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 Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/common.h"
  36 #include "libavutil/mathematics.h"
  37 #include "libavutil/opt.h"
  38 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  39 #include "libavutil/parseutils.h"
  40 #include "avfilter.h"
  41 #include "formats.h"
  42 #include "internal.h"
  43 #include "video.h"
  44
  45 typedef struct TestSourceContext {
  46     const AVClass *class;
  47     int h, w;
  48     unsigned int nb_frame;
  49     AVRational time_base;
  50     int64_t pts, max_pts;
  51     char *size;                 ///< video frame size
  52     char *rate;                 ///< video frame rate
  53     char *duration;             ///< total duration of the generated video
  54     AVRational sar;             ///< sample aspect ratio
  55
  56     void (* fill_picture_fn)(AVFilterContext *ctx, AVFrame *frame);
  57
  58     /* only used by rgbtest */
  59     int rgba_map[4];
  60 } TestSourceContext;
  61
  62 #define OFFSET(x) offsetof(TestSourceContext, x)
  63 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  64
  65 static const AVOption testsrc_options[] = {
  66     { "size",     "set video size",     OFFSET(size),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "320x240"},     .flags = FLAGS },
  67     { "s",        "set video size",     OFFSET(size),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "320x240"},     .flags = FLAGS },
  68     { "rate",     "set video rate",     OFFSET(rate),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},          .flags = FLAGS },
  69     { "r",        "set video rate",     OFFSET(rate),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},          .flags = FLAGS },
  70     { "duration", "set video duration", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},          .flags = FLAGS },
  71     { "sar",      "set video sample aspect ratio", OFFSET(sar), AV_OPT_TYPE_RATIONAL, {.dbl = 1},  0, INT_MAX, FLAGS },
  72     { NULL },
  73 };
  74
  75 static av_cold int init_common(AVFilterContext *ctx)
  76 {
  77     TestSourceContext *test = ctx->priv;
  78     AVRational frame_rate_q;
  79     int64_t duration = -1;
  80     int ret = 0;
  81
  82     if ((ret = av_parse_video_size(&test->w, &test->h, test->size)) < 0) {
  83         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame size: '%s'\n", test->size);
  84         return ret;
  85     }
  86
  87     if ((ret = av_parse_video_rate(&frame_rate_q, test->rate)) < 0 ||
  88         frame_rate_q.den <= 0 || frame_rate_q.num <= 0) {
  89         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame rate: '%s'\n", test->rate);
  90         return ret;
  91     }
  92
  93     if ((test->duration) && (ret = av_parse_time(&duration, test->duration, 1)) < 0) {
  94         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid duration: '%s'\n", test->duration);
  95         return ret;
  96     }
  97
  98     test->time_base.num = frame_rate_q.den;
  99     test->time_base.den = frame_rate_q.num;
 100     test->max_pts = duration >= 0 ?
 101         av_rescale_q(duration, AV_TIME_BASE_Q, test->time_base) : -1;
 102     test->nb_frame = 0;
 103     test->pts = 0;
 104
 105     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "size:%dx%d rate:%d/%d duration:%f sar:%d/%d\n",
 106            test->w, test->h, frame_rate_q.num, frame_rate_q.den,
 107            duration < 0 ? -1 : test->max_pts * av_q2d(test->time_base),
 108            test->sar.num, test->sar.den);
 109     return 0;
 110 }
 111
 112 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
 113 {
 114     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
 115
 116     outlink->w = test->w;
 117     outlink->h = test->h;
 118     outlink->sample_aspect_ratio = test->sar;
 119     outlink->time_base = test->time_base;
 120
 121     return 0;
 122 }
 123
 124 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 125 {
 126     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
 127     AVFrame *frame;
 128
 129     if (test->max_pts >= 0 && test->pts > test->max_pts)
 130         return AVERROR_EOF;
 131     frame = ff_get_video_buffer(outlink, test->w, test->h);
 132     if (!frame)
 133         return AVERROR(ENOMEM);
 134
 135     frame->pts                 = test->pts++;
 136     frame->key_frame           = 1;
 137     frame->interlaced_frame    = 0;
 138     frame->pict_type           = AV_PICTURE_TYPE_I;
 139     frame->sample_aspect_ratio = test->sar;
 140     test->nb_frame++;
 141     test->fill_picture_fn(outlink->src, frame);
 142
 143     return ff_filter_frame(outlink, frame);
 144 }
 145
 146 #if CONFIG_TESTSRC_FILTER
 147
 148 static const char *testsrc_get_name(void *ctx)
 149 {
 150     return "testsrc";
 151 }
 152
 153 static const AVClass testsrc_class = {
 154     .class_name = "TestSourceContext",
 155     .item_name  = testsrc_get_name,
 156     .option     = testsrc_options,
 157 };
 158
 159 /**
 160  * Fill a rectangle with value val.
 161  *
 162  * @param val the RGB value to set
 163  * @param dst pointer to the destination buffer to fill
 164  * @param dst_linesize linesize of destination
 165  * @param segment_width width of the segment
 166  * @param x horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
 167  * @param y horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
 168  * @param w width  of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
 169  * @param h height of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
 170  */
 171 static void draw_rectangle(unsigned val, uint8_t *dst, int dst_linesize, unsigned segment_width,
 172                            unsigned x, unsigned y, unsigned w, unsigned h)
 173 {
 174     int i;
 175     int step = 3;
 176
 177     dst += segment_width * (step * x + y * dst_linesize);
 178     w *= segment_width * step;
 179     h *= segment_width;
 180     for (i = 0; i < h; i++) {
 181         memset(dst, val, w);
 182         dst += dst_linesize;
 183     }
 184 }
 185
 186 static void draw_digit(int digit, uint8_t *dst, unsigned dst_linesize,
 187                        unsigned segment_width)
 188 {
 189 #define TOP_HBAR        1
 190 #define MID_HBAR        2
 191 #define BOT_HBAR        4
 192 #define LEFT_TOP_VBAR   8
 193 #define LEFT_BOT_VBAR  16
 194 #define RIGHT_TOP_VBAR 32
 195 #define RIGHT_BOT_VBAR 64
 196     struct segments {
 197         int x, y, w, h;
 198     } segments[] = {
 199         { 1,  0, 5, 1 }, /* TOP_HBAR */
 200         { 1,  6, 5, 1 }, /* MID_HBAR */
 201         { 1, 12, 5, 1 }, /* BOT_HBAR */
 202         { 0,  1, 1, 5 }, /* LEFT_TOP_VBAR */
 203         { 0,  7, 1, 5 }, /* LEFT_BOT_VBAR */
 204         { 6,  1, 1, 5 }, /* RIGHT_TOP_VBAR */
 205         { 6,  7, 1, 5 }  /* RIGHT_BOT_VBAR */
 206     };
 207     static const unsigned char masks[10] = {
 208         /* 0 */ TOP_HBAR         |BOT_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 209         /* 1 */                                                        RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 210         /* 2 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR|LEFT_BOT_VBAR                             |RIGHT_TOP_VBAR,
 211         /* 3 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR                            |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 212         /* 4 */          MID_HBAR         |LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 213         /* 5 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR                             |RIGHT_BOT_VBAR,
 214         /* 6 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR               |RIGHT_BOT_VBAR,
 215         /* 7 */ TOP_HBAR                                              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 216         /* 8 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 217         /* 9 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 218     };
 219     unsigned mask = masks[digit];
 220     int i;
 221
 222     draw_rectangle(0, dst, dst_linesize, segment_width, 0, 0, 8, 13);
 223     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(segments); i++)
 224         if (mask & (1<<i))
 225             draw_rectangle(255, dst, dst_linesize, segment_width,
 226                            segments[i].x, segments[i].y, segments[i].w, segments[i].h);
 227 }
 228
 229 #define GRADIENT_SIZE (6 * 256)
 230
 231 static void test_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFrame *frame)
 232 {
 233     TestSourceContext *test = ctx->priv;
 234     uint8_t *p, *p0;
 235     int x, y;
 236     int color, color_rest;
 237     int icolor;
 238     int radius;
 239     int quad0, quad;
 240     int dquad_x, dquad_y;
 241     int grad, dgrad, rgrad, drgrad;
 242     int seg_size;
 243     int second;
 244     int i;
 245     uint8_t *data = frame->data[0];
 246     int width  = frame->width;
 247     int height = frame->height;
 248
 249     /* draw colored bars and circle */
 250     radius = (width + height) / 4;
 251     quad0 = width * width / 4 + height * height / 4 - radius * radius;
 252     dquad_y = 1 - height;
 253     p0 = data;
 254     for (y = 0; y < height; y++) {
 255         p = p0;
 256         color = 0;
 257         color_rest = 0;
 258         quad = quad0;
 259         dquad_x = 1 - width;
 260         for (x = 0; x < width; x++) {
 261             icolor = color;
 262             if (quad < 0)
 263                 icolor ^= 7;
 264             quad += dquad_x;
 265             dquad_x += 2;
 266             *(p++) = icolor & 1 ? 255 : 0;
 267             *(p++) = icolor & 2 ? 255 : 0;
 268             *(p++) = icolor & 4 ? 255 : 0;
 269             color_rest += 8;
 270             if (color_rest >= width) {
 271                 color_rest -= width;
 272                 color++;
 273             }
 274         }
 275         quad0 += dquad_y;
 276         dquad_y += 2;
 277         p0 += frame->linesize[0];
 278     }
 279
 280     /* draw sliding color line */
 281     p = data + frame->linesize[0] * height * 3/4;
 282     grad = (256 * test->nb_frame * test->time_base.num / test->time_base.den) %
 283         GRADIENT_SIZE;
 284     rgrad = 0;
 285     dgrad = GRADIENT_SIZE / width;
 286     drgrad = GRADIENT_SIZE % width;
 287     for (x = 0; x < width; x++) {
 288         *(p++) =
 289             grad < 256 || grad >= 5 * 256 ? 255 :
 290             grad >= 2 * 256 && grad < 4 * 256 ? 0 :
 291             grad < 2 * 256 ? 2 * 256 - 1 - grad : grad - 4 * 256;
 292         *(p++) =
 293             grad >= 4 * 256 ? 0 :
 294             grad >= 1 * 256 && grad < 3 * 256 ? 255 :
 295             grad < 1 * 256 ? grad : 4 * 256 - 1 - grad;
 296         *(p++) =
 297             grad < 2 * 256 ? 0 :
 298             grad >= 3 * 256 && grad < 5 * 256 ? 255 :
 299             grad < 3 * 256 ? grad - 2 * 256 : 6 * 256 - 1 - grad;
 300         grad += dgrad;
 301         rgrad += drgrad;
 302         if (rgrad >= GRADIENT_SIZE) {
 303             grad++;
 304             rgrad -= GRADIENT_SIZE;
 305         }
 306         if (grad >= GRADIENT_SIZE)
 307             grad -= GRADIENT_SIZE;
 308     }
 309     for (y = height / 8; y > 0; y--) {
 310         memcpy(p, p - frame->linesize[0], 3 * width);
 311         p += frame->linesize[0];
 312     }
 313
 314     /* draw digits */
 315     seg_size = width / 80;
 316     if (seg_size >= 1 && height >= 13 * seg_size) {
 317         second = test->nb_frame * test->time_base.num / test->time_base.den;
 318         x = width - (width - seg_size * 64) / 2;
 319         y = (height - seg_size * 13) / 2;
 320         p = data + (x*3 + y * frame->linesize[0]);
 321         for (i = 0; i < 8; i++) {
 322             p -= 3 * 8 * seg_size;
 323             draw_digit(second % 10, p, frame->linesize[0], seg_size);
 324             second /= 10;
 325             if (second == 0)
 326                 break;
 327         }
 328     }
 329 }
 330
 331 static av_cold int test_init(AVFilterContext *ctx)
 332 {
 333     TestSourceContext *test = ctx->priv;
 334
 335     test->fill_picture_fn = test_fill_picture;
 336     return init_common(ctx);
 337 }
 338
 339 static int test_query_formats(AVFilterContext *ctx)
 340 {
 341     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 342         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_NONE
 343     };
 344     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 345     return 0;
 346 }
 347
 348 static const AVFilterPad avfilter_vsrc_testsrc_outputs[] = {
 349     {
 350         .name          = "default",
 351         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 352         .request_frame = request_frame,
 353         .config_props  = config_props,
 354     },
 355     { NULL }
 356 };
 357
 358 AVFilter ff_vsrc_testsrc = {
 359     .name          = "testsrc",
 360     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate test pattern."),
 361     .priv_size     = sizeof(TestSourceContext),
 362     .priv_class    = &testsrc_class,
 363     .init          = test_init,
 364
 365     .query_formats = test_query_formats,
 366
 367     .inputs    = NULL,
 368
 369     .outputs   = avfilter_vsrc_testsrc_outputs,
 370 };
 371
 372 #endif /* CONFIG_TESTSRC_FILTER */
 373
 374 #if CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER
 375
 376 static const char *rgbtestsrc_get_name(void *ctx)
 377 {
 378     return "rgbtestsrc";
 379 }
 380
 381 static const AVClass rgbtestsrc_class = {
 382     .class_name = "RGBTestSourceContext",
 383     .item_name  = rgbtestsrc_get_name,
 384     .option     = testsrc_options,
 385 };
 386
 387 #define R 0
 388 #define G 1
 389 #define B 2
 390 #define A 3
 391
 392 static void rgbtest_put_pixel(uint8_t *dst, int dst_linesize,
 393                               int x, int y, int r, int g, int b, enum AVPixelFormat fmt,
 394                               int rgba_map[4])
 395 {
 396     int32_t v;
 397     uint8_t *p;
 398
 399     switch (fmt) {
 400     case AV_PIX_FMT_BGR444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (b >> 4); break;
 401     case AV_PIX_FMT_RGB444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (r >> 4); break;
 402     case AV_PIX_FMT_BGR555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (b>>3); break;
 403     case AV_PIX_FMT_RGB555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (r>>3); break;
 404     case AV_PIX_FMT_BGR565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (b>>3); break;
 405     case AV_PIX_FMT_RGB565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (r>>3); break;
 406     case AV_PIX_FMT_RGB24:
 407     case AV_PIX_FMT_BGR24:
 408         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8));
 409         p = dst + 3*x + y*dst_linesize;
 410         AV_WL24(p, v);
 411         break;
 412     case AV_PIX_FMT_RGBA:
 413     case AV_PIX_FMT_BGRA:
 414     case AV_PIX_FMT_ARGB:
 415     case AV_PIX_FMT_ABGR:
 416         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8));
 417         p = dst + 4*x + y*dst_linesize;
 418         AV_WL32(p, v);
 419         break;
 420     }
 421 }
 422
 423 static void rgbtest_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFrame *frame)
 424 {
 425     TestSourceContext *test = ctx->priv;
 426     int x, y, w = frame->width, h = frame->height;
 427
 428     for (y = 0; y < h; y++) {
 429          for (x = 0; x < w; x++) {
 430              int c = 256*x/w;
 431              int r = 0, g = 0, b = 0;
 432
 433              if      (3*y < h  ) r = c;
 434              else if (3*y < 2*h) g = c;
 435              else                b = c;
 436
 437              rgbtest_put_pixel(frame->data[0], frame->linesize[0], x, y, r, g, b,
 438                                ctx->outputs[0]->format, test->rgba_map);
 439          }
 440      }
 441 }
 442
 443 static av_cold int rgbtest_init(AVFilterContext *ctx)
 444 {
 445     TestSourceContext *test = ctx->priv;
 446
 447     test->fill_picture_fn = rgbtest_fill_picture;
 448     return init_common(ctx);
 449 }
 450
 451 static int rgbtest_query_formats(AVFilterContext *ctx)
 452 {
 453     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 454         AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_ABGR,
 455         AV_PIX_FMT_BGR24, AV_PIX_FMT_RGB24,
 456         AV_PIX_FMT_RGB444, AV_PIX_FMT_BGR444,
 457         AV_PIX_FMT_RGB565, AV_PIX_FMT_BGR565,
 458         AV_PIX_FMT_RGB555, AV_PIX_FMT_BGR555,
 459         AV_PIX_FMT_NONE
 460     };
 461     ff_set_common_formats(ctx, ff_make_format_list(pix_fmts));
 462     return 0;
 463 }
 464
 465 static int rgbtest_config_props(AVFilterLink *outlink)
 466 {
 467     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
 468
 469     switch (outlink->format) {
 470     case AV_PIX_FMT_ARGB:  test->rgba_map[A] = 0; test->rgba_map[R] = 1; test->rgba_map[G] = 2; test->rgba_map[B] = 3; break;
 471     case AV_PIX_FMT_ABGR:  test->rgba_map[A] = 0; test->rgba_map[B] = 1; test->rgba_map[G] = 2; test->rgba_map[R] = 3; break;
 472     case AV_PIX_FMT_RGBA:
 473     case AV_PIX_FMT_RGB24: test->rgba_map[R] = 0; test->rgba_map[G] = 1; test->rgba_map[B] = 2; test->rgba_map[A] = 3; break;
 474     case AV_PIX_FMT_BGRA:
 475     case AV_PIX_FMT_BGR24: test->rgba_map[B] = 0; test->rgba_map[G] = 1; test->rgba_map[R] = 2; test->rgba_map[A] = 3; break;
 476     }
 477
 478     return config_props(outlink);
 479 }
 480
 481 static const AVFilterPad avfilter_vsrc_rgbtestsrc_outputs[] = {
 482     {
 483         .name          = "default",
 484         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 485         .request_frame = request_frame,
 486         .config_props  = rgbtest_config_props,
 487     },
 488     { NULL }
 489 };
 490
 491 AVFilter ff_vsrc_rgbtestsrc = {
 492     .name          = "rgbtestsrc",
 493     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate RGB test pattern."),
 494     .priv_size     = sizeof(TestSourceContext),
 495     .priv_class    = &rgbtestsrc_class,
 496     .init          = rgbtest_init,
 497
 498     .query_formats = rgbtest_query_formats,
 499
 500     .inputs    = NULL,
 501
 502     .outputs   = avfilter_vsrc_rgbtestsrc_outputs,
 503 };
 504
 505 #endif /* CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER */