Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[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 #include "formats.h"
40 #include "video.h"
41
42 typedef struct {
43     const AVClass *class;
44     int w, h;
45     unsigned int nb_frame;
46     AVRational time_base;
47     int64_t pts, max_pts;
48     char *rate;                 ///< video frame rate
49     char *duration;             ///< total duration of the generated video
50     AVRational sar;             ///< sample aspect ratio
51     int nb_decimals;
52
53     void (* fill_picture_fn)(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref);
54
55     /* only used by rgbtest */
56     int rgba_map[4];
57 } TestSourceContext;
58
59 #define OFFSET(x) offsetof(TestSourceContext, x)
60
61 static const AVOption testsrc_options[]= {
62     { "size",     "set video size",     OFFSET(w),        AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "320x240"}, 0, 0 },
63     { "s",        "set video size",     OFFSET(w),        AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "320x240"}, 0, 0 },
64     { "rate",     "set video rate",     OFFSET(rate),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},      0, 0 },
65     { "r",        "set video rate",     OFFSET(rate),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},      0, 0 },
66     { "duration", "set video duration", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},      0, 0 },
67     { "d",        "set video duration", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},      0, 0 },
68     { "sar",      "set video sample aspect ratio", OFFSET(sar), AV_OPT_TYPE_RATIONAL, {.dbl= 1},  0, INT_MAX },
69     { "decimals", "set number of decimals to show", OFFSET(nb_decimals), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl=0},  INT_MIN, INT_MAX },
70     { "n",        "set number of decimals to show", OFFSET(nb_decimals), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl=0},  INT_MIN, INT_MAX },
71     { NULL },
72 };
73
74 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
75 {
76     TestSourceContext *test = ctx->priv;
77     AVRational frame_rate_q;
78     int64_t duration = -1;
79     int ret = 0;
80
81     av_opt_set_defaults(test);
82
83     if ((ret = (av_set_options_string(test, args, "=", ":"))) < 0) {
84         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options string: '%s'\n", args);
85         return ret;
86     }
87
88     if ((ret = av_parse_video_rate(&frame_rate_q, test->rate)) < 0 ||
89         frame_rate_q.den <= 0 || frame_rate_q.num <= 0) {
90         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame rate: '%s'\n", test->rate);
91         return ret;
92     }
93     av_freep(&test->rate);
94
95     if ((test->duration) && (ret = av_parse_time(&duration, test->duration, 1)) < 0) {
96         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid duration: '%s'\n", test->duration);
97         return ret;
98     }
99     av_freep(&test->duration);
100
101     if (test->nb_decimals && strcmp(ctx->filter->name, "testsrc")) {
102         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
103                "Option 'decimals' is ignored with source '%s'\n",
104                ctx->filter->name);
105     }
106
107     test->time_base.num = frame_rate_q.den;
108     test->time_base.den = frame_rate_q.num;
109     test->max_pts = duration >= 0 ?
110         av_rescale_q(duration, AV_TIME_BASE_Q, test->time_base) : -1;
111     test->nb_frame = 0;
112     test->pts = 0;
113
114     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "size:%dx%d rate:%d/%d duration:%f sar:%d/%d\n",
115            test->w, test->h, frame_rate_q.num, frame_rate_q.den,
116            duration < 0 ? -1 : test->max_pts * av_q2d(test->time_base),
117            test->sar.num, test->sar.den);
118     return 0;
119 }
120
121 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
122 {
123     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
124
125     outlink->w = test->w;
126     outlink->h = test->h;
127     outlink->sample_aspect_ratio = test->sar;
128     outlink->time_base = test->time_base;
129
130     return 0;
131 }
132
133 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
134 {
135     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
136     AVFilterBufferRef *picref;
137
138     if (test->max_pts >= 0 && test->pts >= test->max_pts)
139         return AVERROR_EOF;
140     picref = avfilter_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE,
141                                        test->w, test->h);
142     picref->pts = test->pts++;
143     picref->pos = -1;
144     picref->video->key_frame = 1;
145     picref->video->interlaced = 0;
146     picref->video->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
147     picref->video->sample_aspect_ratio = test->sar;
148     test->fill_picture_fn(outlink->src, picref);
