vflip: switch to filter_frame
[ffmpeg.git] / libavfilter / drawutils.c
1 /*
2  * Copyright 2011 Stefano Sabatini <stefano.sabatini-lala poste it>
3  * Copyright 2012 Nicolas George <nicolas.george normalesup org>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include <string.h>
23
24 #include "libavutil/avutil.h"
25 #include "libavutil/colorspace.h"
26 #include "libavutil/mem.h"
27 #include "libavutil/pixdesc.h"
28 #include "drawutils.h"
29 #include "formats.h"
30
31 enum { RED = 0, GREEN, BLUE, ALPHA };
32
33 int ff_fill_rgba_map(uint8_t *rgba_map, enum AVPixelFormat pix_fmt)
34 {
35     switch (pix_fmt) {
36     case AV_PIX_FMT_0RGB:
37     case AV_PIX_FMT_ARGB:  rgba_map[ALPHA] = 0; rgba_map[RED  ] = 1; rgba_map[GREEN] = 2; rgba_map[BLUE ] = 3; break;
38     case AV_PIX_FMT_0BGR:
39     case AV_PIX_FMT_ABGR:  rgba_map[ALPHA] = 0; rgba_map[BLUE ] = 1; rgba_map[GREEN] = 2; rgba_map[RED  ] = 3; break;
40     case AV_PIX_FMT_RGB0:
41     case AV_PIX_FMT_RGBA:
42     case AV_PIX_FMT_RGB24: rgba_map[RED  ] = 0; rgba_map[GREEN] = 1; rgba_map[BLUE ] = 2; rgba_map[ALPHA] = 3; break;
43     case AV_PIX_FMT_BGRA:
44     case AV_PIX_FMT_BGR0:
45     case AV_PIX_FMT_BGR24: rgba_map[BLUE ] = 0; rgba_map[GREEN] = 1; rgba_map[RED  ] = 2; rgba_map[ALPHA] = 3; break;
46     default:                    /* unsupported */
47         return AVERROR(EINVAL);
48     }
49     return 0;
50 }
51
52 int ff_fill_line_with_color(uint8_t *line[4], int pixel_step[4], int w, uint8_t dst_color[4],
53                             enum AVPixelFormat pix_fmt, uint8_t rgba_color[4],
54                             int *is_packed_rgba, uint8_t rgba_map_ptr[4])
55 {
56     uint8_t rgba_map[4] = {0};
57     int i;
58     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
59     int hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
60
61     *is_packed_rgba = ff_fill_rgba_map(rgba_map, pix_fmt) >= 0;
62
63     if (*is_packed_rgba) {
64         pixel_step[0] = (av_get_bits_per_pixel(pix_desc))>>3;
65         for (i = 0; i < 4; i++)
66             dst_color[rgba_map[i]] = rgba_color[i];
67
68         line[0] = av_malloc(w * pixel_step[0]);
69         for (i = 0; i < w; i++)
70             memcpy(line[0] + i * pixel_step[0], dst_color, pixel_step[0]);
71         if (rgba_map_ptr)
72             memcpy(rgba_map_ptr, rgba_map, sizeof(rgba_map[0]) * 4);
73     } else {
74         int plane;
75
76         dst_color[0] = RGB_TO_Y_CCIR(rgba_color[0], rgba_color[1], rgba_color[2]);
77         dst_color[1] = RGB_TO_U_CCIR(rgba_color[0], rgba_color[1], rgba_color[2], 0);
78         dst_color[2] = RGB_TO_V_CCIR(rgba_color[0], rgba_color[1], rgba_color[2], 0);
79         dst_color[3] = rgba_color[3];
80
81         for (plane = 0; plane < 4; plane++) {
82             int line_size;
83             int hsub1 = (plane == 1 || plane == 2) ? hsub : 0;
84
85             pixel_step[plane] = 1;
86             line_size = (w >> hsub1) * pixel_step[plane];
87             line[plane] = av_malloc(line_size);
88             memset(line[plane], dst_color[plane], line_size);
89         }
90     }
91
92     return 0;
93 }
94
95 void ff_draw_rectangle(uint8_t *dst[4], int dst_linesize[4],
96                        uint8_t *src[4], int pixelstep[4],
97                        int hsub, int vsub, int x, int y, int w, int h)
98 {
99     int i, plane;
100     uint8_t *p;
101
