lavfi/avf_showspectrum: reindent after last commit.
[ffmpeg.git] / libavfilter / avf_avectorscope.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2013 Paul B Mahol
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 /**
22  * @file
23  * audio to video multimedia vectorscope filter
24  */
25
26 #include "libavutil/avassert.h"
27 #include "libavutil/channel_layout.h"
28 #include "libavutil/opt.h"
29 #include "libavutil/parseutils.h"
30 #include "avfilter.h"
31 #include "formats.h"
32 #include "audio.h"
33 #include "video.h"
34 #include "internal.h"
35
36 enum VectorScopeMode {
37     LISSAJOUS,
38     LISSAJOUS_XY,
39     POLAR,
40     MODE_NB,
41 };
42
43 typedef struct AudioVectorScopeContext {
44     const AVClass *class;
45     AVFrame *outpicref;
46     int w, h;
47     int hw, hh;
48     int mode;
49     int contrast[4];
50     int fade[4];
51     double zoom;
52     AVRational frame_rate;
53 } AudioVectorScopeContext;
54
55 #define OFFSET(x) offsetof(AudioVectorScopeContext, x)
56 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
57
58 static const AVOption avectorscope_options[] = {
59     { "mode", "set mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=LISSAJOUS}, 0, MODE_NB-1, FLAGS, "mode" },
60     { "m",    "set mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=LISSAJOUS}, 0, MODE_NB-1, FLAGS, "mode" },
61     { "lissajous",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LISSAJOUS},    0, 0, FLAGS, "mode" },
62     { "lissajous_xy", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LISSAJOUS_XY}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
63     { "polar",        "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=POLAR},        0, 0, FLAGS, "mode" },
64     { "rate", "set video rate", OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, 0, FLAGS },
65     { "r",    "set video rate", OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, 0, FLAGS },
66     { "size", "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str="400x400"}, 0, 0, FLAGS },
67     { "s",    "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str="400x400"}, 0, 0, FLAGS },
68     { "rc", "set red contrast",   OFFSET(contrast[0]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=40},  0, 255, FLAGS },
69     { "gc", "set green contrast", OFFSET(contrast[1]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=160}, 0, 255, FLAGS },
70     { "bc", "set blue contrast",  OFFSET(contrast[2]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=80},  0, 255, FLAGS },
71     { "ac", "set alpha contrast", OFFSET(contrast[3]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=255}, 0, 255, FLAGS },
72     { "rf", "set red fade",       OFFSET(fade[0]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=15}, 0, 255, FLAGS },
73     { "gf", "set green fade",     OFFSET(fade[1]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=10}, 0, 255, FLAGS },
74     { "bf", "set blue fade",      OFFSET(fade[2]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=5},  0, 255, FLAGS },
75     { "af", "set alpha fade",     OFFSET(fade[3]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=5},  0, 255, FLAGS },
76     { "zoom", "set zoom factor",  OFFSET(zoom), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},  1, 10, FLAGS },
77     { NULL }
78 };
79
80 AVFILTER_DEFINE_CLASS(avectorscope);
81
82 static void draw_dot(AudioVectorScopeContext *s, unsigned x, unsigned y)
83 {
84     const int linesize = s->outpicref->linesize[0];
85     uint8_t *dst;
86
87     if (s->zoom > 1) {
88         if (y >= s->h || x >= s->w)
89             return;
90     } else {
91         y = FFMIN(y, s->h - 1);
92         x = FFMIN(x, s->w - 1);
93     }
94
95     dst = &s->outpicref->data[0][y * linesize + x * 4];
96     dst[0] = FFMIN(dst[0] + s->contrast[0], 255);
97     dst[1] = FFMIN(dst[1] + s->contrast[1], 255);
98     dst[2] = FFMIN(dst[2] + s->contrast[2], 255);
99     dst[3] = FFMIN(dst[3] + s->contrast[3], 255);
100 }
101
102 static void fade(AudioVectorScopeContext *s)
103 {
104     const int linesize = s->outpicref->linesize[0];
105     int i, j;
106
107     if (s->fade[0] || s->fade[1] || s->fade[2]) {
108         uint8_t *d = s->outpicref->data[0];
109         for (i = 0; i < s->h; i++) {
110             for (j = 0; j < s->w*4; j+=4) {
111                 d[j+0] = FFMAX(d[j+0] - s->fade[0], 0);
112                 d[j+1] = FFMAX(d[j+1] - s->fade[1], 0);
113                 d[j+2] = FFMAX(d[j+2] - s->fade[2], 0);
114                 d[j+3] = FFMAX(d[j+3] - s->fade[3], 0);
115             }
116             d += linesize;
117         }
118     }
119 }
120
121 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
122 {
123     AVFilterFormats *formats = NULL;
124     AVFilterChannelLayouts *layout = NULL;
125     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
126     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
127     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
128     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
129
130     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
131     if (!formats)
132         return AVERROR(ENOMEM);
133     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats);
134
135     ff_add_channel_layout(&layout, AV_CH_LAYOUT_STEREO);
136     ff_channel_layouts_ref(layout, &inlink->out_channel_layouts);
137
138     formats = ff_all_samplerates();
139     if (!formats)
140         return AVERROR(ENOMEM);
141     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates);
142
143     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
144     if (!formats)
145         return AVERROR(ENOMEM);
146     ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats);
147
148     return 0;
149 }
150
151 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
152 {
153     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
154     AudioVectorScopeContext *s = ctx->priv;
155     int nb_samples;
156
157     nb_samples = FFMAX(1024, ((double)inlink->sample_rate / av_q2d(s->frame_rate)) + 0.5);
158     inlink->partial_buf_size =
159     inlink->min_samples =
160     inlink->max_samples = nb_samples;
161
162     return 0;
163 }
164
165 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
166 {
167     AudioVectorScopeContext *s = outlink->src->priv;
168
169     outlink->w = s->w;
170     outlink->h = s->h;
171     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
172     outlink->frame_rate = s->frame_rate;
173
174     s->hw = s->w / 2;
175     s->hh = s->h / 2;
176
177     return 0;
178 }
179
180 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
181 {
182     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
183     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
184     AudioVectorScopeContext *s = ctx->priv;
185     const int hw = s->hw;
186     const int hh = s->hh;
187     unsigned x, y;
188     const double zoom = s->zoom;
189     int i;
190
191     if (!s->outpicref || s->outpicref->width  != outlink->w ||
192                          s->outpicref->height != outlink->h) {
193         av_frame_free(&s->outpicref);
194         s->outpicref = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
195         if (!s->outpicref) {
196             av_frame_free(&insamples);
197             return AVERROR(ENOMEM);
198         }
199
200         for (i = 0; i < outlink->h; i++)
201             memset(s->outpicref->data[0] + i * s->outpicref->linesize[0], 0, outlink->w * 4);
202     }
203     s->outpicref->pts = insamples->pts;
204
205     fade(s);
206
207     switch (insamples->format) {
208     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
209         for (i = 0; i < insamples->nb_samples; i++) {
210             int16_t *src = (int16_t *)insamples->data[0] + i * 2;
211
212             if (s->mode == LISSAJOUS) {
213                 x = ((src[1] - src[0]) * zoom / (float)(UINT16_MAX) + 1) * hw;
214                 y = (1.0 - (src[0] + src[1]) * zoom / (float)UINT16_MAX) * hh;
215             } else if (s->mode == LISSAJOUS_XY) {
216                 x = (src[1] * zoom / (float)INT16_MAX + 1) * hw;
217                 y = (src[0] * zoom / (float)INT16_MAX + 1) * hh;
218             } else {
219                 float sx, sy, cx, cy;
220
221                 sx = src[1] * zoom / (float)INT16_MAX;
222                 sy = src[0] * zoom / (float)INT16_MAX;
223                 cx = sx * sqrtf(1 - 0.5*sy*sy);
224                 cy = sy * sqrtf(1 - 0.5*sx*sx);
225                 x = hw + hw * FFSIGN(cx + cy) * (cx - cy) * .7;
226                 y = s->h - s->h * FFABS(cx + cy) * .7;
227             }
228
229             draw_dot(s, x, y);
230         }
231         break;
232     case AV_SAMPLE_FMT_FLT:
233         for (i = 0; i < insamples->nb_samples; i++) {
234             float *src = (float *)insamples->data[0] + i * 2;
235
236             if (s->mode == LISSAJOUS) {
237                 x = ((src[1] - src[0]) * zoom / 2 + 1) * hw;
238                 y = (1.0 - (src[0] + src[1]) * zoom / 2) * hh;
239             } else if (s->mode == LISSAJOUS_XY){
240                 x = (src[1] * zoom + 1) * hw;
241                 y = (src[0] * zoom + 1) * hh;
242             } else {
243                 float sx, sy, cx, cy;
244
245                 sx = src[1] * zoom;
246                 sy = src[0] * zoom;
247                 cx = sx * sqrtf(1 - 0.5 * sy * sy);
248                 cy = sy * sqrtf(1 - 0.5 * sx * sx);
249                 x = hw + hw * FFSIGN(cx + cy) * (cx - cy) * .7;
250                 y = s->h - s->h * FFABS(cx + cy) * .7;
251             }
252
253             draw_dot(s, x, y);
254         }
255         break;
256     }
257
258     av_frame_free(&insamples);
259
260     return ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(s->outpicref));
261 }
262
263 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
264 {
265     AudioVectorScopeContext *s = ctx->priv;
266
267     av_frame_free(&s->outpicref);
268 }
269
270 static const AVFilterPad audiovectorscope_inputs[] = {
271     {
272         .name         = "default",
273         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
274         .config_props = config_input,
275         .filter_frame = filter_frame,
276     },
277     { NULL }
278 };
279
280 static const AVFilterPad audiovectorscope_outputs[] = {
281     {
282         .name         = "default",
283         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
284         .config_props = config_output,
285     },
286     { NULL }
287 };
288
289 AVFilter ff_avf_avectorscope = {
290     .name          = "avectorscope",
291     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to vectorscope video output."),
292     .uninit        = uninit,
293     .query_formats = query_formats,
294     .priv_size     = sizeof(AudioVectorScopeContext),
295     .inputs        = audiovectorscope_inputs,
296     .outputs       = audiovectorscope_outputs,
297     .priv_class    = &avectorscope_class,
298 };