COSMETICS: Remove all trailing whitespace.
[ffmpeg.git] / tests / videogen.c
1 /*
2  * Generates a synthetic YUV video sequence suitable for codec testing.
3  * NOTE: no floats are used to guaranty a bit exact output.
4  */
5 #include <stdlib.h>
6 #include <stdio.h>
7
8 #define SCALEBITS 8
9 #define ONE_HALF  (1 << (SCALEBITS - 1))
10 #define FIX(x)          ((int) ((x) * (1L<<SCALEBITS) + 0.5))
11 typedef unsigned char uint8_t;
12
13 static void rgb24_to_yuv420p(uint8_t *lum, uint8_t *cb, uint8_t *cr,
14                               uint8_t *src, int width, int height)
15 {
16     int wrap, wrap3, x, y;
17     int r, g, b, r1, g1, b1;
18     uint8_t *p;
19
20     wrap = width;
21     wrap3 = width * 3;
22     p = src;
23     for(y=0;y<height;y+=2) {
24         for(x=0;x<width;x+=2) {
25             r = p[0];
26             g = p[1];
27             b = p[2];
28             r1 = r;
29             g1 = g;
30             b1 = b;
31             lum[0] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
32                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
33             r = p[3];
34             g = p[4];
35             b = p[5];
36             r1 += r;
37             g1 += g;
38             b1 += b;
39             lum[1] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
40                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
41             p += wrap3;
42             lum += wrap;
43
44             r = p[0];
45             g = p[1];
46             b = p[2];
47             r1 += r;
48             g1 += g;
49             b1 += b;
50             lum[0] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
51                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
52             r = p[3];
53             g = p[4];
54             b = p[5];
55             r1 += r;
56             g1 += g;
57             b1 += b;
58             lum[1] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
59                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
60
61             cb[0] = ((- FIX(0.16874) * r1 - FIX(0.33126) * g1 +
62                       FIX(0.50000) * b1 + 4 * ONE_HALF - 1) >> (SCALEBITS + 2)) + 128;
63             cr[0] = ((FIX(0.50000) * r1 - FIX(0.41869) * g1 -
64                      FIX(0.08131) * b1 + 4 * ONE_HALF - 1) >> (SCALEBITS + 2)) + 128;
65
66             cb++;
67             cr++;
68             p += -wrap3 + 2 * 3;
69             lum += -wrap + 2;
70         }
71         p += wrap3;
72         lum += wrap;
73     }
74 }
75
76 /* cif format */
77 #define DEFAULT_WIDTH   352
78 #define DEFAULT_HEIGHT  288
79 #define DEFAULT_NB_PICT 50 /* 2 seconds */
80
81 void pgmyuv_save(const char *filename, int w, int h,
82                  unsigned char *rgb_tab)
83 {
84     FILE *f;
85     int i, h2, w2;
86     unsigned char *cb, *cr;
87     unsigned char *lum_tab, *cb_tab, *cr_tab;
88
89     lum_tab = malloc(w * h);
90     cb_tab = malloc((w * h) / 4);
91     cr_tab = malloc((w * h) / 4);
92
93     rgb24_to_yuv420p(lum_tab, cb_tab, cr_tab, rgb_tab, w, h);
94
95     f = fopen(filename,"wb");
96     fprintf(f, "P5\n%d %d\n%d\n", w, (h * 3) / 2, 255);
97     fwrite(lum_tab, 1, w * h, f);
98     h2 = h / 2;
99     w2 = w / 2;
100     cb = cb_tab;
101     cr = cr_tab;
102     for(i=0;i<h2;i++) {
103         fwrite(cb, 1, w2, f);
104         fwrite(cr, 1, w2, f);
105         cb += w2;
106         cr += w2;
107     }
108     fclose(f);
109
110     free(lum_tab);
111     free(cb_tab);
112     free(cr_tab);
113 }
114
115 unsigned char *rgb_tab;
116 int width, height, wrap;
117
118 void put_pixel(int x, int y, int r, int g, int b)
119 {
120     unsigned char *p;
121
122     if (x < 0 || x >= width ||
123         y < 0 || y >= height)
124         return;
125
126     p = rgb_tab + y * wrap + x * 3;
127     p[0] = r;
128     p[1] = g;
129     p[2] = b;
130 }
131
132 static unsigned int myrnd(unsigned int *seed_ptr, int n)
133 {
134     unsigned int seed, val;
135
136     seed = *seed_ptr;
137     seed = (seed * 314159) + 1;
138     if (n == 256) {
139         val = seed >> 24;
140     } else {
141         val = seed % n;
142     }
143     *seed_ptr = seed;
144     return val;
145 }
146
147 #define NOISE_X  10
148 #define NOISE_Y  30
149 #define NOISE_W  26
150
151 #define FRAC_BITS 8
152 #define FRAC_ONE (1 << FRAC_BITS)
153
154 /* cosine approximate with 1-x^2 */
155 int int_cos(int a)
156 {
157     int v, neg;
158     a = a & (FRAC_ONE - 1);
159     if (a >= (FRAC_ONE / 2))
160         a = FRAC_ONE - a;
161     neg = 0;
162     if (a > (FRAC_ONE / 4)) {
163         neg = -1;
164         a = (FRAC_ONE / 2) - a;
165     }
166     v = FRAC_ONE - ((a * a) >> 4);
167     v = (v ^ neg) - neg;
168     return v;
169 }
170
171 #define NB_OBJS  10
172
173 typedef struct VObj {
174     int x, y, w, h;
175     int r, g, b;
176 } VObj;
177
178 VObj objs[NB_OBJS];
179
180 unsigned int seed = 1;
181
182 void gen_image(int num, int w, int h)
183 {
184     int r, g, b, x, y, i, dx, dy, x1, y1;
185     unsigned int seed1;
186
187     if (num == 0) {
188         for(i=0;i<NB_OBJS;i++) {
189             objs[i].x = myrnd(&seed, w);
190             objs[i].y = myrnd(&seed, h);
191             objs[i].w = myrnd(&seed, w / 4) + 10;
192             objs[i].h = myrnd(&seed, h / 4) + 10;
193             objs[i].r = myrnd(&seed, 256);
194             objs[i].g = myrnd(&seed, 256);
195             objs[i].b = myrnd(&seed, 256);
196         }
197     }
198
199     /* first a moving background with gradients */
200     /* test motion estimation */
201     dx = int_cos(num * FRAC_ONE / 50) * 35;
202     dy = int_cos(num * FRAC_ONE / 50 + FRAC_ONE / 10) * 30;
203     for(y=0;y<h;y++) {
204         for(x=0;x<w;x++) {
205             x1 = (x << FRAC_BITS) + dx;
206             y1 = (y << FRAC_BITS) + dx;
207             r = ((y1 * 7) >> FRAC_BITS) & 0xff;
208             g = (((x1 + y1) * 9) >> FRAC_BITS) & 0xff;
209             b = ((x1 * 5) >> FRAC_BITS) & 0xff;
210             put_pixel(x, y, r, g, b);
211         }
212     }
213
214     /* then some noise with very high intensity to test saturation */
215     seed1 = num;
216     for(y=0;y<NOISE_W;y++) {
217         for(x=0;x<NOISE_W;x++) {
218             r = myrnd(&seed1, 256);
219             g = myrnd(&seed1, 256);
220             b = myrnd(&seed1, 256);
221             put_pixel(x + NOISE_X, y + NOISE_Y, r, g, b);
222         }
223     }
224
225     /* then moving objects */
226     for(i=0;i<NB_OBJS;i++) {
227         VObj *p = &objs[i];
228         seed1 = i;
229         for(y=0;y<p->h;y++) {
230             for(x=0;x<p->w;x++) {
231                 r = p->r;
232                 g = p->g;
233                 b = p->b;
234                 /* add a per object noise */
235                 r += myrnd(&seed1, 50);
236                 g += myrnd(&seed1, 50);
237                 b += myrnd(&seed1, 50);
238                 put_pixel(x + p->x, y + p->y, r, g, b);
239             }
240         }
241         p->x += myrnd(&seed, 21) - 10;
242         p->y += myrnd(&seed, 21) - 10;
243     }
244 }
245
246 int main(int argc, char **argv)
247 {
248     int w, h, i;
249     char buf[1024];
250
251     if (argc != 2) {
252         printf("usage: %s file\n"
253                "generate a test video stream\n", argv[0]);
254         exit(1);
255     }
256
257 #if 0
258     for(i=0;i<256;i++)
259         printf("cos(%d)=%d\n", i, int_cos(i));
260 #endif
261
262     w = DEFAULT_WIDTH;
263     h = DEFAULT_HEIGHT;
264
265     rgb_tab = malloc(w * h * 3);
266     wrap = w * 3;
267     width = w;
268     height = h;
269
270     for(i=0;i<DEFAULT_NB_PICT;i++) {
271         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s%02d.pgm", argv[1], i);
272         gen_image(i, w, h);
273         pgmyuv_save(buf, w, h, rgb_tab);
274     }
275
276     free(rgb_tab);
277     return 0;
278 }