lavfi: add drawutils
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_pad.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008 vmrsss
3  * Copyright (c) 2009 Stefano Sabatini
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 /**
23  * @file
24  * video padding filter and color source
25  */
26
27 #include "avfilter.h"
28 #include "libavutil/pixdesc.h"
29 #include "libavutil/colorspace.h"
30 #include "libavutil/avassert.h"
31 #include "libavutil/imgutils.h"
32 #include "libavutil/parseutils.h"
33 #include "drawutils.h"
34
35 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
36 {
37     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
38         PIX_FMT_ARGB,         PIX_FMT_RGBA,
39         PIX_FMT_ABGR,         PIX_FMT_BGRA,
40         PIX_FMT_RGB24,        PIX_FMT_BGR24,
41
42         PIX_FMT_YUV444P,      PIX_FMT_YUV422P,
43         PIX_FMT_YUV420P,      PIX_FMT_YUV411P,
44         PIX_FMT_YUV410P,      PIX_FMT_YUV440P,
45         PIX_FMT_YUVJ444P,     PIX_FMT_YUVJ422P,
46         PIX_FMT_YUVJ420P,     PIX_FMT_YUVJ440P,
47         PIX_FMT_YUVA420P,
48
49         PIX_FMT_NONE
50     };
51
52     avfilter_set_common_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
53     return 0;
54 }
55
56 #if CONFIG_PAD_FILTER
57
58 typedef struct {
59     int w, h;               ///< output dimensions, a value of 0 will result in the input size
60     int x, y;               ///< offsets of the input area with respect to the padded area
61     int in_w, in_h;         ///< width and height for the padded input video, which has to be aligned to the chroma values in order to avoid chroma issues
62
63     uint8_t color[4];       ///< color expressed either in YUVA or RGBA colorspace for the padding area
64     uint8_t *line[4];
65     int      line_step[4];
66     int hsub, vsub;         ///< chroma subsampling values
67     int needs_copy;
68 } PadContext;
69
70 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
71 {
72     PadContext *pad = ctx->priv;
73     char color_string[128] = "black";
74
75     if (args)
76         sscanf(args, "%d:%d:%d:%d:%s", &pad->w, &pad->h, &pad->x, &pad->y, color_string);
77
78     if (av_parse_color(pad->color, color_string, -1, ctx) < 0)
79         return AVERROR(EINVAL);
80
81     /* sanity check params */
82     if (pad->w < 0 || pad->h < 0) {
83         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Negative size values are not acceptable.\n");
84         return AVERROR(EINVAL);
85     }
86
87     return 0;
88 }
89
90 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
91 {
92     PadContext *pad = ctx->priv;
93     int i;
94
95     for (i = 0; i < 4; i++) {
96         av_freep(&pad->line[i]);
97         pad->line_step[i] = 0;
98     }
99 }
100
101 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
102 {
103     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
104     PadContext *pad = ctx->priv;
105     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = &av_pix_fmt_descriptors[inlink->format];
106     uint8_t rgba_color[4];
107     int is_packed_rgba;
108
109     pad->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
110     pad->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
111
112     if (!pad->w)
113         pad->w = inlink->w;
114     if (!pad->h)
115         pad->h = inlink->h;
116
117     pad->w &= ~((1 << pad->hsub) - 1);
118     pad->h &= ~((1 << pad->vsub) - 1);
119     pad->x &= ~((1 << pad->hsub) - 1);
120     pad->y &= ~((1 << pad->vsub) - 1);
121
122     pad->in_w = inlink->w & ~((1 << pad->hsub) - 1);
123     pad->in_h = inlink->h & ~((1 << pad->vsub) - 1);
124
125     memcpy(rgba_color, pad->color, sizeof(rgba_color));
126     ff_fill_line_with_color(pad->line, pad->line_step, pad->w, pad->color,
127                             inlink->format, rgba_color, &is_packed_rgba, NULL);
128
129     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "w:%d h:%d -> w:%d h:%d x:%d y:%d color:0x%02X%02X%02X%02X[%s]\n",
130            inlink->w, inlink->h, pad->w, pad->h, pad->x, pad->y,
131            pad->color[0], pad->color[1], pad->color[2], pad->color[3],
132            is_packed_rgba ? "rgba" : "yuva");
133
134     if (pad->x <  0 || pad->y <  0                      ||
135         pad->w <= 0 || pad->h <= 0                      ||
136         (unsigned)pad->x + (unsigned)inlink->w > pad->w ||
137         (unsigned)pad->y + (unsigned)inlink->h > pad->h) {
138         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
139                "Input area %d:%d:%d:%d not within the padded area 0:0:%d:%d or zero-sized\n",
140                pad->x, pad->y, pad->x + inlink->w, pad->y + inlink->h, pad->w, pad->h);
141         return AVERROR(EINVAL);
142     }
143
144     return 0;
145 }
146
147 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
148 {
149     PadContext *pad = outlink->src->priv;
150
151     outlink->w = pad->w;
152     outlink->h = pad->h;
153     return 0;
154 }
155
156 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int perms, int w, int h)
157 {
158     PadContext *pad = inlink->dst->priv;
159
160     AVFilterBufferRef *picref = avfilter_get_video_buffer(inlink->dst->outputs[0], perms,
161                                                        w + (pad->w - pad->in_w),
162                                                        h + (pad->h - pad->in_h));
163     int plane;
164
165     picref->video->w = w;
166     picref->video->h = h;
167
168     for (plane = 0; plane < 4 && picref->data[plane]; plane++) {
169         int hsub = (plane == 1 || plane == 2) ? pad->hsub : 0;
170         int vsub = (plane == 1 || plane == 2) ? pad->vsub : 0;
171
172         picref->data[plane] += (pad->x >> hsub) * pad->line_step[plane] +
173             (pad->y >> vsub) * picref->linesize[plane];
174     }
175
176     return picref;
177 }
178
179 static int does_clip(PadContext *pad, AVFilterBufferRef *outpicref, int plane, int hsub, int vsub, int x, int y)
180 {
181     int64_t x_in_buf, y_in_buf;
182
183     x_in_buf =  outpicref->data[plane] - outpicref->buf->data[plane]
184              +  (x >> hsub) * pad      ->line_step[plane]
185              +  (y >> vsub) * outpicref->linesize [plane];
186
187     if(x_in_buf < 0 || x_in_buf % pad->line_step[plane])
188         return 1;
189     x_in_buf /= pad->line_step[plane];
190
191     av_assert0(outpicref->buf->linesize[plane]>0); //while reference can use negative linesize the main buffer should not
192
193     y_in_buf = x_in_buf / outpicref->buf->linesize[plane];
194     x_in_buf %= outpicref->buf->linesize[plane];
195
196     if(   y_in_buf<<vsub >= outpicref->buf->h
197        || x_in_buf<<hsub >= outpicref->buf->w)
198         return 1;
199     return 0;
200 }
201
202 static void start_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *inpicref)
203 {
204     PadContext *pad = inlink->dst->priv;
205     AVFilterBufferRef *outpicref = avfilter_ref_buffer(inpicref, ~0);
206     int plane;
207
208     for (plane = 0; plane < 4 && outpicref->data[plane]; plane++) {
209         int hsub = (plane == 1 || plane == 2) ? pad->hsub : 0;
210         int vsub = (plane == 1 || plane == 2) ? pad->vsub : 0;
211
212         av_assert0(outpicref->buf->w>0 && outpicref->buf->h>0);
213
214         if(outpicref->format != outpicref->buf->format) //unsupported currently
215             break;
216
217         outpicref->data[plane] -=   (pad->x  >> hsub) * pad      ->line_step[plane]
218                                   + (pad->y  >> vsub) * outpicref->linesize [plane];
219
220         if(   does_clip(pad, outpicref, plane, hsub, vsub, 0, 0)
221            || does_clip(pad, outpicref, plane, hsub, vsub, 0, pad->h-1)
222            || does_clip(pad, outpicref, plane, hsub, vsub, pad->w-1, 0)
223            || does_clip(pad, outpicref, plane, hsub, vsub, pad->w-1, pad->h-1)
224           )
225             break;
226     }
227     pad->needs_copy= plane < 4 && outpicref->data[plane];
228     if(pad->needs_copy){
229         av_log(inlink->dst, AV_LOG_DEBUG, "Direct padding impossible allocating new frame\n");
230         avfilter_unref_buffer(outpicref);
231         outpicref = avfilter_get_video_buffer(inlink->dst->outputs[0], AV_PERM_WRITE | AV_PERM_NEG_LINESIZES,
232                                                        FFMAX(inlink->w, pad->w),
233                                                        FFMAX(inlink->h, pad->h));
234         avfilter_copy_buffer_ref_props(outpicref, inpicref);
235     }
236
237     inlink->dst->outputs[0]->out_buf = outpicref;
238
239     outpicref->video->w = pad->w;
240     outpicref->video->h = pad->h;
241
242     avfilter_start_frame(inlink->dst->outputs[0], outpicref);
243 }
244
245 static void end_frame(AVFilterLink *link)
246 {
247     avfilter_end_frame(link->dst->outputs[0]);
248     avfilter_unref_buffer(link->cur_buf);
249 }
250
251 static void draw_send_bar_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir, int before_slice)
252 {
253     PadContext *pad = link->dst->priv;
254     int bar_y, bar_h = 0;
255
256     if        (slice_dir * before_slice ==  1 && y == pad->y) {
257         /* top bar */
258         bar_y = 0;
259         bar_h = pad->y;
260     } else if (slice_dir * before_slice == -1 && (y + h) == (pad->y + pad->in_h)) {
261         /* bottom bar */
262         bar_y = pad->y + pad->in_h;
263         bar_h = pad->h - pad->in_h - pad->y;
264     }
265
266     if (bar_h) {
267         ff_draw_rectangle(link->dst->outputs[0]->out_buf->data,
268                           link->dst->outputs[0]->out_buf->linesize,
269                           pad->line, pad->line_step, pad->hsub, pad->vsub,
270                           0, bar_y, pad->w, bar_h);
271         avfilter_draw_slice(link->dst->outputs[0], bar_y, bar_h, slice_dir);
272     }
273 }
274
275 static void draw_slice(AVFilterLink *link, int y, int h, int slice_dir)
276 {
277     PadContext *pad = link->dst->priv;
278     AVFilterBufferRef *outpic = link->dst->outputs[0]->out_buf;
279     AVFilterBufferRef *inpic = link->cur_buf;
280
281     y += pad->y;
282
283     y &= ~((1 << pad->vsub) - 1);
284     h &= ~((1 << pad->vsub) - 1);
285
286     if (!h)
287         return;
288     draw_send_bar_slice(link, y, h, slice_dir, 1);
289
290     /* left border */
291     ff_draw_rectangle(outpic->data, outpic->linesize, pad->line, pad->line_step,
292                       pad->hsub, pad->vsub, 0, y, pad->x, h);
293
294     if(pad->needs_copy){
295         ff_copy_rectangle(outpic->data, outpic->linesize,
296                           inpic->data, inpic->linesize, pad->line_step,
297                           pad->hsub, pad->vsub,
298                           pad->x, y, y-pad->y, inpic->video->w, h);
299     }
300
301     /* right border */
302     ff_draw_rectangle(outpic->data, outpic->linesize,
303                       pad->line, pad->line_step, pad->hsub, pad->vsub,
304                       pad->x + pad->in_w, y, pad->w - pad->x - pad->in_w, h);
305     avfilter_draw_slice(link->dst->outputs[0], y, h, slice_dir);
306
307     draw_send_bar_slice(link, y, h, slice_dir, -1);
308 }
309
310 AVFilter avfilter_vf_pad = {
311     .name          = "pad",
312     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Pad input image to width:height[:x:y[:color]] (default x and y: 0, default color: black)."),
313
314     .priv_size     = sizeof(PadContext),
315     .init          = init,
316     .uninit        = uninit,
317     .query_formats = query_formats,
318
319     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
320                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
321                                     .config_props     = config_input,
322                                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
323                                     .start_frame      = start_frame,
324                                     .draw_slice       = draw_slice,
325                                     .end_frame        = end_frame, },
326                                   { .name = NULL}},
327
328     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name             = "default",
329                                     .type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
330                                     .config_props     = config_output, },
331                                   { .name = NULL}},
332 };
333
334 #endif /* CONFIG_PAD_FILTER */
335
336 #if CONFIG_COLOR_FILTER
337
338 typedef struct {
339     int w, h;
340     uint8_t color[4];
341     AVRational time_base;
342     uint8_t *line[4];
343     int      line_step[4];
344     int hsub, vsub;         ///< chroma subsampling values
345     uint64_t pts;
346 } ColorContext;
347
348 static av_cold int color_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
349 {
350     ColorContext *color = ctx->priv;
351     char color_string[128] = "black";
352     char frame_size  [128] = "320x240";
353     char frame_rate  [128] = "25";
354     AVRational frame_rate_q;
355     int ret;
356
357     if (args)
358         sscanf(args, "%127[^:]:%127[^:]:%127s", color_string, frame_size, frame_rate);
359
360     if (av_parse_video_size(&color->w, &color->h, frame_size) < 0) {
361         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame size: %s\n", frame_size);
362         return AVERROR(EINVAL);
363     }
364
365     if (av_parse_video_rate(&frame_rate_q, frame_rate) < 0 ||
366         frame_rate_q.den <= 0 || frame_rate_q.num <= 0) {
367         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame rate: %s\n", frame_rate);
368         return AVERROR(EINVAL);
369     }
370     color->time_base.num = frame_rate_q.den;
371     color->time_base.den = frame_rate_q.num;
372
373     if ((ret = av_parse_color(color->color, color_string, -1, ctx)) < 0)
374         return ret;
375
376     return 0;
377 }
378
379 static av_cold void color_uninit(AVFilterContext *ctx)
380 {
381     ColorContext *color = ctx->priv;
382     int i;
383
384     for (i = 0; i < 4; i++) {
385         av_freep(&color->line[i]);
386         color->line_step[i] = 0;
387     }
388 }
389
390 static int color_config_props(AVFilterLink *inlink)
391 {
392     AVFilterContext *ctx = inlink->src;
393     ColorContext *color = ctx->priv;
394     uint8_t rgba_color[4];
395     int is_packed_rgba;
396     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = &av_pix_fmt_descriptors[inlink->format];
397
398     color->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
399     color->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
400
401     color->w &= ~((1 << color->hsub) - 1);
402     color->h &= ~((1 << color->vsub) - 1);
403     if (av_image_check_size(color->w, color->h, 0, ctx) < 0)
404         return AVERROR(EINVAL);
405
406     memcpy(rgba_color, color->color, sizeof(rgba_color));
407     ff_fill_line_with_color(color->line, color->line_step, color->w, color->color,
408                             inlink->format, rgba_color, &is_packed_rgba, NULL);
409
410     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "w:%d h:%d r:%d/%d color:0x%02x%02x%02x%02x[%s]\n",
411            color->w, color->h, color->time_base.den, color->time_base.num,
412            color->color[0], color->color[1], color->color[2], color->color[3],
413            is_packed_rgba ? "rgba" : "yuva");
414     inlink->w = color->w;
415     inlink->h = color->h;
416
417     return 0;
418 }
419
420 static int color_request_frame(AVFilterLink *link)
421 {
422     ColorContext *color = link->src->priv;
423     AVFilterBufferRef *picref = avfilter_get_video_buffer(link, AV_PERM_WRITE, color->w, color->h);
424     picref->video->pixel_aspect = (AVRational) {1, 1};
425     picref->pts                 = av_rescale_q(color->pts++, color->time_base, AV_TIME_BASE_Q);
426     picref->pos                 = 0;
427
428     avfilter_start_frame(link, avfilter_ref_buffer(picref, ~0));
429     ff_draw_rectangle(picref->data, picref->linesize,
430                       color->line, color->line_step, color->hsub, color->vsub,
431                       0, 0, color->w, color->h);
432     avfilter_draw_slice(link, 0, color->h, 1);
433     avfilter_end_frame(link);
434     avfilter_unref_buffer(picref);
435
436     return 0;
437 }
438
439 AVFilter avfilter_vsrc_color = {
440     .name        = "color",
441     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Provide an uniformly colored input, syntax is: [color[:size[:rate]]]"),
442
443     .priv_size = sizeof(ColorContext),
444     .init      = color_init,
445     .uninit    = color_uninit,
446
447     .query_formats = query_formats,
448
449     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
450
451     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name            = "default",
452                                     .type            = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
453                                     .request_frame   = color_request_frame,
454                                     .config_props    = color_config_props },
455                                   { .name = NULL}},
456 };
457
458 #endif /* CONFIG_COLOR_FILTER */