d51c748b6a0b7adb2a5f176c8f966cabb3a9888e
[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     INTERLEAVE_COLS_LR, // column-interleave (left eye first, right eye second)
66     INTERLEAVE_COLS_RL, // column-interleave (right eye first, left eye second)
67     HDMI,               // HDMI frame pack (left eye first, right eye second)
68     STEREO_CODE_COUNT   // TODO: needs autodetection
69 };
70
71 typedef struct StereoComponent {
72     int format;                 ///< StereoCode
73     int width, height;
74     int off_left, off_right;
75     int off_lstep, off_rstep;
76     int row_left, row_right;
77     int row_step;
78 } StereoComponent;
79
80 static const int ana_coeff[][3][6] = {
81   [ANAGLYPH_RB_GRAY]   =
82     {{19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
83      {    0,     0,     0,     0,     0,     0},
84      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471}},
85   [ANAGLYPH_RG_GRAY]   =
86     {{19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
87      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
88      {    0,     0,     0,     0,     0,     0}},
89   [ANAGLYPH_RC_GRAY]   =
90     {{19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
91      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
92      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471}},
93   [ANAGLYPH_RC_HALF]   =
94     {{19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
95      {    0,     0,     0,     0, 65536,     0},
96      {    0,     0,     0,     0,     0, 65536}},
97   [ANAGLYPH_RC_COLOR]  =
98     {{65536,     0,     0,     0,     0,     0},
99      {    0,     0,     0,     0, 65536,     0},
100      {    0,     0,     0,     0,     0, 65536}},
101   [ANAGLYPH_RC_DUBOIS] =
102     {{29891, 32800, 11559, -2849, -5763,  -102},
103      {-2627, -2479, -1033, 24804, 48080, -1209},
104      { -997, -1350,  -358, -4729, -7403, 80373}},
105   [ANAGLYPH_GM_GRAY]   =
106     {{    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
107      {19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
108      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471}},
109   [ANAGLYPH_GM_HALF]   =
110     {{    0,     0,     0, 65536,     0,     0},
111      {19595, 38470,  7471,     0,     0,     0},
112      {    0,     0,     0,     0,     0, 65536}},
113   [ANAGLYPH_GM_COLOR]  =
114     {{    0,     0,     0, 65536,     0,     0},
115      {    0, 65536,     0,     0,     0,     0},
116      {    0,     0,     0,     0,     0, 65536}},
117   [ANAGLYPH_GM_DUBOIS]  =
118     {{-4063,-10354, -2556, 34669, 46203,  1573},
119      {18612, 43778,  9372, -1049,  -983, -4260},
120      { -983, -1769,  1376,   590,  4915, 61407}},
121   [ANAGLYPH_YB_GRAY]   =
122     {{    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
123      {    0,     0,     0, 19595, 38470,  7471},
124      {19595, 38470,  7471,     0,     0,     0}},
125   [ANAGLYPH_YB_HALF]   =
126     {{    0,     0,     0, 65536,     0,     0},
127      {    0,     0,     0,     0, 65536,     0},
128      {19595, 38470,  7471,     0,     0,     0}},
129   [ANAGLYPH_YB_COLOR]  =
130     {{    0,     0,     0, 65536,     0,     0},
131      {    0,     0,     0,     0, 65536,     0},
132      {    0,     0, 65536,     0,     0,     0}},
133   [ANAGLYPH_YB_DUBOIS] =
134     {{65535,-12650,18451,   -987, -7590, -1049},
135      {-1604, 56032, 4196,    370,  3826, -1049},
136      {-2345,-10676, 1358,   5801, 11416, 56217}},
137 };
138
139 typedef struct Stereo3DContext {
140     const AVClass *class;
141     StereoComponent in, out;
142     int width, height;
143     const int *ana_matrix[3];
144     int nb_planes;
145     int linesize[4];
146     int pheight[4];
147     int hsub, vsub;
148     int pixstep[4];
149     AVFrame *prev;
150     double ts_unit;
151     int blanks;
152     int in_off_left[4], in_off_right[4];
153 } Stereo3DContext;
154
155 #define OFFSET(x) offsetof(Stereo3DContext, x)
156 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
157
158 static const AVOption stereo3d_options[] = {
159     { "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"},
160     { "ab2l",  "above below half height left first",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_2_LR},   0, 0, FLAGS, "in" },
161     { "ab2r",  "above below half height right first", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_2_RL},   0, 0, FLAGS, "in" },
162     { "abl",   "above below left first",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_LR},     0, 0, FLAGS, "in" },
163     { "abr",   "above below right first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_RL},     0, 0, FLAGS, "in" },
164     { "al",    "alternating frames left first",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ALTERNATING_LR},     0, 0, FLAGS, "in" },
165     { "ar",    "alternating frames right first",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ALTERNATING_RL},     0, 0, FLAGS, "in" },
166     { "sbs2l", "side by side half width left first",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_2_LR},  0, 0, FLAGS, "in" },
167     { "sbs2r", "side by side half width right first", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_2_RL},  0, 0, FLAGS, "in" },
168     { "sbsl",  "side by side left first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_LR},    0, 0, FLAGS, "in" },
169     { "sbsr",  "side by side right first",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_RL},    0, 0, FLAGS, "in" },
170     { "irl",   "interleave rows left first",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_ROWS_LR}, 0, 0, FLAGS, "in" },
171     { "irr",   "interleave rows right first",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_ROWS_RL}, 0, 0, FLAGS, "in" },
172     { "out",   "set output format", OFFSET(out.format),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=ANAGLYPH_RC_DUBOIS}, 0, STEREO_CODE_COUNT-1, FLAGS, "out"},
173     { "ab2l",  "above below half height left first",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_2_LR},   0, 0, FLAGS, "out" },
174     { "ab2r",  "above below half height right first", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_2_RL},   0, 0, FLAGS, "out" },
175     { "abl",   "above below left first",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_LR},     0, 0, FLAGS, "out" },
176     { "abr",   "above below right first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ABOVE_BELOW_RL},     0, 0, FLAGS, "out" },
177     { "agmc",  "anaglyph green magenta color",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_GM_COLOR},  0, 0, FLAGS, "out" },
178     { "agmd",  "anaglyph green magenta dubois",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_GM_DUBOIS}, 0, 0, FLAGS, "out" },
179     { "agmg",  "anaglyph green magenta gray",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_GM_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
180     { "agmh",  "anaglyph green magenta half color",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_GM_HALF},   0, 0, FLAGS, "out" },
181     { "al",    "alternating frames left first",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ALTERNATING_LR},     0, 0, FLAGS, "out" },
182     { "ar",    "alternating frames right first",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ALTERNATING_RL},     0, 0, FLAGS, "out" },
183     { "arbg",  "anaglyph red blue gray",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RB_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
184     { "arcc",  "anaglyph red cyan color",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RC_COLOR},  0, 0, FLAGS, "out" },
185     { "arcd",  "anaglyph red cyan dubois",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RC_DUBOIS}, 0, 0, FLAGS, "out" },
186     { "arcg",  "anaglyph red cyan gray",              0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RC_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
187     { "arch",  "anaglyph red cyan half color",        0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RC_HALF},   0, 0, FLAGS, "out" },
188     { "argg",  "anaglyph red green gray",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_RG_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
189     { "aybc",  "anaglyph yellow blue color",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_YB_COLOR},  0, 0, FLAGS, "out" },
190     { "aybd",  "anaglyph yellow blue dubois",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_YB_DUBOIS}, 0, 0, FLAGS, "out" },
191     { "aybg",  "anaglyph yellow blue gray",           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_YB_GRAY},   0, 0, FLAGS, "out" },
192     { "aybh",  "anaglyph yellow blue half color",     0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=ANAGLYPH_YB_HALF},   0, 0, FLAGS, "out" },
193     { "irl",   "interleave rows left first",          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_ROWS_LR}, 0, 0, FLAGS, "out" },
194     { "irr",   "interleave rows right first",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_ROWS_RL}, 0, 0, FLAGS, "out" },
195     { "ml",    "mono left",                           0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MONO_L},             0, 0, FLAGS, "out" },
196     { "mr",    "mono right",                          0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=MONO_R},             0, 0, FLAGS, "out" },
197     { "sbs2l", "side by side half width left first",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_2_LR},  0, 0, FLAGS, "out" },
198     { "sbs2r", "side by side half width right first", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_2_RL},  0, 0, FLAGS, "out" },
199     { "sbsl",  "side by side left first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_LR},    0, 0, FLAGS, "out" },
200     { "sbsr",  "side by side right first",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=SIDE_BY_SIDE_RL},    0, 0, FLAGS, "out" },
201     { "chl",   "checkerboard left first",             0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CHECKERBOARD_LR},    0, 0, FLAGS, "out" },
202     { "chr",   "checkerboard right first",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=CHECKERBOARD_RL},    0, 0, FLAGS, "out" },
203     { "icl",   "interleave columns left first",       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_COLS_LR}, 0, 0, FLAGS, "out" },
204     { "icr",   "interleave columns right first",      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERLEAVE_COLS_RL}, 0, 0, FLAGS, "out" },
205     { "hdmi",  "HDMI frame pack",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=HDMI},               0, 0, FLAGS, "out" },
206     { NULL }
207 };
208
209 AVFILTER_DEFINE_CLASS(stereo3d);
210
211 static const enum AVPixelFormat anaglyph_pix_fmts[] = {
212     AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
213     AV_PIX_FMT_NONE
214 };
215
216 static const enum AVPixelFormat other_pix_fmts[] = {
217     AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
218     AV_PIX_FMT_RGB48BE, AV_PIX_FMT_BGR48BE,
219     AV_PIX_FMT_RGB48LE, AV_PIX_FMT_BGR48LE,
220     AV_PIX_FMT_RGBA64BE, AV_PIX_FMT_BGRA64BE,
221     AV_PIX_FMT_RGBA64LE, AV_PIX_FMT_BGRA64LE,
222     AV_PIX_FMT_RGBA,  AV_PIX_FMT_BGRA,
223     AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_ABGR,
224     AV_PIX_FMT_RGB0,  AV_PIX_FMT_BGR0,
225     AV_PIX_FMT_0RGB,  AV_PIX_FMT_0BGR,
226     AV_PIX_FMT_GBRP,
227     AV_PIX_FMT_GBRP9BE,  AV_PIX_FMT_GBRP9LE,
228     AV_PIX_FMT_GBRP10BE, AV_PIX_FMT_GBRP10LE,
229     AV_PIX_FMT_GBRP12BE, AV_PIX_FMT_GBRP12LE,
230     AV_PIX_FMT_GBRP14BE, AV_PIX_FMT_GBRP14LE,
231     AV_PIX_FMT_GBRP16BE, AV_PIX_FMT_GBRP16LE,
232     AV_PIX_FMT_YUV410P,
233     AV_PIX_FMT_YUV411P,
234     AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
235     AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVA422P,
236     AV_PIX_FMT_YUV440P,
237     AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVA444P,
238     AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
239     AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
240     AV_PIX_FMT_YUVJ422P,
241     AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
242     AV_PIX_FMT_YUVJ444P,
243     AV_PIX_FMT_YUV420P9LE,  AV_PIX_FMT_YUVA420P9LE,
244     AV_PIX_FMT_YUV420P9BE,  AV_PIX_FMT_YUVA420P9BE,
245     AV_PIX_FMT_YUV422P9LE,  AV_PIX_FMT_YUVA422P9LE,
246     AV_PIX_FMT_YUV422P9BE,  AV_PIX_FMT_YUVA422P9BE,
247     AV_PIX_FMT_YUV444P9LE,  AV_PIX_FMT_YUVA444P9LE,
248     AV_PIX_FMT_YUV444P9BE,  AV_PIX_FMT_YUVA444P9BE,
249     AV_PIX_FMT_YUV420P10LE, AV_PIX_FMT_YUVA420P10LE,
250     AV_PIX_FMT_YUV420P10BE, AV_PIX_FMT_YUVA420P10BE,
251     AV_PIX_FMT_YUV422P10LE, AV_PIX_FMT_YUVA422P10LE,
252     AV_PIX_FMT_YUV422P10BE, AV_PIX_FMT_YUVA422P10BE,
253     AV_PIX_FMT_YUV444P10LE, AV_PIX_FMT_YUVA444P10LE,
254     AV_PIX_FMT_YUV444P10BE, AV_PIX_FMT_YUVA444P10BE,
255     AV_PIX_FMT_YUV420P12BE,  AV_PIX_FMT_YUV420P12LE,
256     AV_PIX_FMT_YUV422P12BE,  AV_PIX_FMT_YUV422P12LE,
257     AV_PIX_FMT_YUV444P12BE,  AV_PIX_FMT_YUV444P12LE,
258     AV_PIX_FMT_YUV420P14BE,  AV_PIX_FMT_YUV420P14LE,
259     AV_PIX_FMT_YUV422P14BE,  AV_PIX_FMT_YUV422P14LE,
260     AV_PIX_FMT_YUV444P14BE,  AV_PIX_FMT_YUV444P14LE,
261     AV_PIX_FMT_YUV420P16LE, AV_PIX_FMT_YUVA420P16LE,
262     AV_PIX_FMT_YUV420P16BE, AV_PIX_FMT_YUVA420P16BE,
263     AV_PIX_FMT_YUV422P16LE, AV_PIX_FMT_YUVA422P16LE,
264     AV_PIX_FMT_YUV422P16BE, AV_PIX_FMT_YUVA422P16BE,
265     AV_PIX_FMT_YUV444P16LE, AV_PIX_FMT_YUVA444P16LE,
266     AV_PIX_FMT_YUV444P16BE, AV_PIX_FMT_YUVA444P16BE,
267     AV_PIX_FMT_NONE
268 };
269
270 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
271 {
272     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
273     const enum AVPixelFormat *pix_fmts;
274     AVFilterFormats *fmts_list;
275
276     switch (s->out.format) {
277     case ANAGLYPH_GM_COLOR:
278     case ANAGLYPH_GM_DUBOIS:
279     case ANAGLYPH_GM_GRAY:
280     case ANAGLYPH_GM_HALF:
281     case ANAGLYPH_RB_GRAY:
282     case ANAGLYPH_RC_COLOR:
283     case ANAGLYPH_RC_DUBOIS:
284     case ANAGLYPH_RC_GRAY:
285     case ANAGLYPH_RC_HALF:
286     case ANAGLYPH_RG_GRAY:
287     case ANAGLYPH_YB_COLOR:
288     case ANAGLYPH_YB_DUBOIS:
289     case ANAGLYPH_YB_GRAY:
290     case ANAGLYPH_YB_HALF:
291         pix_fmts = anaglyph_pix_fmts;
292         break;
293     default:
294         pix_fmts = other_pix_fmts;
295     }
296
297     fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
298     if (!fmts_list)
299         return AVERROR(ENOMEM);
300     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
301 }
302
303 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
304 {
305     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
306     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
307     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
308     AVRational aspect = inlink->sample_aspect_ratio;
309     AVRational fps = inlink->frame_rate;
310     AVRational tb = inlink->time_base;
311     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
312     int ret;
313
314     switch (s->in.format) {
315     case SIDE_BY_SIDE_2_LR:
316     case SIDE_BY_SIDE_LR:
317     case SIDE_BY_SIDE_2_RL:
318     case SIDE_BY_SIDE_RL:
319         if (inlink->w & 1) {
320             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "width must be even\n");
321             return AVERROR_INVALIDDATA;
322         }
323         break;
324     case INTERLEAVE_ROWS_LR:
325     case INTERLEAVE_ROWS_RL:
326     case ABOVE_BELOW_2_LR:
327     case ABOVE_BELOW_LR:
328     case ABOVE_BELOW_2_RL:
329     case ABOVE_BELOW_RL:
330         if (s->out.format == INTERLEAVE_ROWS_LR ||
331             s->out.format == INTERLEAVE_ROWS_RL) {
332             if (inlink->h & 3) {
333                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "height must be multiple of 4\n");
334                 return AVERROR_INVALIDDATA;
335             }
336         }
337         if (inlink->h & 1) {
338             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "height must be even\n");
339             return AVERROR_INVALIDDATA;
340         }
341         break;
342     }
343
344     s->in.width     =
345     s->width        = inlink->w;
346     s->in.height    =
347     s->height       = inlink->h;
348     s->in.off_lstep =
349     s->in.off_rstep =
350     s->in.off_left  =
351     s->in.off_right =
352     s->in.row_left  =
353     s->in.row_right = 0;
354     s->in.row_step  = 1;
355
356     switch (s->in.format) {
357     case SIDE_BY_SIDE_2_LR:
358         aspect.num     *= 2;
359     case SIDE_BY_SIDE_LR:
360         s->width        = inlink->w / 2;
361         s->in.off_right = s->width;
362         break;
363     case SIDE_BY_SIDE_2_RL:
364         aspect.num     *= 2;
365     case SIDE_BY_SIDE_RL:
366         s->width        = inlink->w / 2;
367         s->in.off_left  = s->width;
368         break;
369     case ABOVE_BELOW_2_LR:
370         aspect.den     *= 2;
371     case ABOVE_BELOW_LR:
372         s->in.row_right =
373         s->height       = inlink->h / 2;
374         break;
375     case ABOVE_BELOW_2_RL:
376         aspect.den     *= 2;
377     case ABOVE_BELOW_RL:
378         s->in.row_left  =
379         s->height       = inlink->h / 2;
380         break;
381     case ALTERNATING_RL:
382     case ALTERNATING_LR:
383         outlink->flags |= FF_LINK_FLAG_REQUEST_LOOP;
384         fps.den        *= 2;
385         tb.num         *= 2;
386         break;
387     case INTERLEAVE_ROWS_LR:
388     case INTERLEAVE_ROWS_RL:
389         s->in.row_step  = 2;
390         if (s->in.format == INTERLEAVE_ROWS_RL)
391             s->in.off_lstep = 1;
392         else
393             s->in.off_rstep = 1;
394         if (s->out.format != INTERLEAVE_ROWS_LR &&
395             s->out.format != INTERLEAVE_ROWS_RL &&
396             s->out.format != CHECKERBOARD_LR &&
397             s->out.format != CHECKERBOARD_RL)
398             s->height   = inlink->h / 2;
399         break;
400     default:
401         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "input format %d is not supported\n", s->in.format);
402         return AVERROR(EINVAL);
403     }
404
405     s->out.width     = s->width;
406     s->out.height    = s->height;
407     s->out.off_lstep =
408     s->out.off_rstep =
409     s->out.off_left  =
410     s->out.off_right =
411     s->out.row_left  =
412     s->out.row_right = 0;
413     s->out.row_step  = 1;
414
415     switch (s->out.format) {
416     case ANAGLYPH_RB_GRAY:
417     case ANAGLYPH_RG_GRAY:
418     case ANAGLYPH_RC_GRAY:
419     case ANAGLYPH_RC_HALF:
420     case ANAGLYPH_RC_COLOR:
421     case ANAGLYPH_RC_DUBOIS:
422     case ANAGLYPH_GM_GRAY:
423     case ANAGLYPH_GM_HALF:
424     case ANAGLYPH_GM_COLOR:
425     case ANAGLYPH_GM_DUBOIS:
426     case ANAGLYPH_YB_GRAY:
427     case ANAGLYPH_YB_HALF:
428     case ANAGLYPH_YB_COLOR:
429     case ANAGLYPH_YB_DUBOIS: {
430         uint8_t rgba_map[4];
431
432         ff_fill_rgba_map(rgba_map, outlink->format);
433         s->ana_matrix[rgba_map[0]] = &ana_coeff[s->out.format][0][0];
434         s->ana_matrix[rgba_map[1]] = &ana_coeff[s->out.format][1][0];
435         s->ana_matrix[rgba_map[2]] = &ana_coeff[s->out.format][2][0];
436         break;
437     }
438     case SIDE_BY_SIDE_2_LR:
439         aspect.den      *= 2;
440     case SIDE_BY_SIDE_LR:
441         s->out.width     = s->width * 2;
442         s->out.off_right = s->width;
443         break;
444     case SIDE_BY_SIDE_2_RL:
445         aspect.den      *= 2;
446     case SIDE_BY_SIDE_RL:
447         s->out.width     = s->width * 2;
448         s->out.off_left  = s->width;
449         break;
450     case ABOVE_BELOW_2_LR:
451         aspect.num      *= 2;
452     case ABOVE_BELOW_LR:
453         s->out.height    = s->height * 2;
454         s->out.row_right = s->height;
455         break;
456     case HDMI:
457         if (s->in.height <= 720)
458             s->blanks = 30;
459         else
460             s->blanks = 45;
461         s->out.height    = s->height * 2 + s->blanks;
462         s->out.row_right = s->height + s->blanks;
463         break;
464     case ABOVE_BELOW_2_RL:
465         aspect.num      *= 2;
466     case ABOVE_BELOW_RL:
467         s->out.height    = s->height * 2;
468         s->out.row_left  = s->height;
469         break;
470     case INTERLEAVE_ROWS_LR:
471         s->in.row_step   = 2;
472         s->out.row_step  = 2;
473         s->height        = s->height / 2;
474         s->out.off_rstep = 1;
475         s->in.off_rstep  = s->in.format != INTERLEAVE_ROWS_RL;
476         break;
477     case INTERLEAVE_ROWS_RL:
478         s->in.row_step   = 2;
479         s->out.row_step  = 2;
480         s->height        = s->height / 2;
481         s->out.off_lstep = 1;
482         s->in.off_lstep  = s->in.format != INTERLEAVE_ROWS_LR;
483         break;
484     case MONO_R:
485         s->in.off_left   = s->in.off_right;
486         s->in.row_left   = s->in.row_right;
487         if (s->in.format == INTERLEAVE_ROWS_LR)
488             FFSWAP(int, s->in.off_lstep, s->in.off_rstep);
489         break;
490     case MONO_L:
491         if (s->in.format == INTERLEAVE_ROWS_RL)
492             FFSWAP(int, s->in.off_lstep, s->in.off_rstep);
493         break;
494     case ALTERNATING_RL:
495     case ALTERNATING_LR:
496         fps.num         *= 2;
497         tb.den          *= 2;
498         break;
499     case CHECKERBOARD_LR:
500     case CHECKERBOARD_RL:
501         s->out.width     = s->width * 2;
502         break;
503     case INTERLEAVE_COLS_LR:
504     case INTERLEAVE_COLS_RL:
505         s->out.width     = s->width * 2;
506         break;
507     default:
508         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "output format %d is not supported\n", s->out.format);
509         return AVERROR(EINVAL);
510     }
511
512     outlink->w = s->out.width;
513     outlink->h = s->out.height;
514     outlink->frame_rate = fps;
515     outlink->time_base = tb;
516     outlink->sample_aspect_ratio = aspect;
517
518     if ((ret = av_image_fill_linesizes(s->linesize, outlink->format, s->width)) < 0)
519         return ret;
520     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
521     av_image_fill_max_pixsteps(s->pixstep, NULL, desc);
522     s->ts_unit = av_q2d(av_inv_q(av_mul_q(outlink->frame_rate, outlink->time_base)));
523     s->pheight[1] = s->pheight[2] = FF_CEIL_RSHIFT(s->height, desc->log2_chroma_h);
524     s->pheight[0] = s->pheight[3] = s->height;
525     s->hsub = desc->log2_chroma_w;
526     s->vsub = desc->log2_chroma_h;
527
528     return 0;
529 }
530
531 static inline uint8_t ana_convert(const int *coeff, const uint8_t *left, const uint8_t *right)
532 {
533     int sum;
534
535     sum  = coeff[0] * left[0] + coeff[3] * right[0]; //red in
536     sum += coeff[1] * left[1] + coeff[4] * right[1]; //green in
537     sum += coeff[2] * left[2] + coeff[5] * right[2]; //blue in
538
539     return av_clip_uint8(sum >> 16);
540 }
541
542 typedef struct ThreadData {
543     AVFrame *ileft, *iright;
544     AVFrame *out;
545 } ThreadData;
546
547 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
548 {
549     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
550     ThreadData *td = arg;
551     AVFrame *ileft = td->ileft;
552     AVFrame *iright = td->iright;
553     AVFrame *out = td->out;
554     int height = s->out.height;
555     int start = (height *  jobnr   ) / nb_jobs;
556     int end   = (height * (jobnr+1)) / nb_jobs;
557     uint8_t *dst = out->data[0];
558     const int **ana_matrix = s->ana_matrix;
559     int x, y, il, ir, o;
560     const uint8_t *lsrc = ileft->data[0];
561     const uint8_t *rsrc = iright->data[0];
562     int out_width = s->out.width;
563
564     for (y = start; y < end; y++) {
565         o   = out->linesize[0] * y;
566         il  = s->in_off_left[0]  + y * ileft->linesize[0] * s->in.row_step;
567         ir  = s->in_off_right[0] + y * iright->linesize[0] * s->in.row_step;
568         for (x = 0; x < out_width; x++, il += 3, ir += 3, o+= 3) {
569             dst[o    ] = ana_convert(ana_matrix[0], lsrc + il, rsrc + ir);
570             dst[o + 1] = ana_convert(ana_matrix[1], lsrc + il, rsrc + ir);
571             dst[o + 2] = ana_convert(ana_matrix[2], lsrc + il, rsrc + ir);
572         }
573     }
574
575     return 0;
576 }
577
578 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpicref)
579 {
580     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
581     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
582     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
583     AVFrame *out, *oleft, *oright, *ileft, *iright;
584     int out_off_left[4], out_off_right[4];
585     int i;
586
587     if (s->in.format == s->out.format)
588         return ff_filter_frame(outlink, inpicref);
589
590     switch (s->in.format) {
591     case ALTERNATING_LR:
592     case ALTERNATING_RL:
593         if (!s->prev) {
594             s->prev = inpicref;
595             return 0;
596         }
597         ileft  = s->prev;
598         iright = inpicref;
599         if (s->in.format == ALTERNATING_RL)
600             FFSWAP(AVFrame *, ileft, iright);
601         break;
602     default:
603         ileft = iright = inpicref;
604     };
605
606     out = oleft = oright = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
607     if (!out) {
608         av_frame_free(&s->prev);
609         av_frame_free(&inpicref);
610         return AVERROR(ENOMEM);
611     }
612     av_frame_copy_props(out, inpicref);
613
614     if (s->out.format == ALTERNATING_LR ||
615         s->out.format == ALTERNATING_RL) {
616         oright = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
617         if (!oright) {
618             av_frame_free(&oleft);
619             av_frame_free(&s->prev);
620             av_frame_free(&inpicref);
621             return AVERROR(ENOMEM);
622         }
623         av_frame_copy_props(oright, inpicref);
624     }
625
626     for (i = 0; i < 4; i++) {
627         int hsub = i == 1 || i == 2 ? s->hsub : 0;
628         int vsub = i == 1 || i == 2 ? s->vsub : 0;
629         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);
630         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);
631         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);
632         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);
633     }
634
635     switch (s->out.format) {
636     case HDMI:
637         for (i = 0; i < s->nb_planes; i++) {
638             int j, h = s->height >> ((i == 1 || i == 2) ? s->vsub : 0);
639             int b = (s->blanks) >> ((i == 1 || i == 2) ? s->vsub : 0);
640
641             for (j = h; j < h + b; j++)
642                 memset(oleft->data[i] + j * s->linesize[i], 0, s->linesize[i]);
643         }
644     case ALTERNATING_LR:
645     case ALTERNATING_RL:
646     case SIDE_BY_SIDE_LR:
647     case SIDE_BY_SIDE_RL:
648     case SIDE_BY_SIDE_2_LR:
649     case SIDE_BY_SIDE_2_RL:
650     case ABOVE_BELOW_LR:
651     case ABOVE_BELOW_RL:
652     case ABOVE_BELOW_2_LR:
653     case ABOVE_BELOW_2_RL:
654     case INTERLEAVE_ROWS_LR:
655     case INTERLEAVE_ROWS_RL:
656         for (i = 0; i < s->nb_planes; i++) {
657             av_image_copy_plane(oleft->data[i] + out_off_left[i],
658                                 oleft->linesize[i] * s->out.row_step,
659                                 ileft->data[i] + s->in_off_left[i],
660                                 ileft->linesize[i] * s->in.row_step,
661                                 s->linesize[i], s->pheight[i]);
662             av_image_copy_plane(oright->data[i] + out_off_right[i],
663                                 oright->linesize[i] * s->out.row_step,
664                                 iright->data[i] + s->in_off_right[i],
665                                 iright->linesize[i] * s->in.row_step,
666                                 s->linesize[i], s->pheight[i]);
667         }
668         break;
669     case MONO_L:
670         iright = ileft;
671     case MONO_R:
672         for (i = 0; i < s->nb_planes; i++) {
673             av_image_copy_plane(out->data[i], out->linesize[i],
674                                 iright->data[i] + s->in_off_left[i],
675                                 iright->linesize[i] * s->in.row_step,
676                                 s->linesize[i], s->pheight[i]);
677         }
678         break;
679     case ANAGLYPH_RB_GRAY:
680     case ANAGLYPH_RG_GRAY:
681     case ANAGLYPH_RC_GRAY:
682     case ANAGLYPH_RC_HALF:
683     case ANAGLYPH_RC_COLOR:
684     case ANAGLYPH_RC_DUBOIS:
685     case ANAGLYPH_GM_GRAY:
686     case ANAGLYPH_GM_HALF:
687     case ANAGLYPH_GM_COLOR:
688     case ANAGLYPH_GM_DUBOIS:
689     case ANAGLYPH_YB_GRAY:
690     case ANAGLYPH_YB_HALF:
691     case ANAGLYPH_YB_COLOR:
692     case ANAGLYPH_YB_DUBOIS: {
693         ThreadData td;
694
695         td.ileft = ileft; td.iright = iright; td.out = out;
696         ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL,
697                                FFMIN(s->out.height, ctx->graph->nb_threads));
698         break;
699     }
700     case CHECKERBOARD_RL:
701     case CHECKERBOARD_LR:
702         for (i = 0; i < s->nb_planes; i++) {
703             int x, y;
704
705             for (y = 0; y < s->pheight[i]; y++) {
706                 uint8_t *dst = out->data[i] + out->linesize[i] * y;
707                 uint8_t *left = ileft->data[i] + ileft->linesize[i] * y + s->in_off_left[i];
708                 uint8_t *right = iright->data[i] + iright->linesize[i] * y + s->in_off_right[i];
709                 int p, b;
710
711                 if (s->out.format == CHECKERBOARD_RL)
712                     FFSWAP(uint8_t*, left, right);
713                 switch (s->pixstep[i]) {
714                 case 1:
715                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=2, p++, b++) {
716                         dst[x  ] = (b&1) == (y&1) ? left[p] : right[p];
717                         dst[x+1] = (b&1) != (y&1) ? left[p] : right[p];
718                     }
719                     break;
720                 case 2:
721                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=4, p+=2, b++) {
722                         AV_WN16(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RN16(&left[p]) : AV_RN16(&right[p]));
723                         AV_WN16(&dst[x+2], (b&1) != (y&1) ? AV_RN16(&left[p]) : AV_RN16(&right[p]));
724                     }
725                     break;
726                 case 3:
727                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=6, p+=3, b++) {
728                         AV_WB24(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RB24(&left[p]) : AV_RB24(&right[p]));
729                         AV_WB24(&dst[x+3], (b&1) != (y&1) ? AV_RB24(&left[p]) : AV_RB24(&right[p]));
730                     }
731                     break;
732                 case 4:
733                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=8, p+=4, b++) {
734                         AV_WN32(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RN32(&left[p]) : AV_RN32(&right[p]));
735                         AV_WN32(&dst[x+4], (b&1) != (y&1) ? AV_RN32(&left[p]) : AV_RN32(&right[p]));
736                     }
737                     break;
738                 case 6:
739                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=12, p+=6, b++) {
740                         AV_WB48(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RB48(&left[p]) : AV_RB48(&right[p]));
741                         AV_WB48(&dst[x+6], (b&1) != (y&1) ? AV_RB48(&left[p]) : AV_RB48(&right[p]));
742                     }
743                     break;
744                 case 8:
745                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=16, p+=8, b++) {
746                         AV_WN64(&dst[x  ], (b&1) == (y&1) ? AV_RN64(&left[p]) : AV_RN64(&right[p]));
747                         AV_WN64(&dst[x+8], (b&1) != (y&1) ? AV_RN64(&left[p]) : AV_RN64(&right[p]));
748                     }
749                     break;
750                 }
751             }
752         }
753         break;
754     case INTERLEAVE_COLS_LR:
755     case INTERLEAVE_COLS_RL:
756         for (i = 0; i < s->nb_planes; i++) {
757             int x, y;
758
759             for (y = 0; y < s->pheight[i]; y++) {
760                 uint8_t *dst = out->data[i] + out->linesize[i] * y;
761                 uint8_t *left = ileft->data[i] + ileft->linesize[i] * y * s->in.row_step + s->in_off_left[i];
762                 uint8_t *right = iright->data[i] + iright->linesize[i] * y * s->in.row_step + s->in_off_right[i];
763                 int p, b;
764
765                 if (s->out.format == INTERLEAVE_COLS_LR)
766                     FFSWAP(uint8_t*, left, right);
767
768                 switch (s->pixstep[i]) {
769                 case 1:
770                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=2, p++, b++) {
771                         dst[x  ] =   b&1  ? left[p] : right[p];
772                         dst[x+1] = !(b&1) ? left[p] : right[p];
773                     }
774                     break;
775                 case 2:
776                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=4, p+=2, b++) {
777                         AV_WN16(&dst[x  ],   b&1  ? AV_RN16(&left[p]) : AV_RN16(&right[p]));
778                         AV_WN16(&dst[x+2], !(b&1) ? AV_RN16(&left[p]) : AV_RN16(&right[p]));
779                     }
780                     break;
781                 case 3:
782                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=6, p+=3, b++) {
783                         AV_WB24(&dst[x  ],   b&1  ? AV_RB24(&left[p]) : AV_RB24(&right[p]));
784                         AV_WB24(&dst[x+3], !(b&1) ? AV_RB24(&left[p]) : AV_RB24(&right[p]));
785                     }
786                     break;
787                 case 4:
788                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=8, p+=4, b++) {
789                         AV_WN32(&dst[x  ],   b&1  ? AV_RN32(&left[p]) : AV_RN32(&right[p]));
790                         AV_WN32(&dst[x+4], !(b&1) ? AV_RN32(&left[p]) : AV_RN32(&right[p]));
791                     }
792                     break;
793                 case 6:
794                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=12, p+=6, b++) {
795                         AV_WB48(&dst[x  ],   b&1  ? AV_RB48(&left[p]) : AV_RB48(&right[p]));
796                         AV_WB48(&dst[x+6], !(b&1) ? AV_RB48(&left[p]) : AV_RB48(&right[p]));
797                     }
798                     break;
799                 case 8:
800                     for (x = 0, b = 0, p = 0; x < s->linesize[i] * 2; x+=16, p+=8, b++) {
801                         AV_WN64(&dst[x  ],   b&1 ?  AV_RN64(&left[p]) : AV_RN64(&right[p]));
802                         AV_WN64(&dst[x+8], !(b&1) ? AV_RN64(&left[p]) : AV_RN64(&right[p]));
803                     }
804                     break;
805                 }
806             }
807         }
808         break;
809     default:
810         av_assert0(0);
811     }
812
813     av_frame_free(&inpicref);
814     av_frame_free(&s->prev);
815     if (oright != oleft) {
816         if (s->out.format == ALTERNATING_LR)
817             FFSWAP(AVFrame *, oleft, oright);
818         oright->pts = outlink->frame_count * s->ts_unit;
819         ff_filter_frame(outlink, oright);
820         out = oleft;
821         oleft->pts = outlink->frame_count * s->ts_unit;
822     } else if (s->in.format == ALTERNATING_LR ||
823                s->in.format == ALTERNATING_RL) {
824         out->pts = outlink->frame_count * s->ts_unit;
825     }
826     return ff_filter_frame(outlink, out);
827 }
828
829 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
830 {
831     Stereo3DContext *s = ctx->priv;
832
833     av_frame_free(&s->prev);
834 }
835
836 static const AVFilterPad stereo3d_inputs[] = {
837     {
838         .name         = "default",
839         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
840         .filter_frame = filter_frame,
841     },
842     { NULL }
843 };
844
845 static const AVFilterPad stereo3d_outputs[] = {
846     {
847         .name         = "default",
848         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
849         .config_props = config_output,
850     },
851     { NULL }
852 };
853
854 AVFilter ff_vf_stereo3d = {
855     .name          = "stereo3d",
856     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert video stereoscopic 3D view."),
857     .priv_size     = sizeof(Stereo3DContext),
858     .uninit        = uninit,
859     .query_formats = query_formats,
860     .inputs        = stereo3d_inputs,
861     .outputs       = stereo3d_outputs,
862     .priv_class    = &stereo3d_class,
863     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
864 };