vec4 OriginalSize;
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vec4 SourceSize;
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|
uint FrameCount;
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} global;
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layout(push_constant) uniform Push
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{
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float saturation;
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float hue_tweak;
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float contrast;
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float brightness;
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float gamma;
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} params;
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#pragma parameter saturation "Saturation" 1.0 0.0 5.0 0.05
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|
#pragma parameter hue_tweak "Hue" 0.0 -10.0 10.0 0.05
|
||||||
|
#pragma parameter contrast "Contrast" 1.0 0.0 2.0 0.05
|
||||||
|
#pragma parameter brightness "Brightness" 1.0 0.0 2.0 0.05
|
||||||
|
#pragma parameter gamma "Gamma" 1.8 1.0 2.5 0.05
|
||||||
|
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#define saturation params.saturation
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#define hue_tweak params.hue_tweak
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#define contrast params.contrast
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|
#define brightness params.brightness
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#define gamma params.gamma
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bool wave (int p, int color)
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{
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return ((color + p + 8) % 12 < 6);
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}
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float gammafix (float f)
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{
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return f < 0.0 ? 0.0 : pow(f, 2.2 / gamma);
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|
}
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||||||
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vec3 MakeRGBColor(int emphasis, int level, int color)
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|
{
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float y = 0.0;
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||||||
|
float i = 0.0;
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||||||
|
float q = 0.0;
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||||||
|
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||||||
|
float r = 0.0;
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||||||
|
float g = 0.0;
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||||||
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float b = 0.0;
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||||||
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||||||
|
// Voltage levels, relative to synch voltage
|
||||||
|
float black = 0.518;
|
||||||
|
float white = 1.962;
|
||||||
|
float attenuation = 0.746;
|
||||||
|
const float levels[8] = float[] ( 0.350 , 0.518, 0.962, 1.550,
|
||||||
|
1.094, 1.506, 1.962, 1.962);
|
||||||
|
|
||||||
|
float low = levels[level + 4 * int(color == 0)];
|
||||||
|
float high = levels[level + 4 * int(color < 13)];
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||||||
|
|
||||||
|
// Calculate the luma and chroma by emulating the relevant circuits:
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|
for(int p = 0; p < 12; p++) // 12 clock cycles per pixel.
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|
{
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|
// NES NTSC modulator (square wave between two voltage levels):
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float spot = wave(p, color) ? high : low;
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|
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||||||
|
// De-emphasis bits attenuate a part of the signal:
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||||||
|
if ((bool(emphasis & 1) && wave(p, 12)) ||
|
||||||
|
(bool(emphasis & 2) && wave(p, 4)) ||
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|
(bool(emphasis & 4) && wave(p, 8)))
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|
{
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|
spot *= attenuation;
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}
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// Normalize:
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float v = (spot - black) / (white - black);
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// Ideal TV NTSC demodulator:
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// Apply contrast/brightness
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v = (v - 0.5) * contrast + 0.5;
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|
v *= (brightness / 12.0);
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|
y += v;
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||||||
|
i += v * cos((3.141592653 / 6.0) * (p + hue_tweak) );
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||||||
|
q += v * sin((3.141592653 / 6.0) * (p + hue_tweak) );
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}
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i *= saturation;
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q *= saturation;
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|
// Convert YIQ into RGB according to the Sony CXA2025AS US decoder matrix.
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r = clamp((1.0 * gammafix(y + 1.630 * i + 0.317 * q)), 0, 1.0);
|
||||||
|
g = clamp((1.0 * gammafix(y + -0.378 * i + -0.466 * q)), 0, 1.0);
|
||||||
|
b = clamp((1.0 * gammafix(y + -1.089 * i + 1.677 * q)), 0, 1.0);
|
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|
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|
return vec3(r,g,b);
|
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|
}
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#pragma stage vertex
|
||||||
|
layout(location = 0) in vec4 Position;
|
||||||
|
layout(location = 1) in vec2 TexCoord;
|
||||||
|
layout(location = 0) out vec2 vTexCoord;
|
||||||
|
layout(location = 1) out float colorPhase;
|
||||||
|
|
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|
void main()
|
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|
{
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|
gl_Position = global.MVP * Position;
|
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|
vTexCoord = TexCoord;
|
||||||
|
}
|
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|
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#pragma stage fragment
|
||||||
|
layout(location = 0) in vec2 vTexCoord;
|
||||||
|
layout(location = 1) in float colorPhase;
|
||||||
|
layout(location = 0) out vec4 FragColor;
|
||||||
|
layout(set = 0, binding = 2) uniform sampler2D Source;
|
||||||
|
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||||||
|
void main()
|
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|
{
|
||||||
|
vec4 c = texture(Source, vTexCoord.xy);
|
||||||
|
|
||||||
|
// Extract the chroma, level, and emphasis from the normalized RGB triplet
|
||||||
|
int color = int(floor((c.r * 15.0) + 0.5));
|
||||||
|
int level = int(floor((c.g * 3.0) + 0.5));
|
||||||
|
int emphasis = int(floor((c.b * 7.0) + 0.5));
|
||||||
|
|
||||||
|
vec3 out_color = MakeRGBColor(emphasis, level, color);
|
||||||
|
FragColor = vec4(out_color, 1.0);
|
||||||
|
}
|
139
misc/nes-color-decoder.slang
Normal file
139
misc/nes-color-decoder.slang
Normal file
|
@ -0,0 +1,139 @@
|
||||||
|
#version 450
|
||||||
|
|
||||||
|
/*
|
||||||
|
NES NTSC Color Decoder shader
|
||||||
|
Ported from Bisqwit's C++ NES Palette Generator
|
||||||
|
https://forums.nesdev.com/viewtopic.php?p=85060#p85060
|
||||||
|
|
||||||
|
Use with Nestopia or FCEUmm libretro cores with the palette set to 'raw'.
|
||||||
|
*/
|
||||||
|
|
||||||
|
layout(std140, set = 0, binding = 0) uniform UBO
|
||||||
|
{
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|
mat4 MVP;
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||||||
|
vec4 OutputSize;
|
||||||
|
vec4 OriginalSize;
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|
vec4 SourceSize;
|
||||||
|
uint FrameCount;
|
||||||
|
} global;
|
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|
|
||||||
|
layout(push_constant) uniform Push
|
||||||
|
{
|
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|
float saturation;
|
||||||
|
float hue_tweak;
|
||||||
|
float contrast;
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||||||
|
float brightness;
|
||||||
|
float gamma;
|
||||||
|
} params;
|
||||||
|
|
||||||
|
#pragma parameter saturation "Saturation" 1.0 0.0 5.0 0.05
|
||||||
|
#pragma parameter hue_tweak "Hue" 0.0 -10.0 10.0 0.05
|
||||||
|
#pragma parameter contrast "Contrast" 1.0 0.0 2.0 0.05
|
||||||
|
#pragma parameter brightness "Brightness" 1.0 0.0 2.0 0.05
|
||||||
|
#pragma parameter gamma "Gamma" 1.8 1.0 2.5 0.05
|
||||||
|
|
||||||
|
#define saturation params.saturation
|
||||||
|
#define hue_tweak params.hue_tweak
|
||||||
|
#define contrast params.contrast
|
||||||
|
#define brightness params.brightness
|
||||||
|
#define gamma params.gamma
|
||||||
|
|
||||||
|
bool wave (int p, int color)
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{
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|
return ((color + p + 8) % 12 < 6);
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||||||
|
}
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|
||||||
|
float gammafix (float f)
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||||||
|
{
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|
return f < 0.0 ? 0.0 : pow(f, 2.2 / gamma);
|
||||||
|
}
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||||||
|
|
||||||
|
vec3 MakeRGBColor(int emphasis, int level, int color)
|
||||||
|
{
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|
float y = 0.0;
|
||||||
|
float i = 0.0;
|
||||||
|
float q = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
float r = 0.0;
|
||||||
|
float g = 0.0;
|
||||||
|
float b = 0.0;
|
||||||
|
|
||||||
|
// Voltage levels, relative to synch voltage
|
||||||
|
float black = 0.518;
|
||||||
|
float white = 1.962;
|
||||||
|
float attenuation = 0.746;
|
||||||
|
const float levels[8] = float[] ( 0.350 , 0.518, 0.962, 1.550,
|
||||||
|
1.094, 1.506, 1.962, 1.962);
|
||||||
|
|
||||||
|
float low = levels[level + 4 * int(color == 0)];
|
||||||
|
float high = levels[level + 4 * int(color < 13)];
|
||||||
|
|
||||||
|
// Calculate the luma and chroma by emulating the relevant circuits:
|
||||||
|
for(int p = 0; p < 12; p++) // 12 clock cycles per pixel.
