git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_v360.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2019 Eugene Lyapustin
   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  * 360 video conversion filter.
  24  * Principle of operation:
  25  *
  26  * (for each pixel in output frame)
  27  * 1) Calculate OpenGL-like coordinates (x, y, z) for pixel position (i, j)
  28  * 2) Apply 360 operations (rotation, mirror) to (x, y, z)
  29  * 3) Calculate pixel position (u, v) in input frame
  30  * 4) Calculate interpolation window and weight for each pixel
  31  *
  32  * (for each frame)
  33  * 5) Remap input frame to output frame using precalculated data
  34  */
  35
  36 #include <math.h>
  37
  38 #include "libavutil/avassert.h"
  39 #include "libavutil/imgutils.h"
  40 #include "libavutil/pixdesc.h"
  41 #include "libavutil/opt.h"
  42 #include "avfilter.h"
  43 #include "formats.h"
  44 #include "internal.h"
  45 #include "video.h"
  46 #include "v360.h"
  47
  48 typedef struct ThreadData {
  49     AVFrame *in;
  50     AVFrame *out;
  51 } ThreadData;
  52
  53 #define OFFSET(x) offsetof(V360Context, x)
  54 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  55 #define TFLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
  56
  57 static const AVOption v360_options[] = {
  58     {     "input", "set input projection",              OFFSET(in), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,    NB_PROJECTIONS-1, FLAGS, "in" },
  59     {         "e", "equirectangular",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,                   0, FLAGS, "in" },
  60     {  "equirect", "equirectangular",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,                   0, FLAGS, "in" },
  61     {      "c3x2", "cubemap 3x2",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_3_2},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  62     {      "c6x1", "cubemap 6x1",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_6_1},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  63     {       "eac", "equi-angular cubemap",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIANGULAR},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  64     {  "dfisheye", "dual fisheye",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=DUAL_FISHEYE},    0,                   0, FLAGS, "in" },
  65     {      "flat", "regular video",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FLAT},            0,                   0, FLAGS, "in" },
  66     {"rectilinear", "regular video",                             0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FLAT},            0,                   0, FLAGS, "in" },
  67     {  "gnomonic", "regular video",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FLAT},            0,                   0, FLAGS, "in" },
  68     {    "barrel", "barrel facebook's 360 format",               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL},          0,                   0, FLAGS, "in" },
  69     {        "fb", "barrel facebook's 360 format",               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL},          0,                   0, FLAGS, "in" },
  70     {      "c1x6", "cubemap 1x6",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_1_6},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  71     {        "sg", "stereographic",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREOGRAPHIC},   0,                   0, FLAGS, "in" },
  72     {  "mercator", "mercator",                                   0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=MERCATOR},        0,                   0, FLAGS, "in" },
  73     {      "ball", "ball",                                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BALL},            0,                   0, FLAGS, "in" },
  74     {    "hammer", "hammer",                                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=HAMMER},          0,                   0, FLAGS, "in" },
  75     {"sinusoidal", "sinusoidal",                                 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SINUSOIDAL},      0,                   0, FLAGS, "in" },
  76     {   "fisheye", "fisheye",                                    0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FISHEYE},         0,                   0, FLAGS, "in" },
  77     {"cylindrical", "cylindrical",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CYLINDRICAL},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  78     {"tetrahedron", "tetrahedron",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=TETRAHEDRON},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  79     {"barrelsplit", "barrel split facebook's 360 format",        0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL_SPLIT},    0,                   0, FLAGS, "in" },
  80     {       "tsp", "truncated square pyramid",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=TSPYRAMID},       0,                   0, FLAGS, "in" },
  81     { "hequirect", "half equirectangular",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=HEQUIRECTANGULAR},0,                   0, FLAGS, "in" },
  82     {        "he", "half equirectangular",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=HEQUIRECTANGULAR},0,                   0, FLAGS, "in" },
  83     {    "output", "set output projection",            OFFSET(out), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=CUBEMAP_3_2},     0,    NB_PROJECTIONS-1, FLAGS, "out" },
  84     {         "e", "equirectangular",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,                   0, FLAGS, "out" },
  85     {  "equirect", "equirectangular",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,                   0, FLAGS, "out" },
  86     {      "c3x2", "cubemap 3x2",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_3_2},     0,                   0, FLAGS, "out" },
  87     {      "c6x1", "cubemap 6x1",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_6_1},     0,                   0, FLAGS, "out" },
  88     {       "eac", "equi-angular cubemap",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIANGULAR},     0,                   0, FLAGS, "out" },
  89     {  "dfisheye", "dual fisheye",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=DUAL_FISHEYE},    0,                   0, FLAGS, "out" },
  90     {      "flat", "regular video",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FLAT},            0,                   0, FLAGS, "out" },
  91     {"rectilinear", "regular video",                             0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FLAT},            0,                   0, FLAGS, "out" },
  92     {  "gnomonic", "regular video",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FLAT},            0,                   0, FLAGS, "out" },
  93     {    "barrel", "barrel facebook's 360 format",               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL},          0,                   0, FLAGS, "out" },
  94     {        "fb", "barrel facebook's 360 format",               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL},          0,                   0, FLAGS, "out" },
  95     {      "c1x6", "cubemap 1x6",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_1_6},     0,                   0, FLAGS, "out" },
  96     {        "sg", "stereographic",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREOGRAPHIC},   0,                   0, FLAGS, "out" },
  97     {  "mercator", "mercator",                                   0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=MERCATOR},        0,                   0, FLAGS, "out" },
  98     {      "ball", "ball",                                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BALL},            0,                   0, FLAGS, "out" },
  99     {    "hammer", "hammer",                                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=HAMMER},          0,                   0, FLAGS, "out" },
 100     {"sinusoidal", "sinusoidal",                                 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SINUSOIDAL},      0,                   0, FLAGS, "out" },
 101     {   "fisheye", "fisheye",                                    0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FISHEYE},         0,                   0, FLAGS, "out" },
 102     {   "pannini", "pannini",                                    0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=PANNINI},         0,                   0, FLAGS, "out" },
 103     {"cylindrical", "cylindrical",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CYLINDRICAL},     0,                   0, FLAGS, "out" },
 104     {"perspective", "perspective",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=PERSPECTIVE},     0,                   0, FLAGS, "out" },
 105     {"tetrahedron", "tetrahedron",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=TETRAHEDRON},     0,                   0, FLAGS, "out" },
 106     {"barrelsplit", "barrel split facebook's 360 format",        0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL_SPLIT},    0,                   0, FLAGS, "out" },
 107     {       "tsp", "truncated square pyramid",                   0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=TSPYRAMID},       0,                   0, FLAGS, "out" },
 108     { "hequirect", "half equirectangular",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=HEQUIRECTANGULAR},0,                   0, FLAGS, "out" },
 109     {        "he", "half equirectangular",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=HEQUIRECTANGULAR},0,                   0, FLAGS, "out" },
 110     {    "interp", "set interpolation method",      OFFSET(interp), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=BILINEAR},        0, NB_INTERP_METHODS-1, FLAGS, "interp" },
 111     {      "near", "nearest neighbour",                          0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=NEAREST},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
 112     {   "nearest", "nearest neighbour",                          0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=NEAREST},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
 113     {      "line", "bilinear interpolation",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BILINEAR},        0,                   0, FLAGS, "interp" },
 114     {    "linear", "bilinear interpolation",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BILINEAR},        0,                   0, FLAGS, "interp" },
 115     {      "cube", "bicubic interpolation",                      0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BICUBIC},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
 116     {     "cubic", "bicubic interpolation",                      0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BICUBIC},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
 117     {      "lanc", "lanczos interpolation",                      0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=LANCZOS},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
 118     {   "lanczos", "lanczos interpolation",                      0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=LANCZOS},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
 119     {      "sp16", "spline16 interpolation",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SPLINE16},        0,                   0, FLAGS, "interp" },
 120     {  "spline16", "spline16 interpolation",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SPLINE16},        0,                   0, FLAGS, "interp" },
 121     {     "gauss", "gaussian interpolation",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=GAUSSIAN},        0,                   0, FLAGS, "interp" },
 122     {  "gaussian", "gaussian interpolation",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=GAUSSIAN},        0,                   0, FLAGS, "interp" },
 123     {         "w", "output width",                   OFFSET(width), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},               0,           INT16_MAX, FLAGS, "w"},
 124     {         "h", "output height",                 OFFSET(height), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},               0,           INT16_MAX, FLAGS, "h"},
 125     { "in_stereo", "input stereo format",        OFFSET(in_stereo), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=STEREO_2D},       0,    NB_STEREO_FMTS-1, FLAGS, "stereo" },
 126     {"out_stereo", "output stereo format",      OFFSET(out_stereo), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=STEREO_2D},       0,    NB_STEREO_FMTS-1, FLAGS, "stereo" },
 127     {        "2d", "2d mono",                                    0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREO_2D},       0,                   0, FLAGS, "stereo" },
 128     {       "sbs", "side by side",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREO_SBS},      0,                   0, FLAGS, "stereo" },
 129     {        "tb", "top bottom",                                 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREO_TB},       0,                   0, FLAGS, "stereo" },
 130     { "in_forder", "input cubemap face order",   OFFSET(in_forder), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="rludfb"},        0,     NB_DIRECTIONS-1, FLAGS, "in_forder"},
 131     {"out_forder", "output cubemap face order", OFFSET(out_forder), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="rludfb"},        0,     NB_DIRECTIONS-1, FLAGS, "out_forder"},
 132     {   "in_frot", "input cubemap face rotation",  OFFSET(in_frot), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="000000"},        0,     NB_DIRECTIONS-1, FLAGS, "in_frot"},
 133     {  "out_frot", "output cubemap face rotation",OFFSET(out_frot), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="000000"},        0,     NB_DIRECTIONS-1, FLAGS, "out_frot"},
 134     {    "in_pad", "percent input cubemap pads",    OFFSET(in_pad), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},           0.f,                 1.f,TFLAGS, "in_pad"},
 135     {   "out_pad", "percent output cubemap pads",  OFFSET(out_pad), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},           0.f,                 1.f,TFLAGS, "out_pad"},
 136     {   "fin_pad", "fixed input cubemap pads",     OFFSET(fin_pad), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},               0,                 100,TFLAGS, "fin_pad"},
 137     {  "fout_pad", "fixed output cubemap pads",   OFFSET(fout_pad), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},               0,                 100,TFLAGS, "fout_pad"},
 138     {       "yaw", "yaw rotation",                     OFFSET(yaw), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},        -180.f,               180.f,TFLAGS, "yaw"},
 139     {     "pitch", "pitch rotation",                 OFFSET(pitch), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},        -180.f,               180.f,TFLAGS, "pitch"},
 140     {      "roll", "roll rotation",                   OFFSET(roll), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},        -180.f,               180.f,TFLAGS, "roll"},
 141     {    "rorder", "rotation order",                OFFSET(rorder), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="ypr"},           0,                   0,TFLAGS, "rorder"},
 142     {     "h_fov", "horizontal field of view",       OFFSET(h_fov), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=90.f},     0.00001f,               360.f,TFLAGS, "h_fov"},
 143     {     "v_fov", "vertical field of view",         OFFSET(v_fov), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=45.f},     0.00001f,               360.f,TFLAGS, "v_fov"},
 144     {     "d_fov", "diagonal field of view",         OFFSET(d_fov), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},           0.f,               360.f,TFLAGS, "d_fov"},
 145     {    "h_flip", "flip out video horizontally",   OFFSET(h_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1,TFLAGS, "h_flip"},
 146     {    "v_flip", "flip out video vertically",     OFFSET(v_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1,TFLAGS, "v_flip"},
 147     {    "d_flip", "flip out video indepth",        OFFSET(d_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1,TFLAGS, "d_flip"},
 148     {   "ih_flip", "flip in video horizontally",   OFFSET(ih_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1,TFLAGS, "ih_flip"},
 149     {   "iv_flip", "flip in video vertically",     OFFSET(iv_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1,TFLAGS, "iv_flip"},
 150     {  "in_trans", "transpose video input",   OFFSET(in_transpose), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "in_transpose"},
 151     { "out_trans", "transpose video output", OFFSET(out_transpose), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "out_transpose"},
 152     {    "ih_fov", "input horizontal field of view",OFFSET(ih_fov), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=90.f},     0.00001f,               360.f,TFLAGS, "ih_fov"},
 153     {    "iv_fov", "input vertical field of view",  OFFSET(iv_fov), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=45.f},     0.00001f,               360.f,TFLAGS, "iv_fov"},
 154     {    "id_fov", "input diagonal field of view",  OFFSET(id_fov), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},           0.f,               360.f,TFLAGS, "id_fov"},
 155     {"alpha_mask", "build mask in alpha plane",      OFFSET(alpha), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "alpha"},
 156     { NULL }
 157 };
 158
 159 AVFILTER_DEFINE_CLASS(v360);
 160
 161 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 162 {
 163     V360Context *s = ctx->priv;
 164     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 165         // YUVA444
 166         AV_PIX_FMT_YUVA444P,   AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
 167         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P12,
 168         AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
 169
 170         // YUVA422
 171         AV_PIX_FMT_YUVA422P,   AV_PIX_FMT_YUVA422P9,
 172         AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P12,
 173         AV_PIX_FMT_YUVA422P16,
 174
 175         // YUVA420
 176         AV_PIX_FMT_YUVA420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
 177         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
 178
 179         // YUVJ
 180         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 181         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 182         AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
 183
 184         // YUV444
 185         AV_PIX_FMT_YUV444P,   AV_PIX_FMT_YUV444P9,
 186         AV_PIX_FMT_YUV444P10, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
 187         AV_PIX_FMT_YUV444P14, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
 188
 189         // YUV440
 190         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV440P10,
 191         AV_PIX_FMT_YUV440P12,
 192
 193         // YUV422
 194         AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV422P9,
 195         AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV422P12,
 196         AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV422P16,
 197
 198         // YUV420
 199         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUV420P9,
 200         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
 201         AV_PIX_FMT_YUV420P14, AV_PIX_FMT_YUV420P16,
 202
 203         // YUV411
 204         AV_PIX_FMT_YUV411P,
 205
 206         // YUV410
 207         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 208
 209         // GBR
 210         AV_PIX_FMT_GBRP,   AV_PIX_FMT_GBRP9,
 211         AV_PIX_FMT_GBRP10, AV_PIX_FMT_GBRP12,
 212         AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
 213
 214         // GBRA
 215         AV_PIX_FMT_GBRAP,   AV_PIX_FMT_GBRAP10,
 216         AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
 217
 218         // GRAY
 219         AV_PIX_FMT_GRAY8,  AV_PIX_FMT_GRAY9,
 220         AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12,
 221         AV_PIX_FMT_GRAY14, AV_PIX_FMT_GRAY16,
 222
 223         AV_PIX_FMT_NONE
 224     };
 225     static const enum AVPixelFormat alpha_pix_fmts[] = {
 226         AV_PIX_FMT_YUVA444P,   AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
 227         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P12,
 228         AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
 229         AV_PIX_FMT_YUVA422P,   AV_PIX_FMT_YUVA422P9,
 230         AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P12,
 231         AV_PIX_FMT_YUVA422P16,
 232         AV_PIX_FMT_YUVA420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
 233         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
 234         AV_PIX_FMT_GBRAP,   AV_PIX_FMT_GBRAP10,
 235         AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
 236         AV_PIX_FMT_NONE
 237     };
 238
 239     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(s->alpha ? alpha_pix_fmts : pix_fmts);
 240     if (!fmts_list)
 241         return AVERROR(ENOMEM);
 242     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
 243 }
 244
 245 #define DEFINE_REMAP1_LINE(bits, div)                                                    \
 246 static void remap1_##bits##bit_line_c(uint8_t *dst, int width, const uint8_t *const src, \
 247                                       ptrdiff_t in_linesize,                             \
 248                                       const int16_t *const u, const int16_t *const v,    \
 249                                       const int16_t *const ker)                          \
 250 {                                                                                        \
 251     const uint##bits##_t *const s = (const uint##bits##_t *const)src;                    \
 252     uint##bits##_t *d = (uint##bits##_t *)dst;                                           \
 253                                                                                          \
 254     in_linesize /= div;                                                                  \
 255                                                                                          \
 256     for (int x = 0; x < width; x++)                                                      \
 257         d[x] = s[v[x] * in_linesize + u[x]];                                             \
 258 }
 259
 260 DEFINE_REMAP1_LINE( 8, 1)
 261 DEFINE_REMAP1_LINE(16, 2)
 262
 263 /**
 264  * Generate remapping function with a given window size and pixel depth.
 265  *
 266  * @param ws size of interpolation window
 267  * @param bits number of bits per pixel
 268  */
 269 #define DEFINE_REMAP(ws, bits)                                                                             \
 270 static int remap##ws##_##bits##bit_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)          \
 271 {                                                                                                          \
 272     ThreadData *td = arg;                                                                                  \
 273     const V360Context *s = ctx->priv;                                                                      \
 274     const AVFrame *in = td->in;                                                                            \
 275     AVFrame *out = td->out;                                                                                \
 276                                                                                                            \
 277     for (int stereo = 0; stereo < 1 + s->out_stereo > STEREO_2D; stereo++) {                               \
 278         for (int plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {                                               \
 279             const unsigned map = s->map[plane];                                                            \
 280             const int in_linesize  = in->linesize[plane];                                                  \
 281             const int out_linesize = out->linesize[plane];                                                 \
 282             const int uv_linesize = s->uv_linesize[plane];                                                 \
 283             const int in_offset_w = stereo ? s->in_offset_w[plane] : 0;                                    \
 284             const int in_offset_h = stereo ? s->in_offset_h[plane] : 0;                                    \
 285             const int out_offset_w = stereo ? s->out_offset_w[plane] : 0;                                  \
 286             const int out_offset_h = stereo ? s->out_offset_h[plane] : 0;                                  \
 287             const uint8_t *const src = in->data[plane] +                                                   \
 288                                                    in_offset_h * in_linesize + in_offset_w * (bits >> 3);  \
 289             uint8_t *dst = out->data[plane] + out_offset_h * out_linesize + out_offset_w * (bits >> 3);    \
 290             const uint8_t *mask = plane == 3 ? s->mask : NULL;                                             \
 291             const int width = s->pr_width[plane];                                                          \
 292             const int height = s->pr_height[plane];                                                        \
 293                                                                                                            \
 294             const int slice_start = (height *  jobnr     ) / nb_jobs;                                      \
 295             const int slice_end   = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;                                      \
 296                                                                                                            \
 297             for (int y = slice_start; y < slice_end && !mask; y++) {                                       \
 298                 const int16_t *const u = s->u[map] + y * uv_linesize * ws * ws;                            \
 299                 const int16_t *const v = s->v[map] + y * uv_linesize * ws * ws;                            \
 300                 const int16_t *const ker = s->ker[map] + y * uv_linesize * ws * ws;                        \
 301                                                                                                            \
 302                 s->remap_line(dst + y * out_linesize, width, src, in_linesize, u, v, ker);                 \
 303             }                                                                                              \
 304                                                                                                            \
 305             for (int y = slice_start; y < slice_end && mask; y++) {                                        \
 306                 memcpy(dst + y * out_linesize, mask + y * width * (bits >> 3), width * (bits >> 3));       \
 307             }                                                                                              \
 308         }                                                                                                  \
 309     }                                                                                                      \
 310                                                                                                            \
 311     return 0;                                                                                              \
 312 }
 313
 314 DEFINE_REMAP(1,  8)
 315 DEFINE_REMAP(2,  8)
 316 DEFINE_REMAP(4,  8)
 317 DEFINE_REMAP(1, 16)
 318 DEFINE_REMAP(2, 16)
 319 DEFINE_REMAP(4, 16)
 320
 321 #define DEFINE_REMAP_LINE(ws, bits, div)                                                      \
 322 static void remap##ws##_##bits##bit_line_c(uint8_t *dst, int width, const uint8_t *const src, \
 323                                            ptrdiff_t in_linesize,                             \
 324                                            const int16_t *const u, const int16_t *const v,    \
 325                                            const int16_t *const ker)                          \
 326 {                                                                                             \
 327     const uint##bits##_t *const s = (const uint##bits##_t *const)src;                         \
 328     uint##bits##_t *d = (uint##bits##_t *)dst;                                                \
 329                                                                                               \
 330     in_linesize /= div;                                                                       \
 331                                                                                               \
 332     for (int x = 0; x < width; x++) {                                                         \
 333         const int16_t *const uu = u + x * ws * ws;                                            \
 334         const int16_t *const vv = v + x * ws * ws;                                            \
 335         const int16_t *const kker = ker + x * ws * ws;                                        \
 336         int tmp = 0;                                                                          \
 337                                                                                               \
 338         for (int i = 0; i < ws; i++) {                                                        \
 339             for (int j = 0; j < ws; j++) {                                                    \
 340                 tmp += kker[i * ws + j] * s[vv[i * ws + j] * in_linesize + uu[i * ws + j]];   \
 341             }                                                                                 \
 342         }                                                                                     \
 343                                                                                               \
 344         d[x] = av_clip_uint##bits(tmp >> 14);                                                 \
 345     }                                                                                         \
 346 }
 347
 348 DEFINE_REMAP_LINE(2,  8, 1)
 349 DEFINE_REMAP_LINE(4,  8, 1)
 350 DEFINE_REMAP_LINE(2, 16, 2)
 351 DEFINE_REMAP_LINE(4, 16, 2)
 352
 353 void ff_v360_init(V360Context *s, int depth)
 354 {
 355     switch (s->interp) {
 356     case NEAREST:
 357         s->remap_line = depth <= 8 ? remap1_8bit_line_c : remap1_16bit_line_c;
 358         break;
 359     case BILINEAR:
 360         s->remap_line = depth <= 8 ? remap2_8bit_line_c : remap2_16bit_line_c;
 361         break;
 362     case BICUBIC:
 363     case LANCZOS:
 364     case SPLINE16:
 365     case GAUSSIAN:
 366         s->remap_line = depth <= 8 ? remap4_8bit_line_c : remap4_16bit_line_c;
 367         break;
 368     }
 369
 370     if (ARCH_X86)
 371         ff_v360_init_x86(s, depth);
 372 }
 373
 374 /**
 375  * Save nearest pixel coordinates for remapping.
 376  *
 377  * @param du horizontal relative coordinate
 378  * @param dv vertical relative coordinate
 379  * @param rmap calculated 4x4 window
 380  * @param u u remap data
 381  * @param v v remap data
 382  * @param ker ker remap data
 383  */
 384 static void nearest_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 385                            int16_t *u, int16_t *v, int16_t *ker)
 386 {
 387     const int i = lrintf(dv) + 1;
 388     const int j = lrintf(du) + 1;
 389
 390     u[0] = rmap->u[i][j];
 391     v[0] = rmap->v[i][j];
 392 }
 393
 394 /**
 395  * Calculate kernel for bilinear interpolation.
 396  *
 397  * @param du horizontal relative coordinate
 398  * @param dv vertical relative coordinate
 399  * @param rmap calculated 4x4 window
 400  * @param u u remap data
 401  * @param v v remap data
 402  * @param ker ker remap data
 403  */
 404 static void bilinear_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 405                             int16_t *u, int16_t *v, int16_t *ker)
 406 {
 407     for (int i = 0; i < 2; i++) {
 408         for (int j = 0; j < 2; j++) {
 409             u[i * 2 + j] = rmap->u[i + 1][j + 1];
 410             v[i * 2 + j] = rmap->v[i + 1][j + 1];
 411         }
 412     }
 413
 414     ker[0] = lrintf((1.f - du) * (1.f - dv) * 16385.f);
 415     ker[1] = lrintf(       du  * (1.f - dv) * 16385.f);
 416     ker[2] = lrintf((1.f - du) *        dv  * 16385.f);
 417     ker[3] = lrintf(       du  *        dv  * 16385.f);
 418 }
 419
 420 /**
 421  * Calculate 1-dimensional cubic coefficients.
 422  *
 423  * @param t relative coordinate
 424  * @param coeffs coefficients
 425  */
 426 static inline void calculate_bicubic_coeffs(float t, float *coeffs)
 427 {
 428     const float tt  = t * t;
 429     const float ttt = t * t * t;
 430
 431     coeffs[0] =     - t / 3.f + tt / 2.f - ttt / 6.f;
 432     coeffs[1] = 1.f - t / 2.f - tt       + ttt / 2.f;
 433     coeffs[2] =       t       + tt / 2.f - ttt / 2.f;
 434     coeffs[3] =     - t / 6.f            + ttt / 6.f;
 435 }
 436
 437 /**
 438  * Calculate kernel for bicubic interpolation.
 439  *
 440  * @param du horizontal relative coordinate
 441  * @param dv vertical relative coordinate
 442  * @param rmap calculated 4x4 window
 443  * @param u u remap data
 444  * @param v v remap data
 445  * @param ker ker remap data
 446  */
 447 static void bicubic_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 448                            int16_t *u, int16_t *v, int16_t *ker)
 449 {
 450     float du_coeffs[4];
 451     float dv_coeffs[4];
 452
 453     calculate_bicubic_coeffs(du, du_coeffs);
 454     calculate_bicubic_coeffs(dv, dv_coeffs);
 455
 456     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 457         for (int j = 0; j < 4; j++) {
 458             u[i * 4 + j] = rmap->u[i][j];
 459             v[i * 4 + j] = rmap->v[i][j];
 460             ker[i * 4 + j] = lrintf(du_coeffs[j] * dv_coeffs[i] * 16385.f);
 461         }
 462     }
 463 }
 464
 465 /**
 466  * Calculate 1-dimensional lanczos coefficients.
 467  *
 468  * @param t relative coordinate
 469  * @param coeffs coefficients
 470  */
 471 static inline void calculate_lanczos_coeffs(float t, float *coeffs)
 472 {
 473     float sum = 0.f;
 474
 475     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 476         const float x = M_PI * (t - i + 1);
 477         if (x == 0.f) {
 478             coeffs[i] = 1.f;
 479         } else {
 480             coeffs[i] = sinf(x) * sinf(x / 2.f) / (x * x / 2.f);
 481         }
 482         sum += coeffs[i];
 483     }
 484
 485     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 486         coeffs[i] /= sum;
 487     }
 488 }
 489
 490 /**
 491  * Calculate kernel for lanczos interpolation.
 492  *
 493  * @param du horizontal relative coordinate
 494  * @param dv vertical relative coordinate
 495  * @param rmap calculated 4x4 window
 496  * @param u u remap data
 497  * @param v v remap data
 498  * @param ker ker remap data
 499  */
 500 static void lanczos_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 501                            int16_t *u, int16_t *v, int16_t *ker)
 502 {
 503     float du_coeffs[4];
 504     float dv_coeffs[4];
 505
 506     calculate_lanczos_coeffs(du, du_coeffs);
 507     calculate_lanczos_coeffs(dv, dv_coeffs);
 508
 509     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 510         for (int j = 0; j < 4; j++) {
 511             u[i * 4 + j] = rmap->u[i][j];
 512             v[i * 4 + j] = rmap->v[i][j];
 513             ker[i * 4 + j] = lrintf(du_coeffs[j] * dv_coeffs[i] * 16385.f);
 514         }
 515     }
 516 }
 517
 518 /**
 519  * Calculate 1-dimensional spline16 coefficients.
 520  *
 521  * @param t relative coordinate
 522  * @param coeffs coefficients
 523  */
 524 static void calculate_spline16_coeffs(float t, float *coeffs)
 525 {
 526     coeffs[0] = ((-1.f / 3.f * t + 0.8f) * t - 7.f / 15.f) * t;
 527     coeffs[1] = ((t - 9.f / 5.f) * t - 0.2f) * t + 1.f;
 528     coeffs[2] = ((6.f / 5.f - t) * t + 0.8f) * t;
 529     coeffs[3] = ((1.f / 3.f * t - 0.2f) * t - 2.f / 15.f) * t;
 530 }
 531
 532 /**
 533  * Calculate kernel for spline16 interpolation.
 534  *
 535  * @param du horizontal relative coordinate
 536  * @param dv vertical relative coordinate
 537  * @param rmap calculated 4x4 window
 538  * @param u u remap data
 539  * @param v v remap data
 540  * @param ker ker remap data
 541  */
 542 static void spline16_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 543                             int16_t *u, int16_t *v, int16_t *ker)
 544 {
 545     float du_coeffs[4];
 546     float dv_coeffs[4];
 547
 548     calculate_spline16_coeffs(du, du_coeffs);
 549     calculate_spline16_coeffs(dv, dv_coeffs);
 550
 551     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 552         for (int j = 0; j < 4; j++) {
 553             u[i * 4 + j] = rmap->u[i][j];
 554             v[i * 4 + j] = rmap->v[i][j];
 555             ker[i * 4 + j] = lrintf(du_coeffs[j] * dv_coeffs[i] * 16385.f);
 556         }
 557     }
 558 }
 559
 560 /**
 561  * Calculate 1-dimensional gaussian coefficients.
 562  *
 563  * @param t relative coordinate
 564  * @param coeffs coefficients
 565  */
 566 static void calculate_gaussian_coeffs(float t, float *coeffs)
 567 {
 568     float sum = 0.f;
 569
 570     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 571         const float x = t - (i - 1);
 572         if (x == 0.f) {
 573             coeffs[i] = 1.f;
 574         } else {
 575             coeffs[i] = expf(-2.f * x * x) * expf(-x * x / 2.f);
 576         }
 577         sum += coeffs[i];
 578     }
 579
 580     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 581         coeffs[i] /= sum;
 582     }
 583 }
 584
 585 /**
 586  * Calculate kernel for gaussian interpolation.
 587  *
 588  * @param du horizontal relative coordinate
 589  * @param dv vertical relative coordinate
 590  * @param rmap calculated 4x4 window
 591  * @param u u remap data
 592  * @param v v remap data
 593  * @param ker ker remap data
 594  */
 595 static void gaussian_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 596                             int16_t *u, int16_t *v, int16_t *ker)
 597 {
 598     float du_coeffs[4];
 599     float dv_coeffs[4];
 600
 601     calculate_gaussian_coeffs(du, du_coeffs);
 602     calculate_gaussian_coeffs(dv, dv_coeffs);
 603
 604     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 605         for (int j = 0; j < 4; j++) {
 606             u[i * 4 + j] = rmap->u[i][j];
 607             v[i * 4 + j] = rmap->v[i][j];
 608             ker[i * 4 + j] = lrintf(du_coeffs[j] * dv_coeffs[i] * 16385.f);
 609         }
 610     }
 611 }
 612
 613 /**
 614  * Modulo operation with only positive remainders.
 615  *
 616  * @param a dividend
 617  * @param b divisor
 618  *
 619  * @return positive remainder of (a / b)
 620  */
 621 static inline int mod(int a, int b)
 622 {
 623     const int res = a % b;
 624     if (res < 0) {
 625         return res + b;
 626     } else {
 627         return res;
 628     }
 629 }
 630
 631 /**
 632  * Reflect y operation.
 633  *
 634  * @param y input vertical position
 635  * @param h input height
 636  */
 637 static inline int reflecty(int y, int h)
 638 {
 639     if (y < 0) {
 640         return -y;
 641     } else if (y >= h) {
 642         return 2 * h - 1 - y;
 643     }
 644
 645     return y;
 646 }
 647
 648 /**
 649  * Reflect x operation for equirect.
 650  *
 651  * @param x input horizontal position
 652  * @param y input vertical position
 653  * @param w input width
 654  * @param h input height
 655  */
 656 static inline int ereflectx(int x, int y, int w, int h)
 657 {
 658     if (y < 0 || y >= h)
 659         x += w / 2;
 660
 661     return mod(x, w);
 662 }
 663
 664 /**
 665  * Reflect x operation.
 666  *
 667  * @param x input horizontal position
 668  * @param y input vertical position
 669  * @param w input width
 670  * @param h input height
 671  */
 672 static inline int reflectx(int x, int y, int w, int h)
 673 {
 674     if (y < 0 || y >= h)
 675         return w - 1 - x;
 676
 677     return mod(x, w);
 678 }
 679
 680 /**
 681  * Convert char to corresponding direction.
 682  * Used for cubemap options.
 683  */
 684 static int get_direction(char c)
 685 {
 686     switch (c) {
 687     case 'r':
 688         return RIGHT;
 689     case 'l':
 690         return LEFT;
 691     case 'u':
 692         return UP;
 693     case 'd':
 694         return DOWN;
 695     case 'f':
 696         return FRONT;
 697     case 'b':
 698         return BACK;
 699     default:
 700         return -1;
 701     }
 702 }
 703
 704 /**
 705  * Convert char to corresponding rotation angle.
 706  * Used for cubemap options.
 707  */
 708 static int get_rotation(char c)
 709 {
 710     switch (c) {
 711     case '0':
 712         return ROT_0;
 713     case '1':
 714         return ROT_90;
 715     case '2':
 716         return ROT_180;
 717     case '3':
 718         return ROT_270;
 719     default:
 720         return -1;
 721     }
 722 }
 723
 724 /**
 725  * Convert char to corresponding rotation order.
 726  */
 727 static int get_rorder(char c)
 728 {
 729     switch (c) {
 730     case 'Y':
 731     case 'y':
 732         return YAW;
 733     case 'P':
 734     case 'p':
 735         return PITCH;
 736     case 'R':
 737     case 'r':
 738         return ROLL;
 739     default:
 740         return -1;
 741     }
 742 }
 743
 744 /**
 745  * Prepare data for processing cubemap input format.
 746  *
 747  * @param ctx filter context
 748  *
 749  * @return error code
 750  */
 751 static int prepare_cube_in(AVFilterContext *ctx)
 752 {
 753     V360Context *s = ctx->priv;
 754
 755     for (int face = 0; face < NB_FACES; face++) {
 756         const char c = s->in_forder[face];
 757         int direction;
 758
 759         if (c == '\0') {
 760             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 761                    "Incomplete in_forder option. Direction for all 6 faces should be specified.\n");
 762             return AVERROR(EINVAL);
 763         }
 764
 765         direction = get_direction(c);
 766         if (direction == -1) {
 767             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 768                    "Incorrect direction symbol '%c' in in_forder option.\n", c);
 769             return AVERROR(EINVAL);
 770         }
 771
 772         s->in_cubemap_face_order[direction] = face;
 773     }
 774
 775     for (int face = 0; face < NB_FACES; face++) {
 776         const char c = s->in_frot[face];
 777         int rotation;
 778
 779         if (c == '\0') {
 780             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 781                    "Incomplete in_frot option. Rotation for all 6 faces should be specified.\n");
 782             return AVERROR(EINVAL);
 783         }
 784
 785         rotation = get_rotation(c);
 786         if (rotation == -1) {
 787             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 788                    "Incorrect rotation symbol '%c' in in_frot option.\n", c);
 789             return AVERROR(EINVAL);
 790         }
 791
 792         s->in_cubemap_face_rotation[face] = rotation;
 793     }
 794
 795     return 0;
 796 }
 797
 798 /**
 799  * Prepare data for processing cubemap output format.
 800  *
 801  * @param ctx filter context
 802  *
 803  * @return error code
 804  */
 805 static int prepare_cube_out(AVFilterContext *ctx)
 806 {
 807     V360Context *s = ctx->priv;
 808
 809     for (int face = 0; face < NB_FACES; face++) {
 810         const char c = s->out_forder[face];
 811         int direction;
 812
 813         if (c == '\0') {
 814             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 815                    "Incomplete out_forder option. Direction for all 6 faces should be specified.\n");
 816             return AVERROR(EINVAL);
 817         }
 818
 819         direction = get_direction(c);
 820         if (direction == -1) {
 821             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 822                    "Incorrect direction symbol '%c' in out_forder option.\n", c);
 823             return AVERROR(EINVAL);
 824         }
 825
 826         s->out_cubemap_direction_order[face] = direction;
 827     }
 828
 829     for (int face = 0; face < NB_FACES; face++) {
 830         const char c = s->out_frot[face];
 831         int rotation;
 832
 833         if (c == '\0') {
 834             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 835                    "Incomplete out_frot option. Rotation for all 6 faces should be specified.\n");
 836             return AVERROR(EINVAL);
 837         }
 838
 839         rotation = get_rotation(c);
 840         if (rotation == -1) {
 841             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 842                    "Incorrect rotation symbol '%c' in out_frot option.\n", c);
 843             return AVERROR(EINVAL);
 844         }
 845
 846         s->out_cubemap_face_rotation[face] = rotation;
 847     }
 848
 849     return 0;
 850 }
 851
 852 static inline void rotate_cube_face(float *uf, float *vf, int rotation)
 853 {
 854     float tmp;
 855
 856     switch (rotation) {
 857     case ROT_0:
 858         break;
 859     case ROT_90:
 860         tmp =  *uf;
 861         *uf = -*vf;
 862         *vf =  tmp;
 863         break;
 864     case ROT_180:
 865         *uf = -*uf;
 866         *vf = -*vf;
 867         break;
 868     case ROT_270:
 869         tmp = -*uf;
 870         *uf =  *vf;
 871         *vf =  tmp;
 872         break;
 873     default:
 874         av_assert0(0);
 875     }
 876 }
 877
 878 static inline void rotate_cube_face_inverse(float *uf, float *vf, int rotation)
 879 {
 880     float tmp;
 881
 882     switch (rotation) {
 883     case ROT_0:
 884         break;
 885     case ROT_90:
 886         tmp = -*uf;
 887         *uf =  *vf;
 888         *vf =  tmp;
 889         break;
 890     case ROT_180:
 891         *uf = -*uf;
 892         *vf = -*vf;
 893         break;
 894     case ROT_270:
 895         tmp =  *uf;
 896         *uf = -*vf;
 897         *vf =  tmp;
 898         break;
 899     default:
 900         av_assert0(0);
 901     }
 902 }
 903
 904 /**
 905  * Normalize vector.
 906  *
 907  * @param vec vector
 908  */
 909 static void normalize_vector(float *vec)
 910 {
 911     const float norm = sqrtf(vec[0] * vec[0] + vec[1] * vec[1] + vec[2] * vec[2]);
 912
 913     vec[0] /= norm;
 914     vec[1] /= norm;
 915     vec[2] /= norm;
 916 }
 917
 918 /**
 919  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding cubemap position.
 920  * Common operation for every cubemap.
 921  *
 922  * @param s filter private context
 923  * @param uf horizontal cubemap coordinate [0, 1)
 924  * @param vf vertical cubemap coordinate [0, 1)
 925  * @param face face of cubemap
 926  * @param vec coordinates on sphere
 927  * @param scalew scale for uf
 928  * @param scaleh scale for vf
 929  */
 930 static void cube_to_xyz(const V360Context *s,
 931                         float uf, float vf, int face,
 932                         float *vec, float scalew, float scaleh)
 933 {
 934     const int direction = s->out_cubemap_direction_order[face];
 935     float l_x, l_y, l_z;
 936
 937     uf /= scalew;
 938     vf /= scaleh;
 939
 940     rotate_cube_face_inverse(&uf, &vf, s->out_cubemap_face_rotation[face]);
 941
 942     switch (direction) {
 943     case RIGHT:
 944         l_x =  1.f;
 945         l_y =  vf;
 946         l_z = -uf;
 947         break;
 948     case LEFT:
 949         l_x = -1.f;
 950         l_y =  vf;
 951         l_z =  uf;
 952         break;
 953     case UP:
 954         l_x =  uf;
 955         l_y = -1.f;
 956         l_z =  vf;
 957         break;
 958     case DOWN:
 959         l_x =  uf;
 960         l_y =  1.f;
 961         l_z = -vf;
 962         break;
 963     case FRONT:
 964         l_x =  uf;
 965         l_y =  vf;
 966         l_z =  1.f;
 967         break;
 968     case BACK:
 969         l_x = -uf;
 970         l_y =  vf;
 971         l_z = -1.f;
 972         break;
 973     default:
 974         av_assert0(0);
 975     }
 976
 977     vec[0] = l_x;
 978     vec[1] = l_y;
 979     vec[2] = l_z;
 980
 981     normalize_vector(vec);
 982 }
 983
 984 /**
 985  * Calculate cubemap position for corresponding 3D coordinates on sphere.
 986  * Common operation for every cubemap.
 987  *
 988  * @param s filter private context
 989  * @param vec coordinated on sphere
 990  * @param uf horizontal cubemap coordinate [0, 1)
 991  * @param vf vertical cubemap coordinate [0, 1)
 992  * @param direction direction of view
 993  */
 994 static void xyz_to_cube(const V360Context *s,
 995                         const float *vec,
 996                         float *uf, float *vf, int *direction)
 997 {
 998     const float phi   = atan2f(vec[0], vec[2]);
 999     const float theta = asinf(vec[1]);
1000     float phi_norm, theta_threshold;
1001     int face;
1002
1003     if (phi >= -M_PI_4 && phi < M_PI_4) {
1004         *direction = FRONT;
1005         phi_norm = phi;
1006     } else if (phi >= -(M_PI_2 + M_PI_4) && phi < -M_PI_4) {
1007         *direction = LEFT;
1008         phi_norm = phi + M_PI_2;
1009     } else if (phi >= M_PI_4 && phi < M_PI_2 + M_PI_4) {
1010         *direction = RIGHT;
1011         phi_norm = phi - M_PI_2;
1012     } else {
1013         *direction = BACK;
1014         phi_norm = phi + ((phi > 0.f) ? -M_PI : M_PI);
1015     }
1016
1017     theta_threshold = atanf(cosf(phi_norm));
1018     if (theta > theta_threshold) {
1019         *direction = DOWN;
1020     } else if (theta < -theta_threshold) {
1021         *direction = UP;
1022     }
1023
1024     switch (*direction) {
1025     case RIGHT:
1026         *uf = -vec[2] / vec[0];
1027         *vf =  vec[1] / vec[0];
1028         break;
1029     case LEFT:
1030         *uf = -vec[2] / vec[0];
1031         *vf = -vec[1] / vec[0];
1032         break;
1033     case UP:
1034         *uf = -vec[0] / vec[1];
1035         *vf = -vec[2] / vec[1];
1036         break;
1037     case DOWN:
1038         *uf =  vec[0] / vec[1];
1039         *vf = -vec[2] / vec[1];
1040         break;
1041     case FRONT:
1042         *uf =  vec[0] / vec[2];
1043         *vf =  vec[1] / vec[2];
1044         break;
1045     case BACK:
1046         *uf =  vec[0] / vec[2];
1047         *vf = -vec[1] / vec[2];
1048         break;
1049     default:
1050         av_assert0(0);
1051     }
1052
1053     face = s->in_cubemap_face_order[*direction];
1054     rotate_cube_face(uf, vf, s->in_cubemap_face_rotation[face]);
1055
1056     (*uf) *= s->input_mirror_modifier[0];
1057     (*vf) *= s->input_mirror_modifier[1];
1058 }
1059
1060 /**
1061  * Find position on another cube face in case of overflow/underflow.
1062  * Used for calculation of interpolation window.
1063  *
1064  * @param s filter private context
1065  * @param uf horizontal cubemap coordinate
1066  * @param vf vertical cubemap coordinate
1067  * @param direction direction of view
1068  * @param new_uf new horizontal cubemap coordinate
1069  * @param new_vf new vertical cubemap coordinate
1070  * @param face face position on cubemap
1071  */
1072 static void process_cube_coordinates(const V360Context *s,
1073                                      float uf, float vf, int direction,
1074                                      float *new_uf, float *new_vf, int *face)
1075 {
1076     /*
1077      *  Cubemap orientation
1078      *
1079      *           width
1080      *         <------->
1081      *         +-------+
1082      *         |       |                              U
1083      *         | up    |                   h       ------->
1084      * +-------+-------+-------+-------+ ^ e      |
1085      * |       |       |       |       | | i    V |
1086      * | left  | front | right | back  | | g      |
1087      * +-------+-------+-------+-------+ v h      v
1088      *         |       |                   t
1089      *         | down  |
1090      *         +-------+
1091      */
1092
1093     *face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1094     rotate_cube_face_inverse(&uf, &vf, s->in_cubemap_face_rotation[*face]);
1095
1096     if ((uf < -1.f || uf >= 1.f) && (vf < -1.f || vf >= 1.f)) {
1097         // There are no pixels to use in this case
1098         *new_uf = uf;
1099         *new_vf = vf;
1100     } else if (uf < -1.f) {
1101         uf += 2.f;
1102         switch (direction) {
1103         case RIGHT:
1104             direction = FRONT;
1105             *new_uf =  uf;
1106             *new_vf =  vf;
1107             break;
1108         case LEFT:
1109             direction = BACK;
1110             *new_uf =  uf;
1111             *new_vf =  vf;
1112             break;
1113         case UP:
1114             direction = LEFT;
1115             *new_uf =  vf;
1116             *new_vf = -uf;
1117             break;
1118         case DOWN:
1119             direction = LEFT;
1120             *new_uf = -vf;
1121             *new_vf =  uf;
1122             break;
1123         case FRONT:
1124             direction = LEFT;
1125             *new_uf =  uf;
1126             *new_vf =  vf;
1127             break;
1128         case BACK:
1129             direction = RIGHT;
1130             *new_uf =  uf;
1131             *new_vf =  vf;
1132             break;
1133         default:
1134             av_assert0(0);
1135         }
1136     } else if (uf >= 1.f) {
1137         uf -= 2.f;
1138         switch (direction) {
1139         case RIGHT:
1140             direction = BACK;
1141             *new_uf =  uf;
1142             *new_vf =  vf;
1143             break;
1144         case LEFT:
1145             direction = FRONT;
1146             *new_uf =  uf;
1147             *new_vf =  vf;
1148             break;
1149         case UP:
1150             direction = RIGHT;
1151             *new_uf = -vf;
1152             *new_vf =  uf;
1153             break;
1154         case DOWN:
1155             direction = RIGHT;
1156             *new_uf =  vf;
1157             *new_vf = -uf;
1158             break;
1159         case FRONT:
1160             direction = RIGHT;
1161             *new_uf =  uf;
1162             *new_vf =  vf;
1163             break;
1164         case BACK:
1165             direction = LEFT;
1166             *new_uf =  uf;
1167             *new_vf =  vf;
1168             break;
1169         default:
1170             av_assert0(0);
1171         }
1172     } else if (vf < -1.f) {
1173         vf += 2.f;
1174         switch (direction) {
1175         case RIGHT:
1176             direction = UP;
1177             *new_uf =  vf;
1178             *new_vf = -uf;
1179             break;
1180         case LEFT:
1181             direction = UP;
1182             *new_uf = -vf;
1183             *new_vf =  uf;
1184             break;
1185         case UP:
1186             direction = BACK;
1187             *new_uf = -uf;
1188             *new_vf = -vf;
1189             break;
1190         case DOWN:
1191             direction = FRONT;
1192             *new_uf =  uf;
1193             *new_vf =  vf;
1194             break;
1195         case FRONT:
1196             direction = UP;
1197             *new_uf =  uf;
1198             *new_vf =  vf;
1199             break;
1200         case BACK:
1201             direction = UP;
1202             *new_uf = -uf;
1203             *new_vf = -vf;
1204             break;
1205         default:
1206             av_assert0(0);
1207         }
1208     } else if (vf >= 1.f) {
1209         vf -= 2.f;
1210         switch (direction) {
1211         case RIGHT:
1212             direction = DOWN;
1213             *new_uf = -vf;
1214             *new_vf =  uf;
1215             break;
1216         case LEFT:
1217             direction = DOWN;
1218             *new_uf =  vf;
1219             *new_vf = -uf;
1220             break;
1221         case UP:
1222             direction = FRONT;
1223             *new_uf =  uf;
1224             *new_vf =  vf;
1225             break;
1226         case DOWN:
1227             direction = BACK;
1228             *new_uf = -uf;
1229             *new_vf = -vf;
1230             break;
1231         case FRONT:
1232             direction = DOWN;
1233             *new_uf =  uf;
1234             *new_vf =  vf;
1235             break;
1236         case BACK:
1237             direction = DOWN;
1238             *new_uf = -uf;
1239             *new_vf = -vf;
1240             break;
1241         default:
1242             av_assert0(0);
1243         }
1244     } else {
1245         // Inside cube face
1246         *new_uf = uf;
1247         *new_vf = vf;
1248     }
1249
1250     *face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1251     rotate_cube_face(new_uf, new_vf, s->in_cubemap_face_rotation[*face]);
1252 }
1253
1254 /**
1255  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in cubemap3x2 format.
1256  *
1257  * @param s filter private context
1258  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1259  * @param j vertical position on frame [0, height)
1260  * @param width frame width
1261  * @param height frame height
1262  * @param vec coordinates on sphere
1263  */
1264 static int cube3x2_to_xyz(const V360Context *s,
1265                           int i, int j, int width, int height,
1266                           float *vec)
1267 {
1268     const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (width  / 3.f) : 1.f - s->out_pad;
1269     const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (height / 2.f) : 1.f - s->out_pad;
1270
1271     const float ew = width  / 3.f;
1272     const float eh = height / 2.f;
1273
1274     const int u_face = floorf(i / ew);
1275     const int v_face = floorf(j / eh);
1276     const int face = u_face + 3 * v_face;
1277
1278     const int u_shift = ceilf(ew * u_face);
1279     const int v_shift = ceilf(eh * v_face);
1280     const int ewi = ceilf(ew * (u_face + 1)) - u_shift;
1281     const int ehi = ceilf(eh * (v_face + 1)) - v_shift;
1282
1283     const float uf = 2.f * (i - u_shift + 0.5f) / ewi - 1.f;
1284     const float vf = 2.f * (j - v_shift + 0.5f) / ehi - 1.f;
1285
1286     cube_to_xyz(s, uf, vf, face, vec, scalew, scaleh);
1287
1288     return 1;
1289 }
1290
1291 /**
1292  * Calculate frame position in cubemap3x2 format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1293  *
1294  * @param s filter private context
1295  * @param vec coordinates on sphere
1296  * @param width frame width
1297  * @param height frame height
1298  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1299  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1300  * @param du horizontal relative coordinate
1301  * @param dv vertical relative coordinate
1302  */
1303 static int xyz_to_cube3x2(const V360Context *s,
1304                           const float *vec, int width, int height,
1305                           int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1306 {
1307     const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (width  / 3.f) : 1.f - s->in_pad;
1308     const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (height / 2.f) : 1.f - s->in_pad;
1309     const float ew = width  / 3.f;
1310     const float eh = height / 2.f;
1311     float uf, vf;
1312     int ui, vi;
1313     int ewi, ehi;
1314     int direction, face;
1315     int u_face, v_face;
1316
1317     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &direction);
1318
1319     uf *= scalew;
1320     vf *= scaleh;
1321
1322     face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1323     u_face = face % 3;
1324     v_face = face / 3;
1325     ewi = ceilf(ew * (u_face + 1)) - ceilf(ew * u_face);
1326     ehi = ceilf(eh * (v_face + 1)) - ceilf(eh * v_face);
1327
1328     uf = 0.5f * ewi * (uf + 1.f) - 0.5f;
1329     vf = 0.5f * ehi * (vf + 1.f) - 0.5f;
1330
1331     ui = floorf(uf);
1332     vi = floorf(vf);
1333
1334     *du = uf - ui;
1335     *dv = vf - vi;
1336
1337     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1338         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1339             int new_ui = ui + j - 1;
1340             int new_vi = vi + i - 1;
1341             int u_shift, v_shift;
1342             int new_ewi, new_ehi;
1343
1344             if (new_ui >= 0 && new_ui < ewi && new_vi >= 0 && new_vi < ehi) {
1345                 face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1346
1347                 u_face = face % 3;
1348                 v_face = face / 3;
1349                 u_shift = ceilf(ew * u_face);
1350                 v_shift = ceilf(eh * v_face);
1351             } else {
1352                 uf = 2.f * new_ui / ewi - 1.f;
1353                 vf = 2.f * new_vi / ehi - 1.f;
1354
1355                 uf /= scalew;
1356                 vf /= scaleh;
1357
1358                 process_cube_coordinates(s, uf, vf, direction, &uf, &vf, &face);
1359
1360                 uf *= scalew;
1361                 vf *= scaleh;
1362
1363                 u_face = face % 3;
1364                 v_face = face / 3;
1365                 u_shift = ceilf(ew * u_face);
1366                 v_shift = ceilf(eh * v_face);
1367                 new_ewi = ceilf(ew * (u_face + 1)) - u_shift;
1368                 new_ehi = ceilf(eh * (v_face + 1)) - v_shift;
1369
1370                 new_ui = av_clip(lrintf(0.5f * new_ewi * (uf + 1.f)), 0, new_ewi - 1);
1371                 new_vi = av_clip(lrintf(0.5f * new_ehi * (vf + 1.f)), 0, new_ehi - 1);
1372             }
1373
1374             us[i][j] = u_shift + new_ui;
1375             vs[i][j] = v_shift + new_vi;
1376         }
1377     }
1378
1379     return 1;
1380 }
1381
1382 /**
1383  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in cubemap1x6 format.
1384  *
1385  * @param s filter private context
1386  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1387  * @param j vertical position on frame [0, height)
1388  * @param width frame width
1389  * @param height frame height
1390  * @param vec coordinates on sphere
1391  */
1392 static int cube1x6_to_xyz(const V360Context *s,
1393                           int i, int j, int width, int height,
1394                           float *vec)
1395 {
1396     const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fout_pad) / width : 1.f - s->out_pad;
1397     const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (height / 6.f) : 1.f - s->out_pad;
1398
1399     const float ew = width;
1400     const float eh = height / 6.f;
1401
1402     const int face = floorf(j / eh);
1403
1404     const int v_shift = ceilf(eh * face);
1405     const int ehi = ceilf(eh * (face + 1)) - v_shift;
1406
1407     const float uf = 2.f * (i           + 0.5f) / ew  - 1.f;
1408     const float vf = 2.f * (j - v_shift + 0.5f) / ehi - 1.f;
1409
1410     cube_to_xyz(s, uf, vf, face, vec, scalew, scaleh);
1411
1412     return 1;
1413 }
1414
1415 /**
1416  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in cubemap6x1 format.
1417  *
1418  * @param s filter private context
1419  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1420  * @param j vertical position on frame [0, height)
1421  * @param width frame width
1422  * @param height frame height
1423  * @param vec coordinates on sphere
1424  */
1425 static int cube6x1_to_xyz(const V360Context *s,
1426                           int i, int j, int width, int height,
1427                           float *vec)
1428 {
1429     const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (width / 6.f)   : 1.f - s->out_pad;
1430     const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fout_pad) / height : 1.f - s->out_pad;
1431
1432     const float ew = width / 6.f;
1433     const float eh = height;
1434
1435     const int face = floorf(i / ew);
1436
1437     const int u_shift = ceilf(ew * face);
1438     const int ewi = ceilf(ew * (face + 1)) - u_shift;
1439
1440     const float uf = 2.f * (i - u_shift + 0.5f) / ewi - 1.f;
1441     const float vf = 2.f * (j           + 0.5f) / eh  - 1.f;
1442
1443     cube_to_xyz(s, uf, vf, face, vec, scalew, scaleh);
1444
1445     return 1;
1446 }
1447
1448 /**
1449  * Calculate frame position in cubemap1x6 format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1450  *
1451  * @param s filter private context
1452  * @param vec coordinates on sphere
1453  * @param width frame width
1454  * @param height frame height
1455  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1456  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1457  * @param du horizontal relative coordinate
1458  * @param dv vertical relative coordinate
1459  */
1460 static int xyz_to_cube1x6(const V360Context *s,
1461                           const float *vec, int width, int height,
1462                           int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1463 {
1464     const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fin_pad) / width : 1.f - s->in_pad;
1465     const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (height / 6.f) : 1.f - s->in_pad;
1466     const float eh = height / 6.f;
1467     const int ewi = width;
1468     float uf, vf;
1469     int ui, vi;
1470     int ehi;
1471     int direction, face;
1472
1473     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &direction);
1474
1475     uf *= scalew;
1476     vf *= scaleh;
1477
1478     face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1479     ehi = ceilf(eh * (face + 1)) - ceilf(eh * face);
1480
1481     uf = 0.5f * ewi * (uf + 1.f) - 0.5f;
1482     vf = 0.5f * ehi * (vf + 1.f) - 0.5f;
1483
1484     ui = floorf(uf);
1485     vi = floorf(vf);
1486
1487     *du = uf - ui;
1488     *dv = vf - vi;
1489
1490     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1491         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1492             int new_ui = ui + j - 1;
1493             int new_vi = vi + i - 1;
1494             int v_shift;
1495             int new_ehi;
1496
1497             if (new_ui >= 0 && new_ui < ewi && new_vi >= 0 && new_vi < ehi) {
1498                 face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1499
1500                 v_shift = ceilf(eh * face);
1501             } else {
1502                 uf = 2.f * new_ui / ewi - 1.f;
1503                 vf = 2.f * new_vi / ehi - 1.f;
1504
1505                 uf /= scalew;
1506                 vf /= scaleh;
1507
1508                 process_cube_coordinates(s, uf, vf, direction, &uf, &vf, &face);
1509
1510                 uf *= scalew;
1511                 vf *= scaleh;
1512
1513                 v_shift = ceilf(eh * face);
1514                 new_ehi = ceilf(eh * (face + 1)) - v_shift;
1515
1516                 new_ui = av_clip(lrintf(0.5f *     ewi * (uf + 1.f)), 0,     ewi - 1);
1517                 new_vi = av_clip(lrintf(0.5f * new_ehi * (vf + 1.f)), 0, new_ehi - 1);
1518             }
1519
1520             us[i][j] =           new_ui;
1521             vs[i][j] = v_shift + new_vi;
1522         }
1523     }
1524
1525     return 1;
1526 }
1527
1528 /**
1529  * Calculate frame position in cubemap6x1 format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1530  *
1531  * @param s filter private context
1532  * @param vec coordinates on sphere
1533  * @param width frame width
1534  * @param height frame height
1535  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1536  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1537  * @param du horizontal relative coordinate
1538  * @param dv vertical relative coordinate
1539  */
1540 static int xyz_to_cube6x1(const V360Context *s,
1541                           const float *vec, int width, int height,
1542                           int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1543 {
1544     const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (width / 6.f)   : 1.f - s->in_pad;
1545     const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fin_pad) / height : 1.f - s->in_pad;
1546     const float ew = width / 6.f;
1547     const int ehi = height;
1548     float uf, vf;
1549     int ui, vi;
1550     int ewi;
1551     int direction, face;
1552
1553     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &direction);
1554
1555     uf *= scalew;
1556     vf *= scaleh;
1557
1558     face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1559     ewi = ceilf(ew * (face + 1)) - ceilf(ew * face);
1560
1561     uf = 0.5f * ewi * (uf + 1.f) - 0.5f;
1562     vf = 0.5f * ehi * (vf + 1.f) - 0.5f;
1563
1564     ui = floorf(uf);
1565     vi = floorf(vf);
1566
1567     *du = uf - ui;
1568     *dv = vf - vi;
1569
1570     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1571         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1572             int new_ui = ui + j - 1;
1573             int new_vi = vi + i - 1;
1574             int u_shift;
1575             int new_ewi;
1576
1577             if (new_ui >= 0 && new_ui < ewi && new_vi >= 0 && new_vi < ehi) {
1578                 face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1579
1580                 u_shift = ceilf(ew * face);
1581             } else {
1582                 uf = 2.f * new_ui / ewi - 1.f;
1583                 vf = 2.f * new_vi / ehi - 1.f;
1584
1585                 uf /= scalew;
1586                 vf /= scaleh;
1587
1588                 process_cube_coordinates(s, uf, vf, direction, &uf, &vf, &face);
1589
1590                 uf *= scalew;
1591                 vf *= scaleh;
1592
1593                 u_shift = ceilf(ew * face);
1594                 new_ewi = ceilf(ew * (face + 1)) - u_shift;
1595
1596                 new_ui = av_clip(lrintf(0.5f * new_ewi * (uf + 1.f)), 0, new_ewi - 1);
1597                 new_vi = av_clip(lrintf(0.5f *     ehi * (vf + 1.f)), 0,     ehi - 1);
1598             }
1599
1600             us[i][j] = u_shift + new_ui;
1601             vs[i][j] =           new_vi;
1602         }
1603     }
1604
1605     return 1;
1606 }
1607
1608 /**
1609  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in equirectangular format.
1610  *
1611  * @param s filter private context
1612  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1613  * @param j vertical position on frame [0, height)
1614  * @param width frame width
1615  * @param height frame height
1616  * @param vec coordinates on sphere
1617  */
1618 static int equirect_to_xyz(const V360Context *s,
1619                            int i, int j, int width, int height,
1620                            float *vec)
1621 {
1622     const float phi   = ((2.f * i + 0.5f) / width  - 1.f) * M_PI;
1623     const float theta = ((2.f * j + 0.5f) / height - 1.f) * M_PI_2;
1624
1625     const float sin_phi   = sinf(phi);
1626     const float cos_phi   = cosf(phi);
1627     const float sin_theta = sinf(theta);
1628     const float cos_theta = cosf(theta);
1629
1630     vec[0] = cos_theta * sin_phi;
1631     vec[1] = sin_theta;
1632     vec[2] = cos_theta * cos_phi;
1633
1634     return 1;
1635 }
1636
1637 /**
1638  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in half equirectangular format.
1639  *
1640  * @param s filter private context
1641  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1642  * @param j vertical position on frame [0, height)
1643  * @param width frame width
1644  * @param height frame height
1645  * @param vec coordinates on sphere
1646  */
1647 static int hequirect_to_xyz(const V360Context *s,
1648                             int i, int j, int width, int height,
1649                             float *vec)
1650 {
1651     const float phi   = ((2.f * i + 0.5f) / width  - 1.f) * M_PI_2;
1652     const float theta = ((2.f * j + 0.5f) / height - 1.f) * M_PI_2;
1653
1654     const float sin_phi   = sinf(phi);
1655     const float cos_phi   = cosf(phi);
1656     const float sin_theta = sinf(theta);
1657     const float cos_theta = cosf(theta);
1658
1659     vec[0] = cos_theta * sin_phi;
1660     vec[1] = sin_theta;
1661     vec[2] = cos_theta * cos_phi;
1662
1663     return 1;
1664 }
1665
1666 /**
1667  * Prepare data for processing stereographic output format.
1668  *
1669  * @param ctx filter context
1670  *
1671  * @return error code
1672  */
1673 static int prepare_stereographic_out(AVFilterContext *ctx)
1674 {
1675     V360Context *s = ctx->priv;
1676
1677     s->flat_range[0] = tanf(FFMIN(s->h_fov, 359.f) * M_PI / 720.f);
1678     s->flat_range[1] = tanf(FFMIN(s->v_fov, 359.f) * M_PI / 720.f);
1679
1680     return 0;
1681 }
1682
1683 /**
1684  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in stereographic format.
1685  *
1686  * @param s filter private context
1687  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1688  * @param j vertical position on frame [0, height)
1689  * @param width frame width
1690  * @param height frame height
1691  * @param vec coordinates on sphere
1692  */
1693 static int stereographic_to_xyz(const V360Context *s,
1694                                 int i, int j, int width, int height,
1695                                 float *vec)
1696 {
1697     const float x = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f) * s->flat_range[0];
1698     const float y = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f) * s->flat_range[1];
1699     const float r = hypotf(x, y);
1700     const float theta = atanf(r) * 2.f;
1701     const float sin_theta = sinf(theta);
1702
1703     vec[0] = x / r * sin_theta;
1704     vec[1] = y / r * sin_theta;
1705     vec[2] = cosf(theta);
1706
1707     normalize_vector(vec);
1708
1709     return 1;
1710 }
1711
1712 /**
1713  * Prepare data for processing stereographic input format.
1714  *
1715  * @param ctx filter context
1716  *
1717  * @return error code
1718  */
1719 static int prepare_stereographic_in(AVFilterContext *ctx)
1720 {
1721     V360Context *s = ctx->priv;
1722
1723     s->iflat_range[0] = tanf(FFMIN(s->ih_fov, 359.f) * M_PI / 720.f);
1724     s->iflat_range[1] = tanf(FFMIN(s->iv_fov, 359.f) * M_PI / 720.f);
1725
1726     return 0;
1727 }
1728
1729 /**
1730  * Calculate frame position in stereographic format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1731  *
1732  * @param s filter private context
1733  * @param vec coordinates on sphere
1734  * @param width frame width
1735  * @param height frame height
1736  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1737  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1738  * @param du horizontal relative coordinate
1739  * @param dv vertical relative coordinate
1740  */
1741 static int xyz_to_stereographic(const V360Context *s,
1742                                 const float *vec, int width, int height,
1743                                 int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1744 {
1745     const float theta = acosf(vec[2]);
1746     const float r = tanf(theta * 0.5f);
1747     const float c = r / hypotf(vec[0], vec[1]);
1748     const float x = vec[0] * c / s->iflat_range[0] * s->input_mirror_modifier[0];
1749     const float y = vec[1] * c / s->iflat_range[1] * s->input_mirror_modifier[1];
1750
1751     const float uf = (x + 1.f) * width  / 2.f;
1752     const float vf = (y + 1.f) * height / 2.f;
1753
1754     const int ui = floorf(uf);
1755     const int vi = floorf(vf);
1756
1757     const int visible = isfinite(x) && isfinite(y) && vi >= 0 && vi < height && ui >= 0 && ui < width;
1758
1759     *du = visible ? uf - ui : 0.f;
1760     *dv = visible ? vf - vi : 0.f;
1761
1762     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1763         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1764             us[i][j] = visible ? av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1) : 0;
1765             vs[i][j] = visible ? av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1) : 0;
1766         }
1767     }
1768
1769     return visible;
1770 }
1771
1772 /**
1773  * Calculate frame position in equirectangular format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1774  *
1775  * @param s filter private context
1776  * @param vec coordinates on sphere
1777  * @param width frame width
1778  * @param height frame height
1779  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1780  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1781  * @param du horizontal relative coordinate
1782  * @param dv vertical relative coordinate
1783  */
1784 static int xyz_to_equirect(const V360Context *s,
1785                            const float *vec, int width, int height,
1786                            int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1787 {
1788     const float phi   = atan2f(vec[0], vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
1789     const float theta = asinf(vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
1790
1791     const float uf = (phi   / M_PI   + 1.f) * width  / 2.f;
1792     const float vf = (theta / M_PI_2 + 1.f) * height / 2.f;
1793
1794     const int ui = floorf(uf);
1795     const int vi = floorf(vf);
1796
1797     *du = uf - ui;
1798     *dv = vf - vi;
1799
1800     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1801         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1802             us[i][j] = ereflectx(ui + j - 1, vi + i - 1, width, height);
1803             vs[i][j] = reflecty(vi + i - 1, height);
1804         }
1805     }
1806
1807     return 1;
1808 }
1809
1810 /**
1811  * Calculate frame position in half equirectangular format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1812  *
1813  * @param s filter private context
1814  * @param vec coordinates on sphere
1815  * @param width frame width
1816  * @param height frame height
1817  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1818  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1819  * @param du horizontal relative coordinate
1820  * @param dv vertical relative coordinate
1821  */
1822 static int xyz_to_hequirect(const V360Context *s,
1823                             const float *vec, int width, int height,
1824                             int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1825 {
1826     const float phi   = atan2f(vec[0], vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
1827     const float theta = asinf(vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
1828
1829     const float uf = (phi   / M_PI_2 + 1.f) * width  / 2.f;
1830     const float vf = (theta / M_PI_2 + 1.f) * height / 2.f;
1831
1832     const int ui = floorf(uf);
1833     const int vi = floorf(vf);
1834
1835     const int visible = phi >= -M_PI_2 && phi <= M_PI_2;
1836
1837     *du = uf - ui;
1838     *dv = vf - vi;
1839
1840     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1841         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1842             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
1843             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
1844         }
1845     }
1846
1847     return visible;
1848 }
1849
1850 /**
1851  * Prepare data for processing flat input format.
1852  *
1853  * @param ctx filter context
1854  *
1855  * @return error code
1856  */
1857 static int prepare_flat_in(AVFilterContext *ctx)
1858 {
1859     V360Context *s = ctx->priv;
1860
1861     s->iflat_range[0] = tanf(0.5f * s->ih_fov * M_PI / 180.f);
1862     s->iflat_range[1] = tanf(0.5f * s->iv_fov * M_PI / 180.f);
1863
1864     return 0;
1865 }
1866
1867 /**
1868  * Calculate frame position in flat format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1869  *
1870  * @param s filter private context
1871  * @param vec coordinates on sphere
1872  * @param width frame width
1873  * @param height frame height
1874  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1875  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1876  * @param du horizontal relative coordinate
1877  * @param dv vertical relative coordinate
1878  */
1879 static int xyz_to_flat(const V360Context *s,
1880                        const float *vec, int width, int height,
1881                        int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1882 {
1883     const float theta = acosf(vec[2]);
1884     const float r = tanf(theta);
1885     const float rr = fabsf(r) < 1e+6f ? r : hypotf(width, height);
1886     const float zf = vec[2];
1887     const float h = hypotf(vec[0], vec[1]);
1888     const float c = h <= 1e-6f ? 1.f : rr / h;
1889     float uf = vec[0] * c / s->iflat_range[0] * s->input_mirror_modifier[0];
1890     float vf = vec[1] * c / s->iflat_range[1] * s->input_mirror_modifier[1];
1891     int visible, ui, vi;
1892
1893     uf = zf >= 0.f ? (uf + 1.f) * width  / 2.f : 0.f;
1894     vf = zf >= 0.f ? (vf + 1.f) * height / 2.f : 0.f;
1895
1896     ui = floorf(uf);
1897     vi = floorf(vf);
1898
1899     visible = vi >= 0 && vi < height && ui >= 0 && ui < width && zf >= 0.f;
1900
1901     *du = uf - ui;
1902     *dv = vf - vi;
1903
1904     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1905         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1906             us[i][j] = visible ? av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1) : 0;
1907             vs[i][j] = visible ? av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1) : 0;
1908         }
1909     }
1910
1911     return visible;
1912 }
1913
1914 /**
1915  * Calculate frame position in mercator format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1916  *
1917  * @param s filter private context
1918  * @param vec coordinates on sphere
1919  * @param width frame width
1920  * @param height frame height
1921  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1922  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1923  * @param du horizontal relative coordinate
1924  * @param dv vertical relative coordinate
1925  */
1926 static int xyz_to_mercator(const V360Context *s,
1927                            const float *vec, int width, int height,
1928                            int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1929 {
1930     const float phi   = atan2f(vec[0], vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
1931     const float theta = vec[1] * s->input_mirror_modifier[1];
1932
1933     const float uf = (phi / M_PI + 1.f) * width / 2.f;
1934     const float vf = (av_clipf(logf((1.f + theta) / (1.f - theta)) / (2.f * M_PI), -1.f, 1.f) + 1.f) * height / 2.f;
1935
1936     const int ui = floorf(uf);
1937     const int vi = floorf(vf);
1938
1939     *du = uf - ui;
1940     *dv = vf - vi;
1941
1942     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1943         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1944             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
1945             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
1946         }
1947     }
1948
1949     return 1;
1950 }
1951
1952 /**
1953  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in mercator format.
1954  *
1955  * @param s filter private context
1956  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1957  * @param j vertical position on frame [0, height)
1958  * @param width frame width
1959  * @param height frame height
1960  * @param vec coordinates on sphere
1961  */
1962 static int mercator_to_xyz(const V360Context *s,
1963                            int i, int j, int width, int height,
1964                            float *vec)
1965 {
1966     const float phi = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f) * M_PI + M_PI_2;
1967     const float y   = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f) * M_PI;
1968     const float div = expf(2.f * y) + 1.f;
1969
1970     const float sin_phi   = sinf(phi);
1971     const float cos_phi   = cosf(phi);
1972     const float sin_theta = 2.f * expf(y) / div;
1973     const float cos_theta = (expf(2.f * y) - 1.f) / div;
1974
1975     vec[0] = -sin_theta * cos_phi;
1976     vec[1] =  cos_theta;
1977     vec[2] =  sin_theta * sin_phi;
1978
1979     return 1;
1980 }
1981
1982 /**
1983  * Calculate frame position in ball format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1984  *
1985  * @param s filter private context
1986  * @param vec coordinates on sphere
1987  * @param width frame width
1988  * @param height frame height
1989  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1990  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1991  * @param du horizontal relative coordinate
1992  * @param dv vertical relative coordinate
1993  */
1994 static int xyz_to_ball(const V360Context *s,
1995                        const float *vec, int width, int height,
1996                        int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1997 {
1998     const float l = hypotf(vec[0], vec[1]);
1999     const float r = sqrtf(1.f - vec[2]) / M_SQRT2;
2000
2001     const float uf = (1.f + r * vec[0] * s->input_mirror_modifier[0] / (l > 0.f ? l : 1.f)) * width  * 0.5f;
2002     const float vf = (1.f + r * vec[1] * s->input_mirror_modifier[1] / (l > 0.f ? l : 1.f)) * height * 0.5f;
2003
2004     const int ui = floorf(uf);
2005     const int vi = floorf(vf);
2006
2007     *du = uf - ui;
2008     *dv = vf - vi;
2009
2010     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2011         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2012             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
2013             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
2014         }
2015     }
2016
2017     return 1;
2018 }
2019
2020 /**
2021  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in ball format.
2022  *
2023  * @param s filter private context
2024  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2025  * @param j vertical position on frame [0, height)
2026  * @param width frame width
2027  * @param height frame height
2028  * @param vec coordinates on sphere
2029  */
2030 static int ball_to_xyz(const V360Context *s,
2031                        int i, int j, int width, int height,
2032                        float *vec)
2033 {
2034     const float x = (2.f * i + 1.f) / width  - 1.f;
2035     const float y = (2.f * j + 1.f) / height - 1.f;
2036     const float l = hypotf(x, y);
2037
2038     if (l <= 1.f) {
2039         const float z = 2.f * l * sqrtf(1.f - l * l);
2040
2041         vec[0] = z * x / (l > 0.f ? l : 1.f);
2042         vec[1] = z * y / (l > 0.f ? l : 1.f);
2043         vec[2] = 1.f - 2.f * l * l;
2044     } else {
2045         vec[0] = 0.f;
2046         vec[1] = 1.f;
2047         vec[2] = 0.f;
2048         return 0;
2049     }
2050
2051     return 1;
2052 }
2053
2054 /**
2055  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in hammer format.
2056  *
2057  * @param s filter private context
2058  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2059  * @param j vertical position on frame [0, height)
2060  * @param width frame width
2061  * @param height frame height
2062  * @param vec coordinates on sphere
2063  */
2064 static int hammer_to_xyz(const V360Context *s,
2065                          int i, int j, int width, int height,
2066                          float *vec)
2067 {
2068     const float x = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f);
2069     const float y = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2070
2071     const float xx = x * x;
2072     const float yy = y * y;
2073
2074     const float z = sqrtf(1.f - xx * 0.5f - yy * 0.5f);
2075
2076     const float a = M_SQRT2 * x * z;
2077     const float b = 2.f * z * z - 1.f;
2078
2079     const float aa = a * a;
2080     const float bb = b * b;
2081
2082     const float w = sqrtf(1.f - 2.f * yy * z * z);
2083
2084     vec[0] = w * 2.f * a * b / (aa + bb);
2085     vec[1] = M_SQRT2 * y * z;
2086     vec[2] = w * (bb  - aa) / (aa + bb);
2087
2088     normalize_vector(vec);
2089
2090     return 1;
2091 }
2092
2093 /**
2094  * Calculate frame position in hammer format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2095  *
2096  * @param s filter private context
2097  * @param vec coordinates on sphere
2098  * @param width frame width
2099  * @param height frame height
2100  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2101  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2102  * @param du horizontal relative coordinate
2103  * @param dv vertical relative coordinate
2104  */
2105 static int xyz_to_hammer(const V360Context *s,
2106                          const float *vec, int width, int height,
2107                          int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2108 {
2109     const float theta = atan2f(vec[0], vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
2110
2111     const float z = sqrtf(1.f + sqrtf(1.f - vec[1] * vec[1]) * cosf(theta * 0.5f));
2112     const float x = sqrtf(1.f - vec[1] * vec[1]) * sinf(theta * 0.5f) / z;
2113     const float y = vec[1] / z * s->input_mirror_modifier[1];
2114
2115     const float uf = (x + 1.f) * width  / 2.f;
2116     const float vf = (y + 1.f) * height / 2.f;
2117
2118     const int ui = floorf(uf);
2119     const int vi = floorf(vf);
2120
2121     *du = uf - ui;
2122     *dv = vf - vi;
2123
2124     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2125         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2126             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
2127             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
2128         }
2129     }
2130
2131     return 1;
2132 }
2133
2134 /**
2135  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in sinusoidal format.
2136  *
2137  * @param s filter private context
2138  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2139  * @param j vertical position on frame [0, height)
2140  * @param width frame width
2141  * @param height frame height
2142  * @param vec coordinates on sphere
2143  */
2144 static int sinusoidal_to_xyz(const V360Context *s,
2145                              int i, int j, int width, int height,
2146                              float *vec)
2147 {
2148     const float theta = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f) * M_PI_2;
2149     const float phi   = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f) * M_PI / cosf(theta);
2150
2151     const float sin_phi   = sinf(phi);
2152     const float cos_phi   = cosf(phi);
2153     const float sin_theta = sinf(theta);
2154     const float cos_theta = cosf(theta);
2155
2156     vec[0] = cos_theta * sin_phi;
2157     vec[1] = sin_theta;
2158     vec[2] = cos_theta * cos_phi;
2159
2160     normalize_vector(vec);
2161
2162     return 1;
2163 }
2164
2165 /**
2166  * Calculate frame position in sinusoidal format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2167  *
2168  * @param s filter private context
2169  * @param vec coordinates on sphere
2170  * @param width frame width
2171  * @param height frame height
2172  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2173  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2174  * @param du horizontal relative coordinate
2175  * @param dv vertical relative coordinate
2176  */
2177 static int xyz_to_sinusoidal(const V360Context *s,
2178                              const float *vec, int width, int height,
2179                              int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2180 {
2181     const float theta = asinf(vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
2182     const float phi   = atan2f(vec[0], vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0] * cosf(theta);
2183
2184     const float uf = (phi   / M_PI   + 1.f) * width  / 2.f;
2185     const float vf = (theta / M_PI_2 + 1.f) * height / 2.f;
2186
2187     const int ui = floorf(uf);
2188     const int vi = floorf(vf);
2189
2190     *du = uf - ui;
2191     *dv = vf - vi;
2192
2193     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2194         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2195             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
2196             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
2197         }
2198     }
2199
2200     return 1;
2201 }
2202
2203 /**
2204  * Prepare data for processing equi-angular cubemap input format.
2205  *
2206  * @param ctx filter context
2207  *
2208  * @return error code
2209  */
2210 static int prepare_eac_in(AVFilterContext *ctx)
2211 {
2212     V360Context *s = ctx->priv;
2213
2214     if (s->ih_flip && s->iv_flip) {
2215         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = BOTTOM_LEFT;
2216         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = BOTTOM_RIGHT;
2217         s->in_cubemap_face_order[UP]    = TOP_LEFT;
2218         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = TOP_RIGHT;
2219         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = BOTTOM_MIDDLE;
2220         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = TOP_MIDDLE;
2221     } else if (s->ih_flip) {
2222         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = TOP_LEFT;
2223         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = TOP_RIGHT;
2224         s->in_cubemap_face_order[UP]    = BOTTOM_LEFT;
2225         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = BOTTOM_RIGHT;
2226         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = TOP_MIDDLE;
2227         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = BOTTOM_MIDDLE;
2228     } else if (s->iv_flip) {
2229         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = BOTTOM_RIGHT;
2230         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = BOTTOM_LEFT;
2231         s->in_cubemap_face_order[UP]    = TOP_RIGHT;
2232         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = TOP_LEFT;
2233         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = BOTTOM_MIDDLE;
2234         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = TOP_MIDDLE;
2235     } else {
2236         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = TOP_RIGHT;
2237         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = TOP_LEFT;
2238         s->in_cubemap_face_order[UP]    = BOTTOM_RIGHT;
2239         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = BOTTOM_LEFT;
2240         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = TOP_MIDDLE;
2241         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = BOTTOM_MIDDLE;
2242     }
2243
2244     if (s->iv_flip) {
2245         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_LEFT]      = ROT_270;
2246         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_MIDDLE]    = ROT_90;
2247         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_RIGHT]     = ROT_270;
2248         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_LEFT]   = ROT_0;
2249         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_MIDDLE] = ROT_0;
2250         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_RIGHT]  = ROT_0;
2251     } else {
2252         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_LEFT]      = ROT_0;
2253         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_MIDDLE]    = ROT_0;
2254         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_RIGHT]     = ROT_0;
2255         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_LEFT]   = ROT_270;
2256         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_MIDDLE] = ROT_90;
2257         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_RIGHT]  = ROT_270;
2258     }
2259
2260     return 0;
2261 }
2262
2263 /**
2264  * Prepare data for processing equi-angular cubemap output format.
2265  *
2266  * @param ctx filter context
2267  *
2268  * @return error code
2269  */
2270 static int prepare_eac_out(AVFilterContext *ctx)
2271 {
2272     V360Context *s = ctx->priv;
2273
2274     s->out_cubemap_direction_order[TOP_LEFT]      = LEFT;
2275     s->out_cubemap_direction_order[TOP_MIDDLE]    = FRONT;
2276     s->out_cubemap_direction_order[TOP_RIGHT]     = RIGHT;
2277     s->out_cubemap_direction_order[BOTTOM_LEFT]   = DOWN;
2278     s->out_cubemap_direction_order[BOTTOM_MIDDLE] = BACK;
2279     s->out_cubemap_direction_order[BOTTOM_RIGHT]  = UP;
2280
2281     s->out_cubemap_face_rotation[TOP_LEFT]      = ROT_0;
2282     s->out_cubemap_face_rotation[TOP_MIDDLE]    = ROT_0;
2283     s->out_cubemap_face_rotation[TOP_RIGHT]     = ROT_0;
2284     s->out_cubemap_face_rotation[BOTTOM_LEFT]   = ROT_270;
2285     s->out_cubemap_face_rotation[BOTTOM_MIDDLE] = ROT_90;
2286     s->out_cubemap_face_rotation[BOTTOM_RIGHT]  = ROT_270;
2287
2288     return 0;
2289 }
2290
2291 /**
2292  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in equi-angular cubemap format.
2293  *
2294  * @param s filter private context
2295  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2296  * @param j vertical position on frame [0, height)
2297  * @param width frame width
2298  * @param height frame height
2299  * @param vec coordinates on sphere
2300  */
2301 static int eac_to_xyz(const V360Context *s,
2302                       int i, int j, int width, int height,
2303                       float *vec)
2304 {
2305     const float pixel_pad = 2;
2306     const float u_pad = pixel_pad / width;
2307     const float v_pad = pixel_pad / height;
2308
2309     int u_face, v_face, face;
2310
2311     float l_x, l_y, l_z;
2312
2313     float uf = (i + 0.5f) / width;
2314     float vf = (j + 0.5f) / height;
2315
2316     // EAC has 2-pixel padding on faces except between faces on the same row
2317     // Padding pixels seems not to be stretched with tangent as regular pixels
2318     // Formulas below approximate original padding as close as I could get experimentally
2319
2320     // Horizontal padding
2321     uf = 3.f * (uf - u_pad) / (1.f - 2.f * u_pad);
2322     if (uf < 0.f) {
2323         u_face = 0;
2324         uf -= 0.5f;
2325     } else if (uf >= 3.f) {
2326         u_face = 2;
2327         uf -= 2.5f;
2328     } else {
2329         u_face = floorf(uf);
2330         uf = fmodf(uf, 1.f) - 0.5f;
2331     }
2332
2333     // Vertical padding
2334     v_face = floorf(vf * 2.f);
2335     vf = (vf - v_pad - 0.5f * v_face) / (0.5f - 2.f * v_pad) - 0.5f;
2336
2337     if (uf >= -0.5f && uf < 0.5f) {
2338         uf = tanf(M_PI_2 * uf);
2339     } else {
2340         uf = 2.f * uf;
2341     }
2342     if (vf >= -0.5f && vf < 0.5f) {
2343         vf = tanf(M_PI_2 * vf);
2344     } else {
2345         vf = 2.f * vf;
2346     }
2347
2348     face = u_face + 3 * v_face;
2349
2350     switch (face) {
2351     case TOP_LEFT:
2352         l_x = -1.f;
2353         l_y =  vf;
2354         l_z =  uf;
2355         break;
2356     case TOP_MIDDLE:
2357         l_x =  uf;
2358         l_y =  vf;
2359         l_z =  1.f;
2360         break;
2361     case TOP_RIGHT:
2362         l_x =  1.f;
2363         l_y =  vf;
2364         l_z = -uf;
2365         break;
2366     case BOTTOM_LEFT:
2367         l_x = -vf;
2368         l_y =  1.f;
2369         l_z = -uf;
2370         break;
2371     case BOTTOM_MIDDLE:
2372         l_x = -vf;
2373         l_y = -uf;
2374         l_z = -1.f;
2375         break;
2376     case BOTTOM_RIGHT:
2377         l_x = -vf;
2378         l_y = -1.f;
2379         l_z =  uf;
2380         break;
2381     default:
2382         av_assert0(0);
2383     }
2384
2385     vec[0] = l_x;
2386     vec[1] = l_y;
2387     vec[2] = l_z;
2388
2389     normalize_vector(vec);
2390
2391     return 1;
2392 }
2393
2394 /**
2395  * Calculate frame position in equi-angular cubemap format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2396  *
2397  * @param s filter private context
2398  * @param vec coordinates on sphere
2399  * @param width frame width
2400  * @param height frame height
2401  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2402  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2403  * @param du horizontal relative coordinate
2404  * @param dv vertical relative coordinate
2405  */
2406 static int xyz_to_eac(const V360Context *s,
2407                       const float *vec, int width, int height,
2408                       int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2409 {
2410     const float pixel_pad = 2;
2411     const float u_pad = pixel_pad / width;
2412     const float v_pad = pixel_pad / height;
2413
2414     float uf, vf;
2415     int ui, vi;
2416     int direction, face;
2417     int u_face, v_face;
2418
2419     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &direction);
2420
2421     face = s->in_cubemap_face_order[direction];
2422     u_face = face % 3;
2423     v_face = face / 3;
2424
2425     uf = M_2_PI * atanf(uf) + 0.5f;
2426     vf = M_2_PI * atanf(vf) + 0.5f;
2427
2428     // These formulas are inversed from eac_to_xyz ones
2429     uf = (uf + u_face) * (1.f - 2.f * u_pad) / 3.f + u_pad;
2430     vf = vf * (0.5f - 2.f * v_pad) + v_pad + 0.5f * v_face;
2431
2432     uf *= width;
2433     vf *= height;
2434
2435     uf -= 0.5f;
2436     vf -= 0.5f;
2437
2438     ui = floorf(uf);
2439     vi = floorf(vf);
2440
2441     *du = uf - ui;
2442     *dv = vf - vi;
2443
2444     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2445         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2446             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
2447             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
2448         }
2449     }
2450
2451     return 1;
2452 }
2453
2454 /**
2455  * Prepare data for processing flat output format.
2456  *
2457  * @param ctx filter context
2458  *
2459  * @return error code
2460  */
2461 static int prepare_flat_out(AVFilterContext *ctx)
2462 {
2463     V360Context *s = ctx->priv;
2464
2465     s->flat_range[0] = tanf(0.5f * s->h_fov * M_PI / 180.f);
2466     s->flat_range[1] = tanf(0.5f * s->v_fov * M_PI / 180.f);
2467
2468     return 0;
2469 }
2470
2471 /**
2472  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in flat format.
2473  *
2474  * @param s filter private context
2475  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2476  * @param j vertical position on frame [0, height)
2477  * @param width frame width
2478  * @param height frame height
2479  * @param vec coordinates on sphere
2480  */
2481 static int flat_to_xyz(const V360Context *s,
2482                        int i, int j, int width, int height,
2483                        float *vec)
2484 {
2485     const float l_x = s->flat_range[0] * ((2.f * i + 0.5f) / width  - 1.f);
2486     const float l_y = s->flat_range[1] * ((2.f * j + 0.5f) / height - 1.f);
2487
2488     vec[0] = l_x;
2489     vec[1] = l_y;
2490     vec[2] = 1.f;
2491
2492     normalize_vector(vec);
2493
2494     return 1;
2495 }
2496
2497 /**
2498  * Prepare data for processing fisheye output format.
2499  *
2500  * @param ctx filter context
2501  *
2502  * @return error code
2503  */
2504 static int prepare_fisheye_out(AVFilterContext *ctx)
2505 {
2506     V360Context *s = ctx->priv;
2507
2508     s->flat_range[0] = s->h_fov / 180.f;
2509     s->flat_range[1] = s->v_fov / 180.f;
2510
2511     return 0;
2512 }
2513
2514 /**
2515  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in fisheye format.
2516  *
2517  * @param s filter private context
2518  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2519  * @param j vertical position on frame [0, height)
2520  * @param width frame width
2521  * @param height frame height
2522  * @param vec coordinates on sphere
2523  */
2524 static int fisheye_to_xyz(const V360Context *s,
2525                           int i, int j, int width, int height,
2526                           float *vec)
2527 {
2528     const float uf = s->flat_range[0] * ((2.f * i) / width  - 1.f);
2529     const float vf = s->flat_range[1] * ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2530
2531     const float phi   = atan2f(vf, uf);
2532     const float theta = M_PI_2 * (1.f - hypotf(uf, vf));
2533
2534     vec[0] = cosf(theta) * cosf(phi);
2535     vec[1] = cosf(theta) * sinf(phi);
2536     vec[2] = sinf(theta);
2537
2538     normalize_vector(vec);
2539
2540     return 1;
2541 }
2542
2543 /**
2544  * Prepare data for processing fisheye input format.
2545  *
2546  * @param ctx filter context
2547  *
2548  * @return error code
2549  */
2550 static int prepare_fisheye_in(AVFilterContext *ctx)
2551 {
2552     V360Context *s = ctx->priv;
2553
2554     s->iflat_range[0] = s->ih_fov / 180.f;
2555     s->iflat_range[1] = s->iv_fov / 180.f;
2556
2557     return 0;
2558 }
2559
2560 /**
2561  * Calculate frame position in fisheye format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2562  *
2563  * @param s filter private context
2564  * @param vec coordinates on sphere
2565  * @param width frame width
2566  * @param height frame height
2567  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2568  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2569  * @param du horizontal relative coordinate
2570  * @param dv vertical relative coordinate
2571  */
2572 static int xyz_to_fisheye(const V360Context *s,
2573                           const float *vec, int width, int height,
2574                           int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2575 {
2576     const float h   = hypotf(vec[0], vec[1]);
2577     const float lh  = h > 0.f ? h : 1.f;
2578     const float phi = atan2f(h, vec[2]) / M_PI;
2579
2580     float uf = vec[0] / lh * phi * s->input_mirror_modifier[0] / s->iflat_range[0];
2581     float vf = vec[1] / lh * phi * s->input_mirror_modifier[1] / s->iflat_range[1];
2582
2583     const int visible = hypotf(uf, vf) <= 0.5f;
2584     int ui, vi;
2585
2586     uf = (uf + 0.5f) * width;
2587     vf = (vf + 0.5f) * height;
2588
2589     ui = floorf(uf);
2590     vi = floorf(vf);
2591
2592     *du = visible ? uf - ui : 0.f;
2593     *dv = visible ? vf - vi : 0.f;
2594
2595     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2596         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2597             us[i][j] = visible ? av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1) : 0;
2598             vs[i][j] = visible ? av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1) : 0;
2599         }
2600     }
2601
2602     return visible;
2603 }
2604
2605 /**
2606  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in pannini format.
2607  *
2608  * @param s filter private context
2609  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2610  * @param j vertical position on frame [0, height)
2611  * @param width frame width
2612  * @param height frame height
2613  * @param vec coordinates on sphere
2614  */
2615 static int pannini_to_xyz(const V360Context *s,
2616                           int i, int j, int width, int height,
2617                           float *vec)
2618 {
2619     const float uf = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f);
2620     const float vf = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2621
2622     const float d = s->h_fov;
2623     const float k = uf * uf / ((d + 1.f) * (d + 1.f));
2624     const float dscr = k * k * d * d - (k + 1.f) * (k * d * d - 1.f);
2625     const float clon = (-k * d + sqrtf(dscr)) / (k + 1.f);
2626     const float S = (d + 1.f) / (d + clon);
2627     const float lon = atan2f(uf, S * clon);
2628     const float lat = atan2f(vf, S);
2629
2630     vec[0] = sinf(lon) * cosf(lat);
2631     vec[1] = sinf(lat);
2632     vec[2] = cosf(lon) * cosf(lat);
2633
2634     normalize_vector(vec);
2635
2636     return 1;
2637 }
2638
2639 /**
2640  * Prepare data for processing cylindrical output format.
2641  *
2642  * @param ctx filter context
2643  *
2644  * @return error code
2645  */
2646 static int prepare_cylindrical_out(AVFilterContext *ctx)
2647 {
2648     V360Context *s = ctx->priv;
2649
2650     s->flat_range[0] = M_PI * s->h_fov / 360.f;
2651     s->flat_range[1] = tanf(0.5f * s->v_fov * M_PI / 180.f);
2652
2653     return 0;
2654 }
2655
2656 /**
2657  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in cylindrical format.
2658  *
2659  * @param s filter private context
2660  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2661  * @param j vertical position on frame [0, height)
2662  * @param width frame width
2663  * @param height frame height
2664  * @param vec coordinates on sphere
2665  */
2666 static int cylindrical_to_xyz(const V360Context *s,
2667                               int i, int j, int width, int height,
2668                               float *vec)
2669 {
2670     const float uf = s->flat_range[0] * ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f);
2671     const float vf = s->flat_range[1] * ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2672
2673     const float phi   = uf;
2674     const float theta = atanf(vf);
2675
2676     const float sin_phi   = sinf(phi);
2677     const float cos_phi   = cosf(phi);
2678     const float sin_theta = sinf(theta);
2679     const float cos_theta = cosf(theta);
2680
2681     vec[0] = cos_theta * sin_phi;
2682     vec[1] = sin_theta;
2683     vec[2] = cos_theta * cos_phi;
2684
2685     normalize_vector(vec);
2686
2687     return 1;
2688 }
2689
2690 /**
2691  * Prepare data for processing cylindrical input format.
2692  *
2693  * @param ctx filter context
2694  *
2695  * @return error code
2696  */
2697 static int prepare_cylindrical_in(AVFilterContext *ctx)
2698 {
2699     V360Context *s = ctx->priv;
2700
2701     s->iflat_range[0] = M_PI * s->ih_fov / 360.f;
2702     s->iflat_range[1] = tanf(0.5f * s->iv_fov * M_PI / 180.f);
2703
2704     return 0;
2705 }
2706
2707 /**
2708  * Calculate frame position in cylindrical format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2709  *
2710  * @param s filter private context
2711  * @param vec coordinates on sphere
2712  * @param width frame width
2713  * @param height frame height
2714  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2715  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2716  * @param du horizontal relative coordinate
2717  * @param dv vertical relative coordinate
2718  */
2719 static int xyz_to_cylindrical(const V360Context *s,
2720                               const float *vec, int width, int height,
2721                               int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2722 {
2723     const float phi   = atan2f(vec[0], vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0] / s->iflat_range[0];
2724     const float theta = asinf(vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
2725
2726     const float uf = (phi + 1.f) * (width - 1) / 2.f;
2727     const float vf = (tanf(theta) / s->iflat_range[1] + 1.f) * height / 2.f;
2728
2729     const int ui = floorf(uf);
2730     const int vi = floorf(vf);
2731
2732     const int visible = vi >= 0 && vi < height && ui >= 0 && ui < width &&
2733                         theta <=  M_PI * s->iv_fov / 180.f &&
2734                         theta >= -M_PI * s->iv_fov / 180.f;
2735
2736     *du = uf - ui;
2737     *dv = vf - vi;
2738
2739     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2740         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2741             us[i][j] = visible ? av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1) : 0;
2742             vs[i][j] = visible ? av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1) : 0;
2743         }
2744     }
2745
2746     return visible;
2747 }
2748
2749 /**
2750  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in perspective format.
2751  *
2752  * @param s filter private context
2753  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2754  * @param j vertical position on frame [0, height)
2755  * @param width frame width
2756  * @param height frame height
2757  * @param vec coordinates on sphere
2758  */
2759 static int perspective_to_xyz(const V360Context *s,
2760                               int i, int j, int width, int height,
2761                               float *vec)
2762 {
2763     const float uf = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f);
2764     const float vf = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2765     const float rh = hypotf(uf, vf);
2766     const float sinzz = 1.f - rh * rh;
2767     const float h = 1.f + s->v_fov;
2768     const float sinz = (h - sqrtf(sinzz)) / (h / rh + rh / h);
2769     const float sinz2 = sinz * sinz;
2770
2771     if (sinz2 <= 1.f) {
2772         const float cosz = sqrtf(1.f - sinz2);
2773
2774         const float theta = asinf(cosz);
2775         const float phi   = atan2f(uf, vf);
2776
2777         const float sin_phi   = sinf(phi);
2778         const float cos_phi   = cosf(phi);
2779         const float sin_theta = sinf(theta);
2780         const float cos_theta = cosf(theta);
2781
2782         vec[0] = cos_theta * sin_phi;
2783         vec[1] = sin_theta;
2784         vec[2] = cos_theta * cos_phi;
2785     } else {
2786         vec[0] = 0.f;
2787         vec[1] = 1.f;
2788         vec[2] = 0.f;
2789         return 0;
2790     }
2791
2792     normalize_vector(vec);
2793     return 1;
2794 }
2795
2796 /**
2797  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in tetrahedron format.
2798  *
2799  * @param s filter private context
2800  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2801  * @param j vertical position on frame [0, height)
2802  * @param width frame width
2803  * @param height frame height
2804  * @param vec coordinates on sphere
2805  */
2806 static int tetrahedron_to_xyz(const V360Context *s,
2807                               int i, int j, int width, int height,
2808                               float *vec)
2809 {
2810     const float uf = (float)i / width;
2811     const float vf = (float)j / height;
2812
2813     vec[0] = uf < 0.5f ? uf * 4.f - 1.f : 3.f - uf * 4.f;
2814     vec[1] = 1.f - vf * 2.f;
2815     vec[2] = 2.f * fabsf(1.f - fabsf(1.f - uf * 2.f + vf)) - 1.f;
2816
2817     normalize_vector(vec);
2818
2819     return 1;
2820 }
2821
2822 /**
2823  * Calculate frame position in tetrahedron format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2824  *
2825  * @param s filter private context
2826  * @param vec coordinates on sphere
2827  * @param width frame width
2828  * @param height frame height
2829  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2830  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2831  * @param du horizontal relative coordinate
2832  * @param dv vertical relative coordinate
2833  */
2834 static int xyz_to_tetrahedron(const V360Context *s,
2835                               const float *vec, int width, int height,
2836                               int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2837 {
2838     const float d0 = vec[0] * 1.f + vec[1] * 1.f + vec[2] *-1.f;
2839     const float d1 = vec[0] *-1.f + vec[1] *-1.f + vec[2] *-1.f;
2840     const float d2 = vec[0] * 1.f + vec[1] *-1.f + vec[2] * 1.f;
2841     const float d3 = vec[0] *-1.f + vec[1] * 1.f + vec[2] * 1.f;
2842     const float d = FFMAX(d0, FFMAX3(d1, d2, d3));
2843
2844     float uf, vf, x, y, z;
2845     int ui, vi;
2846
2847     x =  vec[0] / d;
2848     y =  vec[1] / d;
2849     z = -vec[2] / d;
2850
2851     vf = 0.5f - y * 0.5f * s->input_mirror_modifier[1];
2852
2853     if ((x + y >= 0.f &&  y + z >= 0.f && -z - x <= 0.f) ||
2854         (x + y <= 0.f && -y + z >= 0.f &&  z - x >= 0.f)) {
2855         uf = 0.25f * x * s->input_mirror_modifier[0] + 0.25f;
2856     }  else {
2857         uf = 0.75f - 0.25f * x * s->input_mirror_modifier[0];
2858     }
2859
2860     uf *= width;
2861     vf *= height;
2862
2863     ui = floorf(uf);
2864     vi = floorf(vf);
2865
2866     *du = uf - ui;
2867     *dv = vf - vi;
2868
2869     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2870         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2871             us[i][j] = reflectx(ui + j - 1, vi + i - 1, width, height);
2872             vs[i][j] = reflecty(vi + i - 1, height);
2873         }
2874     }
2875
2876     return 1;
2877 }
2878
2879 /**
2880  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in dual fisheye format.
2881  *
2882  * @param s filter private context
2883  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2884  * @param j vertical position on frame [0, height)
2885  * @param width frame width
2886  * @param height frame height
2887  * @param vec coordinates on sphere
2888  */
2889 static int dfisheye_to_xyz(const V360Context *s,
2890                            int i, int j, int width, int height,
2891                            float *vec)
2892 {
2893     const float scale = 1.f + s->out_pad;
2894
2895     const float ew = width / 2.f;
2896     const float eh = height;
2897
2898     const int ei = i >= ew ? i - ew : i;
2899     const float m = i >= ew ? 1.f : -1.f;
2900
2901     const float uf = ((2.f * ei) / ew - 1.f) * scale;
2902     const float vf = ((2.f * j + 1.f) / eh - 1.f) * scale;
2903
2904     const float h     = hypotf(uf, vf);
2905     const float lh    = h > 0.f ? h : 1.f;
2906     const float theta = m * M_PI_2 * (1.f - h);
2907
2908     const float sin_theta = sinf(theta);
2909     const float cos_theta = cosf(theta);
2910
2911     vec[0] = cos_theta * m * uf / lh;
2912     vec[1] = cos_theta *     vf / lh;
2913     vec[2] = sin_theta;
2914
2915     normalize_vector(vec);
2916
2917     return 1;
2918 }
2919
2920 /**
2921  * Calculate frame position in dual fisheye format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2922  *
2923  * @param s filter private context
2924  * @param vec coordinates on sphere
2925  * @param width frame width
2926  * @param height frame height
2927  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2928  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2929  * @param du horizontal relative coordinate
2930  * @param dv vertical relative coordinate
2931  */
2932 static int xyz_to_dfisheye(const V360Context *s,
2933                            const float *vec, int width, int height,
2934                            int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2935 {
2936     const float scale = 1.f - s->in_pad;
2937
2938     const float ew = width / 2.f;
2939     const float eh = height;
2940
2941     const float h     = hypotf(vec[0], vec[1]);
2942     const float lh    = h > 0.f ? h : 1.f;
2943     const float theta = acosf(fabsf(vec[2])) / M_PI;
2944
2945     float uf = (theta * (vec[0] / lh) * s->input_mirror_modifier[0] * scale + 0.5f) * ew;
2946     float vf = (theta * (vec[1] / lh) * s->input_mirror_modifier[1] * scale + 0.5f) * eh;
2947
2948     int ui, vi;
2949     int u_shift;
2950
2951     if (vec[2] >= 0.f) {
2952         u_shift = ceilf(ew);
2953     } else {
2954         u_shift = 0;
2955         uf = ew - uf;
2956     }
2957
2958     ui = floorf(uf);
2959     vi = floorf(vf);
2960
2961     *du = uf - ui;
2962     *dv = vf - vi;
2963
2964     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2965         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2966             us[i][j] = av_clip(u_shift + ui + j - 1, 0, width  - 1);
2967             vs[i][j] = av_clip(          vi + i - 1, 0, height - 1);
2968         }
2969     }
2970
2971     return 1;
2972 }
2973
2974 /**
2975  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in barrel facebook's format.
2976  *
2977  * @param s filter private context
2978  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2979  * @param j vertical position on frame [0, height)
2980  * @param width frame width
2981  * @param height frame height
2982  * @param vec coordinates on sphere
2983  */
2984 static int barrel_to_xyz(const V360Context *s,
2985                          int i, int j, int width, int height,
2986                          float *vec)
2987 {
2988     const float scale = 0.99f;
2989     float l_x, l_y, l_z;
2990
2991     if (i < 4 * width / 5) {
2992         const float theta_range = M_PI_4;
2993
2994         const int ew = 4 * width / 5;
2995         const int eh = height;
2996
2997         const float phi   = ((2.f * i) / ew - 1.f) * M_PI        / scale;
2998         const float theta = ((2.f * j) / eh - 1.f) * theta_range / scale;
2999
3000         const float sin_phi   = sinf(phi);
3001         const float cos_phi   = cosf(phi);
3002         const float sin_theta = sinf(theta);
3003         const float cos_theta = cosf(theta);
3004
3005         l_x = cos_theta * sin_phi;
3006         l_y = sin_theta;
3007         l_z = cos_theta * cos_phi;
3008     } else {
3009         const int ew = width  / 5;
3010         const int eh = height / 2;
3011
3012         float uf, vf;
3013
3014         if (j < eh) {   // UP
3015             uf = 2.f * (i - 4 * ew) / ew - 1.f;
3016             vf = 2.f * (j         ) / eh - 1.f;
3017
3018             uf /= scale;
3019             vf /= scale;
3020
3021             l_x =  uf;
3022             l_y = -1.f;
3023             l_z =  vf;
3024         } else {            // DOWN
3025             uf = 2.f * (i - 4 * ew) / ew - 1.f;
3026             vf = 2.f * (j -     eh) / eh - 1.f;
3027
3028             uf /= scale;
3029             vf /= scale;
3030
3031             l_x =  uf;
3032             l_y =  1.f;
3033             l_z = -vf;
3034         }
3035     }
3036
3037     vec[0] = l_x;
3038     vec[1] = l_y;
3039     vec[2] = l_z;
3040
3041     normalize_vector(vec);
3042
3043     return 1;
3044 }
3045
3046 /**
3047  * Calculate frame position in barrel facebook's format for corresponding 3D coordinates on sphere.
3048  *
3049  * @param s filter private context
3050  * @param vec coordinates on sphere
3051  * @param width frame width
3052  * @param height frame height
3053  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
3054  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
3055  * @param du horizontal relative coordinate
3056  * @param dv vertical relative coordinate
3057  */
3058 static int xyz_to_barrel(const V360Context *s,
3059                          const float *vec, int width, int height,
3060                          int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
3061 {
3062     const float scale = 0.99f;
3063
3064     const float phi   = atan2f(vec[0], vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
3065     const float theta = asinf(vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
3066     const float theta_range = M_PI_4;
3067
3068     int ew, eh;
3069     int u_shift, v_shift;
3070     float uf, vf;
3071     int ui, vi;
3072
3073     if (theta > -theta_range && theta < theta_range) {
3074         ew = 4 * width / 5;
3075         eh = height;
3076
3077         u_shift = s->ih_flip ? width / 5 : 0;
3078         v_shift = 0;
3079
3080         uf = (phi   / M_PI        * scale + 1.f) * ew / 2.f;
3081         vf = (theta / theta_range * scale + 1.f) * eh / 2.f;
3082     } else {
3083         ew = width  / 5;
3084         eh = height / 2;
3085
3086         u_shift = s->ih_flip ? 0 : 4 * ew;
3087
3088         if (theta < 0.f) {  // UP
3089             uf = -vec[0] / vec[1];
3090             vf = -vec[2] / vec[1];
3091             v_shift = 0;
3092         } else {            // DOWN
3093             uf =  vec[0] / vec[1];
3094             vf = -vec[2] / vec[1];
3095             v_shift = eh;
3096         }
3097
3098         uf *= s->input_mirror_modifier[0] * s->input_mirror_modifier[1];
3099         vf *= s->input_mirror_modifier[1];
3100
3101         uf = 0.5f * ew * (uf * scale + 1.f);
3102         vf = 0.5f * eh * (vf * scale + 1.f);
3103     }
3104
3105     ui = floorf(uf);
3106     vi = floorf(vf);
3107
3108     *du = uf - ui;
3109     *dv = vf - vi;
3110
3111     for (int i = 0; i < 4; i++) {
3112         for (int j = 0; j < 4; j++) {
3113             us[i][j] = u_shift + av_clip(ui + j - 1, 0, ew - 1);
3114             vs[i][j] = v_shift + av_clip(vi + i - 1, 0, eh - 1);
3115         }
3116     }
3117
3118     return 1;
3119 }
3120
3121 /**
3122  * Calculate frame position in barrel split facebook's format for corresponding 3D coordinates on sphere.
3123  *
3124  * @param s filter private context
3125  * @param vec coordinates on sphere
3126  * @param width frame width
3127  * @param height frame height
3128  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
3129  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
3130  * @param du horizontal relative coordinate
3131  * @param dv vertical relative coordinate
3132  */
3133 static int xyz_to_barrelsplit(const V360Context *s,
3134                               const float *vec, int width, int height,
3135                               int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
3136 {
3137     const float phi   = atan2f(vec[0], vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
3138     const float theta = asinf(vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
3139
3140     const float theta_range = M_PI_4;
3141
3142     int ew, eh;
3143     int u_shift, v_shift;
3144     float uf, vf;
3145     int ui, vi;
3146
3147     if (theta >= -theta_range && theta <= theta_range) {
3148         const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (width * 2.f / 3.f) : 1.f - s->in_pad;
3149         const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (height / 2.f) : 1.f - s->in_pad;
3150
3151         ew = width / 3 * 2;
3152         eh = height / 2;
3153
3154         u_shift = s->ih_flip ? width / 3 : 0;
3155         v_shift = phi >= M_PI_2 || phi < -M_PI_2 ? eh : 0;
3156
3157         uf = fmodf(phi, M_PI_2) / M_PI_2;
3158         vf = theta / M_PI_4;
3159
3160         if (v_shift)
3161             uf = uf >= 0.f ? fmodf(uf - 1.f, 1.f) : fmodf(uf + 1.f, 1.f);
3162
3163         uf = (uf * scalew + 1.f) * width  / 3.f;
3164         vf = (vf * scaleh + 1.f) * height / 4.f;
3165     } else {
3166         const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (width  / 3.f) : 1.f - s->in_pad;
3167         const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (height / 4.f) : 1.f - s->in_pad;
3168         int v_offset = 0;
3169
3170         ew = width  / 3;
3171         eh = height / 4;
3172
3173         u_shift = s->ih_flip ? 0 : 2 * ew;
3174
3175         if (theta <= 0.f && theta >= -M_PI_2 &&
3176             phi <= M_PI_2 && phi >= -M_PI_2) {
3177             uf = -vec[0] / vec[1];
3178             vf = -vec[2] / vec[1];
3179             v_shift = 0;
3180             v_offset = -eh;
3181         } else if (theta >= 0.f && theta <= M_PI_2 &&
3182                    phi <= M_PI_2 && phi >= -M_PI_2) {
3183             uf =  vec[0] / vec[1];
3184             vf = -vec[2] / vec[1];
3185             v_shift = height * 0.25f;
3186         } else if (theta <= 0.f && theta >= -M_PI_2) {
3187             uf =  vec[0] / vec[1];
3188             vf =  vec[2] / vec[1];
3189             v_shift = height * 0.5f;
3190             v_offset = -eh;
3191         } else {
3192             uf = -vec[0] / vec[1];
3193             vf =  vec[2] / vec[1];
3194             v_shift = height * 0.75f;
3195         }
3196
3197         uf *= s->input_mirror_modifier[0] * s->input_mirror_modifier[1];
3198         vf *= s->input_mirror_modifier[1];
3199
3200         uf = 0.5f * width / 3.f * (uf * scalew + 1.f);
3201         vf = height * 0.25f * (vf * scaleh + 1.f) + v_offset;
3202     }
3203
3204     ui = floorf(uf);
3205     vi = floorf(vf);
3206
3207     *du = uf - ui;
3208     *dv = vf - vi;
3209
3210     for (int i = 0; i < 4; i++) {
3211         for (int j = 0; j < 4; j++) {
3212             us[i][j] = u_shift + av_clip(ui + j - 1, 0, ew - 1);
3213             vs[i][j] = v_shift + av_clip(vi + i - 1, 0, eh - 1);
3214         }
3215     }
3216
3217     return 1;
3218 }
3219
3220 /**
3221  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in barrel split facebook's format.
3222  *
3223  * @param s filter private context
3224  * @param i horizontal position on frame [0, width)
3225  * @param j vertical position on frame [0, height)
3226  * @param width frame width
3227  * @param height frame height
3228  * @param vec coordinates on sphere
3229  */
3230 static int barrelsplit_to_xyz(const V360Context *s,
3231                               int i, int j, int width, int height,
3232                               float *vec)
3233 {
3234     const float x = (i + 0.5f) / width;
3235     const float y = (j + 0.5f) / height;
3236     float l_x, l_y, l_z;
3237
3238     if (x < 2.f / 3.f) {
3239         const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (width * 2.f / 3.f) : 1.f - s->out_pad;
3240         const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (height / 2.f) : 1.f - s->out_pad;
3241
3242         const float back = floorf(y * 2.f);
3243
3244         const float phi   = ((3.f / 2.f * x - 0.5f) / scalew - back) * M_PI;
3245         const float theta = (y - 0.25f - 0.5f * back) / scaleh * M_PI;
3246
3247         const float sin_phi   = sinf(phi);
3248         const float cos_phi   = cosf(phi);
3249         const float sin_theta = sinf(theta);
3250         const float cos_theta = cosf(theta);
3251
3252         l_x = cos_theta * sin_phi;
3253         l_y = sin_theta;
3254         l_z = cos_theta * cos_phi;
3255     } else {
3256         const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (width  / 3.f) : 1.f - s->out_pad;
3257         const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (height / 4.f) : 1.f - s->out_pad;
3258
3259         const int face = floorf(y * 4.f);
3260         float uf, vf;
3261
3262         uf = x * 3.f - 2.f;
3263
3264         switch (face) {
3265         case 0:
3266             vf = y * 2.f;
3267             uf = 1.f - uf;
3268             vf = 0.5f - vf;
3269
3270             l_x = (0.5f - uf) / scalew;
3271             l_y = -0.5f;
3272             l_z = (0.5f - vf) / scaleh;
3273             break;
3274         case 1:
3275             vf = y * 2.f;
3276             uf = 1.f - uf;
3277             vf = 1.f - (vf - 0.5f);
3278
3279             l_x = (0.5f - uf) / scalew;
3280             l_y =  0.5f;
3281             l_z = (-0.5f + vf) / scaleh;
3282             break;
3283         case 2:
3284             vf = y * 2.f - 0.5f;
3285             vf = 1.f - (1.f - vf);
3286
3287             l_x = (0.5f - uf) / scalew;
3288             l_y = -0.5f;
3289             l_z = (0.5f - vf) / scaleh;
3290             break;
3291         case 3:
3292             vf = y * 2.f - 1.5f;
3293
3294             l_x = (0.5f - uf) / scalew;
3295             l_y =  0.5f;
3296             l_z = (-0.5f + vf) / scaleh;
3297             break;
3298         }
3299     }
3300
3301     vec[0] = l_x;
3302     vec[1] = l_y;
3303     vec[2] = l_z;
3304
3305     normalize_vector(vec);
3306
3307     return 1;
3308 }
3309
3310 /**
3311  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in tspyramid format.
3312  *
3313  * @param s filter private context
3314  * @param i horizontal position on frame [0, width)
3315  * @param j vertical position on frame [0, height)
3316  * @param width frame width
3317  * @param height frame height
3318  * @param vec coordinates on sphere
3319  */
3320 static int tspyramid_to_xyz(const V360Context *s,
3321                             int i, int j, int width, int height,
3322                             float *vec)
3323 {
3324     const float x = (i + 0.5f) / width;
3325     const float y = (j + 0.5f) / height;
3326
3327     if (x < 0.5f) {
3328         vec[0] =  x * 4.f - 1.f;
3329         vec[1] = (y * 2.f - 1.f);
3330         vec[2] = 1.f;
3331     } else if (x >= 0.6875f && x < 0.8125f &&
3332                y >= 0.375f  && y < 0.625f) {
3333         vec[0] = -(x - 0.6875f) * 16.f + 1.f;
3334         vec[1] = (y - 0.375f) * 8.f - 1.f;
3335         vec[2] = -1.f;
3336     } else if (0.5f <= x && x < 0.6875f &&
3337                ((0.f <= y && y < 0.375f && y >= 2.f * (x - 0.5f)) ||
3338                 (0.375f <= y && y < 0.625f) ||
3339                 (0.625f <= y && y < 1.f && y <= 2.f * (1.f - x)))) {
3340         vec[0] =  1.f;
3341         vec[1] =  2.f * (y - 2.f * x + 1.f) / (3.f - 4.f * x) - 1.f;
3342         vec[2] = -2.f * (x - 0.5f) / 0.1875f + 1.f;
3343     } else if (0.8125f <= x && x < 1.f &&
3344                ((0.f <= y && y < 0.375f && x >= (1.f - y / 2.f)) ||
3345                 (0.375f <= y && y < 0.625f) ||
3346                 (0.625f <= y && y < 1.f && y <= (2.f * x - 1.f)))) {
3347         vec[0] = -1.f;
3348         vec[1] =  2.f * (y + 2.f * x - 2.f) / (4.f * x - 3.f) - 1.f;
3349         vec[2] =  2.f * (x - 0.8125f) / 0.1875f - 1.f;
3350     } else if (0.f <= y && y < 0.375f &&
3351                ((0.5f <= x && x < 0.8125f && y < 2.f * (x - 0.5f)) ||
3352                 (0.6875f <= x && x < 0.8125f) ||
3353                 (0.8125f <= x && x < 1.f && x < (1.f - y / 2.f)))) {
3354         vec[0] =  2.f * (1.f - x - 0.5f * y) / (0.5f - y) - 1.f;
3355         vec[1] = -1.f;
3356         vec[2] =  2.f * (0.375f - y) / 0.375f - 1.f;
3357     } else {
3358         vec[0] =  2.f * (0.5f - x + 0.5f * y) / (y - 0.5f) - 1.f;
3359         vec[1] =  1.f;
3360         vec[2] = -2.f * (1.f - y) / 0.375f + 1.f;
3361     }
3362
3363     normalize_vector(vec);
3364
3365     return 1;
3366 }
3367
3368 /**
3369  * Calculate frame position in tspyramid format for corresponding 3D coordinates on sphere.
3370  *
3371  * @param s filter private context
3372  * @param vec coordinates on sphere
3373  * @param width frame width
3374  * @param height frame height
3375  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
3376  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
3377  * @param du horizontal relative coordinate
3378  * @param dv vertical relative coordinate
3379  */
3380 static int xyz_to_tspyramid(const V360Context *s,
3381                             const float *vec, int width, int height,
3382                             int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
3383 {
3384     float uf, vf;
3385     int ui, vi;
3386     int face;
3387
3388     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &face);
3389
3390     uf = (uf + 1.f) * 0.5f;
3391     vf = (vf + 1.f) * 0.5f;
3392
3393     switch (face) {
3394     case UP:
3395         uf = 0.1875f * vf - 0.375f * uf * vf - 0.125f * uf + 0.8125f;
3396         vf = 0.375f - 0.375f * vf;
3397         break;
3398     case FRONT:
3399         uf = 0.5f * uf;
3400         break;
3401     case DOWN:
3402         uf = 1.f - 0.1875f * vf - 0.5f * uf + 0.375f * uf * vf;
3403         vf = 1.f - 0.375f * vf;
3404         break;
3405     case LEFT:
3406         vf = 0.25f * vf + 0.75f * uf * vf - 0.375f * uf + 0.375f;
3407         uf = 0.1875f * uf + 0.8125f;
3408         break;
3409     case RIGHT:
3410         vf = 0.375f * uf - 0.75f * uf * vf + vf;
3411         uf = 0.1875f * uf + 0.5f;
3412         break;
3413     case BACK:
3414         uf = 0.125f * uf + 0.6875f;
3415         vf = 0.25f * vf + 0.375f;
3416         break;
3417     }
3418
3419     uf *= width;
3420     vf *= height;
3421
3422     ui = floorf(uf);
3423     vi = floorf(vf);
3424
3425     *du = uf - ui;
3426     *dv = vf - vi;
3427
3428     for (int i = 0; i < 4; i++) {
3429         for (int j = 0; j < 4; j++) {
3430             us[i][j] = reflectx(ui + j - 1, vi + i - 1, width, height);
3431             vs[i][j] = reflecty(vi + i - 1, height);
3432         }
3433     }
3434
3435     return 1;
3436 }
3437
3438 static void multiply_matrix(float c[3][3], const float a[3][3], const float b[3][3])
3439 {
3440     for (int i = 0; i < 3; i++) {
3441         for (int j = 0; j < 3; j++) {
3442             float sum = 0.f;
3443
3444             for (int k = 0; k < 3; k++)
3445                 sum += a[i][k] * b[k][j];
3446
3447             c[i][j] = sum;
3448         }
3449     }
3450 }
3451
3452 /**
3453  * Calculate rotation matrix for yaw/pitch/roll angles.
3454  */
3455 static inline void calculate_rotation_matrix(float yaw, float pitch, float roll,
3456                                              float rot_mat[3][3],
3457                                              const int rotation_order[3])
3458 {
3459     const float yaw_rad   = yaw   * M_PI / 180.f;
3460     const float pitch_rad = pitch * M_PI / 180.f;
3461     const float roll_rad  = roll  * M_PI / 180.f;
3462
3463     const float sin_yaw   = sinf(yaw_rad);
3464     const float cos_yaw   = cosf(yaw_rad);
3465     const float sin_pitch = sinf(pitch_rad);
3466     const float cos_pitch = cosf(pitch_rad);
3467     const float sin_roll  = sinf(roll_rad);
3468     const float cos_roll  = cosf(roll_rad);
3469
3470     float m[3][3][3];
3471     float temp[3][3];
3472
3473     m[0][0][0] =  cos_yaw;  m[0][0][1] = 0;          m[0][0][2] =  sin_yaw;
3474     m[0][1][0] =  0;        m[0][1][1] = 1;          m[0][1][2] =  0;
3475     m[0][2][0] = -sin_yaw;  m[0][2][1] = 0;          m[0][2][2] =  cos_yaw;
3476
3477     m[1][0][0] = 1;         m[1][0][1] = 0;          m[1][0][2] =  0;
3478     m[1][1][0] = 0;         m[1][1][1] = cos_pitch;  m[1][1][2] = -sin_pitch;
3479     m[1][2][0] = 0;         m[1][2][1] = sin_pitch;  m[1][2][2] =  cos_pitch;
3480
3481     m[2][0][0] = cos_roll;  m[2][0][1] = -sin_roll;  m[2][0][2] =  0;
3482     m[2][1][0] = sin_roll;  m[2][1][1] =  cos_roll;  m[2][1][2] =  0;
3483     m[2][2][0] = 0;         m[2][2][1] =  0;         m[2][2][2] =  1;
3484
3485     multiply_matrix(temp, m[rotation_order[0]], m[rotation_order[1]]);
3486     multiply_matrix(rot_mat, temp, m[rotation_order[2]]);
3487 }
3488
3489 /**
3490  * Rotate vector with given rotation matrix.
3491  *
3492  * @param rot_mat rotation matrix
3493  * @param vec vector
3494  */
3495 static inline void rotate(const float rot_mat[3][3],
3496                           float *vec)
3497 {
3498     const float x_tmp = vec[0] * rot_mat[0][0] + vec[1] * rot_mat[0][1] + vec[2] * rot_mat[0][2];
3499     const float y_tmp = vec[0] * rot_mat[1][0] + vec[1] * rot_mat[1][1] + vec[2] * rot_mat[1][2];
3500     const float z_tmp = vec[0] * rot_mat[2][0] + vec[1] * rot_mat[2][1] + vec[2] * rot_mat[2][2];
3501
3502     vec[0] = x_tmp;
3503     vec[1] = y_tmp;
3504     vec[2] = z_tmp;
3505 }
3506
3507 static inline void set_mirror_modifier(int h_flip, int v_flip, int d_flip,
3508                                        float *modifier)
3509 {
3510     modifier[0] = h_flip ? -1.f : 1.f;
3511     modifier[1] = v_flip ? -1.f : 1.f;
3512     modifier[2] = d_flip ? -1.f : 1.f;
3513 }
3514
3515 static inline void mirror(const float *modifier, float *vec)
3516 {
3517     vec[0] *= modifier[0];
3518     vec[1] *= modifier[1];
3519     vec[2] *= modifier[2];
3520 }
3521
3522 static int allocate_plane(V360Context *s, int sizeof_uv, int sizeof_ker, int sizeof_mask, int p)
3523 {
3524     if (!s->u[p])
3525         s->u[p] = av_calloc(s->uv_linesize[p] * s->pr_height[p], sizeof_uv);
3526     if (!s->v[p])
3527         s->v[p] = av_calloc(s->uv_linesize[p] * s->pr_height[p], sizeof_uv);
3528     if (!s->u[p] || !s->v[p])
3529         return AVERROR(ENOMEM);
3530     if (sizeof_ker) {
3531         if (!s->ker[p])
3532             s->ker[p] = av_calloc(s->uv_linesize[p] * s->pr_height[p], sizeof_ker);
3533         if (!s->ker[p])
3534             return AVERROR(ENOMEM);
3535     }
3536
3537     if (sizeof_mask && !p) {
3538         if (!s->mask)
3539             s->mask = av_calloc(s->pr_width[p] * s->pr_height[p], sizeof_mask);
3540         if (!s->mask)
3541             return AVERROR(ENOMEM);
3542     }
3543
3544     return 0;
3545 }
3546
3547 static void fov_from_dfov(int format, float d_fov, float w, float h, float *h_fov, float *v_fov)
3548 {
3549     switch (format) {
3550     case STEREOGRAPHIC:
3551         {
3552             const float d = 0.5f * hypotf(w, h);
3553             const float l = d / (tanf(d_fov * M_PI / 720.f));
3554
3555             *h_fov = 2.f * atan2f(w * 0.5f, l) * 360.f / M_PI;
3556             *v_fov = 2.f * atan2f(h * 0.5f, l) * 360.f / M_PI;
3557         }
3558         break;
3559     case FISHEYE:
3560         {
3561             const float d = 0.5f * hypotf(w, h);
3562
3563             *h_fov = d / h * d_fov;
3564             *v_fov = d / w * d_fov;
3565         }
3566         break;
3567     case FLAT:
3568     default:
3569         {
3570             const float da = tanf(0.5f * FFMIN(d_fov, 359.f) * M_PI / 180.f);
3571             const float d = hypotf(w, h);
3572
3573             *h_fov = atan2f(da * w, d) * 360.f / M_PI;
3574             *v_fov = atan2f(da * h, d) * 360.f / M_PI;
3575
3576             if (*h_fov < 0.f)
3577                 *h_fov += 360.f;
3578             if (*v_fov < 0.f)
3579                 *v_fov += 360.f;
3580         }
3581         break;
3582     }
3583 }
3584
3585 static void set_dimensions(int *outw, int *outh, int w, int h, const AVPixFmtDescriptor *desc)
3586 {
3587     outw[1] = outw[2] = FF_CEIL_RSHIFT(w, desc->log2_chroma_w);
3588     outw[0] = outw[3] = w;
3589     outh[1] = outh[2] = FF_CEIL_RSHIFT(h, desc->log2_chroma_h);
3590     outh[0] = outh[3] = h;
3591 }
3592
3593 // Calculate remap data
3594 static av_always_inline int v360_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
3595 {
3596     V360Context *s = ctx->priv;
3597
3598     for (int p = 0; p < s->nb_allocated; p++) {
3599         const int max_value = s->max_value;
3600         const int width = s->pr_width[p];
3601         const int uv_linesize = s->uv_linesize[p];
3602         const int height = s->pr_height[p];
3603         const int in_width = s->inplanewidth[p];
3604         const int in_height = s->inplaneheight[p];
3605         const int slice_start = (height *  jobnr     ) / nb_jobs;
3606         const int slice_end   = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
3607         float du, dv;
3608         float vec[3];
3609         XYRemap rmap;
3610
3611         for (int j = slice_start; j < slice_end; j++) {
3612             for (int i = 0; i < width; i++) {
3613                 int16_t *u = s->u[p] + (j * uv_linesize + i) * s->elements;
3614                 int16_t *v = s->v[p] + (j * uv_linesize + i) * s->elements;
3615                 int16_t *ker = s->ker[p] + (j * uv_linesize + i) * s->elements;
3616                 uint8_t *mask8 = p ? NULL : s->mask + (j * s->pr_width[0] + i);
3617                 uint16_t *mask16 = p ? NULL : (uint16_t *)s->mask + (j * s->pr_width[0] + i);
3618                 int in_mask, out_mask;
3619
3620                 if (s->out_transpose)
3621                     out_mask = s->out_transform(s, j, i, height, width, vec);
3622                 else
3623                     out_mask = s->out_transform(s, i, j, width, height, vec);
3624                 av_assert1(!isnan(vec[0]) && !isnan(vec[1]) && !isnan(vec[2]));
3625                 rotate(s->rot_mat, vec);
3626                 av_assert1(!isnan(vec[0]) && !isnan(vec[1]) && !isnan(vec[2]));
3627                 normalize_vector(vec);
3628                 mirror(s->output_mirror_modifier, vec);
3629                 if (s->in_transpose)
3630                     in_mask = s->in_transform(s, vec, in_height, in_width, rmap.v, rmap.u, &du, &dv);
3631                 else
3632                     in_mask = s->in_transform(s, vec, in_width, in_height, rmap.u, rmap.v, &du, &dv);
3633                 av_assert1(!isnan(du) && !isnan(dv));
3634                 s->calculate_kernel(du, dv, &rmap, u, v, ker);
3635
3636                 if (!p && s->mask) {
3637                     if (s->mask_size == 1) {
3638                         mask8[0] = 255 * (out_mask & in_mask);
3639                     } else {
3640                         mask16[0] = max_value * (out_mask & in_mask);
3641                     }
3642                 }
3643             }
3644         }
3645     }
3646
3647     return 0;
3648 }
3649
3650 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
3651 {
3652     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
3653     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
3654     V360Context *s = ctx->priv;
3655     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
3656     const int depth = desc->comp[0].depth;
3657     const int sizeof_mask = s->mask_size = (depth + 7) >> 3;
3658     int sizeof_uv;
3659     int sizeof_ker;
3660     int err;
3661     int h, w;
3662     int in_offset_h, in_offset_w;
3663     int out_offset_h, out_offset_w;
3664     float hf, wf;
3665     int (*prepare_out)(AVFilterContext *ctx);
3666     int have_alpha;
3667
3668     s->max_value = (1 << depth) - 1;
3669     s->input_mirror_modifier[0] = s->ih_flip ? -1.f : 1.f;
3670     s->input_mirror_modifier[1] = s->iv_flip ? -1.f : 1.f;
3671
3672     switch (s->interp) {
3673     case NEAREST:
3674         s->calculate_kernel = nearest_kernel;
3675         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap1_8bit_slice : remap1_16bit_slice;
3676         s->elements = 1;
3677         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3678         sizeof_ker = 0;
3679         break;
3680     case BILINEAR:
3681         s->calculate_kernel = bilinear_kernel;
3682         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap2_8bit_slice : remap2_16bit_slice;
3683         s->elements = 2 * 2;
3684         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3685         sizeof_ker = sizeof(int16_t) * s->elements;
3686         break;
3687     case BICUBIC:
3688         s->calculate_kernel = bicubic_kernel;
3689         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap4_8bit_slice : remap4_16bit_slice;
3690         s->elements = 4 * 4;
3691         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3692         sizeof_ker = sizeof(int16_t) * s->elements;
3693         break;
3694     case LANCZOS:
3695         s->calculate_kernel = lanczos_kernel;
3696         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap4_8bit_slice : remap4_16bit_slice;
3697         s->elements = 4 * 4;
3698         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3699         sizeof_ker = sizeof(int16_t) * s->elements;
3700         break;
3701     case SPLINE16:
3702         s->calculate_kernel = spline16_kernel;
3703         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap4_8bit_slice : remap4_16bit_slice;
3704         s->elements = 4 * 4;
3705         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3706         sizeof_ker = sizeof(int16_t) * s->elements;
3707         break;
3708     case GAUSSIAN:
3709         s->calculate_kernel = gaussian_kernel;
3710         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap4_8bit_slice : remap4_16bit_slice;
3711         s->elements = 4 * 4;
3712         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3713         sizeof_ker = sizeof(int16_t) * s->elements;
3714         break;
3715     default:
3716         av_assert0(0);
3717     }
3718
3719     ff_v360_init(s, depth);
3720
3721     for (int order = 0; order < NB_RORDERS; order++) {
3722         const char c = s->rorder[order];
3723         int rorder;
3724
3725         if (c == '\0') {
3726             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
3727                    "Incomplete rorder option. Direction for all 3 rotation orders should be specified. Switching to default rorder.\n");
3728             s->rotation_order[0] = YAW;
3729             s->rotation_order[1] = PITCH;
3730             s->rotation_order[2] = ROLL;
3731             break;
3732         }
3733
3734         rorder = get_rorder(c);
3735         if (rorder == -1) {
3736             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
3737                    "Incorrect rotation order symbol '%c' in rorder option. Switching to default rorder.\n", c);
3738             s->rotation_order[0] = YAW;
3739             s->rotation_order[1] = PITCH;
3740             s->rotation_order[2] = ROLL;
3741             break;
3742         }
3743
3744         s->rotation_order[order] = rorder;
3745     }
3746
3747     switch (s->in_stereo) {
3748     case STEREO_2D:
3749         w = inlink->w;
3750         h = inlink->h;
3751         in_offset_w = in_offset_h = 0;
3752         break;
3753     case STEREO_SBS:
3754         w = inlink->w / 2;
3755         h = inlink->h;
3756         in_offset_w = w;
3757         in_offset_h = 0;
3758         break;
3759     case STEREO_TB:
3760         w = inlink->w;
3761         h = inlink->h / 2;
3762         in_offset_w = 0;
3763         in_offset_h = h;
3764         break;
3765     default:
3766         av_assert0(0);
3767     }
3768
3769     set_dimensions(s->inplanewidth, s->inplaneheight, w, h, desc);
3770     set_dimensions(s->in_offset_w, s->in_offset_h, in_offset_w, in_offset_h, desc);
3771
3772     s->in_width = s->inplanewidth[0];
3773     s->in_height = s->inplaneheight[0];
3774
3775     if (s->id_fov > 0.f)
3776         fov_from_dfov(s->in, s->id_fov, w, h, &s->ih_fov, &s->iv_fov);
3777
3778     if (s->in_transpose)
3779         FFSWAP(int, s->in_width, s->in_height);
3780
3781     switch (s->in) {
3782     case EQUIRECTANGULAR:
3783         s->in_transform = xyz_to_equirect;
3784         err = 0;
3785         wf = w;
3786         hf = h;
3787         break;
3788     case CUBEMAP_3_2:
3789         s->in_transform = xyz_to_cube3x2;
3790         err = prepare_cube_in(ctx);
3791         wf = w / 3.f * 4.f;
3792         hf = h;
3793         break;
3794     case CUBEMAP_1_6:
3795         s->in_transform = xyz_to_cube1x6;
3796         err = prepare_cube_in(ctx);
3797         wf = w * 4.f;
3798         hf = h / 3.f;
3799         break;
3800     case CUBEMAP_6_1:
3801         s->in_transform = xyz_to_cube6x1;
3802         err = prepare_cube_in(ctx);
3803         wf = w / 3.f * 2.f;
3804         hf = h * 2.f;
3805         break;
3806     case EQUIANGULAR:
3807         s->in_transform = xyz_to_eac;
3808         err = prepare_eac_in(ctx);
3809         wf = w;
3810         hf = h / 9.f * 8.f;
3811         break;
3812     case FLAT:
3813         s->in_transform = xyz_to_flat;
3814         err = prepare_flat_in(ctx);
3815         wf = w;
3816         hf = h;
3817         break;
3818     case PERSPECTIVE:
3819     case PANNINI:
3820         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Supplied format is not accepted as input.\n");
3821         return AVERROR(EINVAL);
3822     case DUAL_FISHEYE:
3823         s->in_transform = xyz_to_dfisheye;
3824         err = 0;
3825         wf = w;
3826         hf = h;
3827         break;
3828     case BARREL:
3829         s->in_transform = xyz_to_barrel;
3830         err = 0;
3831         wf = w / 5.f * 4.f;
3832         hf = h;
3833         break;
3834     case STEREOGRAPHIC:
3835         s->in_transform = xyz_to_stereographic;
3836         err = prepare_stereographic_in(ctx);
3837         wf = w;
3838         hf = h / 2.f;
3839         break;
3840     case MERCATOR:
3841         s->in_transform = xyz_to_mercator;
3842         err = 0;
3843         wf = w;
3844         hf = h / 2.f;
3845         break;
3846     case BALL:
3847         s->in_transform = xyz_to_ball;
3848         err = 0;
3849         wf = w;
3850         hf = h / 2.f;
3851         break;
3852     case HAMMER:
3853         s->in_transform = xyz_to_hammer;
3854         err = 0;
3855         wf = w;
3856         hf = h;
3857         break;
3858     case SINUSOIDAL:
3859         s->in_transform = xyz_to_sinusoidal;
3860         err = 0;
3861         wf = w;
3862         hf = h;
3863         break;
3864     case FISHEYE:
3865         s->in_transform = xyz_to_fisheye;
3866         err = prepare_fisheye_in(ctx);
3867         wf = w * 2;
3868         hf = h;
3869         break;
3870     case CYLINDRICAL:
3871         s->in_transform = xyz_to_cylindrical;
3872         err = prepare_cylindrical_in(ctx);
3873         wf = w;
3874         hf = h * 2.f;
3875         break;
3876     case TETRAHEDRON:
3877         s->in_transform = xyz_to_tetrahedron;
3878         err = 0;
3879         wf = w;
3880         hf = h;
3881         break;
3882     case BARREL_SPLIT:
3883         s->in_transform = xyz_to_barrelsplit;
3884         err = 0;
3885         wf = w * 4.f / 3.f;
3886         hf = h;
3887         break;
3888     case TSPYRAMID:
3889         s->in_transform = xyz_to_tspyramid;
3890         err = 0;
3891         wf = w;
3892         hf = h;
3893         break;
3894     case HEQUIRECTANGULAR:
3895         s->in_transform = xyz_to_hequirect;
3896         err = 0;
3897         wf = w * 2.f;
3898         hf = h;
3899         break;
3900     default:
3901         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Specified input format is not handled.\n");
3902         return AVERROR_BUG;
3903     }
3904
3905     if (err != 0) {
3906         return err;
3907     }
3908
3909     switch (s->out) {
3910     case EQUIRECTANGULAR:
3911         s->out_transform = equirect_to_xyz;
3912         prepare_out = NULL;
3913         w = lrintf(wf);
3914         h = lrintf(hf);
3915         break;
3916     case CUBEMAP_3_2:
3917         s->out_transform = cube3x2_to_xyz;
3918         prepare_out = prepare_cube_out;
3919         w = lrintf(wf / 4.f * 3.f);
3920         h = lrintf(hf);
3921         break;
3922     case CUBEMAP_1_6:
3923         s->out_transform = cube1x6_to_xyz;
3924         prepare_out = prepare_cube_out;
3925         w = lrintf(wf / 4.f);
3926         h = lrintf(hf * 3.f);
3927         break;
3928     case CUBEMAP_6_1:
3929         s->out_transform = cube6x1_to_xyz;
3930         prepare_out = prepare_cube_out;
3931         w = lrintf(wf / 2.f * 3.f);
3932         h = lrintf(hf / 2.f);
3933         break;
3934     case EQUIANGULAR:
3935         s->out_transform = eac_to_xyz;
3936         prepare_out = prepare_eac_out;
3937         w = lrintf(wf);
3938         h = lrintf(hf / 8.f * 9.f);
3939         break;
3940     case FLAT:
3941         s->out_transform = flat_to_xyz;
3942         prepare_out = prepare_flat_out;
3943         w = lrintf(wf);
3944         h = lrintf(hf);
3945         break;
3946     case DUAL_FISHEYE:
3947         s->out_transform = dfisheye_to_xyz;
3948         prepare_out = NULL;
3949         w = lrintf(wf);
3950         h = lrintf(hf);
3951         break;
3952     case BARREL:
3953         s->out_transform = barrel_to_xyz;
3954         prepare_out = NULL;
3955         w = lrintf(wf / 4.f * 5.f);
3956         h = lrintf(hf);
3957         break;
3958     case STEREOGRAPHIC:
3959         s->out_transform = stereographic_to_xyz;
3960         prepare_out = prepare_stereographic_out;
3961         w = lrintf(wf);
3962         h = lrintf(hf * 2.f);
3963         break;
3964     case MERCATOR:
3965         s->out_transform = mercator_to_xyz;
3966         prepare_out = NULL;
3967         w = lrintf(wf);
3968         h = lrintf(hf * 2.f);
3969         break;
3970     case BALL:
3971         s->out_transform = ball_to_xyz;
3972         prepare_out = NULL;
3973         w = lrintf(wf);
3974         h = lrintf(hf * 2.f);
3975         break;
3976     case HAMMER:
3977         s->out_transform = hammer_to_xyz;
3978         prepare_out = NULL;
3979         w = lrintf(wf);
3980         h = lrintf(hf);
3981         break;
3982     case SINUSOIDAL:
3983         s->out_transform = sinusoidal_to_xyz;
3984         prepare_out = NULL;
3985         w = lrintf(wf);
3986         h = lrintf(hf);
3987         break;
3988     case FISHEYE:
3989         s->out_transform = fisheye_to_xyz;
3990         prepare_out = prepare_fisheye_out;
3991         w = lrintf(wf * 0.5f);
3992         h = lrintf(hf);
3993         break;
3994     case PANNINI:
3995         s->out_transform = pannini_to_xyz;
3996         prepare_out = NULL;
3997         w = lrintf(wf);
3998         h = lrintf(hf);
3999         break;
4000     case CYLINDRICAL:
4001         s->out_transform = cylindrical_to_xyz;
4002         prepare_out = prepare_cylindrical_out;
4003         w = lrintf(wf);
4004         h = lrintf(hf * 0.5f);
4005         break;
4006     case PERSPECTIVE:
4007         s->out_transform = perspective_to_xyz;
4008         prepare_out = NULL;
4009         w = lrintf(wf / 2.f);
4010         h = lrintf(hf);
4011         break;
4012     case TETRAHEDRON:
4013         s->out_transform = tetrahedron_to_xyz;
4014         prepare_out = NULL;
4015         w = lrintf(wf);
4016         h = lrintf(hf);
4017         break;
4018     case BARREL_SPLIT:
4019         s->out_transform = barrelsplit_to_xyz;
4020         prepare_out = NULL;
4021         w = lrintf(wf / 4.f * 3.f);
4022         h = lrintf(hf);
4023         break;
4024     case TSPYRAMID:
4025         s->out_transform = tspyramid_to_xyz;
4026         prepare_out = NULL;
4027         w = lrintf(wf);
4028         h = lrintf(hf);
4029         break;
4030     case HEQUIRECTANGULAR:
4031         s->out_transform = hequirect_to_xyz;
4032         prepare_out = NULL;
4033         w = lrintf(wf / 2.f);
4034         h = lrintf(hf);
4035         break;
4036     default:
4037         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Specified output format is not handled.\n");
4038         return AVERROR_BUG;
4039     }
4040
4041     // Override resolution with user values if specified
4042     if (s->width > 0 && s->height <= 0 && s->h_fov > 0.f && s->v_fov > 0.f &&
4043         s->out == FLAT && s->d_fov == 0.f) {
4044         w = s->width;
4045         h = w / tanf(s->h_fov * M_PI / 360.f) * tanf(s->v_fov * M_PI / 360.f);
4046     } else if (s->width <= 0 && s->height > 0 && s->h_fov > 0.f && s->v_fov > 0.f &&
4047         s->out == FLAT && s->d_fov == 0.f) {
4048         h = s->height;
4049         w = h / tanf(s->v_fov * M_PI / 360.f) * tanf(s->h_fov * M_PI / 360.f);
4050     } else if (s->width > 0 && s->height > 0) {
4051         w = s->width;
4052         h = s->height;
4053     } else if (s->width > 0 || s->height > 0) {
4054         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Both width and height values should be specified.\n");
4055         return AVERROR(EINVAL);
4056     } else {
4057         if (s->out_transpose)
4058             FFSWAP(int, w, h);
4059
4060         if (s->in_transpose)
4061             FFSWAP(int, w, h);
4062     }
4063
4064     s->width  = w;
4065     s->height = h;
4066
4067     if (s->d_fov > 0.f)
4068         fov_from_dfov(s->out, s->d_fov, w, h, &s->h_fov, &s->v_fov);
4069
4070     if (prepare_out) {
4071         err = prepare_out(ctx);
4072         if (err != 0)
4073             return err;
4074     }
4075
4076     set_dimensions(s->pr_width, s->pr_height, w, h, desc);
4077
4078     switch (s->out_stereo) {
4079     case STEREO_2D:
4080         out_offset_w = out_offset_h = 0;
4081         break;
4082     case STEREO_SBS:
4083         out_offset_w = w;
4084         out_offset_h = 0;
4085         w *= 2;
4086         break;
4087     case STEREO_TB:
4088         out_offset_w = 0;
4089         out_offset_h = h;
4090         h *= 2;
4091         break;
4092     default:
4093         av_assert0(0);
4094     }
4095
4096     set_dimensions(s->out_offset_w, s->out_offset_h, out_offset_w, out_offset_h, desc);
4097     set_dimensions(s->planewidth, s->planeheight, w, h, desc);
4098
4099     for (int i = 0; i < 4; i++)
4100         s->uv_linesize[i] = FFALIGN(s->pr_width[i], 8);
4101
4102     outlink->h = h;
4103     outlink->w = w;
4104
4105     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
4106     have_alpha   = !!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_ALPHA);
4107
4108     if (desc->log2_chroma_h == desc->log2_chroma_w && desc->log2_chroma_h == 0) {
4109         s->nb_allocated = 1;
4110         s->map[0] = s->map[1] = s->map[2] = s->map[3] = 0;
4111     } else {
4112         s->nb_allocated = 2;
4113         s->map[0] = s->map[3] = 0;
4114         s->map[1] = s->map[2] = 1;
4115     }
4116
4117     for (int i = 0; i < s->nb_allocated; i++)
4118         allocate_plane(s, sizeof_uv, sizeof_ker, sizeof_mask * have_alpha * s->alpha, i);
4119
4120     calculate_rotation_matrix(s->yaw, s->pitch, s->roll, s->rot_mat, s->rotation_order);
4121     set_mirror_modifier(s->h_flip, s->v_flip, s->d_flip, s->output_mirror_modifier);
4122
4123     ctx->internal->execute(ctx, v360_slice, NULL, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
4124
4125     return 0;
4126 }
4127
4128 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
4129 {
4130     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
4131     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
4132     V360Context *s = ctx->priv;
4133     AVFrame *out;
4134     ThreadData td;
4135
4136     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
4137     if (!out) {
4138         av_frame_free(&in);
4139         return AVERROR(ENOMEM);
4140     }
4141     av_frame_copy_props(out, in);
4142
4143     td.in = in;
4144     td.out = out;
4145
4146     ctx->internal->execute(ctx, s->remap_slice, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
4147
4148     av_frame_free(&in);
4149     return ff_filter_frame(outlink, out);
4150 }
4151
4152 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
4153                            char *res, int res_len, int flags)
4154 {
4155     int ret;
4156
4157     ret = ff_filter_process_command(ctx, cmd, args, res, res_len, flags);
4158     if (ret < 0)
4159         return ret;
4160
4161     return config_output(ctx->outputs[0]);
4162 }
4163
4164 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
4165 {
4166     V360Context *s = ctx->priv;
4167
4168     for (int p = 0; p < s->nb_allocated; p++) {
4169         av_freep(&s->u[p]);
4170         av_freep(&s->v[p]);
4171         av_freep(&s->ker[p]);
4172     }
4173     av_freep(&s->mask);
4174 }
4175
4176 static const AVFilterPad inputs[] = {
4177     {
4178         .name         = "default",
4179         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
4180         .filter_frame = filter_frame,
4181     },
4182     { NULL }
4183 };
4184
4185 static const AVFilterPad outputs[] = {
4186     {
4187         .name         = "default",
4188         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
4189         .config_props = config_output,
4190     },
4191     { NULL }
4192 };
4193
4194 AVFilter ff_vf_v360 = {
4195     .name          = "v360",
4196     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert 360 projection of video."),
4197     .priv_size     = sizeof(V360Context),
4198     .uninit        = uninit,
4199     .query_formats = query_formats,
4200     .inputs        = inputs,
4201     .outputs       = outputs,
4202     .priv_class    = &v360_class,
4203     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
4204     .process_command = process_command,
4205 };