typo
[ffmpeg.git] / tests / videogen.c
1 /*
2  * Generates a synthetic YUV video sequence suitable for codec testing.
3  * NOTE: No floats are used to guarantee a bit exact output.
4  *
5  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include <stdlib.h>
25 #include <stdio.h>
26
27 #define SCALEBITS 8
28 #define ONE_HALF  (1 << (SCALEBITS - 1))
29 #define FIX(x)    ((int) ((x) * (1L<<SCALEBITS) + 0.5))
30 typedef unsigned char uint8_t;
31
32 static void rgb24_to_yuv420p(uint8_t *lum, uint8_t *cb, uint8_t *cr,
33                               uint8_t *src, int width, int height)
34 {
35     int wrap, wrap3, x, y;
36     int r, g, b, r1, g1, b1;
37     uint8_t *p;
38
39     wrap = width;
40     wrap3 = width * 3;
41     p = src;
42     for(y=0;y<height;y+=2) {
43         for(x=0;x<width;x+=2) {
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             p += wrap3;
61             lum += wrap;
62
63             r = p[0];
64             g = p[1];
65             b = p[2];
66             r1 += r;
67             g1 += g;
68             b1 += b;
69             lum[0] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
70                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
71             r = p[3];
72             g = p[4];
73             b = p[5];
74             r1 += r;
75             g1 += g;
76             b1 += b;
77             lum[1] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
78                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
79
80             cb[0] = ((- FIX(0.16874) * r1 - FIX(0.33126) * g1 +
81                       FIX(0.50000) * b1 + 4 * ONE_HALF - 1) >> (SCALEBITS + 2)) + 128;
82             cr[0] = ((FIX(0.50000) * r1 - FIX(0.41869) * g1 -
83                      FIX(0.08131) * b1 + 4 * ONE_HALF - 1) >> (SCALEBITS + 2)) + 128;
84
85             cb++;
86             cr++;
87             p += -wrap3 + 2 * 3;
88             lum += -wrap + 2;
89         }
90         p += wrap3;
91         lum += wrap;
92     }
93 }
94
95 /* cif format */
96 #define DEFAULT_WIDTH   352
97 #define DEFAULT_HEIGHT  288
98 #define DEFAULT_NB_PICT 50 /* 2 seconds */
99
100 void pgmyuv_save(const char *filename, int w, int h,
101                  unsigned char *rgb_tab)
102 {
103     FILE *f;
104     int i, h2, w2;
105     unsigned char *cb, *cr;
106     unsigned char *lum_tab, *cb_tab, *cr_tab;
107
108     lum_tab = malloc(w * h);
109     cb_tab = malloc((w * h) / 4);
110     cr_tab = malloc((w * h) / 4);
111
112     rgb24_to_yuv420p(lum_tab, cb_tab, cr_tab, rgb_tab, w, h);
113
114     f = fopen(filename,"wb");
115     fprintf(f, "P5\n%d %d\n%d\n", w, (h * 3) / 2, 255);
116     fwrite(lum_tab, 1, w * h, f);
117     h2 = h / 2;
118     w2 = w / 2;
119     cb = cb_tab;
120     cr = cr_tab;
121     for(i=0;i<h2;i++) {
122         fwrite(cb, 1, w2, f);
123         fwrite(cr, 1, w2, f);
124         cb += w2;
125         cr += w2;
126     }
127     fclose(f);
128
129     free(lum_tab);
130     free(cb_tab);
131     free(cr_tab);
132 }
133
134 unsigned char *rgb_tab;
135 int width, height, wrap;
136
137 void put_pixel(int x, int y, int r, int g, int b)
138 {
139     unsigned char *p;
140
141     if (x < 0 || x >= width ||
142         y < 0 || y >= height)
143         return;
144
145     p = rgb_tab + y * wrap + x * 3;
146     p[0] = r;
147     p[1] = g;
148     p[2] = b;
149 }
150
151 static unsigned int myrnd(unsigned int *seed_ptr, int n)
152 {
153     unsigned int seed, val;
154
155     seed = *seed_ptr;
156     seed = (seed * 314159) + 1;
157     if (n == 256) {
158         val = seed >> 24;
159     } else {
160         val = seed % n;
161     }
162     *seed_ptr = seed;
163     return val;
164 }
165
166 #define NOISE_X  10
167 #define NOISE_Y  30
168 #define NOISE_W  26
169
170 #define FRAC_BITS 8
171 #define FRAC_ONE (1 << FRAC_BITS)
172
173 /* cosine approximate with 1-x^2 */
174 int int_cos(int a)
175 {
176     int v, neg;
177     a = a & (FRAC_ONE - 1);
178     if (a >= (FRAC_ONE / 2))
179         a = FRAC_ONE - a;
180     neg = 0;
181     if (a > (FRAC_ONE / 4)) {
182         neg = -1;
183         a = (FRAC_ONE / 2) - a;
184     }
185     v = FRAC_ONE - ((a * a) >> 4);
186     v = (v ^ neg) - neg;
187     return v;
188 }
189
190 #define NB_OBJS  10
191
192 typedef struct VObj {
193     int x, y, w, h;
194     int r, g, b;
195 } VObj;
196
197 VObj objs[NB_OBJS];
198
199 unsigned int seed = 1;
200
201 void gen_image(int num, int w, int h)
202 {
203     int r, g, b, x, y, i, dx, dy, x1, y1;
204     unsigned int seed1;
205
206     if (num == 0) {
207         for(i=0;i<NB_OBJS;i++) {
208             objs[i].x = myrnd(&seed, w);
209             objs[i].y = myrnd(&seed, h);
210             objs[i].w = myrnd(&seed, w / 4) + 10;
211             objs[i].h = myrnd(&seed, h / 4) + 10;
212             objs[i].r = myrnd(&seed, 256);
213             objs[i].g = myrnd(&seed, 256);
214             objs[i].b = myrnd(&seed, 256);
215         }
216     }
217
218     /* first a moving background with gradients */
219     /* test motion estimation */
220     dx = int_cos(num * FRAC_ONE / 50) * 35;
221     dy = int_cos(num * FRAC_ONE / 50 + FRAC_ONE / 10) * 30;
222     for(y=0;y<h;y++) {
223         for(x=0;x<w;x++) {
224             x1 = (x << FRAC_BITS) + dx;
225             y1 = (y << FRAC_BITS) + dx;
226             r = ((y1 * 7) >> FRAC_BITS) & 0xff;
227             g = (((x1 + y1) * 9) >> FRAC_BITS) & 0xff;
228             b = ((x1 * 5) >> FRAC_BITS) & 0xff;
229             put_pixel(x, y, r, g, b);
230         }
231     }
232
233     /* then some noise with very high intensity to test saturation */
234     seed1 = num;
235     for(y=0;y<NOISE_W;y++) {
236         for(x=0;x<NOISE_W;x++) {
237             r = myrnd(&seed1, 256);
238             g = myrnd(&seed1, 256);
239             b = myrnd(&seed1, 256);
240             put_pixel(x + NOISE_X, y + NOISE_Y, r, g, b);
241         }
242     }
243
244     /* then moving objects */
245     for(i=0;i<NB_OBJS;i++) {
246         VObj *p = &objs[i];
247         seed1 = i;
248         for(y=0;y<p->h;y++) {
249             for(x=0;x<p->w;x++) {
250                 r = p->r;
251                 g = p->g;
252                 b = p->b;
253                 /* add a per object noise */
254                 r += myrnd(&seed1, 50);
255                 g += myrnd(&seed1, 50);
256                 b += myrnd(&seed1, 50);
257                 put_pixel(x + p->x, y + p->y, r, g, b);
258             }
259         }
260         p->x += myrnd(&seed, 21) - 10;
261         p->y += myrnd(&seed, 21) - 10;
262     }
263 }
264
265 int main(int argc, char **argv)
266 {
267     int w, h, i;
268     char buf[1024];
269
270     if (argc != 2) {
271         printf("usage: %s file\n"
272                "generate a test video stream\n", argv[0]);
273         exit(1);
274     }
275
276 #if 0
277     for(i=0;i<256;i++)
278         printf("cos(%d)=%d\n", i, int_cos(i));
279 #endif
280
281     w = DEFAULT_WIDTH;
282     h = DEFAULT_HEIGHT;
283
284     rgb_tab = malloc(w * h * 3);
285     wrap = w * 3;
286     width = w;
287     height = h;
288
289     for(i=0;i<DEFAULT_NB_PICT;i++) {
290         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s%02d.pgm", argv[1], i);
291         gen_image(i, w, h);
292         pgmyuv_save(buf, w, h, rgb_tab);
293     }
294
295     free(rgb_tab);
296     return 0;
297 }