git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/af_apulsator.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2001-2010 Krzysztof Foltman, Markus Schmidt, Thor Harald Johansen and others
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "libavutil/avassert.h"
  22 #include "libavutil/opt.h"
  23 #include "avfilter.h"
  24 #include "internal.h"
  25 #include "audio.h"
  26
  27 enum PulsatorModes { SINE, TRIANGLE, SQUARE, SAWUP, SAWDOWN, NB_MODES };
  28 enum PulsatorTimings { UNIT_BPM, UNIT_MS, UNIT_HZ, NB_TIMINGS };
  29
  30 typedef struct SimpleLFO {
  31     double phase;
  32     double freq;
  33     double offset;
  34     double amount;
  35     double pwidth;
  36     int mode;
  37     int srate;
  38 } SimpleLFO;
  39
  40 typedef struct AudioPulsatorContext {
  41     const AVClass *class;
  42     int mode;
  43     double level_in;
  44     double level_out;
  45     double amount;
  46     double offset_l;
  47     double offset_r;
  48     double pwidth;
  49     double bpm;
  50     double hertz;
  51     int ms;
  52     int timing;
  53
  54     SimpleLFO lfoL, lfoR;
  55 } AudioPulsatorContext;
  56
  57 #define OFFSET(x) offsetof(AudioPulsatorContext, x)
  58 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  59
  60 static const AVOption apulsator_options[] = {
  61     { "level_in",   "set input gain", OFFSET(level_in),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0.015625, 64, FLAGS, },
  62     { "level_out", "set output gain", OFFSET(level_out), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0.015625, 64, FLAGS, },
  63     { "mode",             "set mode", OFFSET(mode),      AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=SINE}, SINE,   NB_MODES-1, FLAGS, "mode" },
  64     {   "sine",                 NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SINE},    0,            0, FLAGS, "mode" },
  65     {   "triangle",             NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=TRIANGLE},0,            0, FLAGS, "mode" },
  66     {   "square",               NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SQUARE},  0,            0, FLAGS, "mode" },
  67     {   "sawup",                NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SAWUP},   0,            0, FLAGS, "mode" },
  68     {   "sawdown",              NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SAWDOWN}, 0,            0, FLAGS, "mode" },
  69     { "amount",     "set modulation", OFFSET(amount),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},       0,            1, FLAGS },
  70     { "offset_l",     "set offset L", OFFSET(offset_l),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=0},       0,            1, FLAGS },
  71     { "offset_r",     "set offset R", OFFSET(offset_r),  AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=.5},      0,            1, FLAGS },
  72     { "width",     "set pulse width", OFFSET(pwidth),    AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},       0,            2, FLAGS },
  73     { "timing",         "set timing", OFFSET(timing),    AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=2},       0, NB_TIMINGS-1, FLAGS, "timing" },
  74     {   "bpm",                  NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=UNIT_BPM},  0,          0, FLAGS, "timing" },
  75     {   "ms",                   NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=UNIT_MS},   0,          0, FLAGS, "timing" },
  76     {   "hz",                   NULL, 0,                 AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=UNIT_HZ},   0,          0, FLAGS, "timing" },
  77     { "bpm",               "set BPM", OFFSET(bpm),       AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=120},    30,          300, FLAGS },
  78     { "ms",                 "set ms", OFFSET(ms),        AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=500},    10,         2000, FLAGS },
  79     { "hz",          "set frequency", OFFSET(hertz),     AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=2},    0.01,          100, FLAGS },
  80     { NULL }
  81 };
  82
  83 AVFILTER_DEFINE_CLASS(apulsator);
  84
  85 static void lfo_advance(SimpleLFO *lfo, unsigned count)
  86 {
  87     lfo->phase = fabs(lfo->phase + count * lfo->freq / lfo->srate);
  88     if (lfo->phase >= 1)
  89         lfo->phase = fmod(lfo->phase, 1);
  90 }
  91
  92 static double lfo_get_value(SimpleLFO *lfo)
  93 {
  94     double phs = FFMIN(100, lfo->phase / FFMIN(1.99, FFMAX(0.01, lfo->pwidth)) + lfo->offset);
  95     double val;
  96
  97     if (phs > 1)
  98         phs = fmod(phs, 1.);
  99
 100     switch (lfo->mode) {
 101     case SINE:
 102         val = sin(phs * 2 * M_PI);
 103         break;
 104     case TRIANGLE:
 105         if (phs > 0.75)
 106             val = (phs - 0.75) * 4 - 1;
 107         else if (phs > 0.25)
 108             val = -4 * phs + 2;
 109         else
 110             val = phs * 4;
 111         break;
 112     case SQUARE:
 113         val = phs < 0.5 ? -1 : +1;
 114         break;
 115     case SAWUP:
 116         val = phs * 2 - 1;
 117         break;
 118     case SAWDOWN:
 119         val = 1 - phs * 2;
 120         break;
 121     default: av_assert0(0);
 122     }
 123
 124     return val * lfo->amount;
 125 }
 126
 127 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
 128 {
 129     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 130     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 131     AudioPulsatorContext *s = ctx->priv;
 132     const double *src = (const double *)in->data[0];
 133     const int nb_samples = in->nb_samples;
 134     const double level_out = s->level_out;
 135     const double level_in = s->level_in;
 136     const double amount = s->amount;
 137     AVFrame *out;
 138     double *dst;
 139     int n;
 140
 141     if (av_frame_is_writable(in)) {
 142         out = in;
 143     } else {
 144         out = ff_get_audio_buffer(inlink, in->nb_samples);
 145         if (!out) {
 146             av_frame_free(&in);
 147             return AVERROR(ENOMEM);
 148         }
 149         av_frame_copy_props(out, in);
 150     }
 151     dst = (double *)out->data[0];
 152
 153     for (n = 0; n < nb_samples; n++) {
 154         double outL;
 155         double outR;
 156         double inL = src[0] * level_in;
 157         double inR = src[1] * level_in;
 158         double procL = inL;
 159         double procR = inR;
 160
 161         procL *= lfo_get_value(&s->lfoL) * 0.5 + amount / 2;
 162         procR *= lfo_get_value(&s->lfoR) * 0.5 + amount / 2;
 163
 164         outL = procL + inL * (1 - amount);
 165         outR = procR + inR * (1 - amount);
 166
 167         outL *= level_out;
 168         outR *= level_out;
 169
 170         dst[0] = outL;
 171         dst[1] = outR;
 172
 173         lfo_advance(&s->lfoL, 1);
 174         lfo_advance(&s->lfoR, 1);
 175
 176         dst += 2;
 177         src += 2;
 178     }
 179
 180     if (in != out)
 181         av_frame_free(&in);
 182
 183     return ff_filter_frame(outlink, out);
 184 }
 185
 186 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 187 {
 188     AVFilterChannelLayouts *layout = NULL;
 189     AVFilterFormats *formats = NULL;
 190     int ret;
 191
 192     if ((ret = ff_add_format                 (&formats, AV_SAMPLE_FMT_DBL  )) < 0 ||
 193         (ret = ff_set_common_formats         (ctx     , formats            )) < 0 ||
 194         (ret = ff_add_channel_layout         (&layout , AV_CH_LAYOUT_STEREO)) < 0 ||
 195         (ret = ff_set_common_channel_layouts (ctx     , layout             )) < 0)
 196         return ret;
 197
 198     formats = ff_all_samplerates();
 199     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 200 }
 201
 202 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 203 {
 204     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 205     AudioPulsatorContext *s = ctx->priv;
 206     double freq;
 207
 208     switch (s->timing) {
 209     case UNIT_BPM:  freq = s->bpm / 60;         break;
 210     case UNIT_MS:   freq = 1 / (s->ms / 1000.); break;
 211     case UNIT_HZ:   freq = s->hertz;            break;
 212     default: av_assert0(0);
 213     }
 214
 215     s->lfoL.freq   = freq;
 216     s->lfoR.freq   = freq;
 217     s->lfoL.mode   = s->mode;
 218     s->lfoR.mode   = s->mode;
 219     s->lfoL.offset = s->offset_l;
 220     s->lfoR.offset = s->offset_r;
 221     s->lfoL.srate  = inlink->sample_rate;
 222     s->lfoR.srate  = inlink->sample_rate;
 223     s->lfoL.amount = s->amount;
 224     s->lfoR.amount = s->amount;
 225     s->lfoL.pwidth = s->pwidth;
 226     s->lfoR.pwidth = s->pwidth;
 227
 228     return 0;
 229 }
 230
 231 static const AVFilterPad inputs[] = {
 232     {
 233         .name         = "default",
 234         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 235         .config_props = config_input,
 236         .filter_frame = filter_frame,
 237     },
 238     { NULL }
 239 };
 240
 241 static const AVFilterPad outputs[] = {
 242     {
 243         .name = "default",
 244         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 245     },
 246     { NULL }
 247 };
 248
 249 AVFilter ff_af_apulsator = {
 250     .name          = "apulsator",
 251     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Audio pulsator."),
 252     .priv_size     = sizeof(AudioPulsatorContext),
 253     .priv_class    = &apulsator_class,
 254     .query_formats = query_formats,
 255     .inputs        = inputs,
 256     .outputs       = outputs,
 257 };