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 FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg 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  * 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 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 FFmpeg; 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.mplayerhq.hu/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/opt.h"
  36 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  37 #include "libavutil/parseutils.h"
  38 #include "avfilter.h"
  39
  40 typedef struct {
  41     const AVClass *class;
  42     int h, w;
  43     unsigned int nb_frame;
  44     AVRational time_base;
  45     int64_t pts, max_pts;
  46     char *size;                 ///< video frame size
  47     char *rate;                 ///< video frame rate
  48     char *duration;             ///< total duration of the generated video
  49     AVRational sar;             ///< sample aspect ratio
  50
  51     void (* fill_picture_fn)(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref);
  52
  53     /* only used by rgbtest */
  54     int rgba_map[4];
  55 } TestSourceContext;
  56
  57 #define OFFSET(x) offsetof(TestSourceContext, x)
  58
  59 static const AVOption testsrc_options[]= {
  60     { "size",     "set video size",     OFFSET(size),     FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "320x240"}, 0, 0 },
  61     { "s",        "set video size",     OFFSET(size),     FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "320x240"}, 0, 0 },
  62     { "rate",     "set video rate",     OFFSET(rate),     FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},      0, 0 },
  63     { "r",        "set video rate",     OFFSET(rate),     FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},      0, 0 },
  64     { "duration", "set video duration", OFFSET(duration), FF_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},      0, 0 },
  65     { "sar",      "set video sample aspect ratio", OFFSET(sar), FF_OPT_TYPE_RATIONAL, {.dbl= 1},  0, INT_MAX },
  66     { NULL },
  67 };
  68
  69 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
  70 {
  71     TestSourceContext *test = ctx->priv;
  72     AVRational frame_rate_q;
  73     int64_t duration = -1;
  74     int ret = 0;
  75
  76     av_opt_set_defaults2(test, 0, 0);
  77
  78     if ((ret = (av_set_options_string(test, args, "=", ":"))) < 0) {
  79         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options string: '%s'\n", args);
  80         return ret;
  81     }
  82
  83     if ((ret = av_parse_video_size(&test->w, &test->h, test->size)) < 0) {
  84         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame size: '%s'\n", test->size);
  85         return ret;
  86     }
  87
  88     if ((ret = av_parse_video_rate(&frame_rate_q, test->rate)) < 0 ||
  89         frame_rate_q.den <= 0 || frame_rate_q.num <= 0) {
  90         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame rate: '%s'\n", test->rate);
  91         return ret;
  92     }
  93
  94     if ((test->duration) && (ret = av_parse_time(&duration, test->duration, 1)) < 0) {
  95         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid duration: '%s'\n", test->duration);
  96         return ret;
  97     }
  98
  99     test->time_base.num = frame_rate_q.den;
 100     test->time_base.den = frame_rate_q.num;
 101     test->max_pts = duration >= 0 ?
 102         av_rescale_q(duration, AV_TIME_BASE_Q, test->time_base) : -1;
 103     test->nb_frame = 0;
 104     test->pts = 0;
 105
 106     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "size:%dx%d rate:%d/%d duration:%f sar:%d/%d\n",
 107            test->w, test->h, frame_rate_q.num, frame_rate_q.den,
 108            duration < 0 ? -1 : test->max_pts * av_q2d(test->time_base),
 109            test->sar.num, test->sar.den);
 110     return 0;
 111 }
 112
 113 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
 114 {
 115     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
 116
 117     outlink->w = test->w;
 118     outlink->h = test->h;
 119     outlink->sample_aspect_ratio = test->sar;
 120     outlink->time_base = test->time_base;
 121
 122     return 0;
 123 }
 124
 125 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 126 {
 127     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
 128     AVFilterBufferRef *picref;
 129
 130     if (test->max_pts >= 0 && test->pts > test->max_pts)
 131         return AVERROR_EOF;
 132     picref = avfilter_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE,
 133                                        test->w, test->h);
 134     picref->pts = test->pts++;
 135     picref->pos = -1;
 136     picref->video->key_frame = 1;
 137     picref->video->interlaced = 0;
 138     picref->video->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
 139     picref->video->sample_aspect_ratio = test->sar;
 140     test->nb_frame++;
 141     test->fill_picture_fn(outlink->src, picref);
 142
 143     avfilter_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(picref, ~0));
 144     avfilter_draw_slice(outlink, 0, picref->video->h, 1);
 145     avfilter_end_frame(outlink);
 146     avfilter_unref_buffer(picref);
 147
 148     return 0;
 149 }
 150
 151 #if CONFIG_TESTSRC_FILTER
 152
 153 static const char *testsrc_get_name(void *ctx)
 154 {
 155     return "testsrc";
 156 }
 157
 158 static const AVClass testsrc_class = {
 159     "TestSourceContext",
 160     testsrc_get_name,
 161     testsrc_options
 162 };
 163
 164 /**
 165  * Fill a rectangle with value val.
 166  *
 167  * @param val the RGB value to set
 168  * @param dst pointer to the destination buffer to fill
 169  * @param dst_linesize linesize of destination
 170  * @param segment_width width of the segment
 171  * @param x horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
 172  * @param y horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
 173  * @param w width  of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
 174  * @param h height of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
 175  */
 176 static void draw_rectangle(unsigned val, uint8_t *dst, int dst_linesize, unsigned segment_width,
 177                            unsigned x, unsigned y, unsigned w, unsigned h)
 178 {
 179     int i;
 180     int step = 3;
 181
 182     dst += segment_width * (step * x + y * dst_linesize);
 183     w *= segment_width * step;
 184     h *= segment_width;
 185     for (i = 0; i < h; i++) {
 186         memset(dst, val, w);
 187         dst += dst_linesize;
 188     }
 189 }
 190
 191 static void draw_digit(int digit, uint8_t *dst, unsigned dst_linesize,
 192                        unsigned segment_width)
 193 {
 194 #define TOP_HBAR        1
 195 #define MID_HBAR        2
 196 #define BOT_HBAR        4
 197 #define LEFT_TOP_VBAR   8
 198 #define LEFT_BOT_VBAR  16
 199 #define RIGHT_TOP_VBAR 32
 200 #define RIGHT_BOT_VBAR 64
 201     struct {
 202         int x, y, w, h;
 203     } segments[] = {
 204         { 1,  0, 5, 1 }, /* TOP_HBAR */
 205         { 1,  6, 5, 1 }, /* MID_HBAR */
 206         { 1, 12, 5, 1 }, /* BOT_HBAR */
 207         { 0,  1, 1, 5 }, /* LEFT_TOP_VBAR */
 208         { 0,  7, 1, 5 }, /* LEFT_BOT_VBAR */
 209         { 6,  1, 1, 5 }, /* RIGHT_TOP_VBAR */
 210         { 6,  7, 1, 5 }  /* RIGHT_BOT_VBAR */
 211     };
 212     static const unsigned char masks[10] = {
 213         /* 0 */ TOP_HBAR         |BOT_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 214         /* 1 */                                                        RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 215         /* 2 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR|LEFT_BOT_VBAR                             |RIGHT_TOP_VBAR,
 216         /* 3 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR                            |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 217         /* 4 */          MID_HBAR         |LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 218         /* 5 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR                             |RIGHT_BOT_VBAR,
 219         /* 6 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR               |RIGHT_BOT_VBAR,
 220         /* 7 */ TOP_HBAR                                              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 221         /* 8 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 222         /* 9 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
 223     };
 224     unsigned mask = masks[digit];
 225     int i;
 226
 227     draw_rectangle(0, dst, dst_linesize, segment_width, 0, 0, 8, 13);
 228     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(segments); i++)
 229         if (mask & (1<<i))
 230             draw_rectangle(255, dst, dst_linesize, segment_width,
 231                            segments[i].x, segments[i].y, segments[i].w, segments[i].h);
 232 }
 233
 234 #define GRADIENT_SIZE (6 * 256)
 235
 236 static void test_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
 237 {
 238     TestSourceContext *test = ctx->priv;
 239     uint8_t *p, *p0;
 240     int x, y;
 241     int color, color_rest;
 242     int icolor;
 243     int radius;
 244     int quad0, quad;
 245     int dquad_x, dquad_y;
 246     int grad, dgrad, rgrad, drgrad;
 247     int seg_size;
 248     int second;
 249     int i;
 250     uint8_t *data = picref->data[0];
 251     int width  = picref->video->w;
 252     int height = picref->video->h;
 253
 254     /* draw colored bars and circle */
 255     radius = (width + height) / 4;
 256     quad0 = width * width / 4 + height * height / 4 - radius * radius;
 257     dquad_y = 1 - height;
 258     p0 = data;
 259     for (y = 0; y < height; y++) {
 260         p = p0;
 261         color = 0;
 262         color_rest = 0;
 263         quad = quad0;
 264         dquad_x = 1 - width;
 265         for (x = 0; x < width; x++) {
 266             icolor = color;
 267             if (quad < 0)
 268                 icolor ^= 7;
 269             quad += dquad_x;
 270             dquad_x += 2;
 271             *(p++) = icolor & 1 ? 255 : 0;
 272             *(p++) = icolor & 2 ? 255 : 0;
 273             *(p++) = icolor & 4 ? 255 : 0;
 274             color_rest += 8;
 275             if (color_rest >= width) {
 276                 color_rest -= width;
 277                 color++;
 278             }
 279         }
 280         quad0 += dquad_y;
 281         dquad_y += 2;
 282         p0 += picref->linesize[0];
 283     }
 284
 285     /* draw sliding color line */
 286     p = data + picref->linesize[0] * height * 3/4;
 287     grad = (256 * test->nb_frame * test->time_base.num / test->time_base.den) %
 288         GRADIENT_SIZE;
 289     rgrad = 0;
 290     dgrad = GRADIENT_SIZE / width;
 291     drgrad = GRADIENT_SIZE % width;
 292     for (x = 0; x < width; x++) {
 293         *(p++) =
 294             grad < 256 || grad >= 5 * 256 ? 255 :
 295             grad >= 2 * 256 && grad < 4 * 256 ? 0 :
 296             grad < 2 * 256 ? 2 * 256 - 1 - grad : grad - 4 * 256;
 297         *(p++) =
 298             grad >= 4 * 256 ? 0 :
 299             grad >= 1 * 256 && grad < 3 * 256 ? 255 :
 300             grad < 1 * 256 ? grad : 4 * 256 - 1 - grad;
 301         *(p++) =
 302             grad < 2 * 256 ? 0 :
 303             grad >= 3 * 256 && grad < 5 * 256 ? 255 :
 304             grad < 3 * 256 ? grad - 2 * 256 : 6 * 256 - 1 - grad;
 305         grad += dgrad;
 306         rgrad += drgrad;
 307         if (rgrad >= GRADIENT_SIZE) {
 308             grad++;
 309             rgrad -= GRADIENT_SIZE;
 310         }
 311         if (grad >= GRADIENT_SIZE)
 312             grad -= GRADIENT_SIZE;
 313     }
 314     for (y = height / 8; y > 0; y--) {
 315         memcpy(p, p - picref->linesize[0], 3 * width);
 316         p += picref->linesize[0];
 317     }
 318
 319     /* draw digits */
 320     seg_size = width / 80;
 321     if (seg_size >= 1 && height >= 13 * seg_size) {
 322         second = test->nb_frame * test->time_base.num / test->time_base.den;
 323         x = width - (width - seg_size * 64) / 2;
 324         y = (height - seg_size * 13) / 2;
 325         p = data + (x*3 + y * picref->linesize[0]);
 326         for (i = 0; i < 8; i++) {
 327             p -= 3 * 8 * seg_size;
 328             draw_digit(second % 10, p, picref->linesize[0], seg_size);
 329             second /= 10;
 330             if (second == 0)
 331                 break;
 332         }
 333     }
 334 }
 335
 336 static av_cold int test_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 337 {
 338     TestSourceContext *test = ctx->priv;
 339
 340     test->class = &testsrc_class;
 341     test->fill_picture_fn = test_fill_picture;
 342     return init(ctx, args, opaque);
 343 }
 344
 345 static int test_query_formats(AVFilterContext *ctx)
 346 {
 347     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 348         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_NONE
 349     };
 350     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
 351     return 0;
 352 }
 353
 354 AVFilter avfilter_vsrc_testsrc = {
 355     .name      = "testsrc",
 356     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate test pattern."),
 357     .priv_size = sizeof(TestSourceContext),
 358     .init      = test_init,
 359
 360     .query_formats   = test_query_formats,
 361
 362     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
 363
 364     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
 365                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 366                                     .request_frame = request_frame,
 367                                     .config_props  = config_props, },
 368                                   { .name = NULL }},
 369 };
 370
 371 #endif /* CONFIG_TESTSRC_FILTER */
 372
 373 #if CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER
 374
 375 static const char *rgbtestsrc_get_name(void *ctx)
 376 {
 377     return "rgbtestsrc";
 378 }
 379
 380 static const AVClass rgbtestsrc_class = {
 381     "RGBTestSourceContext",
 382     rgbtestsrc_get_name,
 383     testsrc_options
 384 };
 385
 386 #define R 0
 387 #define G 1
 388 #define B 2
 389 #define A 3
 390
 391 static void rgbtest_put_pixel(uint8_t *dst, int dst_linesize,
 392                               int x, int y, int r, int g, int b, enum PixelFormat fmt,
 393                               int rgba_map[4])
 394 {
 395     int32_t v;
 396     uint8_t *p;
 397
 398     switch (fmt) {
 399     case PIX_FMT_BGR444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (b >> 4); break;
 400     case PIX_FMT_RGB444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (r >> 4); break;
 401     case PIX_FMT_BGR555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (b>>3); break;
 402     case PIX_FMT_RGB555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (r>>3); break;
 403     case PIX_FMT_BGR565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (b>>3); break;
 404     case PIX_FMT_RGB565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (r>>3); break;
 405     case PIX_FMT_RGB24:
 406     case PIX_FMT_BGR24:
 407         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8));
 408         p = dst + 3*x + y*dst_linesize;
 409         AV_WL24(p, v);
 410         break;
 411     case PIX_FMT_RGBA:
 412     case PIX_FMT_BGRA:
 413     case PIX_FMT_ARGB:
 414     case PIX_FMT_ABGR:
 415         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8));
 416         p = dst + 4*x + y*dst_linesize;
 417         AV_WL32(p, v);
 418         break;
 419     }
 420 }
 421
 422 static void rgbtest_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
 423 {
 424     TestSourceContext *test = ctx->priv;
 425     int x, y, w = picref->video->w, h = picref->video->h;
 426
 427     for (y = 0; y < h; y++) {
 428          for (x = 0; x < picref->video->w; x++) {
 429              int c = 256*x/w;
 430              int r = 0, g = 0, b = 0;
 431
 432              if      (3*y < h  ) r = c;
 433              else if (3*y < 2*h) g = c;
 434              else                b = c;
 435
 436              rgbtest_put_pixel(picref->data[0], picref->linesize[0], x, y, r, g, b,
 437                                ctx->outputs[0]->format, test->rgba_map);
 438          }
 439      }
 440 }
 441
 442 static av_cold int rgbtest_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 443 {
 444     TestSourceContext *test = ctx->priv;
 445
 446     test->class = &rgbtestsrc_class;
 447     test->fill_picture_fn = rgbtest_fill_picture;
 448     return init(ctx, args, opaque);
 449 }
 450
 451 static int rgbtest_query_formats(AVFilterContext *ctx)
 452 {
 453     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
 454         PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_ARGB, PIX_FMT_BGRA, PIX_FMT_ABGR,
 455         PIX_FMT_BGR24, PIX_FMT_RGB24,
 456         PIX_FMT_RGB444, PIX_FMT_BGR444,
 457         PIX_FMT_RGB565, PIX_FMT_BGR565,
 458         PIX_FMT_RGB555, PIX_FMT_BGR555,
 459         PIX_FMT_NONE
 460     };
 461     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_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 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 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 PIX_FMT_RGBA:
 473     case 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 PIX_FMT_BGRA:
 475     case 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 AVFilter avfilter_vsrc_rgbtestsrc = {
 482     .name      = "rgbtestsrc",
 483     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate RGB test pattern."),
 484     .priv_size = sizeof(TestSourceContext),
 485     .init      = rgbtest_init,
 486
 487     .query_formats   = rgbtest_query_formats,
 488
 489     .inputs    = (AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
 490
 491     .outputs   = (AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
 492                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 493                                     .request_frame = request_frame,
 494                                     .config_props  = rgbtest_config_props, },
 495                                   { .name = NULL }},
 496 };
 497
 498 #endif /* CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER */