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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 Paul B Mahol
   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 /**
  22  * @file
  23  * audio to video multimedia vectorscope filter
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/avassert.h"
  27 #include "libavutil/channel_layout.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29 #include "libavutil/parseutils.h"
  30 #include "avfilter.h"
  31 #include "formats.h"
  32 #include "audio.h"
  33 #include "video.h"
  34 #include "internal.h"
  35
  36 enum VectorScopeMode {
  37     LISSAJOUS,
  38     LISSAJOUS_XY,
  39     POLAR,
  40     MODE_NB,
  41 };
  42
  43 typedef struct AudioVectorScopeContext {
  44     const AVClass *class;
  45     AVFrame *outpicref;
  46     int w, h;
  47     int hw, hh;
  48     int mode;
  49     int contrast[4];
  50     int fade[4];
  51     double zoom;
  52     AVRational frame_rate;
  53 } AudioVectorScopeContext;
  54
  55 #define OFFSET(x) offsetof(AudioVectorScopeContext, x)
  56 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  57
  58 static const AVOption avectorscope_options[] = {
  59     { "mode", "set mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=LISSAJOUS}, 0, MODE_NB-1, FLAGS, "mode" },
  60     { "m",    "set mode", OFFSET(mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=LISSAJOUS}, 0, MODE_NB-1, FLAGS, "mode" },
  61     { "lissajous",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LISSAJOUS},    0, 0, FLAGS, "mode" },
  62     { "lissajous_xy", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=LISSAJOUS_XY}, 0, 0, FLAGS, "mode" },
  63     { "polar",        "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=POLAR},        0, 0, FLAGS, "mode" },
  64     { "rate", "set video rate", OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, 0, FLAGS },
  65     { "r",    "set video rate", OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"}, 0, 0, FLAGS },
  66     { "size", "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str="400x400"}, 0, 0, FLAGS },
  67     { "s",    "set video size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str="400x400"}, 0, 0, FLAGS },
  68     { "rc", "set red contrast",   OFFSET(contrast[0]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=40},  0, 255, FLAGS },
  69     { "gc", "set green contrast", OFFSET(contrast[1]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=160}, 0, 255, FLAGS },
  70     { "bc", "set blue contrast",  OFFSET(contrast[2]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=80},  0, 255, FLAGS },
  71     { "ac", "set alpha contrast", OFFSET(contrast[3]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=255}, 0, 255, FLAGS },
  72     { "rf", "set red fade",       OFFSET(fade[0]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=15}, 0, 255, FLAGS },
  73     { "gf", "set green fade",     OFFSET(fade[1]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=10}, 0, 255, FLAGS },
  74     { "bf", "set blue fade",      OFFSET(fade[2]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=5},  0, 255, FLAGS },
  75     { "af", "set alpha fade",     OFFSET(fade[3]), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=5},  0, 255, FLAGS },
  76     { "zoom", "set zoom factor",  OFFSET(zoom), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1},  1, 10, FLAGS },
  77     { NULL }
  78 };
  79
  80 AVFILTER_DEFINE_CLASS(avectorscope);
  81
  82 static void draw_dot(AudioVectorScopeContext *s, unsigned x, unsigned y)
  83 {
  84     const int linesize = s->outpicref->linesize[0];
  85     uint8_t *dst;
  86
  87     if (s->zoom > 1) {
  88         if (y >= s->h || x >= s->w)
  89             return;
  90     } else {
  91         y = FFMIN(y, s->h - 1);
  92         x = FFMIN(x, s->w - 1);
  93     }
  94
  95     dst = &s->outpicref->data[0][y * linesize + x * 4];
  96     dst[0] = FFMIN(dst[0] + s->contrast[0], 255);
  97     dst[1] = FFMIN(dst[1] + s->contrast[1], 255);
  98     dst[2] = FFMIN(dst[2] + s->contrast[2], 255);
  99     dst[3] = FFMIN(dst[3] + s->contrast[3], 255);
 100 }
 101
 102 static void fade(AudioVectorScopeContext *s)
 103 {
 104     const int linesize = s->outpicref->linesize[0];
 105     int i, j;
 106
 107     if (s->fade[0] || s->fade[1] || s->fade[2]) {
 108         uint8_t *d = s->outpicref->data[0];
 109         for (i = 0; i < s->h; i++) {
 110             for (j = 0; j < s->w*4; j+=4) {
 111                 d[j+0] = FFMAX(d[j+0] - s->fade[0], 0);
 112                 d[j+1] = FFMAX(d[j+1] - s->fade[1], 0);
 113                 d[j+2] = FFMAX(d[j+2] - s->fade[2], 0);
 114                 d[j+3] = FFMAX(d[j+3] - s->fade[3], 0);
 115             }
 116             d += linesize;
 117         }
 118     }
 119 }
 120
 121 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 122 {
 123     AVFilterFormats *formats = NULL;
 124     AVFilterChannelLayouts *layout = NULL;
 125     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 126     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 127     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_S16, AV_SAMPLE_FMT_FLT, AV_SAMPLE_FMT_NONE };
 128     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_NONE };
 129
 130     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 131     if (!formats)
 132         return AVERROR(ENOMEM);
 133     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_formats);
 134
 135     ff_add_channel_layout(&layout, AV_CH_LAYOUT_STEREO);
 136     ff_channel_layouts_ref(layout, &inlink->out_channel_layouts);
 137
 138     formats = ff_all_samplerates();
 139     if (!formats)
 140         return AVERROR(ENOMEM);
 141     ff_formats_ref(formats, &inlink->out_samplerates);
 142
 143     formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 144     if (!formats)
 145         return AVERROR(ENOMEM);
 146     ff_formats_ref(formats, &outlink->in_formats);
 147
 148     return 0;
 149 }
 150
 151 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
 152 {
 153     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 154     AudioVectorScopeContext *s = ctx->priv;
 155     int nb_samples;
 156
 157     nb_samples = FFMAX(1024, ((double)inlink->sample_rate / av_q2d(s->frame_rate)) + 0.5);
 158     inlink->partial_buf_size =
 159     inlink->min_samples =
 160     inlink->max_samples = nb_samples;
 161
 162     return 0;
 163 }
 164
 165 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 166 {
 167     AudioVectorScopeContext *s = outlink->src->priv;
 168
 169     outlink->w = s->w;
 170     outlink->h = s->h;
 171     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 172     outlink->frame_rate = s->frame_rate;
 173
 174     s->hw = s->w / 2;
 175     s->hh = s->h / 2;
 176
 177     return 0;
 178 }
 179
 180 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
 181 {
 182     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 183     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 184     AudioVectorScopeContext *s = ctx->priv;
 185     const int hw = s->hw;
 186     const int hh = s->hh;
 187     unsigned x, y;
 188     const double zoom = s->zoom;
 189     int i;
 190
 191     if (!s->outpicref || s->outpicref->width  != outlink->w ||
 192                          s->outpicref->height != outlink->h) {
 193         av_frame_free(&s->outpicref);
 194         s->outpicref = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 195         if (!s->outpicref) {
 196             av_frame_free(&insamples);
 197             return AVERROR(ENOMEM);
 198         }
 199
 200         for (i = 0; i < outlink->h; i++)
 201             memset(s->outpicref->data[0] + i * s->outpicref->linesize[0], 0, outlink->w * 4);
 202     }
 203     s->outpicref->pts = insamples->pts;
 204
 205     fade(s);
 206
 207     switch (insamples->format) {
 208     case AV_SAMPLE_FMT_S16:
 209         for (i = 0; i < insamples->nb_samples; i++) {
 210             int16_t *src = (int16_t *)insamples->data[0] + i * 2;
 211
 212             if (s->mode == LISSAJOUS) {
 213                 x = ((src[1] - src[0]) * zoom / (float)(UINT16_MAX) + 1) * hw;
 214                 y = (1.0 - (src[0] + src[1]) * zoom / (float)UINT16_MAX) * hh;
 215             } else if (s->mode == LISSAJOUS_XY) {
 216                 x = (src[1] * zoom / (float)INT16_MAX + 1) * hw;
 217                 y = (src[0] * zoom / (float)INT16_MAX + 1) * hh;
 218             } else {
 219                 float sx, sy, cx, cy;
 220
 221                 sx = src[1] * zoom / (float)INT16_MAX;
 222                 sy = src[0] * zoom / (float)INT16_MAX;
 223                 cx = sx * sqrtf(1 - 0.5*sy*sy);
 224                 cy = sy * sqrtf(1 - 0.5*sx*sx);
 225                 x = hw + hw * FFSIGN(cx + cy) * (cx - cy) * .7;
 226                 y = s->h - s->h * FFABS(cx + cy) * .7;
 227             }
 228
 229             draw_dot(s, x, y);
 230         }
 231         break;
 232     case AV_SAMPLE_FMT_FLT:
 233         for (i = 0; i < insamples->nb_samples; i++) {
 234             float *src = (float *)insamples->data[0] + i * 2;
 235
 236             if (s->mode == LISSAJOUS) {
 237                 x = ((src[1] - src[0]) * zoom / 2 + 1) * hw;
 238                 y = (1.0 - (src[0] + src[1]) * zoom / 2) * hh;
 239             } else if (s->mode == LISSAJOUS_XY){
 240                 x = (src[1] * zoom + 1) * hw;
 241                 y = (src[0] * zoom + 1) * hh;
 242             } else {
 243                 float sx, sy, cx, cy;
 244
 245                 sx = src[1] * zoom;
 246                 sy = src[0] * zoom;
 247                 cx = sx * sqrtf(1 - 0.5 * sy * sy);
 248                 cy = sy * sqrtf(1 - 0.5 * sx * sx);
 249                 x = hw + hw * FFSIGN(cx + cy) * (cx - cy) * .7;
 250                 y = s->h - s->h * FFABS(cx + cy) * .7;
 251             }
 252
 253             draw_dot(s, x, y);
 254         }
 255         break;
 256     }
 257
 258     av_frame_free(&insamples);
 259
 260     return ff_filter_frame(outlink, av_frame_clone(s->outpicref));
 261 }
 262
 263 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 264 {
 265     AudioVectorScopeContext *s = ctx->priv;
 266
 267     av_frame_free(&s->outpicref);
 268 }
 269
 270 static const AVFilterPad audiovectorscope_inputs[] = {
 271     {
 272         .name         = "default",
 273         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 274         .config_props = config_input,
 275         .filter_frame = filter_frame,
 276     },
 277     { NULL }
 278 };
 279
 280 static const AVFilterPad audiovectorscope_outputs[] = {
 281     {
 282         .name         = "default",
 283         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 284         .config_props = config_output,
 285     },
 286     { NULL }
 287 };
 288
 289 AVFilter ff_avf_avectorscope = {
 290     .name          = "avectorscope",
 291     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert input audio to vectorscope video output."),
 292     .uninit        = uninit,
 293     .query_formats = query_formats,
 294     .priv_size     = sizeof(AudioVectorScopeContext),
 295     .inputs        = audiovectorscope_inputs,
 296     .outputs       = audiovectorscope_outputs,
 297     .priv_class    = &avectorscope_class,
 298 };