149     test->nb_frame++;
150
151     ff_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(picref, ~0));
152     ff_draw_slice(outlink, 0, picref->video->h, 1);
153     ff_end_frame(outlink);
154     avfilter_unref_buffer(picref);
155
156     return 0;
157 }
158
159 #if CONFIG_NULLSRC_FILTER
160
161 static const AVClass nullsrc_class = {
162     .class_name = "NullSourceContext",
163     .item_name  = av_default_item_name,
164     .option     = testsrc_options,
165 };
166
167 static void nullsrc_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref) { }
168
169 static av_cold int nullsrc_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
170 {
171     TestSourceContext *test = ctx->priv;
172
173     test->class = &nullsrc_class;
174     test->fill_picture_fn = nullsrc_fill_picture;
175     return init(ctx, args, opaque);
176 }
177
178 AVFilter avfilter_vsrc_nullsrc = {
179     .name        = "nullsrc",
180     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Null video source, return unprocessed video frames."),
181     .init       = nullsrc_init,
182     .priv_size  = sizeof(TestSourceContext),
183
184     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
185     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
186                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
187                                     .request_frame = request_frame,
188                                     .config_props  = config_props, },
189                                   { .name = NULL}},
190 };
191
192 #endif /* CONFIG_NULLSRC_FILTER */
193
194 #if CONFIG_TESTSRC_FILTER
195
196 static const AVClass testsrc_class = {
197     .class_name = "TestSourceContext",
198     .item_name  = av_default_item_name,
199     .option     = testsrc_options,
200 };
201
202 /**
203  * Fill a rectangle with value val.
204  *
205  * @param val the RGB value to set
206  * @param dst pointer to the destination buffer to fill
207  * @param dst_linesize linesize of destination
208  * @param segment_width width of the segment
209  * @param x horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
210  * @param y horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
211  * @param w width  of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
212  * @param h height of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
213  */
214 static void draw_rectangle(unsigned val, uint8_t *dst, int dst_linesize, unsigned segment_width,
215                            unsigned x, unsigned y, unsigned w, unsigned h)
216 {
217     int i;
218     int step = 3;
219
220     dst += segment_width * (step * x + y * dst_linesize);
221     w *= segment_width * step;
222     h *= segment_width;
223     for (i = 0; i < h; i++) {
224         memset(dst, val, w);
225         dst += dst_linesize;
226     }
227 }
228
229 static void draw_digit(int digit, uint8_t *dst, unsigned dst_linesize,
230                        unsigned segment_width)
231 {
232 #define TOP_HBAR        1
233 #define MID_HBAR        2
234 #define BOT_HBAR        4
235 #define LEFT_TOP_VBAR   8
236 #define LEFT_BOT_VBAR  16
237 #define RIGHT_TOP_VBAR 32
238 #define RIGHT_BOT_VBAR 64
239     struct {
240         int x, y, w, h;
241     } segments[] = {
242         { 1,  0, 5, 1 }, /* TOP_HBAR */
243         { 1,  6, 5, 1 }, /* MID_HBAR */
244         { 1, 12, 5, 1 }, /* BOT_HBAR */
245         { 0,  1, 1, 5 }, /* LEFT_TOP_VBAR */
246         { 0,  7, 1, 5 }, /* LEFT_BOT_VBAR */
247         { 6,  1, 1, 5 }, /* RIGHT_TOP_VBAR */
248         { 6,  7, 1, 5 }  /* RIGHT_BOT_VBAR */
249     };
250     static const unsigned char masks[10] = {
251         /* 0 */ TOP_HBAR         |BOT_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
252         /* 1 */                                                        RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
253         /* 2 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR|LEFT_BOT_VBAR                             |RIGHT_TOP_VBAR,
254         /* 3 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR                            |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
255         /* 4 */          MID_HBAR         |LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
256         /* 5 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR                             |RIGHT_BOT_VBAR,
257         /* 6 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR               |RIGHT_BOT_VBAR,
258         /* 7 */ TOP_HBAR                                              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
259         /* 8 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
260         /* 9 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
261     };
262     unsigned mask = masks[digit];
263     int i;
264
265     draw_rectangle(0, dst, dst_linesize, segment_width, 0, 0, 8, 13);