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||||||
|
{
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||||||
|
// NES NTSC modulator (square wave between two voltage levels):
|
||||||
|
float spot = wave(p, color) ? high : low;
|
||||||
|
|
||||||
|
// De-emphasis bits attenuate a part of the signal:
|
||||||
|
if ((bool(emphasis & 1) && wave(p, 12)) ||
|
||||||
|
(bool(emphasis & 2) && wave(p, 4)) ||
|
||||||
|
(bool(emphasis & 4) && wave(p, 8)))
|
||||||
|
{
|
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|
spot *= attenuation;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
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||||||
|
// Normalize:
|
||||||
|
float v = (spot - black) / (white - black);
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||||||
|
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||||||
|
// Ideal TV NTSC demodulator:
|
||||||
|
// Apply contrast/brightness
|
||||||
|
v = (v - 0.5) * contrast + 0.5;
|
||||||
|
v *= (brightness / 12.0);
|
||||||
|
|
||||||
|
y += v;
|
||||||
|
i += v * cos((3.141592653 / 6.0) * (p + hue_tweak) );
|
||||||
|
q += v * sin((3.141592653 / 6.0) * (p + hue_tweak) );
|
||||||
|
|
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|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
i *= saturation;
|
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|
q *= saturation;
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// Convert YIQ into RGB according to FCC-sanctioned conversion matrix.
|
||||||
|
r = clamp((1.0 * gammafix(y + 0.946882 * i + 0.623557 * q)), 0, 1.0);
|
||||||
|
g = clamp((1.0 * gammafix(y + -0.274788 * i + -0.635691 * q)), 0, 1.0);
|
||||||
|
b = clamp((1.0 * gammafix(y + -1.108545 * i + 1.709007 * q)), 0, 1.0);
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||||||
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return vec3(r,g,b);
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}
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#pragma stage vertex
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layout(location = 0) in vec4 Position;
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layout(location = 1) in vec2 TexCoord;
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layout(location = 0) out vec2 vTexCoord;
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layout(location = 1) out float colorPhase;
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void main()
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{
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gl_Position = global.MVP * Position;
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vTexCoord = TexCoord;
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}
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#pragma stage fragment
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layout(location = 0) in vec2 vTexCoord;
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|
layout(location = 1) in float colorPhase;
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layout(location = 0) out vec4 FragColor;
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layout(set = 0, binding = 2) uniform sampler2D Source;
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void main()
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{
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vec4 c = texture(Source, vTexCoord.xy);
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// Extract the chroma, level, and emphasis from the normalized RGB triplet
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int color = int(floor((c.r * 15.0) + 0.5));
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||||||
|
int level = int(floor((c.g * 3.0) + 0.5));
|
||||||
|
int emphasis = int(floor((c.b * 7.0) + 0.5));
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||||||
|
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||||||
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vec3 out_color = MakeRGBColor(emphasis, level, color);
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||||||
|
FragColor = vec4(out_color, 1.0);
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||||||
|
}
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23
ntsc/ntsc-nes.slangp
Normal file
23
ntsc/ntsc-nes.slangp
Normal file
|
@ -0,0 +1,23 @@
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||||||
|
shaders = 3
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||||||
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shader0 = ../misc/nes-color-decoder.slang
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shader1 = shaders/ntsc-pass1-composite-3phase.slang
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shader2 = shaders/ntsc-pass2-3phase.slang
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filter_linear0 = false
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filter_linear1 = false
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filter_linear2 = false
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scale_type0 = source
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scale0 = 1.0
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scale_type_x1 = absolute
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scale_type_y1 = source
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scale_x1 = 1024
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|
scale_y1 = 1.0
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|
frame_count_mod1 = 2
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float_framebuffer1 = true
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scale_type2 = source
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scale_x2 = 0.5
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||||||
|
scale_y2 = 1.0
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||||||
|
|
7
presets/nes-color-decoder+pixellate.slangp
Normal file
7
presets/nes-color-decoder+pixellate.slangp
Normal file
|
@ -0,0 +1,7 @@
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||||||
|
shaders = "2"
|
||||||
|
shader0 = ../misc/nes-color-decoder.slang
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||||||
|
shader1 = ../retro/shaders/pixellate.slang
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||||||
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||||||
|
filter_linear0 = "false"
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||||||
|
scale_type0 = "source"
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|
scale0 = "1.000000"
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