af837de2af7ea835d2996a5d9344ac6a0c9ba47e
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_stereo3d.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2010 Gordon Schmidt <gordon.schmidt <at> s2000.tu-chemnitz.de>
3  * Copyright (c) 2013-2015 Paul B Mahol
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 General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2 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
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License along
18  * 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 #include "libavutil/avassert.h"
23 #include "libavutil/imgutils.h"
24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
25 #include "libavutil/opt.h"
26 #include "libavutil/parseutils.h"
27 #include "libavutil/pixdesc.h"
28 #include "avfilter.h"
29 #include "drawutils.h"
30 #include "formats.h"
31 #include "internal.h"
32 #include "video.h"
33
34 enum StereoCode {
35     ANAGLYPH_RC_GRAY,   // anaglyph red/cyan gray
36     ANAGLYPH_RC_HALF,   // anaglyph red/cyan half colored
37     ANAGLYPH_RC_COLOR,  // anaglyph red/cyan colored
38     ANAGLYPH_RC_DUBOIS, // anaglyph red/cyan dubois
39     ANAGLYPH_GM_GRAY,   // anaglyph green/magenta gray
40     ANAGLYPH_GM_HALF,   // anaglyph green/magenta half colored
41     ANAGLYPH_GM_COLOR,  // anaglyph green/magenta colored
42     ANAGLYPH_GM_DUBOIS, // anaglyph green/magenta dubois
43     ANAGLYPH_YB_GRAY,   // anaglyph yellow/blue gray
44     ANAGLYPH_YB_HALF,   // anaglyph yellow/blue half colored
45     ANAGLYPH_YB_COLOR,  // anaglyph yellow/blue colored
46     ANAGLYPH_YB_DUBOIS, // anaglyph yellow/blue dubois
47     ANAGLYPH_RB_GRAY,   // anaglyph red/blue gray
48     ANAGLYPH_RG_GRAY,   // anaglyph red/green gray
49     MONO_L,             // mono output for debugging (left eye only)
50     MONO_R,             // mono output for debugging (right eye only)
51     INTERLEAVE_ROWS_LR, // row-interleave (left eye has top row)
52     INTERLEAVE_ROWS_RL, // row-interleave (right eye has top row)
53     SIDE_BY_SIDE_LR,    // side by side parallel (left eye left, right eye right)
54     SIDE_BY_SIDE_RL,    // side by side crosseye (right eye left, left eye right)
55     SIDE_BY_SIDE_2_LR,  // side by side parallel with half width resolution
56     SIDE_BY_SIDE_2_RL,  // side by side crosseye with half width resolution
57     ABOVE_BELOW_LR,     // above-below (left eye above, right eye below)
58     ABOVE_BELOW_RL,     // above-below (right eye above, left eye below)
59     ABOVE_BELOW_2_LR,   // above-below with half height resolution
60     ABOVE_BELOW_2_RL,   // above-below with half height resolution
61     ALTERNATING_LR,     // alternating frames (left eye first, right eye second)
62     ALTERNATING_RL,     // alternating frames (right eye first, left eye second)
63     CHECKERBOARD_LR,    // checkerboard pattern (left eye first, right eye second)
64     CHECKERBOARD_RL,    // checkerboard pattern (right eye first, left eye second)
65     STEREO_CODE_COUNT   // TODO: needs autodetection
66 };
67
68 typedef struct StereoComponent {
69     int format;                 ///< StereoCode
70     int width, height;
71     int off_left, off_right;
72     int off_lstep, off_rstep;
73     int row_left, row_right;
74     int row_step;
75 } StereoComponent;
76
77 static const int ana_coeff[][3][6] = {
78   [ANAGLYPH_RB_GRAY]   =
79     {{19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
80      {    0,     0,     0,     0,     0,     0},
81      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471}},
82   [ANAGLYPH_RG_GRAY]   =
83     {{19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
84      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
85      {    0,     0,     0,     0,     0,     0}},
86   [ANAGLYPH_RC_GRAY]   =
87     {{19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
88      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
89      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471}},
90   [ANAGLYPH_RC_HALF]   =
91     {{19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
92      {    0,     0,     0,     0, 65536,     0},
93      {    0,     0,     0,     0,     0, 65536}},
94   [ANAGLYPH_RC_COLOR]  =
95     {{65536,     0,     0,     0,     0,     0},
96      {    0,     0,     0,     0, 65536,     0},
97      {    0,     0,     0,     0,     0, 65536}},
98   [ANAGLYPH_RC_DUBOIS] =
99     {{29891, 32800, 11559, -2849, -5763,  -102},
100      {-2627, -2479, -1033, 24804, 48080, -1209},
101      { -997, -1350,  -358, -4729, -7403, 80373}},
102   [ANAGLYPH_GM_GRAY]   =
103     {{    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
104      {19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
105      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471}},
106   [ANAGLYPH_GM_HALF]   =
107     {{    0,     0,     0, 65536,     0,     0},
108      {19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
109      {    0,     0,     0,     0,     0, 65536}},
110   [ANAGLYPH_GM_COLOR]  =
111     {{    0,     0,     0, 65536,     0,     0},
112      {    0, 65536,     0,     0,     0,     0},
113      {    0,     0,     0,     0,     0, 65536}},
114   [ANAGLYPH_GM_DUBOIS]  =
115     {{-4063,-10354, -2556, 34669, 46203,  1573},
116      {18612, 43778,  9372, -1049,  -983, -4260},
117      { -983, -1769,  1376,   590,  4915, 61407}},
118   [ANAGLYPH_YB_GRAY]   =
119     {{    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
120      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
121      {19595, 38470,  7471,     0,     0,     0}},
122   [ANAGLYPH_YB_HALF]   =
123     {{    0,     0,     0, 65536,     0,     0},
124      {    0,     0,     0,     0, 65536,     0},
125      {19595, 38470,  7471,     0,     0,     0}},
126   [ANAGLYPH_YB_COLOR]  =
127     {{    0,     0,     0, 65536,     0,     0},
128      {    0,     0,     0,     0, 65536,     0},
129      {    0,     0, 65536,     0,     0,     0}},
130   [ANAGLYPH_YB_DUBOIS] =
131     {{65535,-12650,18451,   -987, -7590, -1049},
132      {-1604, 56032, 4196,    370,  3826, -1049},
133      {-2345,-10676, 1358,   5801, 11416, 56217}},
134 };
135
136 typedef struct Stereo3DContext {
137     const AVClass *class;
138     StereoComponent in, out;
139     int width, height;
140     const int *ana_matrix[3];
141     int nb_planes;
142     int linesize[4];
143     int pheight[4];
144     int hsub, vsub;
145     int pixstep[4];
146     AVFrame *prev;
147     double ts_unit;
148     int in_off_left[4], in_off_right[4];
149 } Stereo3DContext;
150
151 #define OFFSET(x) offsetof(Stereo3DContext, x)
152 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
153
154 static const AVOption stereo3d_options[] = {
155     { "in",    "set input format",  OFFSET(in.format),   AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=SIDE_BY_SIDE_LR}, INTERLEAVE_ROWS_LR, STEREO_CODE_COUNT-1, FLAGS, "in"},
156     { "ab2l",  "above below half height left first",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_2_LR},   0, 0, FLAGS, "in" },
157     { "ab2r",  "above below half height right first", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_2_RL},   0, 0, FLAGS, "in" },
158     { "abl",   "above below left first",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_LR},     0, 0, FLAGS, "in" },
159     { "abr",   "above below right first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_RL},     0, 0, FLAGS, "in" },
160     { "al",    "alternating frames left first",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ALTERNATING_LR},     0, 0, FLAGS, "in" },
161     { "ar",    "alternating frames right first",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ALTERNATING_RL},     0, 0, FLAGS, "in" },
162     { "sbs2l", "side by side half width left first",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_2_LR},  0, 0, FLAGS, "in" },
163     { "sbs2r", "side by side half width right first", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_2_RL},  0, 0, FLAGS, "in" },
164     { "sbsl",  "side by side left first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_LR},    0, 0, FLAGS, "in" },
165     { "sbsr",  "side by side right first",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_RL},    0, 0, FLAGS, "in" },
166     { "irl",   "interleave rows left first",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_ROWS_LR}, 0, 0, FLAGS, "in" },
167     { "irr",   "interleave rows right first",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_ROWS_RL}, 0, 0, FLAGS, "in" },
168     { "out",   "set output format", OFFSET(out.format),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=ANAGLYPH_RC_DUBOIS}, 0, STEREO_CODE_COUNT-1, FLAGS, "out"},
169     { "ab2l",  "above below half height left first",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_2_LR},   0, 0, FLAGS, "out" },
170     { "ab2r",  "above below half height right first", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_2_RL},   0, 0, FLAGS, "out" },
171     { "abl",   "above below left first",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_LR},     0, 0, FLAGS, "out" },
172     { "abr",   "above below right first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_RL},     0, 0, FLAGS, "out" },
173     { "agmc",  "anaglyph green magenta color",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_GM_COLOR},  0, 0, FLAGS, "out" },
174     { "agmd",  "anaglyph green magenta dubois",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_GM_DUBOIS}, 0, 0, FLAGS, "out" },
175     { "agmg",  "anaglyph green magenta gray",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_GM_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
176     { "agmh",  "anaglyph green magenta half color",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_GM_HALF},   0, 0, FLAGS, "out" },
177     { "al",    "alternating frames left first",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ALTERNATING_LR},     0, 0, FLAGS, "out" },
178     { "ar",    "alternating frames right first",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ALTERNATING_RL},     0, 0, FLAGS, "out" },
179     { "arbg",  "anaglyph red blue gray",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RB_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
180     { "arcc",  "anaglyph red cyan color",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RC_COLOR},  0, 0, FLAGS, "out" },
181     { "arcd",  "anaglyph red cyan dubois",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RC_DUBOIS}, 0, 0, FLAGS, "out" },
182     { "arcg",  "anaglyph red cyan gray",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RC_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
183     { "arch",  "anaglyph red cyan half color",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RC_HALF},   0, 0, FLAGS, "out" },
184     { "argg",  "anaglyph red green gray",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RG_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
185     { "aybc",  "anaglyph yellow blue color",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_YB_COLOR},  0, 0, FLAGS, "out" },
186     { "aybd",  "anaglyph yellow blue dubois",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_YB_DUBOIS}, 0, 0, FLAGS, "out" },
187     { "aybg",  "anaglyph yellow blue gray",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_YB_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
188     { "aybh",  "anaglyph yellow blue half color",     0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_YB_HALF},   0, 0, FLAGS, "out" },
189     { "irl",   "interleave rows left first",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_ROWS_LR}, 0, 0, FLAGS, "out" },
190     { "irr",   "interleave rows right first",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_ROWS_RL}, 0, 0, FLAGS, "out" },
191     { "ml",    "mono left",                           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MONO_L},             0, 0, FLAGS, "out" },
192     { "mr",    "mono right",                          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MONO_R},             0, 0, FLAGS, "out" },
193     { "sbs2l", "side by side half width left first",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_2_LR},  0, 0, FLAGS, "out" },
194     { "sbs2r", "side by side half width right first", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_2_RL},  0, 0, FLAGS, "out" },
195     { "sbsl",  "side by side left first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_LR},    0, 0, FLAGS, "out" },
196     { "sbsr",  "side by side right first",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_RL},    0, 0, FLAGS, "out" },
197     { "chl",   "checkerboard left first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CHECKERBOARD_LR},    0, 0, FLAGS, "out" },
198     { "chr",   "checkerboard right first",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CHECKERBOARD_RL},    0, 0, FLAGS, "out" },
199     { NULL }
200 };
201
202 AVFILTER_DEFINE_CLASS(stereo3d);
203
204 static const enum AVPixelFormat anaglyph_pix_fmts[] = {
205     AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
206     AV_PIX_FMT_NONE
207 };
208
209 static const enum AVPixelFormat other_pix_fmts[] = {
210     AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
211     AV_PIX_FMT_RGB48BE, AV_PIX_FMT_BGR48BE,
212     AV_PIX_FMT_RGB48LE, AV_PIX_FMT_BGR48LE,
213     AV_PIX_FMT_RGBA64BE, AV_PIX_FMT_BGRA64BE,
214     AV_PIX_FMT_RGBA64LE, AV_PIX_FMT_BGRA64LE,
215     AV_PIX_FMT_RGBA,  AV_PIX_FMT_BGRA,
216     AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_ABGR,
217     AV_PIX_FMT_RGB0,  AV_PIX_FMT_BGR0,
218     AV_PIX_FMT_0RGB,  AV_PIX_FMT_0BGR,
219     AV_PIX_FMT_GBRP,
220     AV_PIX_FMT_GBRP9BE,  AV_PIX_FMT_GBRP9LE,
221     AV_PIX_FMT_GBRP10BE, AV_PIX_FMT_GBRP10LE,
222     AV_PIX_FMT_GBRP12BE, AV_PIX_FMT_GBRP12LE,
223     AV_PIX_FMT_GBRP14BE, AV_PIX_FMT_GBRP14LE,
224     AV_PIX_FMT_GBRP16BE, AV_PIX_FMT_GBRP16LE,
225     AV_PIX_FMT_YUV410P,
226     AV_PIX_FMT_YUV411P,
227     AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
228     AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA422P,
229     AV_PIX_FMT_YUV440P,
230     AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVA444P,
231     AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
232     AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
233     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
234     AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
235     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
236     AV_PIX_FMT_YUV420P9LE,  AV_PIX_FMT_YUVA420P9LE,
237     AV_PIX_FMT_YUV420P9BE,  AV_PIX_FMT_YUVA420P9BE,
238     AV_PIX_FMT_YUV422P9LE,  AV_PIX_FMT_YUVA422P9LE,
239     AV_PIX_FMT_YUV422P9BE,  AV_PIX_FMT_YUVA422P9BE,
240     AV_PIX_FMT_YUV444P9LE,  AV_PIX_FMT_YUVA444P9LE,
241     AV_PIX_FMT_YUV444P9BE,  AV_PIX_FMT_YUVA444P9BE,
242     AV_PIX_FMT_YUV420P10LE, AV_PIX_FMT_YUVA420P10LE,
243     AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUVA420P10BE,
244     AV_PIX_FMT_YUV422P10LE, AV_PIX_FMT_YUVA422P10LE,
245     AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUVA422P10BE,
246     AV_PIX_FMT_YUV444P10LE, AV_PIX_FMT_YUVA444P10LE,
247     AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUVA444P10BE,
248     AV_PIX_FMT_YUV420P12BE,  AV_PIX_FMT_YUV420P12LE,
249     AV_PIX_FMT_YUV422P12BE,  AV_PIX_FMT_YUV422P12LE,
250     AV_PIX_FMT_YUV444P12BE,  AV_PIX_FMT_YUV444P12LE,
251     AV_PIX_FMT_YUV420P14BE,  AV_PIX_FMT_YUV420P14LE,
252     AV_PIX_FMT_YUV422P14BE,  AV_PIX_FMT_YUV422P14LE,
253     AV_PIX_FMT_YUV444P14BE,  AV_PIX_FMT_YUV444P14LE,
254     AV_PIX_FMT_YUV420P16LE, AV_PIX_FMT_YUVA420P16LE,
255     AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUVA420P16BE,
256     AV_PIX_FMT_YUV422P16LE, AV_PIX_FMT_YUVA422P16LE,
257     AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUVA422P16BE,
258     AV_PIX_FMT_YUV444P16LE, AV_PIX_FMT_YUVA444P16LE,
259     AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUVA444P16BE,
260     AV_PIX_FMT_NONE
261 };
262
263 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
264 {
265     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
266     const enum AVPixelFormat *pix_fmts;
267     AVFilterFormats *fmts_list;
268
269     switch (s->out.format) {
270     case ANAGLYPH_GM_COLOR:
271     case ANAGLYPH_GM_DUBOIS:
272     case ANAGLYPH_GM_GRAY:
273     case ANAGLYPH_GM_HALF:
274     case ANAGLYPH_RB_GRAY:
275     case ANAGLYPH_RC_COLOR:
276     case ANAGLYPH_RC_DUBOIS:
277     case ANAGLYPH_RC_GRAY:
278     case ANAGLYPH_RC_HALF:
279     case ANAGLYPH_RG_GRAY:
280     case ANAGLYPH_YB_COLOR:
281     case ANAGLYPH_YB_DUBOIS:
282     case ANAGLYPH_YB_GRAY:
283     case ANAGLYPH_YB_HALF:
284         pix_fmts = anaglyph_pix_fmts;
285         break;
286     default:
287         pix_fmts = other_pix_fmts;
288     }
289
290     fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
291     if (!fmts_list)
292         return AVERROR(ENOMEM);
293     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
294 }
295
296 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
297 {
298     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
299     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
300     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
301     AVRational aspect = inlink->sample_aspect_ratio;
302     AVRational fps = inlink->frame_rate;
303     AVRational tb = inlink->time_base;
304     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
305     int ret;
306
307     switch (s->in.format) {
308     case SIDE_BY_SIDE_2_LR:
309     case SIDE_BY_SIDE_LR:
310     case SIDE_BY_SIDE_2_RL:
311     case SIDE_BY_SIDE_RL:
312         if (inlink->w & 1) {
313             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "width must be even\n");
314             return AVERROR_INVALIDDATA;
315         }
316         break;
317     case INTERLEAVE_ROWS_LR:
318     case INTERLEAVE_ROWS_RL:
319     case ABOVE_BELOW_2_LR:
320     case ABOVE_BELOW_LR:
321     case ABOVE_BELOW_2_RL:
322     case ABOVE_BELOW_RL:
323         if (s->out.format == INTERLEAVE_ROWS_LR ||
324             s->out.format == INTERLEAVE_ROWS_RL) {
325             if (inlink->h & 3) {
326                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "height must be multiple of 4\n");
327                 return AVERROR_INVALIDDATA;
328             }
329         }
330         if (inlink->h & 1) {
331             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "height must be even\n");
332             return AVERROR_INVALIDDATA;
333         }
334         break;
335     }
336
337     s->in.width     =
338     s->width        = inlink->w;
339     s->in.height    =
340     s->height       = inlink->h;
341     s->in.off_lstep =
342     s->in.off_rstep =
343     s->in.off_left  =
344     s->in.off_right =
345     s->in.row_left  =
346     s->in.row_right = 0;
347     s->in.row_step  = 1;
348
349     switch (s->in.format) {
350     case SIDE_BY_SIDE_2_LR:
351         aspect.num     *= 2;
352     case SIDE_BY_SIDE_LR:
353         s->width        = inlink->w / 2;
354         s->in.off_right = s->width;
355         break;
356     case SIDE_BY_SIDE_2_RL:
357         aspect.num     *= 2;
358     case SIDE_BY_SIDE_RL:
359         s->width        = inlink->w / 2;
360         s->in.off_left  = s->width;
361         break;
362     case ABOVE_BELOW_2_LR:
363         aspect.den     *= 2;
364     case ABOVE_BELOW_LR:
365         s->in.row_right =
366         s->height       = inlink->h / 2;
367         break;
368     case ABOVE_BELOW_2_RL:
369         aspect.den     *= 2;
370     case ABOVE_BELOW_RL:
371         s->in.row_left  =
372         s->height       = inlink->h / 2;
373         break;
374     case ALTERNATING_RL:
375     case ALTERNATING_LR:
376         outlink->flags |= FF_LINK_FLAG_REQUEST_LOOP;
377         fps.den        *= 2;
378         tb.num         *= 2;
379         break;
380     case INTERLEAVE_ROWS_LR:
381     case INTERLEAVE_ROWS_RL:
382         s->in.row_step  = 2;
383         if (s->in.format == INTERLEAVE_ROWS_RL)
384             s->in.off_lstep = 1;
385         else
386             s->in.off_rstep = 1;
387         if (s->out.format != INTERLEAVE_ROWS_LR &&
388             s->out.format != INTERLEAVE_ROWS_RL &&
389             s->out.format != CHECKERBOARD_LR &&
390             s->out.format != CHECKERBOARD_RL)
391             s->height   = inlink->h / 2;
392         break;
393     default:
394         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "input format %d is not supported\n", s->in.format);
395         return AVERROR(EINVAL);
396     }
397
398     s->out.width     = s->width;
399     s->out.height    = s->height;
400     s->out.off_lstep =
401     s->out.off_rstep =
402     s->out.off_left  =
403     s->out.off_right =
404     s->out.row_left  =
405     s->out.row_right = 0;
406     s->out.row_step  = 1;
407
408     switch (s->out.format) {
409     case ANAGLYPH_RB_GRAY:
410     case ANAGLYPH_RG_GRAY:
411     case ANAGLYPH_RC_GRAY:
412     case ANAGLYPH_RC_HALF:
413     case ANAGLYPH_RC_COLOR:
414     case ANAGLYPH_RC_DUBOIS:
415     case ANAGLYPH_GM_GRAY:
416     case ANAGLYPH_GM_HALF:
417     case ANAGLYPH_GM_COLOR:
418     case ANAGLYPH_GM_DUBOIS:
419     case ANAGLYPH_YB_GRAY:
420     case ANAGLYPH_YB_HALF:
421     case ANAGLYPH_YB_COLOR:
422     case ANAGLYPH_YB_DUBOIS: {
423         uint8_t rgba_map[4];
424
425         ff_fill_rgba_map(rgba_map, outlink->format);
426         s->ana_matrix[rgba_map[0]] = &ana_coeff[s->out.format][0][0];
427         s->ana_matrix[rgba_map[1]] = &ana_coeff[s->out.format][1][0];
428         s->ana_matrix[rgba_map[2]] = &ana_coeff[s->out.format][2][0];
429         break;
430     }
431     case SIDE_BY_SIDE_2_LR:
432         aspect.den      *= 2;
433     case SIDE_BY_SIDE_LR:
434         s->out.width     = s->width * 2;
435         s->out.off_right = s->width;
436         break;
437     case SIDE_BY_SIDE_2_RL:
438         aspect.den      *= 2;
439     case SIDE_BY_SIDE_RL:
440         s->out.width     = s->width * 2;
441         s->out.off_left  = s->width;
442         break;
443     case ABOVE_BELOW_2_LR:
444         aspect.num      *= 2;
445     case ABOVE_BELOW_LR:
446         s->out.height    = s->height * 2;
447         s->out.row_right = s->height;
448         break;
449     case ABOVE_BELOW_2_RL:
450         aspect.num      *= 2;
451     case ABOVE_BELOW_RL:
452         s->out.height    = s->height * 2;
453         s->out.row_left  = s->height;
454         break;
455     case INTERLEAVE_ROWS_LR:
456         s->in.row_step   = 2;
457         s->out.row_step  = 2;
458         s->height        = s->height / 2;
459         s->out.off_rstep = 1;
460         s->in.off_rstep  = s->in.format != INTERLEAVE_ROWS_RL;
461         break;
462     case INTERLEAVE_ROWS_RL:
463         s->in.row_step   = 2;
464         s->out.row_step  = 2;
465         s->height        = s->height / 2;
466         s->out.off_lstep = 1;
467         s->in.off_lstep  = s->in.format != INTERLEAVE_ROWS_LR;
468         break;
469     case MONO_R:
470         s->in.off_left   = s->in.off_right;
471         s->in.row_left   = s->in.row_right;
472         if (s->in.format == INTERLEAVE_ROWS_LR)
473             FFSWAP(int, s->in.off_lstep, s->in.off_rstep);
474         break;
475     case MONO_L:
476         if (s->in.format == INTERLEAVE_ROWS_RL)
477             FFSWAP(int, s->in.off_lstep, s->in.off_rstep);
478         break;
479     case ALTERNATING_RL:
480     case ALTERNATING_LR:
481         fps.num         *= 2;
482         tb.den          *= 2;
483         break;
484     case CHECKERBOARD_LR:
485     case CHECKERBOARD_RL:
486         s->out.width     = s->width * 2;
487         break;
488     default:
489         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "output format %d is not supported\n", s->out.format);
490         return AVERROR(EINVAL);
491     }
492
493     outlink->w = s->out.width;
494     outlink->h = s->out.height;
495     outlink->frame_rate = fps;
496     outlink->time_base = tb;
497     outlink->sample_aspect_ratio = aspect;
498
499     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, outlink->format, s->width)) < 0)
500         return ret;
501     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
502     av_image_fill_max_pixsteps(s->pixstep, NULL, desc);
503     s->ts_unit = av_q2d(av_inv_q(av_mul_q(outlink->frame_rate, outlink->time_base)));
504     s->pheight[1] = s->pheight[2] = FF_CEIL_RSHIFT(s->height, desc->log2_chroma_h);
505     s->pheight[0] = s->pheight[3] = s->height;
506     s->hsub = desc->log2_chroma_w;
507     s->vsub = desc->log2_chroma_h;
508
509     return 0;
510 }
511
512 static inline uint8_t ana_convert(const int *coeff, const uint8_t *left, const uint8_t *right)
513 {
514     int sum;
515
516     sum  = coeff[0] * left[0] + coeff[3] * right[0]; //red in
517     sum += coeff[1] * left[1] + coeff[4] * right[1]; //green in
518     sum += coeff[2] * left[2] + coeff[5] * right[2]; //blue in
519
520     return av_clip_uint8(sum >> 16);
521 }
522
523 typedef struct ThreadData {
524     AVFrame *ileft, *iright;
525     AVFrame *out;
526 } ThreadData;
527
528 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
529 {
530     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
531     ThreadData *td = arg;
532     AVFrame *ileft = td->ileft;
533     AVFrame *iright = td->iright;
534     AVFrame *out = td->out;
535     int height = s->out.height;
536     int start = (height *  jobnr   ) / nb_jobs;
537     int end   = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
538     uint8_t *dst = out->data[0];
539     const int **ana_matrix = s->ana_matrix;
540     int x, y, il, ir, o;
541     const uint8_t *lsrc = ileft->data[0];
542     const uint8_t *rsrc = iright->data[0];
543     int out_width = s->out.width;
544
545     for (y = start; y < end; y++) {
546         o   = out->linesize[0] * y;
547         il  = s->in_off_left[0]  + y * ileft->linesize[0] * s->in.row_step;
548         ir  = s->in_off_right[0] + y * iright->linesize[0] * s->in.row_step;
549         for (x = 0; x < out_width; x++, il += 3, ir += 3, o+= 3) {
550             dst[o    ] = ana_convert(ana_matrix[0], lsrc + il, rsrc + ir);
551             dst[o + 1] = ana_convert(ana_matrix[1], lsrc + il, rsrc + ir);
552             dst[o + 2] = ana_convert(ana_matrix[2], lsrc + il, rsrc + ir);
553         }
554     }
555
556     return 0;
557 }
558
559 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpicref)
560 {
561     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
562     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
563     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
564     AVFrame *out, *oleft, *oright, *ileft, *iright;
565     int out_off_left[4], out_off_right[4];
566     int i;
567
568     if (s->in.format == s->out.format)
569         return ff_filter_frame(outlink, inpicref);
570
571     switch (s->in.format) {
572     case ALTERNATING_LR:
573     case ALTERNATING_RL:
574         if (!s->prev) {
575             s->prev = inpicref;
576             return 0;
577         }
578         ileft  = s->prev;
579         iright = inpicref;
580         if (s->in.format == ALTERNATING_RL)
581             FFSWAP(AVFrame *, ileft, iright);
582         break;
583     default:
584         ileft = iright = inpicref;
585     };
586
587     out = oleft = oright = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
588     if (!out) {
589         av_frame_free(&s->prev);
590         av_frame_free(&inpicref);
591         return AVERROR(ENOMEM);
592     }
593     av_frame_copy_props(out, inpicref);
594
595     if (s->out.format == ALTERNATING_LR ||
596         s->out.format == ALTERNATING_RL) {
597         oright = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
598         if (!oright) {
599             av_frame_free(&oleft);
600             av_frame_free(&s->prev);
601             av_frame_free(&inpicref);
602             return AVERROR(ENOMEM);
603         }
604         av_frame_copy_props(oright, inpicref);
605     }
606
607     for (i = 0; i < 4; i++) {
608         int hsub = i == 1 || i == 2 ? s->hsub : 0;
609         int vsub = i == 1 || i == 2 ? s->vsub : 0;
610         s->in_off_left[i]   = (FF_CEIL_RSHIFT(s->in.row_left,   vsub) + s->in.off_lstep)  * ileft->linesize[i]  + FF_CEIL_RSHIFT(s->in.off_left   * s->pixstep[i], hsub);
611         s->in_off_right[i]  = (FF_CEIL_RSHIFT(s->in.row_right,  vsub) + s->in.off_rstep)  * iright->linesize[i] + FF_CEIL_RSHIFT(s->in.off_right  * s->pixstep[i], hsub);
612         out_off_left[i]  = (FF_CEIL_RSHIFT(s->out.row_left,  vsub) + s->out.off_lstep) * oleft->linesize[i]  + FF_CEIL_RSHIFT(s->out.off_left  * s->pixstep[i], hsub);
613         out_off_right[i] = (FF_CEIL_RSHIFT(s->out.row_right, vsub) + s->out.off_rstep) * oright->linesize[i] + FF_CEIL_RSHIFT(s->out.off_right * s->pixstep[i], hsub);
614     }
615
616     switch (s->out.format) {
617     case ALTERNATING_LR:
618     case ALTERNATING_RL:
619     case SIDE_BY_SIDE_LR:
620     case SIDE_BY_SIDE_RL:
621     case SIDE_BY_SIDE_2_LR:
622     case SIDE_BY_SIDE_2_RL:
623     case ABOVE_BELOW_LR:
624     case ABOVE_BELOW_RL:
625     case ABOVE_BELOW_2_LR:
626     case ABOVE_BELOW_2_RL:
627     case INTERLEAVE_ROWS_LR:
628     case INTERLEAVE_ROWS_RL:
629         for (i = 0; i < s->nb_planes; i++) {
630             av_image_copy_plane(oleft->data[i] + out_off_left[i],
631                                 oleft->linesize[i] * s->out.row_step,
632                                 ileft->data[i] + s->in_off_left[i],
633                                 ileft->linesize[i] * s->in.row_step,
634                                 s->linesize[i], s->pheight[i]);
635             av_image_copy_plane(oright->data[i] + out_off_right[i],
636                                 oright->linesize[i] * s->out.row_step,
637                                 iright->data[i] + s->in_off_right[i],
638                                 iright->linesize[i] * s->in.row_step,
639                                 s->linesize[i], s->pheight[i]);
640         }
641         break;
642     case MONO_L:
643         iright = ileft;
644     case MONO_R:
645         for (i = 0; i < s->nb_planes; i++) {
646             av_image_copy_plane(out->data[i], out->linesize[i],
647                                 iright->data[i] + s->in_off_left[i],
648                                 iright->linesize[i] * s->in.row_step,
649                                 s->linesize[i], s->pheight[i]);
650         }
651         break;
652     case ANAGLYPH_RB_GRAY:
653     case ANAGLYPH_RG_GRAY:
654     case ANAGLYPH_RC_GRAY:
655     case ANAGLYPH_RC_HALF:
656     case ANAGLYPH_RC_COLOR:
657     case ANAGLYPH_RC_DUBOIS:
658     case ANAGLYPH_GM_GRAY:
659     case ANAGLYPH_GM_HALF:
660     case ANAGLYPH_GM_COLOR:
661     case ANAGLYPH_GM_DUBOIS:
662     case ANAGLYPH_YB_GRAY:
663     case ANAGLYPH_YB_HALF:
664     case ANAGLYPH_YB_COLOR:
665     case ANAGLYPH_YB_DUBOIS: {
666         ThreadData td;
667
668         td.ileft = ileft; td.iright = iright; td.out = out;
669         ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL,
670                                FFMIN(s->out.height, ctx->graph->nb_threads));
671         break;
672     }
673     case CHECKERBOARD_RL:
674     case CHECKERBOARD_LR:
675         for (i = 0; i < s->nb_planes; i++) {
676             int x, y;
677
678             for (y = 0; y < s->pheight[i]; y++) {
679                 uint8_t *dst = out->data[i] + out->linesize[i] * y;
680                 uint8_t *left = ileft->data[i] + ileft->linesize[i] * y + s->in_off_left[i];
681                 uint8_t *right = iright->data[i] + iright->linesize[i] * y + s->in_off_right[i];
682                 int p, b;
683
684                 if (s->out.format == CHECKERBOARD_RL)
685                     FFSWAP(uint8_t*, left, right);
686                 switch (s->pixstep[i]) {
687                 case 1:
688                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=2, p++, b++) {
689                         dst[x  ] = (b&1) == (y&1) ? left[p] : right[p];
690                         dst[x+1] = (b&1) != (y&1) ? left[p] : right[p];
691                     }
692                     break;
693                 case 2:
694                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=4, p+=2, b++) {
695                         AV_WN16(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RN16(&left[p]) : AV_RN16(&right[p]));
696                         AV_WN16(&dst[x+2], (b&1) != (y&1) ? AV_RN16(&left[p]) : AV_RN16(&right[p]));
697                     }
698                     break;
699                 case 3:
700                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=6, p+=3, b++) {
701                         AV_WB24(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RB24(&left[p]) : AV_RB24(&right[p]));
702                         AV_WB24(&dst[x+3], (b&1) != (y&1) ? AV_RB24(&left[p]) : AV_RB24(&right[p]));
703                     }
704                     break;
705                 case 4:
706                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=8, p+=4, b++) {
707                         AV_WN32(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RN32(&left[p]) : AV_RN32(&right[p]));
708                         AV_WN32(&dst[x+4], (b&1) != (y&1) ? AV_RN32(&left[p]) : AV_RN32(&right[p]));
709                     }
710                     break;
711                 case 6:
712                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=12, p+=6, b++) {
713                         AV_WB48(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RB48(&left[p]) : AV_RB48(&right[p]));
714                         AV_WB48(&dst[x+6], (b&1) != (y&1) ? AV_RB48(&left[p]) : AV_RB48(&right[p]));
715                     }
716                     break;
717                 case 8:
718                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=16, p+=8, b++) {
719                         AV_WN64(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RN64(&left[p]) : AV_RN64(&right[p]));
720                         AV_WN64(&dst[x+8], (b&1) != (y&1) ? AV_RN64(&left[p]) : AV_RN64(&right[p]));
721                     }
722                     break;
723                 }
724             }
725         }
726         break;
727     default:
728         av_assert0(0);
729     }
730
731     av_frame_free(&inpicref);
732     av_frame_free(&s->prev);
733     if (oright != oleft) {
734         if (s->out.format == ALTERNATING_LR)
735             FFSWAP(AVFrame *, oleft, oright);
736         oright->pts = outlink->frame_count * s->ts_unit;
737         ff_filter_frame(outlink, oright);
738         out = oleft;
739         oleft->pts = outlink->frame_count * s->ts_unit;
740     } else if (s->in.format == ALTERNATING_LR ||
741                s->in.format == ALTERNATING_RL) {
742         out->pts = outlink->frame_count * s->ts_unit;
743     }
744     return ff_filter_frame(outlink, out);
745 }
746
747 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
748 {
749     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
750
751     av_frame_free(&s->prev);
752 }
753
754 static const AVFilterPad stereo3d_inputs[] = {
755     {
756         .name         = "default",
757         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
758         .filter_frame = filter_frame,
759     },
760     { NULL }
761 };
762
763 static const AVFilterPad stereo3d_outputs[] = {
764     {
765         .name         = "default",
766         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
767         .config_props = config_output,
768     },
769     { NULL }
770 };
771
772 AVFilter ff_vf_stereo3d = {
773     .name          = "stereo3d",
774     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert video stereoscopic 3D view."),
775     .priv_size     = sizeof(Stereo3DContext),
776     .uninit        = uninit,
777     .query_formats = query_formats,
778     .inputs        = stereo3d_inputs,
779     .outputs       = stereo3d_outputs,
780     .priv_class    = &stereo3d_class,
781     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
782 };