102     for (plane = 0; plane < 4 && dst[plane]; plane++) {
103         int hsub1 = plane == 1 || plane == 2 ? hsub : 0;
104         int vsub1 = plane == 1 || plane == 2 ? vsub : 0;
105
106         p = dst[plane] + (y >> vsub1) * dst_linesize[plane];
107         for (i = 0; i < (h >> vsub1); i++) {
108             memcpy(p + (x >> hsub1) * pixelstep[plane],
109                    src[plane], (w >> hsub1) * pixelstep[plane]);
110             p += dst_linesize[plane];
111         }
112     }
113 }
114
115 void ff_copy_rectangle(uint8_t *dst[4], int dst_linesize[4],
116                        uint8_t *src[4], int src_linesize[4], int pixelstep[4],
117                        int hsub, int vsub, int x, int y, int y2, int w, int h)
118 {
119     int i, plane;
120     uint8_t *p;
121
122     for (plane = 0; plane < 4 && dst[plane]; plane++) {
123         int hsub1 = plane == 1 || plane == 2 ? hsub : 0;
124         int vsub1 = plane == 1 || plane == 2 ? vsub : 0;
125
126         p = dst[plane] + (y >> vsub1) * dst_linesize[plane];
127         for (i = 0; i < (h >> vsub1); i++) {
128             memcpy(p + (x >> hsub1) * pixelstep[plane],
129                    src[plane] + src_linesize[plane]*(i+(y2>>vsub1)), (w >> hsub1) * pixelstep[plane]);
130             p += dst_linesize[plane];
131         }
132     }
133 }
134
135 int ff_draw_init(FFDrawContext *draw, enum AVPixelFormat format, unsigned flags)
136 {
137     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(format);
138     const AVComponentDescriptor *c;
139     unsigned i, nb_planes = 0;
140     int pixelstep[MAX_PLANES] = { 0 };
141
142     if (!desc->name)
143         return AVERROR(EINVAL);
144     if (desc->flags & ~(PIX_FMT_PLANAR | PIX_FMT_RGB | PIX_FMT_PSEUDOPAL | PIX_FMT_ALPHA))
145         return AVERROR(ENOSYS);
146     for (i = 0; i < desc->nb_components; i++) {
147         c = &desc->comp[i];
148         /* for now, only 8-bits formats */
149         if (c->depth_minus1 != 8 - 1)
150             return AVERROR(ENOSYS);
151         if (c->plane >= MAX_PLANES)
152             return AVERROR(ENOSYS);
153         /* strange interleaving */
154         if (pixelstep[c->plane] != 0 &&
155             pixelstep[c->plane] != c->step_minus1 + 1)
156             return AVERROR(ENOSYS);
157         pixelstep[c->plane] = c->step_minus1 + 1;
158         if (pixelstep[c->plane] >= 8)
159             return AVERROR(ENOSYS);
160         nb_planes = FFMAX(nb_planes, c->plane + 1);
161     }
162     if ((desc->log2_chroma_w || desc->log2_chroma_h) && nb_planes < 3)
163         return AVERROR(ENOSYS); /* exclude NV12 and NV21 */
164     memset(draw, 0, sizeof(*draw));
165     draw->desc      = desc;
166     draw->format    = format;
167     draw->nb_planes = nb_planes;
168     memcpy(draw->pixelstep, pixelstep, sizeof(draw->pixelstep));
169     if (nb_planes >= 3 && !(desc->flags & PIX_FMT_RGB)) {
170         draw->hsub[1] = draw->hsub[2] = draw->hsub_max = desc->log2_chroma_w;
171         draw->vsub[1] = draw->vsub[2] = draw->vsub_max = desc->log2_chroma_h;
172     }
173     for (i = 0; i < ((desc->nb_components - 1) | 1); i++)
174         draw->comp_mask[desc->comp[i].plane] |=
175             1 << (desc->comp[i].offset_plus1 - 1);
176     return 0;
177 }
178
179 void ff_draw_color(FFDrawContext *draw, FFDrawColor *color, const uint8_t rgba[4])
180 {
181     unsigned i;
182     uint8_t rgba_map[4];
183
184     if (rgba != color->rgba)
185         memcpy(color->rgba, rgba, sizeof(color->rgba));
186     if ((draw->desc->flags & PIX_FMT_RGB) && draw->nb_planes == 1 &&
187         ff_fill_rgba_map(rgba_map, draw->format) >= 0) {
188         for (i = 0; i < 4; i++)
189             color->comp[0].u8[rgba_map[i]] = rgba[i];
190     } else if (draw->nb_planes == 3 || draw->nb_planes == 4) {
191         /* assume YUV */
192         color->comp[0].u8[0] = RGB_TO_Y_CCIR(rgba[0], rgba[1], rgba[2]);
193         color->comp[1].u8[0] = RGB_TO_U_CCIR(rgba[0], rgba[1], rgba[2], 0);
194         color->comp[2].u8[0] = RGB_TO_V_CCIR(rgba[0], rgba[1], rgba[2], 0);
195         color->comp[3].u8[0] = rgba[3];
196     } else if (draw->format == AV_PIX_FMT_GRAY8 || draw->format == AV_PIX_FMT_GRAY8A) {
197         color->comp[0].u8[0] = RGB_TO_Y_CCIR(rgba[0], rgba[1], rgba[2]);
198         color->comp[1].u8[0] = rgba[3];
199     } else {
200         av_log(NULL, AV_LOG_WARNING,
201                "Color conversion not implemented for %s\n", draw->desc->name);
202         memset(color, 128, sizeof(*color));
203     }
204 }
205
206 static uint8_t *pointer_at(FFDrawContext *draw, uint8_t *data[], int linesize[],
207                            int plane, int x, int y)
208 {
209     return data[plane] +
210            (y >> draw->vsub[plane]) * linesize[plane] +
211            (x >> draw->hsub[plane]) * draw->pixelstep[plane];
212 }
213
214 void ff_copy_rectangle2(FFDrawContext *draw,
215                         uint8_t *dst[], int dst_linesize[],
216                         uint8_t *src[], int src_linesize[],
217                         int dst_x, int dst_y, int src_x, int src_y,
218                         int w, int h)
219 {
220     int plane, y, wp, hp;
221     uint8_t *p, *q;
222
223     for (plane = 0; plane < draw->nb_planes; plane++) {
224         p = pointer_at(draw, src, src_linesize, plane, src_x, src_y);
225         q = pointer_at(draw, dst, dst_linesize, plane, dst_x, dst_y);
226         wp = (w >> draw->hsub[plane]) * draw->pixelstep[plane];
227         hp = (h >> draw->vsub[plane]);
228         for (y = 0; y < hp; y++) {
229             memcpy(q, p, wp);
230             p += src_linesize[plane];
231             q += dst_linesize[plane];
232         }
233     }
234 }
235
236 void ff_fill_rectangle(FFDrawContext *draw, FFDrawColor *color,
237                        uint8_t *dst[], int dst_linesize[],
238                        int dst_x, int dst_y, int w, int h)
239 {
240     int plane, x, y, wp, hp;
241     uint8_t *p0, *p;
242
243     for (plane = 0; plane < draw->nb_planes; plane++) {
244         p0 = pointer_at(draw, dst, dst_linesize, plane, dst_x, dst_y);
245         wp = (w >> draw->hsub[plane]);
246         hp = (h >> draw->vsub[plane]);
247         if (!hp)
248             return;
249         p = p0;
250         /* copy first line from color */
251         for (x = 0; x < wp; x++) {
252             memcpy(p, color->comp[plane].u8, draw->pixelstep[plane]);
253             p += draw->pixelstep[plane];
254         }
255         wp *= draw->pixelstep[plane];
256         /* copy next lines from first line */
257         p = p0 + dst_linesize[plane];
258         for (y = 1; y < hp; y++) {
259             memcpy(p, p0, wp);
260             p += dst_linesize[plane];
261         }
262     }
263 }
264
265 /**
266  * Clip interval [x; x+w[ within [0; wmax[.
267  * The resulting w may be negative if the final interval is empty.
268  * dx, if not null, return the difference between in and out value of x.
269  */
270 static void clip_interval(int wmax, int *x, int *w, int *dx)
271 {
272     if (dx)
273         *dx = 0;
274     if (*x < 0) {
275         if (dx)
276             *dx = -*x;
277         *w += *x;
278         *x = 0;
279     }
280     if (*x + *w > wmax)
281         *w = wmax - *x;
282 }
283
284 /**
285  * Decompose w pixels starting at x
286  * into start + (w starting at x) + end
287  * with x and w aligned on multiples of 1<<sub.
288  */
289 static void subsampling_bounds(int sub, int *x, int *w, int *start, int *end)
290 {
291     int mask = (1 << sub) - 1;
292
293     *start = (-*x) & mask;
294     *x += *start;
295     *start = FFMIN(*start, *w);
296     *w -= *start;
297     *end = *w & mask;
298     *w >>= sub;
299 }
300
301 static int component_used(FFDrawContext *draw, int plane, int comp)
302 {
303     return (draw->comp_mask[plane] >> comp) & 1;
304 }
305
306 /* If alpha is in the [ 0 ; 0x1010101 ] range,
307    then alpha * value is in the [ 0 ; 0xFFFFFFFF ] range,
308    and >> 24 gives a correct rounding. */
309 static void blend_line(uint8_t *dst, unsigned src, unsigned alpha,
310                        int dx, int w, unsigned hsub, int left, int right)
311 {
312     unsigned asrc = alpha * src;
313     unsigned tau = 0x1010101 - alpha;
314     int x;
315
316     src *= alpha;
317     if (left) {
318         unsigned suba = (left * alpha) >> hsub;
319         *dst = (*dst * (0x1010101 - suba) + src * suba) >> 24;
320         dst += dx;
321     }
322     for (x = 0; x < w; x++) {
323         *dst = (*dst * tau + asrc) >> 24;
324         dst += dx;
325     }
326     if (right) {
327         unsigned suba = (right * alpha) >> hsub;
328         *dst = (*dst * (0x1010101 - suba) + src * suba) >> 24;
329     }
330 }
331
332 void ff_blend_rectangle(FFDrawContext *draw, FFDrawColor *color,
333                         uint8_t *dst[], int dst_linesize[],
334                         int dst_w, int dst_h,
335                         int x0, int y0, int w, int h)
336 {
337     unsigned alpha, nb_planes, nb_comp, plane, comp;
338     int w_sub, h_sub, x_sub, y_sub, left, right, top, bottom, y;
339     uint8_t *p0, *p;
340
341     /* TODO optimize if alpha = 0xFF */
342     clip_interval(dst_w, &x0, &w, NULL);
343     clip_interval(dst_h, &y0, &h, NULL);
344     if (w <= 0 || h <= 0 || !color->rgba[3])
345         return;
346     /* 0x10203 * alpha + 2 is in the [ 2 ; 0x1010101 - 2 ] range */
347     alpha = 0x10203 * color->rgba[3] + 0x2;
348     nb_planes = (draw->nb_planes - 1) | 1; /* eliminate alpha */
349     for (plane = 0; plane < nb_planes; plane++) {
350         nb_comp = draw->pixelstep[plane];
351         p0 = pointer_at(draw, dst, dst_linesize, plane, x0, y0);
352         w_sub = w;
353         h_sub = h;
354         x_sub = x0;
355         y_sub = y0;
356         subsampling_bounds(draw->hsub[plane], &x_sub, &w_sub, &left, &right);
357         subsampling_bounds(draw->vsub[plane], &y_sub, &h_sub, &top, &bottom);
358         for (comp = 0; comp < nb_comp; comp++) {
359             if (!component_used(draw, plane, comp))
360                 continue;
361             p = p0 + comp;
362             if (top) {
363                 blend_line(p, color->comp[plane].u8[comp], alpha >> 1,
364                            draw->pixelstep[plane], w_sub,
365                            draw->hsub[plane], left, right);
366                 p += dst_linesize[plane];
367             }
368             for (y = 0; y < h_sub; y++) {
369                 blend_line(p, color->comp[plane].u8[comp], alpha,
370                            draw->pixelstep[plane], w_sub,
371                            draw->hsub[plane], left, right);
372                 p += dst_linesize[plane];
373             }
374             if (bottom)
375                 blend_line(p, color->comp[plane].u8[comp], alpha >> 1,
376                            draw->pixelstep[plane], w_sub,
377                            draw->hsub[plane], left, right);
378         }
379     }
380 }
381
382 static void blend_pixel(uint8_t *dst, unsigned src, unsigned alpha,
383                         uint8_t *mask, int mask_linesize, int l2depth,
384                         unsigned w, unsigned h, unsigned shift, unsigned xm0)
385 {
386     unsigned xm, x, y, t = 0;
387     unsigned xmshf = 3 - l2depth;
388     unsigned xmmod = 7 >> l2depth;
389     unsigned mbits = (1 << (1 << l2depth)) - 1;
390     unsigned mmult = 255 / mbits;
391
392     for (y = 0; y < h; y++) {
393         xm = xm0;
394         for (x = 0; x < w; x++) {
395             t += ((mask[xm >> xmshf] >> ((~xm & xmmod) << l2depth)) & mbits)
396                  * mmult;
397             xm++;
398         }
399         mask += mask_linesize;
400     }
401     alpha = (t >> shift) * alpha;
402     *dst = ((0x1010101 - alpha) * *dst + alpha * src) >> 24;
403 }
404
405 static void blend_line_hv(uint8_t *dst, int dst_delta,
406                           unsigned src, unsigned alpha,
407                           uint8_t *mask, int mask_linesize, int l2depth, int w,
408                           unsigned hsub, unsigned vsub,
409                           int xm, int left, int right, int hband)
410 {
411     int x;
412
413     if (left) {
414         blend_pixel(dst, src, alpha, mask, mask_linesize, l2depth,
415                     left, hband, hsub + vsub, xm);
416         dst += dst_delta;
417         xm += left;
418     }
419     for (x = 0; x < w; x++) {
420         blend_pixel(dst, src, alpha, mask, mask_linesize, l2depth,
421                     1 << hsub, hband, hsub + vsub, xm);
422         dst += dst_delta;
423         xm += 1 << hsub;
424     }
425     if (right)
426         blend_pixel(dst, src, alpha, mask, mask_linesize, l2depth,
427                     right, hband, hsub + vsub, xm);
428 }
429
430 void ff_blend_mask(FFDrawContext *draw, FFDrawColor *color,
431                    uint8_t *dst[], int dst_linesize[], int dst_w, int dst_h,
432                    uint8_t *mask,  int mask_linesize, int mask_w, int mask_h,
433                    int l2depth, unsigned endianness, int x0, int y0)
434 {
435     unsigned alpha, nb_planes, nb_comp, plane, comp;
436     int xm0, ym0, w_sub, h_sub, x_sub, y_sub, left, right, top, bottom, y;
437     uint8_t *p0, *p, *m;
438
439     clip_interval(dst_w, &x0, &mask_w, &xm0);
440     clip_interval(dst_h, &y0, &mask_h, &ym0);
441     mask += ym0 * mask_linesize;
442     if (mask_w <= 0 || mask_h <= 0 || !color->rgba[3])
443         return;
444     /* alpha is in the [ 0 ; 0x10203 ] range,
445        alpha * mask is in the [ 0 ; 0x1010101 - 4 ] range */
446     alpha = (0x10307 * color->rgba[3] + 0x3) >> 8;
447     nb_planes = (draw->nb_planes - 1) | 1; /* eliminate alpha */
448     for (plane = 0; plane < nb_planes; plane++) {
449         nb_comp = draw->pixelstep[plane];
450         p0 = pointer_at(draw, dst, dst_linesize, plane, x0, y0);
451         w_sub = mask_w;
452         h_sub = mask_h;
453         x_sub = x0;
454         y_sub = y0;
455         subsampling_bounds(draw->hsub[plane], &x_sub, &w_sub, &left, &right);
456         subsampling_bounds(draw->vsub[plane], &y_sub, &h_sub, &top, &bottom);
457         for (comp = 0; comp < nb_comp; comp++) {
458             if (!component_used(draw, plane, comp))
459                 continue;
460             p = p0 + comp;
461             m = mask;
462             if (top) {
463                 blend_line_hv(p, draw->pixelstep[plane],
464                               color->comp[plane].u8[comp], alpha,
465                               m, mask_linesize, l2depth, w_sub,
466                               draw->hsub[plane], draw->vsub[plane],
467                               xm0, left, right, top);
468                 p += dst_linesize[plane];
469                 m += top * mask_linesize;
470             }
471             for (y = 0; y < h_sub; y++) {
472                 blend_line_hv(p, draw->pixelstep[plane],
473                               color->comp[plane].u8[comp], alpha,
474                               m, mask_linesize, l2depth, w_sub,
475                               draw->hsub[plane], draw->vsub[plane],
476                               xm0, left, right, 1 << draw->vsub[plane]);
477                 p += dst_linesize[plane];
478                 m += mask_linesize << draw->vsub[plane];
479             }
480             if (bottom)
481                 blend_line_hv(p, draw->pixelstep[plane],
482                               color->comp[plane].u8[comp], alpha,
483                               m, mask_linesize, l2depth, w_sub,
484                               draw->hsub[plane], draw->vsub[plane],
485                               xm0, left, right, bottom);
486         }
487     }
488 }
489
490 int ff_draw_round_to_sub(FFDrawContext *draw, int sub_dir, int round_dir,
491                          int value)
492 {
493     unsigned shift = sub_dir ? draw->vsub_max : draw->hsub_max;
494
495     if (!shift)
496         return value;
497     if (round_dir >= 0)
498         value += round_dir ? (1 << shift) - 1 : 1 << (shift - 1);
499     return (value >> shift) << shift;
500 }
501
502 AVFilterFormats *ff_draw_supported_pixel_formats(unsigned flags)
503 {
504     enum AVPixelFormat i, pix_fmts[AV_PIX_FMT_NB + 1];
505     unsigned n = 0;
506     FFDrawContext draw;
507
508     for (i = 0; i < AV_PIX_FMT_NB; i++)
509         if (ff_draw_init(&draw, i, flags) >= 0)
510             pix_fmts[n++] = i;
511     pix_fmts[n++] = AV_PIX_FMT_NONE;
512     return ff_make_format_list(pix_fmts);
513 }
514
515 #ifdef TEST
516
517 #undef printf
518
519 int main(void)
520 {
521     enum AVPixelFormat f;
522     const AVPixFmtDescriptor *desc;
523     FFDrawContext draw;
524     FFDrawColor color;
525     int r, i;
526
527     for (f = 0; f < AV_PIX_FMT_NB; f++) {
528         desc = av_pix_fmt_desc_get(f);
529         if (!desc->name)
530             continue;
531         printf("Testing %s...%*s", desc->name,
532                (int)(16 - strlen(desc->name)), "");
533         r = ff_draw_init(&draw, f, 0);
534         if (r < 0) {
535             char buf[128];
536             av_strerror(r, buf, sizeof(buf));
537             printf("no: %s\n", buf);
538             continue;
539         }
540         ff_draw_color(&draw, &color, (uint8_t[]) { 1, 0, 0, 1 });
541         for (i = 0; i < sizeof(color); i++)
542             if (((uint8_t *)&color)[i] != 128)
543                 break;
544         if (i == sizeof(color)) {
545             printf("fallback color\n");
546             continue;
547         }
548         printf("ok\n");
549     }
550     return 0;
551 }
552
553 #endif