266     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(segments); i++)
267         if (mask & (1<<i))
268             draw_rectangle(255, dst, dst_linesize, segment_width,
269                            segments[i].x, segments[i].y, segments[i].w, segments[i].h);
270 }
271
272 #define GRADIENT_SIZE (6 * 256)
273
274 static void test_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
275 {
276     TestSourceContext *test = ctx->priv;
277     uint8_t *p, *p0;
278     int x, y;
279     int color, color_rest;
280     int icolor;
281     int radius;
282     int quad0, quad;
283     int dquad_x, dquad_y;
284     int grad, dgrad, rgrad, drgrad;
285     int seg_size;
286     int second;
287     int i;
288     uint8_t *data = picref->data[0];
289     int width  = picref->video->w;
290     int height = picref->video->h;
291
292     /* draw colored bars and circle */
293     radius = (width + height) / 4;
294     quad0 = width * width / 4 + height * height / 4 - radius * radius;
295     dquad_y = 1 - height;
296     p0 = data;
297     for (y = 0; y < height; y++) {
298         p = p0;
299         color = 0;
300         color_rest = 0;
301         quad = quad0;
302         dquad_x = 1 - width;
303         for (x = 0; x < width; x++) {
304             icolor = color;
305             if (quad < 0)
306                 icolor ^= 7;
307             quad += dquad_x;
308             dquad_x += 2;
309             *(p++) = icolor & 1 ? 255 : 0;
310             *(p++) = icolor & 2 ? 255 : 0;
311             *(p++) = icolor & 4 ? 255 : 0;
312             color_rest += 8;
313             if (color_rest >= width) {
314                 color_rest -= width;
315                 color++;
316             }
317         }
318         quad0 += dquad_y;
319         dquad_y += 2;
320         p0 += picref->linesize[0];
321     }
322
323     /* draw sliding color line */
324     p0 = p = data + picref->linesize[0] * height * 3/4;
325     grad = (256 * test->nb_frame * test->time_base.num / test->time_base.den) %
326         GRADIENT_SIZE;
327     rgrad = 0;
328     dgrad = GRADIENT_SIZE / width;
329     drgrad = GRADIENT_SIZE % width;
330     for (x = 0; x < width; x++) {
331         *(p++) =
332             grad < 256 || grad >= 5 * 256 ? 255 :
333             grad >= 2 * 256 && grad < 4 * 256 ? 0 :
334             grad < 2 * 256 ? 2 * 256 - 1 - grad : grad - 4 * 256;
335         *(p++) =
336             grad >= 4 * 256 ? 0 :
337             grad >= 1 * 256 && grad < 3 * 256 ? 255 :
338             grad < 1 * 256 ? grad : 4 * 256 - 1 - grad;
339         *(p++) =
340             grad < 2 * 256 ? 0 :
341             grad >= 3 * 256 && grad < 5 * 256 ? 255 :
342             grad < 3 * 256 ? grad - 2 * 256 : 6 * 256 - 1 - grad;
343         grad += dgrad;
344         rgrad += drgrad;
345         if (rgrad >= GRADIENT_SIZE) {
346             grad++;
347             rgrad -= GRADIENT_SIZE;
348         }
349         if (grad >= GRADIENT_SIZE)
350             grad -= GRADIENT_SIZE;
351     }
352     p = p0;
353     for (y = height / 8; y > 0; y--) {
354         memcpy(p+picref->linesize[0], p, 3 * width);
355         p += picref->linesize[0];
356     }
357
358     /* draw digits */
359     seg_size = width / 80;
360     if (seg_size >= 1 && height >= 13 * seg_size) {
361         double time = av_q2d(test->time_base) * test->nb_frame *
362                       pow(10, test->nb_decimals);
363         if (time > INT_MAX)
364             return;
365         second = (int)time;
366         x = width - (width - seg_size * 64) / 2;
367         y = (height - seg_size * 13) / 2;
368         p = data + (x*3 + y * picref->linesize[0]);
369         for (i = 0; i < 8; i++) {
370             p -= 3 * 8 * seg_size;
371             draw_digit(second % 10, p, picref->linesize[0], seg_size);
372             second /= 10;
373             if (second == 0)
374                 break;
375         }
376     }
377 }
378
379 static av_cold int test_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
380 {
381     TestSourceContext *test = ctx->priv;
382
383     test->class = &testsrc_class;
384     test->fill_picture_fn = test_fill_picture;
385     return init(ctx, args, opaque);
386 }
387
388 static int test_query_formats(AVFilterContext *ctx)
389 {
390     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
391         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_NONE
392     };
393     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
394     return 0;
395 }
396
397 AVFilter avfilter_vsrc_testsrc = {
398     .name      = "testsrc",
399     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate test pattern."),
400     .priv_size = sizeof(TestSourceContext),
401     .init      = test_init,
402
403     .query_formats   = test_query_formats,
404
405     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
406
407     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
408                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
409                                     .request_frame = request_frame,
410                                     .config_props  = config_props, },
411                                   { .name = NULL }},
412 };
413
414 #endif /* CONFIG_TESTSRC_FILTER */
415
416 #if CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER
417
418 static const AVClass rgbtestsrc_class = {
419     .class_name = "RGBTestSourceContext",
420     .item_name  = av_default_item_name,
421     .option     = testsrc_options,
422 };
423
424 #define R 0
425 #define G 1
426 #define B 2
427 #define A 3
428
429 static void rgbtest_put_pixel(uint8_t *dst, int dst_linesize,
430                               int x, int y, int r, int g, int b, enum PixelFormat fmt,
431                               int rgba_map[4])
432 {
433     int32_t v;
434     uint8_t *p;
435
436     switch (fmt) {
437     case PIX_FMT_BGR444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (b >> 4); break;
438     case PIX_FMT_RGB444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (r >> 4); break;
439     case PIX_FMT_BGR555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (b>>3); break;
440     case PIX_FMT_RGB555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (r>>3); break;
441     case PIX_FMT_BGR565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (b>>3); break;
442     case PIX_FMT_RGB565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (r>>3); break;
443     case PIX_FMT_RGB24:
444     case PIX_FMT_BGR24:
445         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8));
446         p = dst + 3*x + y*dst_linesize;
447         AV_WL24(p, v);
448         break;
449     case PIX_FMT_RGBA:
450     case PIX_FMT_BGRA:
451     case PIX_FMT_ARGB:
452     case PIX_FMT_ABGR:
453         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8)) + (255 << (rgba_map[A]*8));
454         p = dst + 4*x + y*dst_linesize;
455         AV_WL32(p, v);
456         break;
457     }
458 }
459
460 static void rgbtest_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
461 {
462     TestSourceContext *test = ctx->priv;
463     int x, y, w = picref->video->w, h = picref->video->h;
464
465     for (y = 0; y < h; y++) {
466          for (x = 0; x < picref->video->w; x++) {
467              int c = 256*x/w;
468              int r = 0, g = 0, b = 0;
469
470              if      (3*y < h  ) r = c;
471              else if (3*y < 2*h) g = c;
472              else                b = c;
473
474              rgbtest_put_pixel(picref->data[0], picref->linesize[0], x, y, r, g, b,
475                                ctx->outputs[0]->format, test->rgba_map);
476          }
477      }
478 }
479
480 static av_cold int rgbtest_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
481 {
482     TestSourceContext *test = ctx->priv;
483
484     test->class = &rgbtestsrc_class;
485     test->fill_picture_fn = rgbtest_fill_picture;
486     return init(ctx, args, opaque);
487 }
488
489 static int rgbtest_query_formats(AVFilterContext *ctx)
490 {
491     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
492         PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_ARGB, PIX_FMT_BGRA, PIX_FMT_ABGR,
493         PIX_FMT_BGR24, PIX_FMT_RGB24,
494         PIX_FMT_RGB444, PIX_FMT_BGR444,
495         PIX_FMT_RGB565, PIX_FMT_BGR565,
496         PIX_FMT_RGB555, PIX_FMT_BGR555,
497         PIX_FMT_NONE
498     };
499     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
500     return 0;
501 }
502
503 static int rgbtest_config_props(AVFilterLink *outlink)
504 {
505     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
506
507     switch (outlink->format) {
508     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;
509     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;
510     case PIX_FMT_RGBA:
511     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;
512     case PIX_FMT_BGRA:
513     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;
514     }
515
516     return config_props(outlink);
517 }
518
519 AVFilter avfilter_vsrc_rgbtestsrc = {
520     .name      = "rgbtestsrc",
521     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate RGB test pattern."),
522     .priv_size = sizeof(TestSourceContext),
523     .init      = rgbtest_init,
524
525     .query_formats   = rgbtest_query_formats,
526
527     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
528
529     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
530                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
531                                     .request_frame = request_frame,
532                                     .config_props  = rgbtest_config_props, },
533                                   { .name = NULL }},
534 };
535
536 #endif /* CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER */