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 / (s->out_width  / 3.f) : 1.f - s->out_pad;
1269     const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (s->out_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 / (s->in_width  / 3.f) : 1.f - s->in_pad;
1308     const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (s->in_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) / s->out_width : 1.f - s->out_pad;
1397     const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (s->out_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 / (s->out_width / 6.f)   : 1.f - s->out_pad;
1430     const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fout_pad) / s->out_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) / s->in_width : 1.f - s->in_pad;
1465     const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (s->in_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 / (s->in_width / 6.f)   : 1.f - s->in_pad;
1545     const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fin_pad) / s->in_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 xy = x * x + y * y;
1700
1701     vec[0] = 2.f * x / (1.f + xy);
1702     vec[1] = (-1.f + xy) / (1.f + xy);
1703     vec[2] = 2.f * y / (1.f + xy);
1704
1705     normalize_vector(vec);
1706
1707     return 1;
1708 }
1709
1710 /**
1711  * Prepare data for processing stereographic input format.
1712  *
1713  * @param ctx filter context
1714  *
1715  * @return error code
1716  */
1717 static int prepare_stereographic_in(AVFilterContext *ctx)
1718 {
1719     V360Context *s = ctx->priv;
1720
1721     s->iflat_range[0] = tanf(FFMIN(s->ih_fov, 359.f) * M_PI / 720.f);
1722     s->iflat_range[1] = tanf(FFMIN(s->iv_fov, 359.f) * M_PI / 720.f);
1723
1724     return 0;
1725 }
1726
1727 /**
1728  * Calculate frame position in stereographic format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1729  *
1730  * @param s filter private context
1731  * @param vec coordinates on sphere
1732  * @param width frame width
1733  * @param height frame height
1734  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1735  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1736  * @param du horizontal relative coordinate
1737  * @param dv vertical relative coordinate
1738  */
1739 static int xyz_to_stereographic(const V360Context *s,
1740                                 const float *vec, int width, int height,
1741                                 int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1742 {
1743     const float x = vec[0] / (1.f - vec[1]) / s->iflat_range[0] * s->input_mirror_modifier[0];
1744     const float y = vec[2] / (1.f - vec[1]) / s->iflat_range[1] * s->input_mirror_modifier[1];
1745
1746     const float uf = (x + 1.f) * width  / 2.f;
1747     const float vf = (y + 1.f) * height / 2.f;
1748
1749     const int ui = floorf(uf);
1750     const int vi = floorf(vf);
1751
1752     const int visible = isfinite(x) && isfinite(y) && vi >= 0 && vi < height && ui >= 0 && ui < width;
1753
1754     *du = visible ? uf - ui : 0.f;
1755     *dv = visible ? vf - vi : 0.f;
1756
1757     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1758         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1759             us[i][j] = visible ? av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1) : 0;
1760             vs[i][j] = visible ? av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1) : 0;
1761         }
1762     }
1763
1764     return visible;
1765 }
1766
1767 /**
1768  * Calculate frame position in equirectangular format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1769  *
1770  * @param s filter private context
1771  * @param vec coordinates on sphere
1772  * @param width frame width
1773  * @param height frame height
1774  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1775  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1776  * @param du horizontal relative coordinate
1777  * @param dv vertical relative coordinate
1778  */
1779 static int xyz_to_equirect(const V360Context *s,
1780                            const float *vec, int width, int height,
1781                            int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1782 {
1783     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
1784     const float theta = asinf(-vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
1785
1786     const float uf = (phi   / M_PI   + 1.f) * width  / 2.f;
1787     const float vf = (theta / M_PI_2 + 1.f) * height / 2.f;
1788
1789     const int ui = floorf(uf);
1790     const int vi = floorf(vf);
1791
1792     *du = uf - ui;
1793     *dv = vf - vi;
1794
1795     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1796         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1797             us[i][j] = ereflectx(ui + j - 1, vi + i - 1, width, height);
1798             vs[i][j] = reflecty(vi + i - 1, height);
1799         }
1800     }
1801
1802     return 1;
1803 }
1804
1805 /**
1806  * Calculate frame position in half equirectangular format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1807  *
1808  * @param s filter private context
1809  * @param vec coordinates on sphere
1810  * @param width frame width
1811  * @param height frame height
1812  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1813  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1814  * @param du horizontal relative coordinate
1815  * @param dv vertical relative coordinate
1816  */
1817 static int xyz_to_hequirect(const V360Context *s,
1818                             const float *vec, int width, int height,
1819                             int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1820 {
1821     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
1822     const float theta = asinf(-vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
1823
1824     const float uf = (phi   / M_PI_2 + 1.f) * width  / 2.f;
1825     const float vf = (theta / M_PI_2 + 1.f) * height / 2.f;
1826
1827     const int ui = floorf(uf);
1828     const int vi = floorf(vf);
1829
1830     const int visible = phi >= -M_PI_2 && phi <= M_PI_2;
1831
1832     *du = uf - ui;
1833     *dv = vf - vi;
1834
1835     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1836         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1837             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
1838             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
1839         }
1840     }
1841
1842     return visible;
1843 }
1844
1845 /**
1846  * Prepare data for processing flat input format.
1847  *
1848  * @param ctx filter context
1849  *
1850  * @return error code
1851  */
1852 static int prepare_flat_in(AVFilterContext *ctx)
1853 {
1854     V360Context *s = ctx->priv;
1855
1856     s->iflat_range[0] = tanf(0.5f * s->ih_fov * M_PI / 180.f);
1857     s->iflat_range[1] = tanf(0.5f * s->iv_fov * M_PI / 180.f);
1858
1859     return 0;
1860 }
1861
1862 /**
1863  * Calculate frame position in flat format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1864  *
1865  * @param s filter private context
1866  * @param vec coordinates on sphere
1867  * @param width frame width
1868  * @param height frame height
1869  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1870  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1871  * @param du horizontal relative coordinate
1872  * @param dv vertical relative coordinate
1873  */
1874 static int xyz_to_flat(const V360Context *s,
1875                        const float *vec, int width, int height,
1876                        int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1877 {
1878     const float theta = acosf(vec[2]);
1879     const float r = tanf(theta);
1880     const float rr = fabsf(r) < 1e+6f ? r : hypotf(width, height);
1881     const float zf = -vec[2];
1882     const float h = hypotf(vec[0], vec[1]);
1883     const float c = h <= 1e-6f ? 1.f : rr / h;
1884     float uf = -vec[0] * c / s->iflat_range[0] * s->input_mirror_modifier[0];
1885     float vf =  vec[1] * c / s->iflat_range[1] * s->input_mirror_modifier[1];
1886     int visible, ui, vi;
1887
1888     uf = zf >= 0.f ? (uf + 1.f) * width  / 2.f : 0.f;
1889     vf = zf >= 0.f ? (vf + 1.f) * height / 2.f : 0.f;
1890
1891     ui = floorf(uf);
1892     vi = floorf(vf);
1893
1894     visible = vi >= 0 && vi < height && ui >= 0 && ui < width && zf >= 0.f;
1895
1896     *du = uf - ui;
1897     *dv = vf - vi;
1898
1899     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1900         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1901             us[i][j] = visible ? av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1) : 0;
1902             vs[i][j] = visible ? av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1) : 0;
1903         }
1904     }
1905
1906     return visible;
1907 }
1908
1909 /**
1910  * Calculate frame position in mercator format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1911  *
1912  * @param s filter private context
1913  * @param vec coordinates on sphere
1914  * @param width frame width
1915  * @param height frame height
1916  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1917  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1918  * @param du horizontal relative coordinate
1919  * @param dv vertical relative coordinate
1920  */
1921 static int xyz_to_mercator(const V360Context *s,
1922                            const float *vec, int width, int height,
1923                            int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1924 {
1925     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
1926     const float theta = -vec[1] * s->input_mirror_modifier[1];
1927
1928     const float uf = (phi / M_PI + 1.f) * width / 2.f;
1929     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;
1930
1931     const int ui = floorf(uf);
1932     const int vi = floorf(vf);
1933
1934     *du = uf - ui;
1935     *dv = vf - vi;
1936
1937     for (int i = 0; i < 4; i++) {
1938         for (int j = 0; j < 4; j++) {
1939             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
1940             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
1941         }
1942     }
1943
1944     return 1;
1945 }
1946
1947 /**
1948  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in mercator format.
1949  *
1950  * @param s filter private context
1951  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1952  * @param j vertical position on frame [0, height)
1953  * @param width frame width
1954  * @param height frame height
1955  * @param vec coordinates on sphere
1956  */
1957 static int mercator_to_xyz(const V360Context *s,
1958                            int i, int j, int width, int height,
1959                            float *vec)
1960 {
1961     const float phi = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f) * M_PI + M_PI_2;
1962     const float y   = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f) * M_PI;
1963     const float div = expf(2.f * y) + 1.f;
1964
1965     const float sin_phi   = sinf(phi);
1966     const float cos_phi   = cosf(phi);
1967     const float sin_theta = -2.f * expf(y) / div;
1968     const float cos_theta = -(expf(2.f * y) - 1.f) / div;
1969
1970     vec[0] = sin_theta * cos_phi;
1971     vec[1] = cos_theta;
1972     vec[2] = sin_theta * sin_phi;
1973
1974     return 1;
1975 }
1976
1977 /**
1978  * Calculate frame position in ball format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1979  *
1980  * @param s filter private context
1981  * @param vec coordinates on sphere
1982  * @param width frame width
1983  * @param height frame height
1984  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1985  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1986  * @param du horizontal relative coordinate
1987  * @param dv vertical relative coordinate
1988  */
1989 static int xyz_to_ball(const V360Context *s,
1990                        const float *vec, int width, int height,
1991                        int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1992 {
1993     const float l = hypotf(vec[0], vec[1]);
1994     const float r = sqrtf(1.f + vec[2]) / M_SQRT2;
1995
1996     const float uf = (1.f + r * vec[0] * s->input_mirror_modifier[0] / (l > 0.f ? l : 1.f)) * width  * 0.5f;
1997     const float vf = (1.f - r * vec[1] * s->input_mirror_modifier[1] / (l > 0.f ? l : 1.f)) * height * 0.5f;
1998
1999     const int ui = floorf(uf);
2000     const int vi = floorf(vf);
2001
2002     *du = uf - ui;
2003     *dv = vf - vi;
2004
2005     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2006         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2007             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
2008             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
2009         }
2010     }
2011
2012     return 1;
2013 }
2014
2015 /**
2016  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in ball format.
2017  *
2018  * @param s filter private context
2019  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2020  * @param j vertical position on frame [0, height)
2021  * @param width frame width
2022  * @param height frame height
2023  * @param vec coordinates on sphere
2024  */
2025 static int ball_to_xyz(const V360Context *s,
2026                        int i, int j, int width, int height,
2027                        float *vec)
2028 {
2029     const float x = (2.f * i + 1.f) / width  - 1.f;
2030     const float y = (2.f * j + 1.f) / height - 1.f;
2031     const float l = hypotf(x, y);
2032
2033     if (l <= 1.f) {
2034         const float z = 2.f * l * sqrtf(1.f - l * l);
2035
2036         vec[0] =  z * x / (l > 0.f ? l : 1.f);
2037         vec[1] = -z * y / (l > 0.f ? l : 1.f);
2038         vec[2] = -1.f + 2.f * l * l;
2039     } else {
2040         vec[0] =  0.f;
2041         vec[1] = -1.f;
2042         vec[2] =  0.f;
2043         return 0;
2044     }
2045
2046     return 1;
2047 }
2048
2049 /**
2050  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in hammer format.
2051  *
2052  * @param s filter private context
2053  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2054  * @param j vertical position on frame [0, height)
2055  * @param width frame width
2056  * @param height frame height
2057  * @param vec coordinates on sphere
2058  */
2059 static int hammer_to_xyz(const V360Context *s,
2060                          int i, int j, int width, int height,
2061                          float *vec)
2062 {
2063     const float x = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f);
2064     const float y = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2065
2066     const float xx = x * x;
2067     const float yy = y * y;
2068
2069     const float z = sqrtf(1.f - xx * 0.5f - yy * 0.5f);
2070
2071     const float a = M_SQRT2 * x * z;
2072     const float b = 2.f * z * z - 1.f;
2073
2074     const float aa = a * a;
2075     const float bb = b * b;
2076
2077     const float w = sqrtf(1.f - 2.f * yy * z * z);
2078
2079     vec[0] =  w * 2.f * a * b / (aa + bb);
2080     vec[1] = -M_SQRT2 * y * z;
2081     vec[2] = -w * (bb  - aa) / (aa + bb);
2082
2083     normalize_vector(vec);
2084
2085     return 1;
2086 }
2087
2088 /**
2089  * Calculate frame position in hammer format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2090  *
2091  * @param s filter private context
2092  * @param vec coordinates on sphere
2093  * @param width frame width
2094  * @param height frame height
2095  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2096  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2097  * @param du horizontal relative coordinate
2098  * @param dv vertical relative coordinate
2099  */
2100 static int xyz_to_hammer(const V360Context *s,
2101                          const float *vec, int width, int height,
2102                          int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2103 {
2104     const float theta = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
2105
2106     const float z = sqrtf(1.f + sqrtf(1.f - vec[1] * vec[1]) * cosf(theta * 0.5f));
2107     const float x = sqrtf(1.f - vec[1] * vec[1]) * sinf(theta * 0.5f) / z;
2108     const float y = -vec[1] / z * s->input_mirror_modifier[1];
2109
2110     const float uf = (x + 1.f) * width  / 2.f;
2111     const float vf = (y + 1.f) * height / 2.f;
2112
2113     const int ui = floorf(uf);
2114     const int vi = floorf(vf);
2115
2116     *du = uf - ui;
2117     *dv = vf - vi;
2118
2119     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2120         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2121             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
2122             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
2123         }
2124     }
2125
2126     return 1;
2127 }
2128
2129 /**
2130  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in sinusoidal format.
2131  *
2132  * @param s filter private context
2133  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2134  * @param j vertical position on frame [0, height)
2135  * @param width frame width
2136  * @param height frame height
2137  * @param vec coordinates on sphere
2138  */
2139 static int sinusoidal_to_xyz(const V360Context *s,
2140                              int i, int j, int width, int height,
2141                              float *vec)
2142 {
2143     const float theta = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f) * M_PI_2;
2144     const float phi   = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f) * M_PI / cosf(theta);
2145
2146     const float sin_phi   = sinf(phi);
2147     const float cos_phi   = cosf(phi);
2148     const float sin_theta = sinf(theta);
2149     const float cos_theta = cosf(theta);
2150
2151     vec[0] =  cos_theta * sin_phi;
2152     vec[1] = -sin_theta;
2153     vec[2] = -cos_theta * cos_phi;
2154
2155     normalize_vector(vec);
2156
2157     return 1;
2158 }
2159
2160 /**
2161  * Calculate frame position in sinusoidal format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2162  *
2163  * @param s filter private context
2164  * @param vec coordinates on sphere
2165  * @param width frame width
2166  * @param height frame height
2167  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2168  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2169  * @param du horizontal relative coordinate
2170  * @param dv vertical relative coordinate
2171  */
2172 static int xyz_to_sinusoidal(const V360Context *s,
2173                              const float *vec, int width, int height,
2174                              int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2175 {
2176     const float theta = asinf(-vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
2177     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0] * cosf(theta);
2178
2179     const float uf = (phi   / M_PI   + 1.f) * width  / 2.f;
2180     const float vf = (theta / M_PI_2 + 1.f) * height / 2.f;
2181
2182     const int ui = floorf(uf);
2183     const int vi = floorf(vf);
2184
2185     *du = uf - ui;
2186     *dv = vf - vi;
2187
2188     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2189         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2190             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
2191             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
2192         }
2193     }
2194
2195     return 1;
2196 }
2197
2198 /**
2199  * Prepare data for processing equi-angular cubemap input format.
2200  *
2201  * @param ctx filter context
2202  *
2203  * @return error code
2204  */
2205 static int prepare_eac_in(AVFilterContext *ctx)
2206 {
2207     V360Context *s = ctx->priv;
2208
2209     if (s->ih_flip && s->iv_flip) {
2210         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = BOTTOM_LEFT;
2211         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = BOTTOM_RIGHT;
2212         s->in_cubemap_face_order[UP]    = TOP_LEFT;
2213         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = TOP_RIGHT;
2214         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = BOTTOM_MIDDLE;
2215         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = TOP_MIDDLE;
2216     } else if (s->ih_flip) {
2217         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = TOP_LEFT;
2218         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = TOP_RIGHT;
2219         s->in_cubemap_face_order[UP]    = BOTTOM_LEFT;
2220         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = BOTTOM_RIGHT;
2221         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = TOP_MIDDLE;
2222         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = BOTTOM_MIDDLE;
2223     } else if (s->iv_flip) {
2224         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = BOTTOM_RIGHT;
2225         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = BOTTOM_LEFT;
2226         s->in_cubemap_face_order[UP]    = TOP_RIGHT;
2227         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = TOP_LEFT;
2228         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = BOTTOM_MIDDLE;
2229         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = TOP_MIDDLE;
2230     } else {
2231         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = TOP_RIGHT;
2232         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = TOP_LEFT;
2233         s->in_cubemap_face_order[UP]    = BOTTOM_RIGHT;
2234         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = BOTTOM_LEFT;
2235         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = TOP_MIDDLE;
2236         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = BOTTOM_MIDDLE;
2237     }
2238
2239     if (s->iv_flip) {
2240         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_LEFT]      = ROT_270;
2241         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_MIDDLE]    = ROT_90;
2242         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_RIGHT]     = ROT_270;
2243         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_LEFT]   = ROT_0;
2244         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_MIDDLE] = ROT_0;
2245         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_RIGHT]  = ROT_0;
2246     } else {
2247         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_LEFT]      = ROT_0;
2248         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_MIDDLE]    = ROT_0;
2249         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_RIGHT]     = ROT_0;
2250         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_LEFT]   = ROT_270;
2251         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_MIDDLE] = ROT_90;
2252         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_RIGHT]  = ROT_270;
2253     }
2254
2255     return 0;
2256 }
2257
2258 /**
2259  * Prepare data for processing equi-angular cubemap output format.
2260  *
2261  * @param ctx filter context
2262  *
2263  * @return error code
2264  */
2265 static int prepare_eac_out(AVFilterContext *ctx)
2266 {
2267     V360Context *s = ctx->priv;
2268
2269     s->out_cubemap_direction_order[TOP_LEFT]      = LEFT;
2270     s->out_cubemap_direction_order[TOP_MIDDLE]    = FRONT;
2271     s->out_cubemap_direction_order[TOP_RIGHT]     = RIGHT;
2272     s->out_cubemap_direction_order[BOTTOM_LEFT]   = DOWN;
2273     s->out_cubemap_direction_order[BOTTOM_MIDDLE] = BACK;
2274     s->out_cubemap_direction_order[BOTTOM_RIGHT]  = UP;
2275
2276     s->out_cubemap_face_rotation[TOP_LEFT]      = ROT_0;
2277     s->out_cubemap_face_rotation[TOP_MIDDLE]    = ROT_0;
2278     s->out_cubemap_face_rotation[TOP_RIGHT]     = ROT_0;
2279     s->out_cubemap_face_rotation[BOTTOM_LEFT]   = ROT_270;
2280     s->out_cubemap_face_rotation[BOTTOM_MIDDLE] = ROT_90;
2281     s->out_cubemap_face_rotation[BOTTOM_RIGHT]  = ROT_270;
2282
2283     return 0;
2284 }
2285
2286 /**
2287  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in equi-angular cubemap format.
2288  *
2289  * @param s filter private context
2290  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2291  * @param j vertical position on frame [0, height)
2292  * @param width frame width
2293  * @param height frame height
2294  * @param vec coordinates on sphere
2295  */
2296 static int eac_to_xyz(const V360Context *s,
2297                       int i, int j, int width, int height,
2298                       float *vec)
2299 {
2300     const float pixel_pad = 2;
2301     const float u_pad = pixel_pad / width;
2302     const float v_pad = pixel_pad / height;
2303
2304     int u_face, v_face, face;
2305
2306     float l_x, l_y, l_z;
2307
2308     float uf = (i + 0.5f) / width;
2309     float vf = (j + 0.5f) / height;
2310
2311     // EAC has 2-pixel padding on faces except between faces on the same row
2312     // Padding pixels seems not to be stretched with tangent as regular pixels
2313     // Formulas below approximate original padding as close as I could get experimentally
2314
2315     // Horizontal padding
2316     uf = 3.f * (uf - u_pad) / (1.f - 2.f * u_pad);
2317     if (uf < 0.f) {
2318         u_face = 0;
2319         uf -= 0.5f;
2320     } else if (uf >= 3.f) {
2321         u_face = 2;
2322         uf -= 2.5f;
2323     } else {
2324         u_face = floorf(uf);
2325         uf = fmodf(uf, 1.f) - 0.5f;
2326     }
2327
2328     // Vertical padding
2329     v_face = floorf(vf * 2.f);
2330     vf = (vf - v_pad - 0.5f * v_face) / (0.5f - 2.f * v_pad) - 0.5f;
2331
2332     if (uf >= -0.5f && uf < 0.5f) {
2333         uf = tanf(M_PI_2 * uf);
2334     } else {
2335         uf = 2.f * uf;
2336     }
2337     if (vf >= -0.5f && vf < 0.5f) {
2338         vf = tanf(M_PI_2 * vf);
2339     } else {
2340         vf = 2.f * vf;
2341     }
2342
2343     face = u_face + 3 * v_face;
2344
2345     switch (face) {
2346     case TOP_LEFT:
2347         l_x = -1.f;
2348         l_y = -vf;
2349         l_z = -uf;
2350         break;
2351     case TOP_MIDDLE:
2352         l_x =  uf;
2353         l_y = -vf;
2354         l_z = -1.f;
2355         break;
2356     case TOP_RIGHT:
2357         l_x =  1.f;
2358         l_y = -vf;
2359         l_z =  uf;
2360         break;
2361     case BOTTOM_LEFT:
2362         l_x = -vf;
2363         l_y = -1.f;
2364         l_z =  uf;
2365         break;
2366     case BOTTOM_MIDDLE:
2367         l_x = -vf;
2368         l_y =  uf;
2369         l_z =  1.f;
2370         break;
2371     case BOTTOM_RIGHT:
2372         l_x = -vf;
2373         l_y =  1.f;
2374         l_z = -uf;
2375         break;
2376     default:
2377         av_assert0(0);
2378     }
2379
2380     vec[0] = l_x;
2381     vec[1] = l_y;
2382     vec[2] = l_z;
2383
2384     normalize_vector(vec);
2385
2386     return 1;
2387 }
2388
2389 /**
2390  * Calculate frame position in equi-angular cubemap format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2391  *
2392  * @param s filter private context
2393  * @param vec coordinates on sphere
2394  * @param width frame width
2395  * @param height frame height
2396  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2397  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2398  * @param du horizontal relative coordinate
2399  * @param dv vertical relative coordinate
2400  */
2401 static int xyz_to_eac(const V360Context *s,
2402                       const float *vec, int width, int height,
2403                       int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2404 {
2405     const float pixel_pad = 2;
2406     const float u_pad = pixel_pad / width;
2407     const float v_pad = pixel_pad / height;
2408
2409     float uf, vf;
2410     int ui, vi;
2411     int direction, face;
2412     int u_face, v_face;
2413
2414     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &direction);
2415
2416     face = s->in_cubemap_face_order[direction];
2417     u_face = face % 3;
2418     v_face = face / 3;
2419
2420     uf = M_2_PI * atanf(uf) + 0.5f;
2421     vf = M_2_PI * atanf(vf) + 0.5f;
2422
2423     // These formulas are inversed from eac_to_xyz ones
2424     uf = (uf + u_face) * (1.f - 2.f * u_pad) / 3.f + u_pad;
2425     vf = vf * (0.5f - 2.f * v_pad) + v_pad + 0.5f * v_face;
2426
2427     uf *= width;
2428     vf *= height;
2429
2430     uf -= 0.5f;
2431     vf -= 0.5f;
2432
2433     ui = floorf(uf);
2434     vi = floorf(vf);
2435
2436     *du = uf - ui;
2437     *dv = vf - vi;
2438
2439     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2440         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2441             us[i][j] = av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1);
2442             vs[i][j] = av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1);
2443         }
2444     }
2445
2446     return 1;
2447 }
2448
2449 /**
2450  * Prepare data for processing flat output format.
2451  *
2452  * @param ctx filter context
2453  *
2454  * @return error code
2455  */
2456 static int prepare_flat_out(AVFilterContext *ctx)
2457 {
2458     V360Context *s = ctx->priv;
2459
2460     s->flat_range[0] = tanf(0.5f * s->h_fov * M_PI / 180.f);
2461     s->flat_range[1] = tanf(0.5f * s->v_fov * M_PI / 180.f);
2462
2463     return 0;
2464 }
2465
2466 /**
2467  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in flat format.
2468  *
2469  * @param s filter private context
2470  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2471  * @param j vertical position on frame [0, height)
2472  * @param width frame width
2473  * @param height frame height
2474  * @param vec coordinates on sphere
2475  */
2476 static int flat_to_xyz(const V360Context *s,
2477                        int i, int j, int width, int height,
2478                        float *vec)
2479 {
2480     const float l_x =  s->flat_range[0] * ((2.f * i + 0.5f) / width  - 1.f);
2481     const float l_y = -s->flat_range[1] * ((2.f * j + 0.5f) / height - 1.f);
2482
2483     vec[0] =  l_x;
2484     vec[1] =  l_y;
2485     vec[2] = -1.f;
2486
2487     normalize_vector(vec);
2488
2489     return 1;
2490 }
2491
2492 /**
2493  * Prepare data for processing fisheye output format.
2494  *
2495  * @param ctx filter context
2496  *
2497  * @return error code
2498  */
2499 static int prepare_fisheye_out(AVFilterContext *ctx)
2500 {
2501     V360Context *s = ctx->priv;
2502
2503     s->flat_range[0] = s->h_fov / 180.f;
2504     s->flat_range[1] = s->v_fov / 180.f;
2505
2506     return 0;
2507 }
2508
2509 /**
2510  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in fisheye format.
2511  *
2512  * @param s filter private context
2513  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2514  * @param j vertical position on frame [0, height)
2515  * @param width frame width
2516  * @param height frame height
2517  * @param vec coordinates on sphere
2518  */
2519 static int fisheye_to_xyz(const V360Context *s,
2520                           int i, int j, int width, int height,
2521                           float *vec)
2522 {
2523     const float uf = s->flat_range[0] * ((2.f * i) / width  - 1.f);
2524     const float vf = s->flat_range[1] * ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2525
2526     const float phi   = -atan2f(vf, uf);
2527     const float theta = -M_PI_2 * (1.f - hypotf(uf, vf));
2528
2529     vec[0] = cosf(theta) * cosf(phi);
2530     vec[1] = cosf(theta) * sinf(phi);
2531     vec[2] = sinf(theta);
2532
2533     normalize_vector(vec);
2534
2535     return 1;
2536 }
2537
2538 /**
2539  * Prepare data for processing fisheye input format.
2540  *
2541  * @param ctx filter context
2542  *
2543  * @return error code
2544  */
2545 static int prepare_fisheye_in(AVFilterContext *ctx)
2546 {
2547     V360Context *s = ctx->priv;
2548
2549     s->iflat_range[0] = s->ih_fov / 180.f;
2550     s->iflat_range[1] = s->iv_fov / 180.f;
2551
2552     return 0;
2553 }
2554
2555 /**
2556  * Calculate frame position in fisheye format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2557  *
2558  * @param s filter private context
2559  * @param vec coordinates on sphere
2560  * @param width frame width
2561  * @param height frame height
2562  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2563  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2564  * @param du horizontal relative coordinate
2565  * @param dv vertical relative coordinate
2566  */
2567 static int xyz_to_fisheye(const V360Context *s,
2568                           const float *vec, int width, int height,
2569                           int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2570 {
2571     const float h   = hypotf(vec[0], vec[1]);
2572     const float lh  = h > 0.f ? h : 1.f;
2573     const float phi = atan2f(h, -vec[2]) / M_PI;
2574
2575     float uf =  vec[0] / lh * phi * s->input_mirror_modifier[0] / s->iflat_range[0];
2576     float vf = -vec[1] / lh * phi * s->input_mirror_modifier[1] / s->iflat_range[1];
2577
2578     const int visible = hypotf(uf, vf) <= 0.5f;
2579     int ui, vi;
2580
2581     uf = (uf + 0.5f) * width;
2582     vf = (vf + 0.5f) * height;
2583
2584     ui = floorf(uf);
2585     vi = floorf(vf);
2586
2587     *du = visible ? uf - ui : 0.f;
2588     *dv = visible ? vf - vi : 0.f;
2589
2590     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2591         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2592             us[i][j] = visible ? av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1) : 0;
2593             vs[i][j] = visible ? av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1) : 0;
2594         }
2595     }
2596
2597     return visible;
2598 }
2599
2600 /**
2601  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in pannini format.
2602  *
2603  * @param s filter private context
2604  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2605  * @param j vertical position on frame [0, height)
2606  * @param width frame width
2607  * @param height frame height
2608  * @param vec coordinates on sphere
2609  */
2610 static int pannini_to_xyz(const V360Context *s,
2611                           int i, int j, int width, int height,
2612                           float *vec)
2613 {
2614     const float uf = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f);
2615     const float vf = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2616
2617     const float d = s->h_fov;
2618     const float k = uf * uf / ((d + 1.f) * (d + 1.f));
2619     const float dscr = k * k * d * d - (k + 1.f) * (k * d * d - 1.f);
2620     const float clon = (-k * d + sqrtf(dscr)) / (k + 1.f);
2621     const float S = (d + 1.f) / (d + clon);
2622     const float lon = -(M_PI + atan2f(uf, S * clon));
2623     const float lat = -atan2f(vf, S);
2624
2625     vec[0] = sinf(lon) * cosf(lat);
2626     vec[1] = sinf(lat);
2627     vec[2] = cosf(lon) * cosf(lat);
2628
2629     normalize_vector(vec);
2630
2631     return 1;
2632 }
2633
2634 /**
2635  * Prepare data for processing cylindrical output format.
2636  *
2637  * @param ctx filter context
2638  *
2639  * @return error code
2640  */
2641 static int prepare_cylindrical_out(AVFilterContext *ctx)
2642 {
2643     V360Context *s = ctx->priv;
2644
2645     s->flat_range[0] = M_PI * s->h_fov / 360.f;
2646     s->flat_range[1] = tanf(0.5f * s->v_fov * M_PI / 180.f);
2647
2648     return 0;
2649 }
2650
2651 /**
2652  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in cylindrical format.
2653  *
2654  * @param s filter private context
2655  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2656  * @param j vertical position on frame [0, height)
2657  * @param width frame width
2658  * @param height frame height
2659  * @param vec coordinates on sphere
2660  */
2661 static int cylindrical_to_xyz(const V360Context *s,
2662                               int i, int j, int width, int height,
2663                               float *vec)
2664 {
2665     const float uf = s->flat_range[0] * ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f);
2666     const float vf = s->flat_range[1] * ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2667
2668     const float phi   = uf;
2669     const float theta = atanf(vf);
2670
2671     const float sin_phi   = sinf(phi);
2672     const float cos_phi   = cosf(phi);
2673     const float sin_theta = sinf(theta);
2674     const float cos_theta = cosf(theta);
2675
2676     vec[0] =  cos_theta * sin_phi;
2677     vec[1] = -sin_theta;
2678     vec[2] = -cos_theta * cos_phi;
2679
2680     normalize_vector(vec);
2681
2682     return 1;
2683 }
2684
2685 /**
2686  * Prepare data for processing cylindrical input format.
2687  *
2688  * @param ctx filter context
2689  *
2690  * @return error code
2691  */
2692 static int prepare_cylindrical_in(AVFilterContext *ctx)
2693 {
2694     V360Context *s = ctx->priv;
2695
2696     s->iflat_range[0] = M_PI * s->ih_fov / 360.f;
2697     s->iflat_range[1] = tanf(0.5f * s->iv_fov * M_PI / 180.f);
2698
2699     return 0;
2700 }
2701
2702 /**
2703  * Calculate frame position in cylindrical format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2704  *
2705  * @param s filter private context
2706  * @param vec coordinates on sphere
2707  * @param width frame width
2708  * @param height frame height
2709  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2710  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2711  * @param du horizontal relative coordinate
2712  * @param dv vertical relative coordinate
2713  */
2714 static int xyz_to_cylindrical(const V360Context *s,
2715                               const float *vec, int width, int height,
2716                               int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2717 {
2718     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0] / s->iflat_range[0];
2719     const float theta = asinf(-vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
2720
2721     const float uf = (phi + 1.f) * (width - 1) / 2.f;
2722     const float vf = (tanf(theta) / s->iflat_range[1] + 1.f) * height / 2.f;
2723
2724     const int ui = floorf(uf);
2725     const int vi = floorf(vf);
2726
2727     const int visible = vi >= 0 && vi < height && ui >= 0 && ui < width &&
2728                         theta <=  M_PI * s->iv_fov / 180.f &&
2729                         theta >= -M_PI * s->iv_fov / 180.f;
2730
2731     *du = uf - ui;
2732     *dv = vf - vi;
2733
2734     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2735         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2736             us[i][j] = visible ? av_clip(ui + j - 1, 0, width  - 1) : 0;
2737             vs[i][j] = visible ? av_clip(vi + i - 1, 0, height - 1) : 0;
2738         }
2739     }
2740
2741     return visible;
2742 }
2743
2744 /**
2745  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in perspective format.
2746  *
2747  * @param s filter private context
2748  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2749  * @param j vertical position on frame [0, height)
2750  * @param width frame width
2751  * @param height frame height
2752  * @param vec coordinates on sphere
2753  */
2754 static int perspective_to_xyz(const V360Context *s,
2755                               int i, int j, int width, int height,
2756                               float *vec)
2757 {
2758     const float uf = ((2.f * i + 1.f) / width  - 1.f);
2759     const float vf = ((2.f * j + 1.f) / height - 1.f);
2760     const float rh = hypotf(uf, vf);
2761     const float sinzz = 1.f - rh * rh;
2762     const float h = 1.f + s->v_fov;
2763     const float sinz = (h - sqrtf(sinzz)) / (h / rh + rh / h);
2764     const float sinz2 = sinz * sinz;
2765
2766     if (sinz2 <= 1.f) {
2767         const float cosz = sqrtf(1.f - sinz2);
2768
2769         const float theta = asinf(cosz);
2770         const float phi   = atan2f(uf, vf);
2771
2772         const float sin_phi   = sinf(phi);
2773         const float cos_phi   = cosf(phi);
2774         const float sin_theta = sinf(theta);
2775         const float cos_theta = cosf(theta);
2776
2777         vec[0] =  cos_theta * sin_phi;
2778         vec[1] =  sin_theta;
2779         vec[2] = -cos_theta * cos_phi;
2780     } else {
2781         vec[0] =  0.f;
2782         vec[1] = -1.f;
2783         vec[2] =  0.f;
2784         return 0;
2785     }
2786
2787     normalize_vector(vec);
2788     return 1;
2789 }
2790
2791 /**
2792  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in tetrahedron format.
2793  *
2794  * @param s filter private context
2795  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2796  * @param j vertical position on frame [0, height)
2797  * @param width frame width
2798  * @param height frame height
2799  * @param vec coordinates on sphere
2800  */
2801 static int tetrahedron_to_xyz(const V360Context *s,
2802                               int i, int j, int width, int height,
2803                               float *vec)
2804 {
2805     const float uf = (float)i / width;
2806     const float vf = (float)j / height;
2807
2808     vec[0] = uf < 0.5f ? uf * 4.f - 1.f : 3.f - uf * 4.f;
2809     vec[1] = 1.f - vf * 2.f;
2810     vec[2] = 2.f * fabsf(1.f - fabsf(1.f - uf * 2.f + vf)) - 1.f;
2811
2812     normalize_vector(vec);
2813
2814     return 1;
2815 }
2816
2817 /**
2818  * Calculate frame position in tetrahedron format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2819  *
2820  * @param s filter private context
2821  * @param vec coordinates on sphere
2822  * @param width frame width
2823  * @param height frame height
2824  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2825  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2826  * @param du horizontal relative coordinate
2827  * @param dv vertical relative coordinate
2828  */
2829 static int xyz_to_tetrahedron(const V360Context *s,
2830                               const float *vec, int width, int height,
2831                               int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2832 {
2833     const float d0 = vec[0] * 1.f + vec[1] * 1.f + vec[2] *-1.f;
2834     const float d1 = vec[0] *-1.f + vec[1] *-1.f + vec[2] *-1.f;
2835     const float d2 = vec[0] * 1.f + vec[1] *-1.f + vec[2] * 1.f;
2836     const float d3 = vec[0] *-1.f + vec[1] * 1.f + vec[2] * 1.f;
2837     const float d = FFMAX(d0, FFMAX3(d1, d2, d3));
2838
2839     float uf, vf, x, y, z;
2840     int ui, vi;
2841
2842     x =  vec[0] / d;
2843     y =  vec[1] / d;
2844     z = -vec[2] / d;
2845
2846     vf = 0.5f - y * 0.5f * s->input_mirror_modifier[1];
2847
2848     if ((x + y >= 0.f &&  y + z >= 0.f && -z - x <= 0.f) ||
2849         (x + y <= 0.f && -y + z >= 0.f &&  z - x >= 0.f)) {
2850         uf = 0.25f * x * s->input_mirror_modifier[0] + 0.25f;
2851     }  else {
2852         uf = 0.75f - 0.25f * x * s->input_mirror_modifier[0];
2853     }
2854
2855     uf *= width;
2856     vf *= height;
2857
2858     ui = floorf(uf);
2859     vi = floorf(vf);
2860
2861     *du = uf - ui;
2862     *dv = vf - vi;
2863
2864     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2865         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2866             us[i][j] = reflectx(ui + j - 1, vi + i - 1, width, height);
2867             vs[i][j] = reflecty(vi + i - 1, height);
2868         }
2869     }
2870
2871     return 1;
2872 }
2873
2874 /**
2875  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in dual fisheye format.
2876  *
2877  * @param s filter private context
2878  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2879  * @param j vertical position on frame [0, height)
2880  * @param width frame width
2881  * @param height frame height
2882  * @param vec coordinates on sphere
2883  */
2884 static int dfisheye_to_xyz(const V360Context *s,
2885                            int i, int j, int width, int height,
2886                            float *vec)
2887 {
2888     const float scale = 1.f + s->out_pad;
2889
2890     const float ew = width / 2.f;
2891     const float eh = height;
2892
2893     const int ei = i >= ew ? i - ew : i;
2894     const float m = i >= ew ? -1.f : 1.f;
2895
2896     const float uf = ((2.f * ei) / ew - 1.f) * scale;
2897     const float vf = ((2.f * j + 1.f) / eh - 1.f) * scale;
2898
2899     const float h     = hypotf(uf, vf);
2900     const float lh    = h > 0.f ? h : 1.f;
2901     const float theta = m * M_PI_2 * (1.f - h);
2902
2903     const float sin_theta = sinf(theta);
2904     const float cos_theta = cosf(theta);
2905
2906     vec[0] = cos_theta * m * -uf / lh;
2907     vec[1] = cos_theta *     -vf / lh;
2908     vec[2] = sin_theta;
2909
2910     normalize_vector(vec);
2911
2912     return 1;
2913 }
2914
2915 /**
2916  * Calculate frame position in dual fisheye format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2917  *
2918  * @param s filter private context
2919  * @param vec coordinates on sphere
2920  * @param width frame width
2921  * @param height frame height
2922  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2923  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2924  * @param du horizontal relative coordinate
2925  * @param dv vertical relative coordinate
2926  */
2927 static int xyz_to_dfisheye(const V360Context *s,
2928                            const float *vec, int width, int height,
2929                            int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2930 {
2931     const float scale = 1.f - s->in_pad;
2932
2933     const float ew = width / 2.f;
2934     const float eh = height;
2935
2936     const float h     = hypotf(vec[0], vec[1]);
2937     const float lh    = h > 0.f ? h : 1.f;
2938     const float theta = acosf(fabsf(vec[2])) / M_PI;
2939
2940     float uf = (theta * (-vec[0] / lh) * s->input_mirror_modifier[0] * scale + 0.5f) * ew;
2941     float vf = (theta * (-vec[1] / lh) * s->input_mirror_modifier[1] * scale + 0.5f) * eh;
2942
2943     int ui, vi;
2944     int u_shift;
2945
2946     if (vec[2] >= 0.f) {
2947         u_shift = 0;
2948     } else {
2949         u_shift = ceilf(ew);
2950         uf = ew - uf;
2951     }
2952
2953     ui = floorf(uf);
2954     vi = floorf(vf);
2955
2956     *du = uf - ui;
2957     *dv = vf - vi;
2958
2959     for (int i = 0; i < 4; i++) {
2960         for (int j = 0; j < 4; j++) {
2961             us[i][j] = av_clip(u_shift + ui + j - 1, 0, width  - 1);
2962             vs[i][j] = av_clip(          vi + i - 1, 0, height - 1);
2963         }
2964     }
2965
2966     return 1;
2967 }
2968
2969 /**
2970  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in barrel facebook's format.
2971  *
2972  * @param s filter private context
2973  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2974  * @param j vertical position on frame [0, height)
2975  * @param width frame width
2976  * @param height frame height
2977  * @param vec coordinates on sphere
2978  */
2979 static int barrel_to_xyz(const V360Context *s,
2980                          int i, int j, int width, int height,
2981                          float *vec)
2982 {
2983     const float scale = 0.99f;
2984     float l_x, l_y, l_z;
2985
2986     if (i < 4 * width / 5) {
2987         const float theta_range = M_PI_4;
2988
2989         const int ew = 4 * width / 5;
2990         const int eh = height;
2991
2992         const float phi   = ((2.f * i) / ew - 1.f) * M_PI        / scale;
2993         const float theta = ((2.f * j) / eh - 1.f) * theta_range / scale;
2994
2995         const float sin_phi   = sinf(phi);
2996         const float cos_phi   = cosf(phi);
2997         const float sin_theta = sinf(theta);
2998         const float cos_theta = cosf(theta);
2999
3000         l_x =  cos_theta * sin_phi;
3001         l_y = -sin_theta;
3002         l_z = -cos_theta * cos_phi;
3003     } else {
3004         const int ew = width  / 5;
3005         const int eh = height / 2;
3006
3007         float uf, vf;
3008
3009         if (j < eh) {   // UP
3010             uf = 2.f * (i - 4 * ew) / ew - 1.f;
3011             vf = 2.f * (j         ) / eh - 1.f;
3012
3013             uf /= scale;
3014             vf /= scale;
3015
3016             l_x =  uf;
3017             l_y =  1.f;
3018             l_z = -vf;
3019         } else {            // DOWN
3020             uf = 2.f * (i - 4 * ew) / ew - 1.f;
3021             vf = 2.f * (j -     eh) / eh - 1.f;
3022
3023             uf /= scale;
3024             vf /= scale;
3025
3026             l_x =  uf;
3027             l_y = -1.f;
3028             l_z =  vf;
3029         }
3030     }
3031
3032     vec[0] = l_x;
3033     vec[1] = l_y;
3034     vec[2] = l_z;
3035
3036     normalize_vector(vec);
3037
3038     return 1;
3039 }
3040
3041 /**
3042  * Calculate frame position in barrel facebook's format for corresponding 3D coordinates on sphere.
3043  *
3044  * @param s filter private context
3045  * @param vec coordinates on sphere
3046  * @param width frame width
3047  * @param height frame height
3048  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
3049  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
3050  * @param du horizontal relative coordinate
3051  * @param dv vertical relative coordinate
3052  */
3053 static int xyz_to_barrel(const V360Context *s,
3054                          const float *vec, int width, int height,
3055                          int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
3056 {
3057     const float scale = 0.99f;
3058
3059     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
3060     const float theta = asinf(-vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
3061     const float theta_range = M_PI_4;
3062
3063     int ew, eh;
3064     int u_shift, v_shift;
3065     float uf, vf;
3066     int ui, vi;
3067
3068     if (theta > -theta_range && theta < theta_range) {
3069         ew = 4 * width / 5;
3070         eh = height;
3071
3072         u_shift = s->ih_flip ? width / 5 : 0;
3073         v_shift = 0;
3074
3075         uf = (phi   / M_PI        * scale + 1.f) * ew / 2.f;
3076         vf = (theta / theta_range * scale + 1.f) * eh / 2.f;
3077     } else {
3078         ew = width  / 5;
3079         eh = height / 2;
3080
3081         u_shift = s->ih_flip ? 0 : 4 * ew;
3082
3083         if (theta < 0.f) {  // UP
3084             uf =  vec[0] / vec[1];
3085             vf = -vec[2] / vec[1];
3086             v_shift = 0;
3087         } else {            // DOWN
3088             uf = -vec[0] / vec[1];
3089             vf = -vec[2] / vec[1];
3090             v_shift = eh;
3091         }
3092
3093         uf *= s->input_mirror_modifier[0] * s->input_mirror_modifier[1];
3094         vf *= s->input_mirror_modifier[1];
3095
3096         uf = 0.5f * ew * (uf * scale + 1.f);
3097         vf = 0.5f * eh * (vf * scale + 1.f);
3098     }
3099
3100     ui = floorf(uf);
3101     vi = floorf(vf);
3102
3103     *du = uf - ui;
3104     *dv = vf - vi;
3105
3106     for (int i = 0; i < 4; i++) {
3107         for (int j = 0; j < 4; j++) {
3108             us[i][j] = u_shift + av_clip(ui + j - 1, 0, ew - 1);
3109             vs[i][j] = v_shift + av_clip(vi + i - 1, 0, eh - 1);
3110         }
3111     }
3112
3113     return 1;
3114 }
3115
3116 /**
3117  * Calculate frame position in barrel split facebook's format for corresponding 3D coordinates on sphere.
3118  *
3119  * @param s filter private context
3120  * @param vec coordinates on sphere
3121  * @param width frame width
3122  * @param height frame height
3123  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
3124  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
3125  * @param du horizontal relative coordinate
3126  * @param dv vertical relative coordinate
3127  */
3128 static int xyz_to_barrelsplit(const V360Context *s,
3129                               const float *vec, int width, int height,
3130                               int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
3131 {
3132     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
3133     const float theta = asinf(-vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
3134
3135     const float theta_range = M_PI_4;
3136
3137     int ew, eh;
3138     int u_shift, v_shift;
3139     float uf, vf;
3140     int ui, vi;
3141
3142     if (theta >= -theta_range && theta <= theta_range) {
3143         const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (width * 2.f / 3.f) : 1.f - s->in_pad;
3144         const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (height / 2.f) : 1.f - s->in_pad;
3145
3146         ew = width / 3 * 2;
3147         eh = height / 2;
3148
3149         u_shift = s->ih_flip ? width / 3 : 0;
3150         v_shift = phi >= M_PI_2 || phi < -M_PI_2 ? eh : 0;
3151
3152         uf = fmodf(phi, M_PI_2) / M_PI_2;
3153         vf = theta / M_PI_4;
3154
3155         if (v_shift)
3156             uf = uf >= 0.f ? fmodf(uf - 1.f, 1.f) : fmodf(uf + 1.f, 1.f);
3157
3158         uf = (uf * scalew + 1.f) * width  / 3.f;
3159         vf = (vf * scaleh + 1.f) * height / 4.f;
3160     } else {
3161         const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (width  / 3.f) : 1.f - s->in_pad;
3162         const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (height / 4.f) : 1.f - s->in_pad;
3163         int v_offset = 0;
3164
3165         ew = width  / 3;
3166         eh = height / 4;
3167
3168         u_shift = s->ih_flip ? 0 : 2 * ew;
3169
3170         if (theta <= 0.f && theta >= -M_PI_2 &&
3171             phi <= M_PI_2 && phi >= -M_PI_2) {
3172             uf =  vec[0] / vec[1];
3173             vf = -vec[2] / vec[1];
3174             v_shift = 0;
3175             v_offset = -eh;
3176         } else if (theta >= 0.f && theta <= M_PI_2 &&
3177                    phi <= M_PI_2 && phi >= -M_PI_2) {
3178             uf = -vec[0] / vec[1];
3179             vf = -vec[2] / vec[1];
3180             v_shift = height * 0.25f;
3181         } else if (theta <= 0.f && theta >= -M_PI_2) {
3182             uf = -vec[0] / vec[1];
3183             vf =  vec[2] / vec[1];
3184             v_shift = height * 0.5f;
3185             v_offset = -eh;
3186         } else {
3187             uf = vec[0] / vec[1];
3188             vf = vec[2] / vec[1];
3189             v_shift = height * 0.75f;
3190         }
3191
3192         uf *= s->input_mirror_modifier[0] * s->input_mirror_modifier[1];
3193         vf *= s->input_mirror_modifier[1];
3194
3195         uf = 0.5f * width / 3.f * (uf * scalew + 1.f);
3196         vf = height * 0.25f * (vf * scaleh + 1.f) + v_offset;
3197     }
3198
3199     ui = floorf(uf);
3200     vi = floorf(vf);
3201
3202     *du = uf - ui;
3203     *dv = vf - vi;
3204
3205     for (int i = 0; i < 4; i++) {
3206         for (int j = 0; j < 4; j++) {
3207             us[i][j] = u_shift + av_clip(ui + j - 1, 0, ew - 1);
3208             vs[i][j] = v_shift + av_clip(vi + i - 1, 0, eh - 1);
3209         }
3210     }
3211
3212     return 1;
3213 }
3214
3215 /**
3216  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in barrel split facebook's format.
3217  *
3218  * @param s filter private context
3219  * @param i horizontal position on frame [0, width)
3220  * @param j vertical position on frame [0, height)
3221  * @param width frame width
3222  * @param height frame height
3223  * @param vec coordinates on sphere
3224  */
3225 static int barrelsplit_to_xyz(const V360Context *s,
3226                               int i, int j, int width, int height,
3227                               float *vec)
3228 {
3229     const float x = (i + 0.5f) / width;
3230     const float y = (j + 0.5f) / height;
3231     float l_x, l_y, l_z;
3232
3233     if (x < 2.f / 3.f) {
3234         const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (width * 2.f / 3.f) : 1.f - s->out_pad;
3235         const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (height / 2.f) : 1.f - s->out_pad;
3236
3237         const float back = floorf(y * 2.f);
3238
3239         const float phi   = ((3.f / 2.f * x - 0.5f) / scalew - back + 1.f) * M_PI;
3240         const float theta = (y - 0.25f - 0.5f * back) / scaleh * M_PI;
3241
3242         const float sin_phi   = sinf(phi);
3243         const float cos_phi   = cosf(phi);
3244         const float sin_theta = sinf(theta);
3245         const float cos_theta = cosf(theta);
3246
3247         l_x = -cos_theta * sin_phi;
3248         l_y = -sin_theta;
3249         l_z =  cos_theta * cos_phi;
3250     } else {
3251         const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (width  / 3.f) : 1.f - s->out_pad;
3252         const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (height / 4.f) : 1.f - s->out_pad;
3253
3254         const int face = floorf(y * 4.f);
3255         float uf, vf;
3256
3257         uf = x * 3.f - 2.f;
3258
3259         switch (face) {
3260         case 0:
3261             vf = y * 2.f;
3262             uf = 1.f - uf;
3263             vf = 0.5f - vf;
3264
3265             l_x = (0.5f - uf) / scalew;
3266             l_y =  0.5f;
3267             l_z = (-0.5f + vf) / scaleh;
3268             break;
3269         case 1:
3270             vf = y * 2.f;
3271             uf = 1.f - uf;
3272             vf = 1.f - (vf - 0.5f);
3273
3274             l_x = (0.5f - uf) / scalew;
3275             l_y = -0.5f;
3276             l_z = (0.5f - vf) / scaleh;
3277             break;
3278         case 2:
3279             vf = y * 2.f - 0.5f;
3280             vf = 1.f - (1.f - vf);
3281
3282             l_x = (0.5f - uf) / scalew;
3283             l_y = 0.5f;
3284             l_z = (-0.5f + vf) / scaleh;
3285             break;
3286         case 3:
3287             vf = y * 2.f - 1.5f;
3288
3289             l_x = (0.5f - uf) / scalew;
3290             l_y = -0.5f;
3291             l_z = (0.5f - vf) / scaleh;
3292             break;
3293         }
3294     }
3295
3296     vec[0] = l_x;
3297     vec[1] = l_y;
3298     vec[2] = l_z;
3299
3300     normalize_vector(vec);
3301
3302     return 1;
3303 }
3304
3305 /**
3306  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in tspyramid format.
3307  *
3308  * @param s filter private context
3309  * @param i horizontal position on frame [0, width)
3310  * @param j vertical position on frame [0, height)
3311  * @param width frame width
3312  * @param height frame height
3313  * @param vec coordinates on sphere
3314  */
3315 static int tspyramid_to_xyz(const V360Context *s,
3316                             int i, int j, int width, int height,
3317                             float *vec)
3318 {
3319     const float x = (i + 0.5f) / width;
3320     const float y = (j + 0.5f) / height;
3321
3322     if (x < 0.5f) {
3323         vec[0] =   x * 4.f - 1.f;
3324         vec[1] = -(y * 2.f - 1.f);
3325         vec[2] = -1.f;
3326     } else if (x >= 0.6875f && x < 0.8125f &&
3327                y >= 0.375f  && y < 0.625f) {
3328         vec[0] = -(x - 0.6875f) * 16.f + 1.f;
3329         vec[1] = -(y - 0.375f) * 8.f + 1.f;
3330         vec[2] = 1.f;
3331     } else if (0.5f <= x && x < 0.6875f &&
3332                ((0.f <= y && y < 0.375f && y >= 2.f * (x - 0.5f)) ||
3333                 (0.375f <= y && y < 0.625f) ||
3334                 (0.625f <= y && y < 1.f && y <= 2.f * (1.f - x)))) {
3335         vec[0] =  1.f;
3336         vec[1] = -2.f * (y - 2.f * x + 1.f) / (3.f - 4.f * x) + 1.f;
3337         vec[2] =  2.f * (x - 0.5f) / 0.1875f - 1.f;
3338     } else if (0.8125f <= x && x < 1.f &&
3339                ((0.f <= y && y < 0.375f && x >= (1.f - y / 2.f)) ||
3340                 (0.375f <= y && y < 0.625f) ||
3341                 (0.625f <= y && y < 1.f && y <= (2.f * x - 1.f)))) {
3342         vec[0] = -1.f;
3343         vec[1] = -2.f * (y + 2.f * x - 2.f) / (4.f * x - 3.f) + 1.f;
3344         vec[2] = -2.f * (x - 0.8125f) / 0.1875f + 1.f;
3345     } else if (0.f <= y && y < 0.375f &&
3346                ((0.5f <= x && x < 0.8125f && y < 2.f * (x - 0.5f)) ||
3347                 (0.6875f <= x && x < 0.8125f) ||
3348                 (0.8125f <= x && x < 1.f && x < (1.f - y / 2.f)))) {
3349         vec[0] =  2.f * (1.f - x - 0.5f * y) / (0.5f - y) - 1.f;
3350         vec[1] =  1.f;
3351         vec[2] = -2.f * (0.375f - y) / 0.375f + 1.f;
3352     } else {
3353         vec[0] =  2.f * (0.5f - x + 0.5f * y) / (y - 0.5f) - 1.f;
3354         vec[1] = -1.f;
3355         vec[2] =  2.f * (1.f - y) / 0.375f - 1.f;
3356     }
3357
3358     normalize_vector(vec);
3359
3360     return 1;
3361 }
3362
3363 /**
3364  * Calculate frame position in tspyramid format for corresponding 3D coordinates on sphere.
3365  *
3366  * @param s filter private context
3367  * @param vec coordinates on sphere
3368  * @param width frame width
3369  * @param height frame height
3370  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
3371  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
3372  * @param du horizontal relative coordinate
3373  * @param dv vertical relative coordinate
3374  */
3375 static int xyz_to_tspyramid(const V360Context *s,
3376                             const float *vec, int width, int height,
3377                             int16_t us[4][4], int16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
3378 {
3379     float uf, vf;
3380     int ui, vi;
3381     int face;
3382
3383     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &face);
3384
3385     uf = (uf + 1.f) * 0.5f;
3386     vf = (vf + 1.f) * 0.5f;
3387
3388     switch (face) {
3389     case UP:
3390         uf = 0.1875f * vf - 0.375f * uf * vf - 0.125f * uf + 0.8125f;
3391         vf = 0.375f - 0.375f * vf;
3392         break;
3393     case FRONT:
3394         uf = 0.5f * uf;
3395         break;
3396     case DOWN:
3397         uf = 1.f - 0.1875f * vf - 0.5f * uf + 0.375f * uf * vf;
3398         vf = 1.f - 0.375f * vf;
3399         break;
3400     case LEFT:
3401         vf = 0.25f * vf + 0.75f * uf * vf - 0.375f * uf + 0.375f;
3402         uf = 0.1875f * uf + 0.8125f;
3403         break;
3404     case RIGHT:
3405         vf = 0.375f * uf - 0.75f * uf * vf + vf;
3406         uf = 0.1875f * uf + 0.5f;
3407         break;
3408     case BACK:
3409         uf = 0.125f * uf + 0.6875f;
3410         vf = 0.25f * vf + 0.375f;
3411         break;
3412     }
3413
3414     uf *= width;
3415     vf *= height;
3416
3417     ui = floorf(uf);
3418     vi = floorf(vf);
3419
3420     *du = uf - ui;
3421     *dv = vf - vi;
3422
3423     for (int i = 0; i < 4; i++) {
3424         for (int j = 0; j < 4; j++) {
3425             us[i][j] = reflectx(ui + j - 1, vi + i - 1, width, height);
3426             vs[i][j] = reflecty(vi + i - 1, height);
3427         }
3428     }
3429
3430     return 1;
3431 }
3432
3433 static void multiply_matrix(float c[3][3], const float a[3][3], const float b[3][3])
3434 {
3435     for (int i = 0; i < 3; i++) {
3436         for (int j = 0; j < 3; j++) {
3437             float sum = 0.f;
3438
3439             for (int k = 0; k < 3; k++)
3440                 sum += a[i][k] * b[k][j];
3441
3442             c[i][j] = sum;
3443         }
3444     }
3445 }
3446
3447 /**
3448  * Calculate rotation matrix for yaw/pitch/roll angles.
3449  */
3450 static inline void calculate_rotation_matrix(float yaw, float pitch, float roll,
3451                                              float rot_mat[3][3],
3452                                              const int rotation_order[3])
3453 {
3454     const float yaw_rad   = yaw   * M_PI / 180.f;
3455     const float pitch_rad = pitch * M_PI / 180.f;
3456     const float roll_rad  = roll  * M_PI / 180.f;
3457
3458     const float sin_yaw   = sinf(-yaw_rad);
3459     const float cos_yaw   = cosf(-yaw_rad);
3460     const float sin_pitch = sinf(pitch_rad);
3461     const float cos_pitch = cosf(pitch_rad);
3462     const float sin_roll  = sinf(roll_rad);
3463     const float cos_roll  = cosf(roll_rad);
3464
3465     float m[3][3][3];
3466     float temp[3][3];
3467
3468     m[0][0][0] =  cos_yaw;  m[0][0][1] = 0;          m[0][0][2] =  sin_yaw;
3469     m[0][1][0] =  0;        m[0][1][1] = 1;          m[0][1][2] =  0;
3470     m[0][2][0] = -sin_yaw;  m[0][2][1] = 0;          m[0][2][2] =  cos_yaw;
3471
3472     m[1][0][0] = 1;         m[1][0][1] = 0;          m[1][0][2] =  0;
3473     m[1][1][0] = 0;         m[1][1][1] = cos_pitch;  m[1][1][2] = -sin_pitch;
3474     m[1][2][0] = 0;         m[1][2][1] = sin_pitch;  m[1][2][2] =  cos_pitch;
3475
3476     m[2][0][0] = cos_roll;  m[2][0][1] = -sin_roll;  m[2][0][2] =  0;
3477     m[2][1][0] = sin_roll;  m[2][1][1] =  cos_roll;  m[2][1][2] =  0;
3478     m[2][2][0] = 0;         m[2][2][1] =  0;         m[2][2][2] =  1;
3479
3480     multiply_matrix(temp, m[rotation_order[0]], m[rotation_order[1]]);
3481     multiply_matrix(rot_mat, temp, m[rotation_order[2]]);
3482 }
3483
3484 /**
3485  * Rotate vector with given rotation matrix.
3486  *
3487  * @param rot_mat rotation matrix
3488  * @param vec vector
3489  */
3490 static inline void rotate(const float rot_mat[3][3],
3491                           float *vec)
3492 {
3493     const float x_tmp = vec[0] * rot_mat[0][0] + vec[1] * rot_mat[0][1] + vec[2] * rot_mat[0][2];
3494     const float y_tmp = vec[0] * rot_mat[1][0] + vec[1] * rot_mat[1][1] + vec[2] * rot_mat[1][2];
3495     const float z_tmp = vec[0] * rot_mat[2][0] + vec[1] * rot_mat[2][1] + vec[2] * rot_mat[2][2];
3496
3497     vec[0] = x_tmp;
3498     vec[1] = y_tmp;
3499     vec[2] = z_tmp;
3500 }
3501
3502 static inline void set_mirror_modifier(int h_flip, int v_flip, int d_flip,
3503                                        float *modifier)
3504 {
3505     modifier[0] = h_flip ? -1.f : 1.f;
3506     modifier[1] = v_flip ? -1.f : 1.f;
3507     modifier[2] = d_flip ? -1.f : 1.f;
3508 }
3509
3510 static inline void mirror(const float *modifier, float *vec)
3511 {
3512     vec[0] *= modifier[0];
3513     vec[1] *= modifier[1];
3514     vec[2] *= modifier[2];
3515 }
3516
3517 static int allocate_plane(V360Context *s, int sizeof_uv, int sizeof_ker, int sizeof_mask, int p)
3518 {
3519     if (!s->u[p])
3520         s->u[p] = av_calloc(s->uv_linesize[p] * s->pr_height[p], sizeof_uv);
3521     if (!s->v[p])
3522         s->v[p] = av_calloc(s->uv_linesize[p] * s->pr_height[p], sizeof_uv);
3523     if (!s->u[p] || !s->v[p])
3524         return AVERROR(ENOMEM);
3525     if (sizeof_ker) {
3526         if (!s->ker[p])
3527             s->ker[p] = av_calloc(s->uv_linesize[p] * s->pr_height[p], sizeof_ker);
3528         if (!s->ker[p])
3529             return AVERROR(ENOMEM);
3530     }
3531
3532     if (sizeof_mask && !p) {
3533         if (!s->mask)
3534             s->mask = av_calloc(s->pr_width[p] * s->pr_height[p], sizeof_mask);
3535         if (!s->mask)
3536             return AVERROR(ENOMEM);
3537     }
3538
3539     return 0;
3540 }
3541
3542 static void fov_from_dfov(int format, float d_fov, float w, float h, float *h_fov, float *v_fov)
3543 {
3544     switch (format) {
3545     case FISHEYE:
3546         {
3547             const float d = 0.5f * hypotf(w, h);
3548
3549             *h_fov = d / h * d_fov;
3550             *v_fov = d / w * d_fov;
3551         }
3552         break;
3553     case FLAT:
3554     default:
3555         {
3556             const float da = tanf(0.5f * FFMIN(d_fov, 359.f) * M_PI / 180.f);
3557             const float d = hypotf(w, h);
3558
3559             *h_fov = atan2f(da * w, d) * 360.f / M_PI;
3560             *v_fov = atan2f(da * h, d) * 360.f / M_PI;
3561
3562             if (*h_fov < 0.f)
3563                 *h_fov += 360.f;
3564             if (*v_fov < 0.f)
3565                 *v_fov += 360.f;
3566         }
3567         break;
3568     }
3569 }
3570
3571 static void set_dimensions(int *outw, int *outh, int w, int h, const AVPixFmtDescriptor *desc)
3572 {
3573     outw[1] = outw[2] = FF_CEIL_RSHIFT(w, desc->log2_chroma_w);
3574     outw[0] = outw[3] = w;
3575     outh[1] = outh[2] = FF_CEIL_RSHIFT(h, desc->log2_chroma_h);
3576     outh[0] = outh[3] = h;
3577 }
3578
3579 // Calculate remap data
3580 static av_always_inline int v360_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
3581 {
3582     V360Context *s = ctx->priv;
3583
3584     for (int p = 0; p < s->nb_allocated; p++) {
3585         const int max_value = s->max_value;
3586         const int width = s->pr_width[p];
3587         const int uv_linesize = s->uv_linesize[p];
3588         const int height = s->pr_height[p];
3589         const int in_width = s->inplanewidth[p];
3590         const int in_height = s->inplaneheight[p];
3591         const int slice_start = (height *  jobnr     ) / nb_jobs;
3592         const int slice_end   = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
3593         float du, dv;
3594         float vec[3];
3595         XYRemap rmap;
3596
3597         for (int j = slice_start; j < slice_end; j++) {
3598             for (int i = 0; i < width; i++) {
3599                 int16_t *u = s->u[p] + (j * uv_linesize + i) * s->elements;
3600                 int16_t *v = s->v[p] + (j * uv_linesize + i) * s->elements;
3601                 int16_t *ker = s->ker[p] + (j * uv_linesize + i) * s->elements;
3602                 uint8_t *mask8 = p ? NULL : s->mask + (j * s->pr_width[0] + i);
3603                 uint16_t *mask16 = p ? NULL : (uint16_t *)s->mask + (j * s->pr_width[0] + i);
3604                 int in_mask, out_mask;
3605
3606                 if (s->out_transpose)
3607                     out_mask = s->out_transform(s, j, i, height, width, vec);
3608                 else
3609                     out_mask = s->out_transform(s, i, j, width, height, vec);
3610                 av_assert1(!isnan(vec[0]) && !isnan(vec[1]) && !isnan(vec[2]));
3611                 rotate(s->rot_mat, vec);
3612                 av_assert1(!isnan(vec[0]) && !isnan(vec[1]) && !isnan(vec[2]));
3613                 normalize_vector(vec);
3614                 mirror(s->output_mirror_modifier, vec);
3615                 if (s->in_transpose)
3616                     in_mask = s->in_transform(s, vec, in_height, in_width, rmap.v, rmap.u, &du, &dv);
3617                 else
3618                     in_mask = s->in_transform(s, vec, in_width, in_height, rmap.u, rmap.v, &du, &dv);
3619                 av_assert1(!isnan(du) && !isnan(dv));
3620                 s->calculate_kernel(du, dv, &rmap, u, v, ker);
3621
3622                 if (!p && s->mask) {
3623                     if (s->mask_size == 1) {
3624                         mask8[0] = 255 * (out_mask & in_mask);
3625                     } else {
3626                         mask16[0] = max_value * (out_mask & in_mask);
3627                     }
3628                 }
3629             }
3630         }
3631     }
3632
3633     return 0;
3634 }
3635
3636 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
3637 {
3638     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
3639     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
3640     V360Context *s = ctx->priv;
3641     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
3642     const int depth = desc->comp[0].depth;
3643     const int sizeof_mask = s->mask_size = (depth + 7) >> 3;
3644     int sizeof_uv;
3645     int sizeof_ker;
3646     int err;
3647     int h, w;
3648     int in_offset_h, in_offset_w;
3649     int out_offset_h, out_offset_w;
3650     float hf, wf;
3651     int (*prepare_out)(AVFilterContext *ctx);
3652     int have_alpha;
3653
3654     s->max_value = (1 << depth) - 1;
3655     s->input_mirror_modifier[0] = s->ih_flip ? -1.f : 1.f;
3656     s->input_mirror_modifier[1] = s->iv_flip ? -1.f : 1.f;
3657
3658     switch (s->interp) {
3659     case NEAREST:
3660         s->calculate_kernel = nearest_kernel;
3661         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap1_8bit_slice : remap1_16bit_slice;
3662         s->elements = 1;
3663         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3664         sizeof_ker = 0;
3665         break;
3666     case BILINEAR:
3667         s->calculate_kernel = bilinear_kernel;
3668         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap2_8bit_slice : remap2_16bit_slice;
3669         s->elements = 2 * 2;
3670         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3671         sizeof_ker = sizeof(int16_t) * s->elements;
3672         break;
3673     case BICUBIC:
3674         s->calculate_kernel = bicubic_kernel;
3675         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap4_8bit_slice : remap4_16bit_slice;
3676         s->elements = 4 * 4;
3677         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3678         sizeof_ker = sizeof(int16_t) * s->elements;
3679         break;
3680     case LANCZOS:
3681         s->calculate_kernel = lanczos_kernel;
3682         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap4_8bit_slice : remap4_16bit_slice;
3683         s->elements = 4 * 4;
3684         sizeof_uv = sizeof(int16_t) * s->elements;
3685         sizeof_ker = sizeof(int16_t) * s->elements;
3686         break;
3687     case SPLINE16:
3688         s->calculate_kernel = spline16_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 GAUSSIAN:
3695         s->calculate_kernel = gaussian_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     default:
3702         av_assert0(0);
3703     }
3704
3705     ff_v360_init(s, depth);
3706
3707     for (int order = 0; order < NB_RORDERS; order++) {
3708         const char c = s->rorder[order];
3709         int rorder;
3710
3711         if (c == '\0') {
3712             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
3713                    "Incomplete rorder option. Direction for all 3 rotation orders should be specified. Switching to default rorder.\n");
3714             s->rotation_order[0] = YAW;
3715             s->rotation_order[1] = PITCH;
3716             s->rotation_order[2] = ROLL;
3717             break;
3718         }
3719
3720         rorder = get_rorder(c);
3721         if (rorder == -1) {
3722             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
3723                    "Incorrect rotation order symbol '%c' in rorder option. Switching to default rorder.\n", c);
3724             s->rotation_order[0] = YAW;
3725             s->rotation_order[1] = PITCH;
3726             s->rotation_order[2] = ROLL;
3727             break;
3728         }
3729
3730         s->rotation_order[order] = rorder;
3731     }
3732
3733     switch (s->in_stereo) {
3734     case STEREO_2D:
3735         w = inlink->w;
3736         h = inlink->h;
3737         in_offset_w = in_offset_h = 0;
3738         break;
3739     case STEREO_SBS:
3740         w = inlink->w / 2;
3741         h = inlink->h;
3742         in_offset_w = w;
3743         in_offset_h = 0;
3744         break;
3745     case STEREO_TB:
3746         w = inlink->w;
3747         h = inlink->h / 2;
3748         in_offset_w = 0;
3749         in_offset_h = h;
3750         break;
3751     default:
3752         av_assert0(0);
3753     }
3754
3755     set_dimensions(s->inplanewidth, s->inplaneheight, w, h, desc);
3756     set_dimensions(s->in_offset_w, s->in_offset_h, in_offset_w, in_offset_h, desc);
3757
3758     s->in_width = s->inplanewidth[0];
3759     s->in_height = s->inplaneheight[0];
3760
3761     if (s->id_fov > 0.f)
3762         fov_from_dfov(s->in, s->id_fov, w, h, &s->ih_fov, &s->iv_fov);
3763
3764     if (s->in_transpose)
3765         FFSWAP(int, s->in_width, s->in_height);
3766
3767     switch (s->in) {
3768     case EQUIRECTANGULAR:
3769         s->in_transform = xyz_to_equirect;
3770         err = 0;
3771         wf = w;
3772         hf = h;
3773         break;
3774     case CUBEMAP_3_2:
3775         s->in_transform = xyz_to_cube3x2;
3776         err = prepare_cube_in(ctx);
3777         wf = w / 3.f * 4.f;
3778         hf = h;
3779         break;
3780     case CUBEMAP_1_6:
3781         s->in_transform = xyz_to_cube1x6;
3782         err = prepare_cube_in(ctx);
3783         wf = w * 4.f;
3784         hf = h / 3.f;
3785         break;
3786     case CUBEMAP_6_1:
3787         s->in_transform = xyz_to_cube6x1;
3788         err = prepare_cube_in(ctx);
3789         wf = w / 3.f * 2.f;
3790         hf = h * 2.f;
3791         break;
3792     case EQUIANGULAR:
3793         s->in_transform = xyz_to_eac;
3794         err = prepare_eac_in(ctx);
3795         wf = w;
3796         hf = h / 9.f * 8.f;
3797         break;
3798     case FLAT:
3799         s->in_transform = xyz_to_flat;
3800         err = prepare_flat_in(ctx);
3801         wf = w;
3802         hf = h;
3803         break;
3804     case PERSPECTIVE:
3805     case PANNINI:
3806         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Supplied format is not accepted as input.\n");
3807         return AVERROR(EINVAL);
3808     case DUAL_FISHEYE:
3809         s->in_transform = xyz_to_dfisheye;
3810         err = 0;
3811         wf = w;
3812         hf = h;
3813         break;
3814     case BARREL:
3815         s->in_transform = xyz_to_barrel;
3816         err = 0;
3817         wf = w / 5.f * 4.f;
3818         hf = h;
3819         break;
3820     case STEREOGRAPHIC:
3821         s->in_transform = xyz_to_stereographic;
3822         err = prepare_stereographic_in(ctx);
3823         wf = w;
3824         hf = h / 2.f;
3825         break;
3826     case MERCATOR:
3827         s->in_transform = xyz_to_mercator;
3828         err = 0;
3829         wf = w;
3830         hf = h / 2.f;
3831         break;
3832     case BALL:
3833         s->in_transform = xyz_to_ball;
3834         err = 0;
3835         wf = w;
3836         hf = h / 2.f;
3837         break;
3838     case HAMMER:
3839         s->in_transform = xyz_to_hammer;
3840         err = 0;
3841         wf = w;
3842         hf = h;
3843         break;
3844     case SINUSOIDAL:
3845         s->in_transform = xyz_to_sinusoidal;
3846         err = 0;
3847         wf = w;
3848         hf = h;
3849         break;
3850     case FISHEYE:
3851         s->in_transform = xyz_to_fisheye;
3852         err = prepare_fisheye_in(ctx);
3853         wf = w * 2;
3854         hf = h;
3855         break;
3856     case CYLINDRICAL:
3857         s->in_transform = xyz_to_cylindrical;
3858         err = prepare_cylindrical_in(ctx);
3859         wf = w;
3860         hf = h * 2.f;
3861         break;
3862     case TETRAHEDRON:
3863         s->in_transform = xyz_to_tetrahedron;
3864         err = 0;
3865         wf = w;
3866         hf = h;
3867         break;
3868     case BARREL_SPLIT:
3869         s->in_transform = xyz_to_barrelsplit;
3870         err = 0;
3871         wf = w * 4.f / 3.f;
3872         hf = h;
3873         break;
3874     case TSPYRAMID:
3875         s->in_transform = xyz_to_tspyramid;
3876         err = 0;
3877         wf = w;
3878         hf = h;
3879         break;
3880     case HEQUIRECTANGULAR:
3881         s->in_transform = xyz_to_hequirect;
3882         err = 0;
3883         wf = w * 2.f;
3884         hf = h;
3885         break;
3886     default:
3887         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Specified input format is not handled.\n");
3888         return AVERROR_BUG;
3889     }
3890
3891     if (err != 0) {
3892         return err;
3893     }
3894
3895     switch (s->out) {
3896     case EQUIRECTANGULAR:
3897         s->out_transform = equirect_to_xyz;
3898         prepare_out = NULL;
3899         w = lrintf(wf);
3900         h = lrintf(hf);
3901         break;
3902     case CUBEMAP_3_2:
3903         s->out_transform = cube3x2_to_xyz;
3904         prepare_out = prepare_cube_out;
3905         w = lrintf(wf / 4.f * 3.f);
3906         h = lrintf(hf);
3907         break;
3908     case CUBEMAP_1_6:
3909         s->out_transform = cube1x6_to_xyz;
3910         prepare_out = prepare_cube_out;
3911         w = lrintf(wf / 4.f);
3912         h = lrintf(hf * 3.f);
3913         break;
3914     case CUBEMAP_6_1:
3915         s->out_transform = cube6x1_to_xyz;
3916         prepare_out = prepare_cube_out;
3917         w = lrintf(wf / 2.f * 3.f);
3918         h = lrintf(hf / 2.f);
3919         break;
3920     case EQUIANGULAR:
3921         s->out_transform = eac_to_xyz;
3922         prepare_out = prepare_eac_out;
3923         w = lrintf(wf);
3924         h = lrintf(hf / 8.f * 9.f);
3925         break;
3926     case FLAT:
3927         s->out_transform = flat_to_xyz;
3928         prepare_out = prepare_flat_out;
3929         w = lrintf(wf);
3930         h = lrintf(hf);
3931         break;
3932     case DUAL_FISHEYE:
3933         s->out_transform = dfisheye_to_xyz;
3934         prepare_out = NULL;
3935         w = lrintf(wf);
3936         h = lrintf(hf);
3937         break;
3938     case BARREL:
3939         s->out_transform = barrel_to_xyz;
3940         prepare_out = NULL;
3941         w = lrintf(wf / 4.f * 5.f);
3942         h = lrintf(hf);
3943         break;
3944     case STEREOGRAPHIC:
3945         s->out_transform = stereographic_to_xyz;
3946         prepare_out = prepare_stereographic_out;
3947         w = lrintf(wf);
3948         h = lrintf(hf * 2.f);
3949         break;
3950     case MERCATOR:
3951         s->out_transform = mercator_to_xyz;
3952         prepare_out = NULL;
3953         w = lrintf(wf);
3954         h = lrintf(hf * 2.f);
3955         break;
3956     case BALL:
3957         s->out_transform = ball_to_xyz;
3958         prepare_out = NULL;
3959         w = lrintf(wf);
3960         h = lrintf(hf * 2.f);
3961         break;
3962     case HAMMER:
3963         s->out_transform = hammer_to_xyz;
3964         prepare_out = NULL;
3965         w = lrintf(wf);
3966         h = lrintf(hf);
3967         break;
3968     case SINUSOIDAL:
3969         s->out_transform = sinusoidal_to_xyz;
3970         prepare_out = NULL;
3971         w = lrintf(wf);
3972         h = lrintf(hf);
3973         break;
3974     case FISHEYE:
3975         s->out_transform = fisheye_to_xyz;
3976         prepare_out = prepare_fisheye_out;
3977         w = lrintf(wf * 0.5f);
3978         h = lrintf(hf);
3979         break;
3980     case PANNINI:
3981         s->out_transform = pannini_to_xyz;
3982         prepare_out = NULL;
3983         w = lrintf(wf);
3984         h = lrintf(hf);
3985         break;
3986     case CYLINDRICAL:
3987         s->out_transform = cylindrical_to_xyz;
3988         prepare_out = prepare_cylindrical_out;
3989         w = lrintf(wf);
3990         h = lrintf(hf * 0.5f);
3991         break;
3992     case PERSPECTIVE:
3993         s->out_transform = perspective_to_xyz;
3994         prepare_out = NULL;
3995         w = lrintf(wf / 2.f);
3996         h = lrintf(hf);
3997         break;
3998     case TETRAHEDRON:
3999         s->out_transform = tetrahedron_to_xyz;
4000         prepare_out = NULL;
4001         w = lrintf(wf);
4002         h = lrintf(hf);
4003         break;
4004     case BARREL_SPLIT:
4005         s->out_transform = barrelsplit_to_xyz;
4006         prepare_out = NULL;
4007         w = lrintf(wf / 4.f * 3.f);
4008         h = lrintf(hf);
4009         break;
4010     case TSPYRAMID:
4011         s->out_transform = tspyramid_to_xyz;
4012         prepare_out = NULL;
4013         w = lrintf(wf);
4014         h = lrintf(hf);
4015         break;
4016     case HEQUIRECTANGULAR:
4017         s->out_transform = hequirect_to_xyz;
4018         prepare_out = NULL;
4019         w = lrintf(wf / 2.f);
4020         h = lrintf(hf);
4021         break;
4022     default:
4023         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Specified output format is not handled.\n");
4024         return AVERROR_BUG;
4025     }
4026
4027     // Override resolution with user values if specified
4028     if (s->width > 0 && s->height <= 0 && s->h_fov > 0.f && s->v_fov > 0.f &&
4029         s->out == FLAT && s->d_fov == 0.f) {
4030         w = s->width;
4031         h = w / tanf(s->h_fov * M_PI / 360.f) * tanf(s->v_fov * M_PI / 360.f);
4032     } else if (s->width <= 0 && s->height > 0 && s->h_fov > 0.f && s->v_fov > 0.f &&
4033         s->out == FLAT && s->d_fov == 0.f) {
4034         h = s->height;
4035         w = h / tanf(s->v_fov * M_PI / 360.f) * tanf(s->h_fov * M_PI / 360.f);
4036     } else if (s->width > 0 && s->height > 0) {
4037         w = s->width;
4038         h = s->height;
4039     } else if (s->width > 0 || s->height > 0) {
4040         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Both width and height values should be specified.\n");
4041         return AVERROR(EINVAL);
4042     } else {
4043         if (s->out_transpose)
4044             FFSWAP(int, w, h);
4045
4046         if (s->in_transpose)
4047             FFSWAP(int, w, h);
4048     }
4049
4050     s->width  = w;
4051     s->height = h;
4052
4053     if (s->d_fov > 0.f)
4054         fov_from_dfov(s->out, s->d_fov, w, h, &s->h_fov, &s->v_fov);
4055
4056     if (prepare_out) {
4057         err = prepare_out(ctx);
4058         if (err != 0)
4059             return err;
4060     }
4061
4062     set_dimensions(s->pr_width, s->pr_height, w, h, desc);
4063
4064     s->out_width = s->pr_width[0];
4065     s->out_height = s->pr_height[0];
4066
4067     if (s->out_transpose)
4068         FFSWAP(int, s->out_width, s->out_height);
4069
4070     switch (s->out_stereo) {
4071     case STEREO_2D:
4072         out_offset_w = out_offset_h = 0;
4073         break;
4074     case STEREO_SBS:
4075         out_offset_w = w;
4076         out_offset_h = 0;
4077         w *= 2;
4078         break;
4079     case STEREO_TB:
4080         out_offset_w = 0;
4081         out_offset_h = h;
4082         h *= 2;
4083         break;
4084     default:
4085         av_assert0(0);
4086     }
4087
4088     set_dimensions(s->out_offset_w, s->out_offset_h, out_offset_w, out_offset_h, desc);
4089     set_dimensions(s->planewidth, s->planeheight, w, h, desc);
4090
4091     for (int i = 0; i < 4; i++)
4092         s->uv_linesize[i] = FFALIGN(s->pr_width[i], 8);
4093
4094     outlink->h = h;
4095     outlink->w = w;
4096
4097     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
4098     have_alpha   = !!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_ALPHA);
4099
4100     if (desc->log2_chroma_h == desc->log2_chroma_w && desc->log2_chroma_h == 0) {
4101         s->nb_allocated = 1;
4102         s->map[0] = s->map[1] = s->map[2] = s->map[3] = 0;
4103     } else {
4104         s->nb_allocated = 2;
4105         s->map[0] = s->map[3] = 0;
4106         s->map[1] = s->map[2] = 1;
4107     }
4108
4109     for (int i = 0; i < s->nb_allocated; i++)
4110         allocate_plane(s, sizeof_uv, sizeof_ker, sizeof_mask * have_alpha * s->alpha, i);
4111
4112     calculate_rotation_matrix(s->yaw, s->pitch, s->roll, s->rot_mat, s->rotation_order);
4113     set_mirror_modifier(s->h_flip, s->v_flip, s->d_flip, s->output_mirror_modifier);
4114
4115     ctx->internal->execute(ctx, v360_slice, NULL, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
4116
4117     return 0;
4118 }
4119
4120 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
4121 {
4122     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
4123     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
4124     V360Context *s = ctx->priv;
4125     AVFrame *out;
4126     ThreadData td;
4127
4128     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
4129     if (!out) {
4130         av_frame_free(&in);
4131         return AVERROR(ENOMEM);
4132     }
4133     av_frame_copy_props(out, in);
4134
4135     td.in = in;
4136     td.out = out;
4137
4138     ctx->internal->execute(ctx, s->remap_slice, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
4139
4140     av_frame_free(&in);
4141     return ff_filter_frame(outlink, out);
4142 }
4143
4144 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
4145                            char *res, int res_len, int flags)
4146 {
4147     int ret;
4148
4149     ret = ff_filter_process_command(ctx, cmd, args, res, res_len, flags);
4150     if (ret < 0)
4151         return ret;
4152
4153     return config_output(ctx->outputs[0]);
4154 }
4155
4156 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
4157 {
4158     V360Context *s = ctx->priv;
4159
4160     for (int p = 0; p < s->nb_allocated; p++) {
4161         av_freep(&s->u[p]);
4162         av_freep(&s->v[p]);
4163         av_freep(&s->ker[p]);
4164     }
4165     av_freep(&s->mask);
4166 }
4167
4168 static const AVFilterPad inputs[] = {
4169     {
4170         .name         = "default",
4171         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
4172         .filter_frame = filter_frame,
4173     },
4174     { NULL }
4175 };
4176
4177 static const AVFilterPad outputs[] = {
4178     {
4179         .name         = "default",
4180         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
4181         .config_props = config_output,
4182     },
4183     { NULL }
4184 };
4185
4186 AVFilter ff_vf_v360 = {
4187     .name          = "v360",
4188     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert 360 projection of video."),
4189     .priv_size     = sizeof(V360Context),
4190     .uninit        = uninit,
4191     .query_formats = query_formats,
4192     .inputs        = inputs,
4193     .outputs       = outputs,
4194     .priv_class    = &v360_class,
4195     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
4196     .process_command = process_command,
4197 };