f2bbbac0e64e3c4087ef8e8534a2eb78d6abdd5b
[ffmpeg.git] / libavfilter / vsrc_testsrc.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2007 Nicolas George <nicolas.george@normalesup.org>
3  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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  * Misc test sources.
25  *
26  * testsrc is based on the test pattern generator demuxer by Nicolas George:
27  * http://lists.ffmpeg.org/pipermail/ffmpeg-devel/2007-October/037845.html
28  *
29  * rgbtestsrc is ported from MPlayer libmpcodecs/vf_rgbtest.c by
30  * Michael Niedermayer.
31  */
32
33 #include <float.h>
34
35 #include "libavutil/mathematics.h"
36 #include "libavutil/opt.h"
37 #include "libavutil/intreadwrite.h"
38 #include "libavutil/parseutils.h"
39 #include "avfilter.h"
40 #include "formats.h"
41 #include "internal.h"
42 #include "video.h"
43
44 typedef struct {
45     const AVClass *class;
46     int h, w;
47     unsigned int nb_frame;
48     AVRational time_base;
49     int64_t pts, max_pts;
50     char *size;                 ///< video frame size
51     char *rate;                 ///< video frame rate
52     char *duration;             ///< total duration of the generated video
53     AVRational sar;             ///< sample aspect ratio
54
55     void (* fill_picture_fn)(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref);
56
57     /* only used by rgbtest */
58     int rgba_map[4];
59 } TestSourceContext;
60
61 #define OFFSET(x) offsetof(TestSourceContext, x)
62
63 static const AVOption testsrc_options[] = {
64     { "size",     "set video size",     OFFSET(size),     FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "320x240"}},
65     { "s",        "set video size",     OFFSET(size),     FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "320x240"}},
66     { "rate",     "set video rate",     OFFSET(rate),     FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},    },
67     { "r",        "set video rate",     OFFSET(rate),     FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},    },
68     { "duration", "set video duration", OFFSET(duration), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},    },
69     { "sar",      "set video sample aspect ratio", OFFSET(sar), FF_OPT_TYPE_RATIONAL, {1},  0, INT_MAX },
70     { NULL },
71 };
72
73 static av_cold int init_common(AVFilterContext *ctx, const char *args)
74 {
75     TestSourceContext *test = ctx->priv;
76     AVRational frame_rate_q;
77     int64_t duration = -1;
78     int ret = 0;
79
80     av_opt_set_defaults(test);
81
82     if ((ret = (av_set_options_string(test, args, "=", ":"))) < 0) {
83         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options string: '%s'\n", args);
84         return ret;
85     }
86
87     if ((ret = av_parse_video_size(&test->w, &test->h, test->size)) < 0) {
88         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame size: '%s'\n", test->size);
89         return ret;
90     }
91
92     if ((ret = av_parse_video_rate(&frame_rate_q, test->rate)) < 0 ||
93         frame_rate_q.den <= 0 || frame_rate_q.num <= 0) {
94         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame rate: '%s'\n", test->rate);
95         return ret;
96     }
97
98     if ((test->duration) && (ret = av_parse_time(&duration, test->duration, 1)) < 0) {
99         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid duration: '%s'\n", test->duration);
100         return ret;
101     }
102
103     test->time_base.num = frame_rate_q.den;
104     test->time_base.den = frame_rate_q.num;
105     test->max_pts = duration >= 0 ?
106         av_rescale_q(duration, AV_TIME_BASE_Q, test->time_base) : -1;
107     test->nb_frame = 0;
108     test->pts = 0;
109
110     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "size:%dx%d rate:%d/%d duration:%f sar:%d/%d\n",
111            test->w, test->h, frame_rate_q.num, frame_rate_q.den,
112            duration < 0 ? -1 : test->max_pts * av_q2d(test->time_base),
113            test->sar.num, test->sar.den);
114     return 0;
115 }
116
117 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
118 {
119     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
120
121     outlink->w = test->w;
122     outlink->h = test->h;
123     outlink->sample_aspect_ratio = test->sar;
124     outlink->time_base = test->time_base;
125
126     return 0;
127 }
128
129 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
130 {
131     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
132     AVFilterBufferRef *picref;
133
134     if (test->max_pts >= 0 && test->pts > test->max_pts)
135         return AVERROR_EOF;
136     picref = ff_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, test->w, test->h);
137     picref->pts = test->pts++;
138     picref->pos = -1;
139     picref->video->key_frame = 1;
140     picref->video->interlaced = 0;
141     picref->video->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
142     picref->video->pixel_aspect = test->sar;
143     test->nb_frame++;
144     test->fill_picture_fn(outlink->src, picref);
145
146     ff_start_frame(outlink, picref);
147     ff_draw_slice(outlink, 0, test->h, 1);
148     ff_end_frame(outlink);
149
150     return 0;
151 }
152
153 #if CONFIG_TESTSRC_FILTER
154
155 static const char *testsrc_get_name(void *ctx)
156 {
157     return "testsrc";
158 }
159
160 static const AVClass testsrc_class = {
161     .class_name = "TestSourceContext",
162     .item_name  = testsrc_get_name,
163     .option     = testsrc_options,
164 };
165
166 /**
167  * Fill a rectangle with value val.
168  *
169  * @param val the RGB value to set
170  * @param dst pointer to the destination buffer to fill
171  * @param dst_linesize linesize of destination
172  * @param segment_width width of the segment
173  * @param x horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
174  * @param y horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
175  * @param w width  of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
176  * @param h height of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
177  */
178 static void draw_rectangle(unsigned val, uint8_t *dst, int dst_linesize, unsigned segment_width,
179                            unsigned x, unsigned y, unsigned w, unsigned h)
180 {
181     int i;
182     int step = 3;
183
184     dst += segment_width * (step * x + y * dst_linesize);
185     w *= segment_width * step;
186     h *= segment_width;
187     for (i = 0; i < h; i++) {
188         memset(dst, val, w);
189         dst += dst_linesize;
190     }
191 }
192
193 static void draw_digit(int digit, uint8_t *dst, unsigned dst_linesize,
194                        unsigned segment_width)
195 {
196 #define TOP_HBAR        1
197 #define MID_HBAR        2
198 #define BOT_HBAR        4
199 #define LEFT_TOP_VBAR   8
200 #define LEFT_BOT_VBAR  16
201 #define RIGHT_TOP_VBAR 32
202 #define RIGHT_BOT_VBAR 64
203     struct {
204         int x, y, w, h;
205     } segments[] = {
206         { 1,  0, 5, 1 }, /* TOP_HBAR */
207         { 1,  6, 5, 1 }, /* MID_HBAR */
208         { 1, 12, 5, 1 }, /* BOT_HBAR */
209         { 0,  1, 1, 5 }, /* LEFT_TOP_VBAR */
210         { 0,  7, 1, 5 }, /* LEFT_BOT_VBAR */
211         { 6,  1, 1, 5 }, /* RIGHT_TOP_VBAR */
212         { 6,  7, 1, 5 }  /* RIGHT_BOT_VBAR */
213     };
214     static const unsigned char masks[10] = {
215         /* 0 */ TOP_HBAR         |BOT_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
216         /* 1 */                                                        RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
217         /* 2 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR|LEFT_BOT_VBAR                             |RIGHT_TOP_VBAR,
218         /* 3 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR                            |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
219         /* 4 */          MID_HBAR         |LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
220         /* 5 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR                             |RIGHT_BOT_VBAR,
221         /* 6 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR               |RIGHT_BOT_VBAR,
222         /* 7 */ TOP_HBAR                                              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
223         /* 8 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
224         /* 9 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
225     };
226     unsigned mask = masks[digit];
227     int i;
228
229     draw_rectangle(0, dst, dst_linesize, segment_width, 0, 0, 8, 13);
230     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(segments); i++)
231         if (mask & (1<<i))
232             draw_rectangle(255, dst, dst_linesize, segment_width,
233                            segments[i].x, segments[i].y, segments[i].w, segments[i].h);
234 }
235
236 #define GRADIENT_SIZE (6 * 256)
237
238 static void test_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
239 {
240     TestSourceContext *test = ctx->priv;
241     uint8_t *p, *p0;
242     int x, y;
243     int color, color_rest;
244     int icolor;
245     int radius;
246     int quad0, quad;
247     int dquad_x, dquad_y;
248     int grad, dgrad, rgrad, drgrad;
249     int seg_size;
250     int second;
251     int i;
252     uint8_t *data = picref->data[0];
253     int width  = picref->video->w;
254     int height = picref->video->h;
255
256     /* draw colored bars and circle */
257     radius = (width + height) / 4;
258     quad0 = width * width / 4 + height * height / 4 - radius * radius;
259     dquad_y = 1 - height;
260     p0 = data;
261     for (y = 0; y < height; y++) {
262         p = p0;
263         color = 0;
264         color_rest = 0;
265         quad = quad0;
266         dquad_x = 1 - width;
267         for (x = 0; x < width; x++) {
268             icolor = color;
269             if (quad < 0)
270                 icolor ^= 7;
271             quad += dquad_x;
272             dquad_x += 2;
273             *(p++) = icolor & 1 ? 255 : 0;
274             *(p++) = icolor & 2 ? 255 : 0;
275             *(p++) = icolor & 4 ? 255 : 0;
276             color_rest += 8;
277             if (color_rest >= width) {
278                 color_rest -= width;
279                 color++;
280             }
281         }
282         quad0 += dquad_y;
283         dquad_y += 2;
284         p0 += picref->linesize[0];
285     }
286
287     /* draw sliding color line */
288     p = data + picref->linesize[0] * height * 3/4;
289     grad = (256 * test->nb_frame * test->time_base.num / test->time_base.den) %
290         GRADIENT_SIZE;
291     rgrad = 0;
292     dgrad = GRADIENT_SIZE / width;
293     drgrad = GRADIENT_SIZE % width;
294     for (x = 0; x < width; x++) {
295         *(p++) =
296             grad < 256 || grad >= 5 * 256 ? 255 :
297             grad >= 2 * 256 && grad < 4 * 256 ? 0 :
298             grad < 2 * 256 ? 2 * 256 - 1 - grad : grad - 4 * 256;
299         *(p++) =
300             grad >= 4 * 256 ? 0 :
301             grad >= 1 * 256 && grad < 3 * 256 ? 255 :
302             grad < 1 * 256 ? grad : 4 * 256 - 1 - grad;
303         *(p++) =
304             grad < 2 * 256 ? 0 :
305             grad >= 3 * 256 && grad < 5 * 256 ? 255 :
306             grad < 3 * 256 ? grad - 2 * 256 : 6 * 256 - 1 - grad;
307         grad += dgrad;
308         rgrad += drgrad;
309         if (rgrad >= GRADIENT_SIZE) {
310             grad++;
311             rgrad -= GRADIENT_SIZE;
312         }
313         if (grad >= GRADIENT_SIZE)
314             grad -= GRADIENT_SIZE;
315     }
316     for (y = height / 8; y > 0; y--) {
317         memcpy(p, p - picref->linesize[0], 3 * width);
318         p += picref->linesize[0];
319     }
320
321     /* draw digits */
322     seg_size = width / 80;
323     if (seg_size >= 1 && height >= 13 * seg_size) {
324         second = test->nb_frame * test->time_base.num / test->time_base.den;
325         x = width - (width - seg_size * 64) / 2;
326         y = (height - seg_size * 13) / 2;
327         p = data + (x*3 + y * picref->linesize[0]);
328         for (i = 0; i < 8; i++) {
329             p -= 3 * 8 * seg_size;
330             draw_digit(second % 10, p, picref->linesize[0], seg_size);
331             second /= 10;
332             if (second == 0)
333                 break;
334         }
335     }
336 }
337
338 static av_cold int test_init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
339 {
340     TestSourceContext *test = ctx->priv;
341
342     test->class = &testsrc_class;
343     test->fill_picture_fn = test_fill_picture;
344     return init_common(ctx, args);
345 }
346
347 static int test_query_formats(AVFilterContext *ctx)
348 {
349     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
350         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_NONE
351     };
352     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
353     return 0;
354 }
355
356 AVFilter avfilter_vsrc_testsrc = {
357     .name          = "testsrc",
358     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate test pattern."),
359     .priv_size     = sizeof(TestSourceContext),
360     .init          = test_init,
361
362     .query_formats = test_query_formats,
363
364     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
365
366     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
367                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
368                                     .request_frame = request_frame,
369                                     .config_props  = config_props, },
370                                   { .name = NULL }},
371 };
372
373 #endif /* CONFIG_TESTSRC_FILTER */
374
375 #if CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER
376
377 static const char *rgbtestsrc_get_name(void *ctx)
378 {
379     return "rgbtestsrc";
380 }
381
382 static const AVClass rgbtestsrc_class = {
383     .class_name = "RGBTestSourceContext",
384     .item_name  = rgbtestsrc_get_name,
385     .option     = testsrc_options,
386 };
387
388 #define R 0
389 #define G 1
390 #define B 2
391 #define A 3
392
393 static void rgbtest_put_pixel(uint8_t *dst, int dst_linesize,
394                               int x, int y, int r, int g, int b, enum PixelFormat fmt,
395                               int rgba_map[4])
396 {
397     int32_t v;
398     uint8_t *p;
399
400     switch (fmt) {
401     case PIX_FMT_BGR444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (b >> 4); break;
402     case PIX_FMT_RGB444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (r >> 4); break;
403     case PIX_FMT_BGR555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (b>>3); break;
404     case PIX_FMT_RGB555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (r>>3); break;
405     case PIX_FMT_BGR565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (b>>3); break;
406     case PIX_FMT_RGB565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (r>>3); break;
407     case PIX_FMT_RGB24:
408     case PIX_FMT_BGR24:
409         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8));
410         p = dst + 3*x + y*dst_linesize;
411         AV_WL24(p, v);
412         break;
413     case PIX_FMT_RGBA:
414     case PIX_FMT_BGRA:
415     case PIX_FMT_ARGB:
416     case PIX_FMT_ABGR:
417         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8));
418         p = dst + 4*x + y*dst_linesize;
419         AV_WL32(p, v);
420         break;
421     }
422 }
423
424 static void rgbtest_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
425 {
426     TestSourceContext *test = ctx->priv;
427     int x, y, w = picref->video->w, h = picref->video->h;
428
429     for (y = 0; y < h; y++) {
430          for (x = 0; x < picref->video->w; x++) {
431              int c = 256*x/w;
432              int r = 0, g = 0, b = 0;
433
434              if      (3*y < h  ) r = c;
435              else if (3*y < 2*h) g = c;
436              else                b = c;
437
438              rgbtest_put_pixel(picref->data[0], picref->linesize[0], x, y, r, g, b,
439                                ctx->outputs[0]->format, test->rgba_map);
440          }
441      }
442 }
443
444 static av_cold int rgbtest_init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
445 {
446     TestSourceContext *test = ctx->priv;
447
448     test->class = &rgbtestsrc_class;
449     test->fill_picture_fn = rgbtest_fill_picture;
450     return init_common(ctx, args);
451 }
452
453 static int rgbtest_query_formats(AVFilterContext *ctx)
454 {
455     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
456         PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_ARGB, PIX_FMT_BGRA, PIX_FMT_ABGR,
457         PIX_FMT_BGR24, PIX_FMT_RGB24,
458         PIX_FMT_RGB444, PIX_FMT_BGR444,
459         PIX_FMT_RGB565, PIX_FMT_BGR565,
460         PIX_FMT_RGB555, PIX_FMT_BGR555,
461         PIX_FMT_NONE
462     };
463     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
464     return 0;
465 }
466
467 static int rgbtest_config_props(AVFilterLink *outlink)
468 {
469     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
470
471     switch (outlink->format) {
472     case PIX_FMT_ARGB:  test->rgba_map[A] = 0; test->rgba_map[R] = 1; test->rgba_map[G] = 2; test->rgba_map[B] = 3; break;
473     case PIX_FMT_ABGR:  test->rgba_map[A] = 0; test->rgba_map[B] = 1; test->rgba_map[G] = 2; test->rgba_map[R] = 3; break;
474     case PIX_FMT_RGBA:
475     case PIX_FMT_RGB24: test->rgba_map[R] = 0; test->rgba_map[G] = 1; test->rgba_map[B] = 2; test->rgba_map[A] = 3; break;
476     case PIX_FMT_BGRA:
477     case PIX_FMT_BGR24: test->rgba_map[B] = 0; test->rgba_map[G] = 1; test->rgba_map[R] = 2; test->rgba_map[A] = 3; break;
478     }
479
480     return config_props(outlink);
481 }
482
483 AVFilter avfilter_vsrc_rgbtestsrc = {
484     .name          = "rgbtestsrc",
485     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate RGB test pattern."),
486     .priv_size     = sizeof(TestSourceContext),
487     .init          = rgbtest_init,
488
489     .query_formats = rgbtest_query_formats,
490
491     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
492
493     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
494                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
495                                     .request_frame = request_frame,
496                                     .config_props  = rgbtest_config_props, },
497                                   { .name = NULL }},
498 };
499
500 #endif /* CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER */