lavfi/testsrc: add "decimals" option to the testsrc filter
[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 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  * 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/opt.h"
36 #include "libavutil/intreadwrite.h"
37 #include "libavutil/parseutils.h"
38 #include "avfilter.h"
39
40 typedef struct {
41     const AVClass *class;
42     int h, w;
43     unsigned int nb_frame;
44     AVRational time_base;
45     int64_t pts, max_pts;
46     char *size;                 ///< video frame size
47     char *rate;                 ///< video frame rate
48     char *duration;             ///< total duration of the generated video
49     AVRational sar;             ///< sample aspect ratio
50     int nb_decimals;
51
52     void (* fill_picture_fn)(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref);
53
54     /* only used by rgbtest */
55     int rgba_map[4];
56 } TestSourceContext;
57
58 #define OFFSET(x) offsetof(TestSourceContext, x)
59
60 static const AVOption testsrc_options[]= {
61     { "size",     "set video size",     OFFSET(size),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "320x240"}, 0, 0 },
62     { "s",        "set video size",     OFFSET(size),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "320x240"}, 0, 0 },
63     { "rate",     "set video rate",     OFFSET(rate),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},      0, 0 },
64     { "r",        "set video rate",     OFFSET(rate),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},      0, 0 },
65     { "duration", "set video duration", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},      0, 0 },
66     { "d",        "set video duration", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},      0, 0 },
67     { "sar",      "set video sample aspect ratio", OFFSET(sar), AV_OPT_TYPE_RATIONAL, {.dbl= 1},  0, INT_MAX },
68     { "decimals", "set number of decimals to show", OFFSET(nb_decimals), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl=0},  INT_MIN, INT_MAX },
69     { "n",        "set number of decimals to show", OFFSET(nb_decimals), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl=0},  INT_MIN, INT_MAX },
70     { NULL },
71 };
72
73 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
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     if (test->nb_decimals && strcmp(ctx->filter->name, "testsrc")) {
104         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
105                "Option 'decimals' is ignored with source '%s'\n",
106                ctx->filter->name);
107     }
108
109     test->time_base.num = frame_rate_q.den;
110     test->time_base.den = frame_rate_q.num;
111     test->max_pts = duration >= 0 ?
112         av_rescale_q(duration, AV_TIME_BASE_Q, test->time_base) : -1;
113     test->nb_frame = 0;
114     test->pts = 0;
115
116     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "size:%dx%d rate:%d/%d duration:%f sar:%d/%d\n",
117            test->w, test->h, frame_rate_q.num, frame_rate_q.den,
118            duration < 0 ? -1 : test->max_pts * av_q2d(test->time_base),
119            test->sar.num, test->sar.den);
120     return 0;
121 }
122
123 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
124 {
125     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
126
127     outlink->w = test->w;
128     outlink->h = test->h;
129     outlink->sample_aspect_ratio = test->sar;
130     outlink->time_base = test->time_base;
131
132     return 0;
133 }
134
135 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
136 {
137     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
138     AVFilterBufferRef *picref;
139
140     if (test->max_pts >= 0 && test->pts >= test->max_pts)
141         return AVERROR_EOF;
142     picref = avfilter_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE,
143                                        test->w, test->h);
144     picref->pts = test->pts++;
145     picref->pos = -1;
146     picref->video->key_frame = 1;
147     picref->video->interlaced = 0;
148     picref->video->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
149     picref->video->sample_aspect_ratio = test->sar;
150     test->fill_picture_fn(outlink->src, picref);
151     test->nb_frame++;
152
153     avfilter_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(picref, ~0));
154     avfilter_draw_slice(outlink, 0, picref->video->h, 1);
155     avfilter_end_frame(outlink);
156     avfilter_unref_buffer(picref);
157
158     return 0;
159 }
160
161 #if CONFIG_NULLSRC_FILTER
162
163 static const char *nullsrc_get_name(void *ctx)
164 {
165     return "nullsrc";
166 }
167
168 static const AVClass nullsrc_class = {
169     .class_name = "NullSourceContext",
170     .item_name  = nullsrc_get_name,
171     .option     = testsrc_options,
172 };
173
174 static void nullsrc_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref) { }
175
176 static av_cold int nullsrc_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
177 {
178     TestSourceContext *test = ctx->priv;
179
180     test->class = &nullsrc_class;
181     test->fill_picture_fn = nullsrc_fill_picture;
182     return init(ctx, args, opaque);
183 }
184
185 AVFilter avfilter_vsrc_nullsrc = {
186     .name        = "nullsrc",
187     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Null video source, return unprocessed video frames."),
188     .init       = nullsrc_init,
189     .priv_size  = sizeof(TestSourceContext),
190
191     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
192     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
193                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
194                                     .request_frame = request_frame,
195                                     .config_props  = config_props, },
196                                   { .name = NULL}},
197 };
198
199 #endif /* CONFIG_NULLSRC_FILTER */
200
201 #if CONFIG_TESTSRC_FILTER
202
203 static const char *testsrc_get_name(void *ctx)
204 {
205     return "testsrc";
206 }
207
208 static const AVClass testsrc_class = {
209     .class_name = "TestSourceContext",
210     .item_name  = testsrc_get_name,
211     .option     = testsrc_options,
212 };
213
214 /**
215  * Fill a rectangle with value val.
216  *
217  * @param val the RGB value to set
218  * @param dst pointer to the destination buffer to fill
219  * @param dst_linesize linesize of destination
220  * @param segment_width width of the segment
221  * @param x horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
222  * @param y horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
223  * @param w width  of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
224  * @param h height of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
225  */
226 static void draw_rectangle(unsigned val, uint8_t *dst, int dst_linesize, unsigned segment_width,
227                            unsigned x, unsigned y, unsigned w, unsigned h)
228 {
229     int i;
230     int step = 3;
231
232     dst += segment_width * (step * x + y * dst_linesize);
233     w *= segment_width * step;
234     h *= segment_width;
235     for (i = 0; i < h; i++) {
236         memset(dst, val, w);
237         dst += dst_linesize;
238     }
239 }
240
241 static void draw_digit(int digit, uint8_t *dst, unsigned dst_linesize,
242                        unsigned segment_width)
243 {
244 #define TOP_HBAR        1
245 #define MID_HBAR        2
246 #define BOT_HBAR        4
247 #define LEFT_TOP_VBAR   8
248 #define LEFT_BOT_VBAR  16
249 #define RIGHT_TOP_VBAR 32
250 #define RIGHT_BOT_VBAR 64
251     struct {
252         int x, y, w, h;
253     } segments[] = {
254         { 1,  0, 5, 1 }, /* TOP_HBAR */
255         { 1,  6, 5, 1 }, /* MID_HBAR */
256         { 1, 12, 5, 1 }, /* BOT_HBAR */
257         { 0,  1, 1, 5 }, /* LEFT_TOP_VBAR */
258         { 0,  7, 1, 5 }, /* LEFT_BOT_VBAR */
259         { 6,  1, 1, 5 }, /* RIGHT_TOP_VBAR */
260         { 6,  7, 1, 5 }  /* RIGHT_BOT_VBAR */
261     };
262     static const unsigned char masks[10] = {
263         /* 0 */ TOP_HBAR         |BOT_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
264         /* 1 */                                                        RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
265         /* 2 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR|LEFT_BOT_VBAR                             |RIGHT_TOP_VBAR,
266         /* 3 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR                            |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
267         /* 4 */          MID_HBAR         |LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
268         /* 5 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR                             |RIGHT_BOT_VBAR,
269         /* 6 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR               |RIGHT_BOT_VBAR,
270         /* 7 */ TOP_HBAR                                              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
271         /* 8 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
272         /* 9 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
273     };
274     unsigned mask = masks[digit];
275     int i;
276
277     draw_rectangle(0, dst, dst_linesize, segment_width, 0, 0, 8, 13);
278     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(segments); i++)
279         if (mask & (1<<i))
280             draw_rectangle(255, dst, dst_linesize, segment_width,
281                            segments[i].x, segments[i].y, segments[i].w, segments[i].h);
282 }
283
284 #define GRADIENT_SIZE (6 * 256)
285
286 static void test_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
287 {
288     TestSourceContext *test = ctx->priv;
289     uint8_t *p, *p0;
290     int x, y;
291     int color, color_rest;
292     int icolor;
293     int radius;
294     int quad0, quad;
295     int dquad_x, dquad_y;
296     int grad, dgrad, rgrad, drgrad;
297     int seg_size;
298     int second;
299     int i;
300     uint8_t *data = picref->data[0];
301     int width  = picref->video->w;
302     int height = picref->video->h;
303
304     /* draw colored bars and circle */
305     radius = (width + height) / 4;
306     quad0 = width * width / 4 + height * height / 4 - radius * radius;
307     dquad_y = 1 - height;
308     p0 = data;
309     for (y = 0; y < height; y++) {
310         p = p0;
311         color = 0;
312         color_rest = 0;
313         quad = quad0;
314         dquad_x = 1 - width;
315         for (x = 0; x < width; x++) {
316             icolor = color;
317             if (quad < 0)
318                 icolor ^= 7;
319             quad += dquad_x;
320             dquad_x += 2;
321             *(p++) = icolor & 1 ? 255 : 0;
322             *(p++) = icolor & 2 ? 255 : 0;
323             *(p++) = icolor & 4 ? 255 : 0;
324             color_rest += 8;
325             if (color_rest >= width) {
326                 color_rest -= width;
327                 color++;
328             }
329         }
330         quad0 += dquad_y;
331         dquad_y += 2;
332         p0 += picref->linesize[0];
333     }
334
335     /* draw sliding color line */
336     p0 = p = data + picref->linesize[0] * height * 3/4;
337     grad = (256 * test->nb_frame * test->time_base.num / test->time_base.den) %
338         GRADIENT_SIZE;
339     rgrad = 0;
340     dgrad = GRADIENT_SIZE / width;
341     drgrad = GRADIENT_SIZE % width;
342     for (x = 0; x < width; x++) {
343         *(p++) =
344             grad < 256 || grad >= 5 * 256 ? 255 :
345             grad >= 2 * 256 && grad < 4 * 256 ? 0 :
346             grad < 2 * 256 ? 2 * 256 - 1 - grad : grad - 4 * 256;
347         *(p++) =
348             grad >= 4 * 256 ? 0 :
349             grad >= 1 * 256 && grad < 3 * 256 ? 255 :
350             grad < 1 * 256 ? grad : 4 * 256 - 1 - grad;
351         *(p++) =
352             grad < 2 * 256 ? 0 :
353             grad >= 3 * 256 && grad < 5 * 256 ? 255 :
354             grad < 3 * 256 ? grad - 2 * 256 : 6 * 256 - 1 - grad;
355         grad += dgrad;
356         rgrad += drgrad;
357         if (rgrad >= GRADIENT_SIZE) {
358             grad++;
359             rgrad -= GRADIENT_SIZE;
360         }
361         if (grad >= GRADIENT_SIZE)
362             grad -= GRADIENT_SIZE;
363     }
364     p = p0;
365     for (y = height / 8; y > 0; y--) {
366         memcpy(p+picref->linesize[0], p, 3 * width);
367         p += picref->linesize[0];
368     }
369
370     /* draw digits */
371     seg_size = width / 80;
372     if (seg_size >= 1 && height >= 13 * seg_size) {
373         double time = av_q2d(test->time_base) * test->nb_frame *
374                       pow(10, test->nb_decimals);
375         if (time > INT_MAX)
376             return;
377         second = (int)time;
378         x = width - (width - seg_size * 64) / 2;
379         y = (height - seg_size * 13) / 2;
380         p = data + (x*3 + y * picref->linesize[0]);
381         for (i = 0; i < 8; i++) {
382             p -= 3 * 8 * seg_size;
383             draw_digit(second % 10, p, picref->linesize[0], seg_size);
384             second /= 10;
385             if (second == 0)
386                 break;
387         }
388     }
389 }
390
391 static av_cold int test_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
392 {
393     TestSourceContext *test = ctx->priv;
394
395     test->class = &testsrc_class;
396     test->fill_picture_fn = test_fill_picture;
397     return init(ctx, args, opaque);
398 }
399
400 static int test_query_formats(AVFilterContext *ctx)
401 {
402     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
403         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_NONE
404     };
405     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
406     return 0;
407 }
408
409 AVFilter avfilter_vsrc_testsrc = {
410     .name      = "testsrc",
411     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate test pattern."),
412     .priv_size = sizeof(TestSourceContext),
413     .init      = test_init,
414
415     .query_formats   = test_query_formats,
416
417     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
418
419     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
420                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
421                                     .request_frame = request_frame,
422                                     .config_props  = config_props, },
423                                   { .name = NULL }},
424 };
425
426 #endif /* CONFIG_TESTSRC_FILTER */
427
428 #if CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER
429
430 static const char *rgbtestsrc_get_name(void *ctx)
431 {
432     return "rgbtestsrc";
433 }
434
435 static const AVClass rgbtestsrc_class = {
436     .class_name = "RGBTestSourceContext",
437     .item_name  = rgbtestsrc_get_name,
438     .option     = testsrc_options,
439 };
440
441 #define R 0
442 #define G 1
443 #define B 2
444 #define A 3
445
446 static void rgbtest_put_pixel(uint8_t *dst, int dst_linesize,
447                               int x, int y, int r, int g, int b, enum PixelFormat fmt,
448                               int rgba_map[4])
449 {
450     int32_t v;
451     uint8_t *p;
452
453     switch (fmt) {
454     case PIX_FMT_BGR444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (b >> 4); break;
455     case PIX_FMT_RGB444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (r >> 4); break;
456     case PIX_FMT_BGR555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (b>>3); break;
457     case PIX_FMT_RGB555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (r>>3); break;
458     case PIX_FMT_BGR565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (b>>3); break;
459     case PIX_FMT_RGB565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (r>>3); break;
460     case PIX_FMT_RGB24:
461     case PIX_FMT_BGR24:
462         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8));
463         p = dst + 3*x + y*dst_linesize;
464         AV_WL24(p, v);
465         break;
466     case PIX_FMT_RGBA:
467     case PIX_FMT_BGRA:
468     case PIX_FMT_ARGB:
469     case PIX_FMT_ABGR:
470         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8)) + (255 << (rgba_map[A]*8));
471         p = dst + 4*x + y*dst_linesize;
472         AV_WL32(p, v);
473         break;
474     }
475 }
476
477 static void rgbtest_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
478 {
479     TestSourceContext *test = ctx->priv;
480     int x, y, w = picref->video->w, h = picref->video->h;
481
482     for (y = 0; y < h; y++) {
483          for (x = 0; x < picref->video->w; x++) {
484              int c = 256*x/w;
485              int r = 0, g = 0, b = 0;
486
487              if      (3*y < h  ) r = c;
488              else if (3*y < 2*h) g = c;
489              else                b = c;
490
491              rgbtest_put_pixel(picref->data[0], picref->linesize[0], x, y, r, g, b,
492                                ctx->outputs[0]->format, test->rgba_map);
493          }
494      }
495 }
496
497 static av_cold int rgbtest_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
498 {
499     TestSourceContext *test = ctx->priv;
500
501     test->class = &rgbtestsrc_class;
502     test->fill_picture_fn = rgbtest_fill_picture;
503     return init(ctx, args, opaque);
504 }
505
506 static int rgbtest_query_formats(AVFilterContext *ctx)
507 {
508     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
509         PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_ARGB, PIX_FMT_BGRA, PIX_FMT_ABGR,
510         PIX_FMT_BGR24, PIX_FMT_RGB24,
511         PIX_FMT_RGB444, PIX_FMT_BGR444,
512         PIX_FMT_RGB565, PIX_FMT_BGR565,
513         PIX_FMT_RGB555, PIX_FMT_BGR555,
514         PIX_FMT_NONE
515     };
516     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
517     return 0;
518 }
519
520 static int rgbtest_config_props(AVFilterLink *outlink)
521 {
522     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
523
524     switch (outlink->format) {
525     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;
526     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;
527     case PIX_FMT_RGBA:
528     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;
529     case PIX_FMT_BGRA:
530     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;
531     }
532
533     return config_props(outlink);
534 }
535
536 AVFilter avfilter_vsrc_rgbtestsrc = {
537     .name      = "rgbtestsrc",
538     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate RGB test pattern."),
539     .priv_size = sizeof(TestSourceContext),
540     .init      = rgbtest_init,
541
542     .query_formats   = rgbtest_query_formats,
543
544     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
545
546     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
547                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
548                                     .request_frame = request_frame,
549                                     .config_props  = rgbtest_config_props, },
550                                   { .name = NULL }},
551 };
552
553 #endif /* CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER */