AVX2 consuming bytes whilst producing uints?

Slowly learning SIMD, but there are still some aspects that I cannot wrap my head around when trying to come up with SIMD solutions to a problem. One of those being when the input is smaller than the output.

As an example, lets say I have an 8 bit grayscale image. i.e each pixel is a byte in the range 0-255. And I now want to convert that to a pre-multiplied alpha image with a specified colour. So the input is an 8bit array (8 bit per pixel), but the output is a 32bit array (32 bit per pixel RGBA_8888).

So the arrays are not one to one. One byte in the grayscale array will be converted to 4 bytes in the colour array .

In scalar form, this would look like this :

 public class Test
 {
     const int ImageSize = 2048;
     const int ImageLength = ImageSize * ImageSize;
     private byte[] _bytesGray = new byte[ImageLength];
     private uint[] _pixelsRGBA = new uint[ImageLength];

     private const byte _colorR = 0xFF;
     private const byte _colorG = 0x01;
     private const byte _colorB = 0x02;
     private const byte _colorA = 0xFF;

     [GlobalSetup]
     public void Setup()
     {
         for (int i = 0; i < ImageLength; i++)
         {
             _bytesGray[i] = (byte)(i + 1);
             _pixelsRGBA[i] = 0;
         }
     }

     [Benchmark]
     public unsafe void GrayscaleToColor_Scalar()
     {
         fixed (byte* bytePtr = _bytesGray)
         fixed (uint* pixelPtr = _pixelsRGBA)
         {
             for (int i = 0; i < ImageLength; ++i)
             {
                 byte value = bytePtr[i];
                 byte r = (byte)((value * _colorR) >> 8);
                 byte g = (byte)((value * _colorG) >> 8);
                 byte b = (byte)((value * _colorB) >> 8);
                 byte a = (byte)((value * _colorA) >> 8);

                 pixelPtr[i] = (uint)(r << 24 & g << 16 & b << 8 & a);
             }
         }
     }
}

To process this in SIMD form, my thinking is that I want to process the _bytesGray array so I can take full advantage of the 256 vector register.

fixed (byte* valueBytes = _bytesGray)
{
    for (int i = 0; i < ImageLength; i += 32)
    {
        ...
    }
}

But as the input pixel is a byte and the output pixel is a uint, I think I would then need 4x Vectors. Where each vector contains 8 of the 32 bytes. But each byte would then be duplicated 4 times in each uint. At which point I could then do my multiply

fixed (byte* valueBytes = _bytesGray)
{
    for (int i = 0; i < ImageLength; i += 32)
    {
        Vector256<byte> bytes = Avx2.LoadVector256(valueBytes  + i);

        Vector256<uint> _0_8_grayBytes = ... // get 0-8 bytes and splat each byte to fill uint
        Vector256<uint> _8_16_grayBytes =  ... // get 8-16 bytes and splat each byte to fill uint
        Vector256<uint> _16_24_grayBytes =  ... // get 16-24 bytes and splat each byte to fill uint 
        Vector256<uint> _24_32_grayBytes =  ... // get 24-32 bytes and splat each byte to fill uint
    }
}

But I can’t seem to figure out how to express what I want in instructions to do or even if its the right approach.

How would you go about doing this?

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật