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
  56 static const AVOption v360_options[] = {
  57     {     "input", "set input projection",              OFFSET(in), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,    NB_PROJECTIONS-1, FLAGS, "in" },
  58     {         "e", "equirectangular",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,                   0, FLAGS, "in" },
  59     {  "equirect", "equirectangular",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,                   0, FLAGS, "in" },
  60     {      "c3x2", "cubemap 3x2",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_3_2},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  61     {      "c6x1", "cubemap 6x1",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_6_1},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  62     {       "eac", "equi-angular cubemap",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIANGULAR},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  63     {  "dfisheye", "dual fisheye",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=DUAL_FISHEYE},    0,                   0, FLAGS, "in" },
  64     {    "barrel", "barrel facebook's 360 format",               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL},          0,                   0, FLAGS, "in" },
  65     {        "fb", "barrel facebook's 360 format",               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL},          0,                   0, FLAGS, "in" },
  66     {      "c1x6", "cubemap 1x6",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_1_6},     0,                   0, FLAGS, "in" },
  67     {        "sg", "stereographic",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREOGRAPHIC},   0,                   0, FLAGS, "in" },
  68     {  "mercator", "mercator",                                   0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=MERCATOR},        0,                   0, FLAGS, "in" },
  69     {      "ball", "ball",                                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BALL},            0,                   0, FLAGS, "in" },
  70     {    "hammer", "hammer",                                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=HAMMER},          0,                   0, FLAGS, "in" },
  71     {"sinusoidal", "sinusoidal",                                 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SINUSOIDAL},      0,                   0, FLAGS, "in" },
  72     {    "output", "set output projection",            OFFSET(out), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=CUBEMAP_3_2},     0,    NB_PROJECTIONS-1, FLAGS, "out" },
  73     {         "e", "equirectangular",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,                   0, FLAGS, "out" },
  74     {  "equirect", "equirectangular",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIRECTANGULAR}, 0,                   0, FLAGS, "out" },
  75     {      "c3x2", "cubemap 3x2",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_3_2},     0,                   0, FLAGS, "out" },
  76     {      "c6x1", "cubemap 6x1",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_6_1},     0,                   0, FLAGS, "out" },
  77     {       "eac", "equi-angular cubemap",                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=EQUIANGULAR},     0,                   0, FLAGS, "out" },
  78     {  "dfisheye", "dual fisheye",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=DUAL_FISHEYE},    0,                   0, FLAGS, "out" },
  79     {      "flat", "regular video",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FLAT},            0,                   0, FLAGS, "out" },
  80     {"rectilinear", "regular video",                             0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FLAT},            0,                   0, FLAGS, "out" },
  81     {  "gnomonic", "regular video",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FLAT},            0,                   0, FLAGS, "out" },
  82     {    "barrel", "barrel facebook's 360 format",               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL},          0,                   0, FLAGS, "out" },
  83     {        "fb", "barrel facebook's 360 format",               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BARREL},          0,                   0, FLAGS, "out" },
  84     {      "c1x6", "cubemap 1x6",                                0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CUBEMAP_1_6},     0,                   0, FLAGS, "out" },
  85     {        "sg", "stereographic",                              0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREOGRAPHIC},   0,                   0, FLAGS, "out" },
  86     {  "mercator", "mercator",                                   0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=MERCATOR},        0,                   0, FLAGS, "out" },
  87     {      "ball", "ball",                                       0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BALL},            0,                   0, FLAGS, "out" },
  88     {    "hammer", "hammer",                                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=HAMMER},          0,                   0, FLAGS, "out" },
  89     {"sinusoidal", "sinusoidal",                                 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=SINUSOIDAL},      0,                   0, FLAGS, "out" },
  90     {   "fisheye", "fisheye",                                    0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=FISHEYE},         0,                   0, FLAGS, "out" },
  91     {   "pannini", "pannini",                                    0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=PANNINI},         0,                   0, FLAGS, "out" },
  92     {"cylindrical", "cylindrical",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=CYLINDRICAL},     0,                   0, FLAGS, "out" },
  93     {    "interp", "set interpolation method",      OFFSET(interp), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=BILINEAR},        0, NB_INTERP_METHODS-1, FLAGS, "interp" },
  94     {      "near", "nearest neighbour",                          0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=NEAREST},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
  95     {   "nearest", "nearest neighbour",                          0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=NEAREST},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
  96     {      "line", "bilinear interpolation",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BILINEAR},        0,                   0, FLAGS, "interp" },
  97     {    "linear", "bilinear interpolation",                     0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BILINEAR},        0,                   0, FLAGS, "interp" },
  98     {      "cube", "bicubic interpolation",                      0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BICUBIC},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
  99     {     "cubic", "bicubic interpolation",                      0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=BICUBIC},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
 100     {      "lanc", "lanczos interpolation",                      0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=LANCZOS},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
 101     {   "lanczos", "lanczos interpolation",                      0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=LANCZOS},         0,                   0, FLAGS, "interp" },
 102     {         "w", "output width",                   OFFSET(width), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},               0,           INT16_MAX, FLAGS, "w"},
 103     {         "h", "output height",                 OFFSET(height), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},               0,           INT16_MAX, FLAGS, "h"},
 104     { "in_stereo", "input stereo format",        OFFSET(in_stereo), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=STEREO_2D},       0,    NB_STEREO_FMTS-1, FLAGS, "stereo" },
 105     {"out_stereo", "output stereo format",      OFFSET(out_stereo), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=STEREO_2D},       0,    NB_STEREO_FMTS-1, FLAGS, "stereo" },
 106     {        "2d", "2d mono",                                    0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREO_2D},       0,                   0, FLAGS, "stereo" },
 107     {       "sbs", "side by side",                               0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREO_SBS},      0,                   0, FLAGS, "stereo" },
 108     {        "tb", "top bottom",                                 0, AV_OPT_TYPE_CONST,  {.i64=STEREO_TB},       0,                   0, FLAGS, "stereo" },
 109     { "in_forder", "input cubemap face order",   OFFSET(in_forder), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="rludfb"},        0,     NB_DIRECTIONS-1, FLAGS, "in_forder"},
 110     {"out_forder", "output cubemap face order", OFFSET(out_forder), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="rludfb"},        0,     NB_DIRECTIONS-1, FLAGS, "out_forder"},
 111     {   "in_frot", "input cubemap face rotation",  OFFSET(in_frot), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="000000"},        0,     NB_DIRECTIONS-1, FLAGS, "in_frot"},
 112     {  "out_frot", "output cubemap face rotation",OFFSET(out_frot), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="000000"},        0,     NB_DIRECTIONS-1, FLAGS, "out_frot"},
 113     {    "in_pad", "percent input cubemap pads",    OFFSET(in_pad), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},           0.f,                 1.f, FLAGS, "in_pad"},
 114     {   "out_pad", "percent output cubemap pads",  OFFSET(out_pad), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},           0.f,                 1.f, FLAGS, "out_pad"},
 115     {   "fin_pad", "fixed input cubemap pads",     OFFSET(fin_pad), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},               0,                 100, FLAGS, "fin_pad"},
 116     {  "fout_pad", "fixed output cubemap pads",   OFFSET(fout_pad), AV_OPT_TYPE_INT,    {.i64=0},               0,                 100, FLAGS, "fout_pad"},
 117     {       "yaw", "yaw rotation",                     OFFSET(yaw), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},        -180.f,               180.f, FLAGS, "yaw"},
 118     {     "pitch", "pitch rotation",                 OFFSET(pitch), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},        -180.f,               180.f, FLAGS, "pitch"},
 119     {      "roll", "roll rotation",                   OFFSET(roll), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},        -180.f,               180.f, FLAGS, "roll"},
 120     {    "rorder", "rotation order",                OFFSET(rorder), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="ypr"},           0,                   0, FLAGS, "rorder"},
 121     {     "h_fov", "horizontal field of view",       OFFSET(h_fov), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=90.f},     0.00001f,               360.f, FLAGS, "h_fov"},
 122     {     "v_fov", "vertical field of view",         OFFSET(v_fov), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=45.f},     0.00001f,               360.f, FLAGS, "v_fov"},
 123     {     "d_fov", "diagonal field of view",         OFFSET(d_fov), AV_OPT_TYPE_FLOAT,  {.dbl=0.f},           0.f,               360.f, FLAGS, "d_fov"},
 124     {    "h_flip", "flip out video horizontally",   OFFSET(h_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "h_flip"},
 125     {    "v_flip", "flip out video vertically",     OFFSET(v_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "v_flip"},
 126     {    "d_flip", "flip out video indepth",        OFFSET(d_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "d_flip"},
 127     {   "ih_flip", "flip in video horizontally",   OFFSET(ih_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "ih_flip"},
 128     {   "iv_flip", "flip in video vertically",     OFFSET(iv_flip), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "iv_flip"},
 129     {  "in_trans", "transpose video input",   OFFSET(in_transpose), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "in_transpose"},
 130     { "out_trans", "transpose video output", OFFSET(out_transpose), AV_OPT_TYPE_BOOL,   {.i64=0},               0,                   1, FLAGS, "out_transpose"},
 131     { NULL }
 132 };
 133
 134 AVFILTER_DEFINE_CLASS(v360);
 135
 136 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 137 {
 138     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 139         // YUVA444
 140         AV_PIX_FMT_YUVA444P,   AV_PIX_FMT_YUVA444P9,
 141         AV_PIX_FMT_YUVA444P10, AV_PIX_FMT_YUVA444P12,
 142         AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
 143
 144         // YUVA422
 145         AV_PIX_FMT_YUVA422P,   AV_PIX_FMT_YUVA422P9,
 146         AV_PIX_FMT_YUVA422P10, AV_PIX_FMT_YUVA422P12,
 147         AV_PIX_FMT_YUVA422P16,
 148
 149         // YUVA420
 150         AV_PIX_FMT_YUVA420P,   AV_PIX_FMT_YUVA420P9,
 151         AV_PIX_FMT_YUVA420P10, AV_PIX_FMT_YUVA420P16,
 152
 153         // YUVJ
 154         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 155         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 156         AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
 157
 158         // YUV444
 159         AV_PIX_FMT_YUV444P,   AV_PIX_FMT_YUV444P9,
 160         AV_PIX_FMT_YUV444P10, AV_PIX_FMT_YUV444P12,
 161         AV_PIX_FMT_YUV444P14, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
 162
 163         // YUV440
 164         AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV440P10,
 165         AV_PIX_FMT_YUV440P12,
 166
 167         // YUV422
 168         AV_PIX_FMT_YUV422P,   AV_PIX_FMT_YUV422P9,
 169         AV_PIX_FMT_YUV422P10, AV_PIX_FMT_YUV422P12,
 170         AV_PIX_FMT_YUV422P14, AV_PIX_FMT_YUV422P16,
 171
 172         // YUV420
 173         AV_PIX_FMT_YUV420P,   AV_PIX_FMT_YUV420P9,
 174         AV_PIX_FMT_YUV420P10, AV_PIX_FMT_YUV420P12,
 175         AV_PIX_FMT_YUV420P14, AV_PIX_FMT_YUV420P16,
 176
 177         // YUV411
 178         AV_PIX_FMT_YUV411P,
 179
 180         // YUV410
 181         AV_PIX_FMT_YUV410P,
 182
 183         // GBR
 184         AV_PIX_FMT_GBRP,   AV_PIX_FMT_GBRP9,
 185         AV_PIX_FMT_GBRP10, AV_PIX_FMT_GBRP12,
 186         AV_PIX_FMT_GBRP14, AV_PIX_FMT_GBRP16,
 187
 188         // GBRA
 189         AV_PIX_FMT_GBRAP,   AV_PIX_FMT_GBRAP10,
 190         AV_PIX_FMT_GBRAP12, AV_PIX_FMT_GBRAP16,
 191
 192         // GRAY
 193         AV_PIX_FMT_GRAY8,  AV_PIX_FMT_GRAY9,
 194         AV_PIX_FMT_GRAY10, AV_PIX_FMT_GRAY12,
 195         AV_PIX_FMT_GRAY14, AV_PIX_FMT_GRAY16,
 196
 197         AV_PIX_FMT_NONE
 198     };
 199
 200     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
 201     if (!fmts_list)
 202         return AVERROR(ENOMEM);
 203     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
 204 }
 205
 206 #define DEFINE_REMAP1_LINE(bits, div)                                                           \
 207 static void remap1_##bits##bit_line_c(uint8_t *dst, int width, const uint8_t *src,              \
 208                                       ptrdiff_t in_linesize,                                    \
 209                                       const uint16_t *u, const uint16_t *v, const int16_t *ker) \
 210 {                                                                                               \
 211     const uint##bits##_t *s = (const uint##bits##_t *)src;                                      \
 212     uint##bits##_t *d = (uint##bits##_t *)dst;                                                  \
 213                                                                                                 \
 214     in_linesize /= div;                                                                         \
 215                                                                                                 \
 216     for (int x = 0; x < width; x++)                                                             \
 217         d[x] = s[v[x] * in_linesize + u[x]];                                                    \
 218 }
 219
 220 DEFINE_REMAP1_LINE( 8, 1)
 221 DEFINE_REMAP1_LINE(16, 2)
 222
 223 /**
 224  * Generate remapping function with a given window size and pixel depth.
 225  *
 226  * @param ws size of interpolation window
 227  * @param bits number of bits per pixel
 228  */
 229 #define DEFINE_REMAP(ws, bits)                                                                             \
 230 static int remap##ws##_##bits##bit_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)          \
 231 {                                                                                                          \
 232     ThreadData *td = arg;                                                                                  \
 233     const V360Context *s = ctx->priv;                                                                      \
 234     const AVFrame *in = td->in;                                                                            \
 235     AVFrame *out = td->out;                                                                                \
 236                                                                                                            \
 237     for (int stereo = 0; stereo < 1 + s->out_stereo > STEREO_2D; stereo++) {                               \
 238         for (int plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {                                               \
 239             const int in_linesize  = in->linesize[plane];                                                  \
 240             const int out_linesize = out->linesize[plane];                                                 \
 241             const int uv_linesize = s->uv_linesize[plane];                                                 \
 242             const int in_offset_w = stereo ? s->in_offset_w[plane] : 0;                                    \
 243             const int in_offset_h = stereo ? s->in_offset_h[plane] : 0;                                    \
 244             const int out_offset_w = stereo ? s->out_offset_w[plane] : 0;                                  \
 245             const int out_offset_h = stereo ? s->out_offset_h[plane] : 0;                                  \
 246             const uint8_t *src = in->data[plane] + in_offset_h * in_linesize + in_offset_w * (bits >> 3);  \
 247             uint8_t *dst = out->data[plane] + out_offset_h * out_linesize + out_offset_w * (bits >> 3);    \
 248             const int width = s->pr_width[plane];                                                          \
 249             const int height = s->pr_height[plane];                                                        \
 250                                                                                                            \
 251             const int slice_start = (height *  jobnr     ) / nb_jobs;                                      \
 252             const int slice_end   = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;                                      \
 253                                                                                                            \
 254             for (int y = slice_start; y < slice_end; y++) {                                                \
 255                 const unsigned map = s->map[plane];                                                        \
 256                 const uint16_t *u = s->u[map] + y * uv_linesize * ws * ws;                                 \
 257                 const uint16_t *v = s->v[map] + y * uv_linesize * ws * ws;                                 \
 258                 const int16_t *ker = s->ker[map] + y * uv_linesize * ws * ws;                              \
 259                                                                                                            \
 260                 s->remap_line(dst + y * out_linesize, width, src, in_linesize, u, v, ker);                 \
 261             }                                                                                              \
 262         }                                                                                                  \
 263     }                                                                                                      \
 264                                                                                                            \
 265     return 0;                                                                                              \
 266 }
 267
 268 DEFINE_REMAP(1,  8)
 269 DEFINE_REMAP(2,  8)
 270 DEFINE_REMAP(4,  8)
 271 DEFINE_REMAP(1, 16)
 272 DEFINE_REMAP(2, 16)
 273 DEFINE_REMAP(4, 16)
 274
 275 #define DEFINE_REMAP_LINE(ws, bits, div)                                                                   \
 276 static void remap##ws##_##bits##bit_line_c(uint8_t *dst, int width, const uint8_t *src,                    \
 277                                            ptrdiff_t in_linesize,                                          \
 278                                            const uint16_t *u, const uint16_t *v, const int16_t *ker)       \
 279 {                                                                                                          \
 280     const uint##bits##_t *s = (const uint##bits##_t *)src;                                                 \
 281     uint##bits##_t *d = (uint##bits##_t *)dst;                                                             \
 282                                                                                                            \
 283     in_linesize /= div;                                                                                    \
 284                                                                                                            \
 285     for (int x = 0; x < width; x++) {                                                                      \
 286         const uint16_t *uu = u + x * ws * ws;                                                              \
 287         const uint16_t *vv = v + x * ws * ws;                                                              \
 288         const int16_t *kker = ker + x * ws * ws;                                                           \
 289         int tmp = 0;                                                                                       \
 290                                                                                                            \
 291         for (int i = 0; i < ws; i++) {                                                                     \
 292             for (int j = 0; j < ws; j++) {                                                                 \
 293                 tmp += kker[i * ws + j] * s[vv[i * ws + j] * in_linesize + uu[i * ws + j]];                \
 294             }                                                                                              \
 295         }                                                                                                  \
 296                                                                                                            \
 297         d[x] = av_clip_uint##bits(tmp >> 14);                                                              \
 298     }                                                                                                      \
 299 }
 300
 301 DEFINE_REMAP_LINE(2,  8, 1)
 302 DEFINE_REMAP_LINE(4,  8, 1)
 303 DEFINE_REMAP_LINE(2, 16, 2)
 304 DEFINE_REMAP_LINE(4, 16, 2)
 305
 306 void ff_v360_init(V360Context *s, int depth)
 307 {
 308     switch (s->interp) {
 309     case NEAREST:
 310         s->remap_line = depth <= 8 ? remap1_8bit_line_c : remap1_16bit_line_c;
 311         break;
 312     case BILINEAR:
 313         s->remap_line = depth <= 8 ? remap2_8bit_line_c : remap2_16bit_line_c;
 314         break;
 315     case BICUBIC:
 316     case LANCZOS:
 317         s->remap_line = depth <= 8 ? remap4_8bit_line_c : remap4_16bit_line_c;
 318         break;
 319     }
 320
 321     if (ARCH_X86)
 322         ff_v360_init_x86(s, depth);
 323 }
 324
 325 /**
 326  * Save nearest pixel coordinates for remapping.
 327  *
 328  * @param du horizontal relative coordinate
 329  * @param dv vertical relative coordinate
 330  * @param rmap calculated 4x4 window
 331  * @param u u remap data
 332  * @param v v remap data
 333  * @param ker ker remap data
 334  */
 335 static void nearest_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 336                            uint16_t *u, uint16_t *v, int16_t *ker)
 337 {
 338     const int i = roundf(dv) + 1;
 339     const int j = roundf(du) + 1;
 340
 341     u[0] = rmap->u[i][j];
 342     v[0] = rmap->v[i][j];
 343 }
 344
 345 /**
 346  * Calculate kernel for bilinear interpolation.
 347  *
 348  * @param du horizontal relative coordinate
 349  * @param dv vertical relative coordinate
 350  * @param rmap calculated 4x4 window
 351  * @param u u remap data
 352  * @param v v remap data
 353  * @param ker ker remap data
 354  */
 355 static void bilinear_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 356                             uint16_t *u, uint16_t *v, int16_t *ker)
 357 {
 358     for (int i = 0; i < 2; i++) {
 359         for (int j = 0; j < 2; j++) {
 360             u[i * 2 + j] = rmap->u[i + 1][j + 1];
 361             v[i * 2 + j] = rmap->v[i + 1][j + 1];
 362         }
 363     }
 364
 365     ker[0] = lrintf((1.f - du) * (1.f - dv) * 16385.f);
 366     ker[1] = lrintf(       du  * (1.f - dv) * 16385.f);
 367     ker[2] = lrintf((1.f - du) *        dv  * 16385.f);
 368     ker[3] = lrintf(       du  *        dv  * 16385.f);
 369 }
 370
 371 /**
 372  * Calculate 1-dimensional cubic coefficients.
 373  *
 374  * @param t relative coordinate
 375  * @param coeffs coefficients
 376  */
 377 static inline void calculate_bicubic_coeffs(float t, float *coeffs)
 378 {
 379     const float tt  = t * t;
 380     const float ttt = t * t * t;
 381
 382     coeffs[0] =     - t / 3.f + tt / 2.f - ttt / 6.f;
 383     coeffs[1] = 1.f - t / 2.f - tt       + ttt / 2.f;
 384     coeffs[2] =       t       + tt / 2.f - ttt / 2.f;
 385     coeffs[3] =     - t / 6.f            + ttt / 6.f;
 386 }
 387
 388 /**
 389  * Calculate kernel for bicubic interpolation.
 390  *
 391  * @param du horizontal relative coordinate
 392  * @param dv vertical relative coordinate
 393  * @param rmap calculated 4x4 window
 394  * @param u u remap data
 395  * @param v v remap data
 396  * @param ker ker remap data
 397  */
 398 static void bicubic_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 399                            uint16_t *u, uint16_t *v, int16_t *ker)
 400 {
 401     float du_coeffs[4];
 402     float dv_coeffs[4];
 403
 404     calculate_bicubic_coeffs(du, du_coeffs);
 405     calculate_bicubic_coeffs(dv, dv_coeffs);
 406
 407     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 408         for (int j = 0; j < 4; j++) {
 409             u[i * 4 + j] = rmap->u[i][j];
 410             v[i * 4 + j] = rmap->v[i][j];
 411             ker[i * 4 + j] = lrintf(du_coeffs[j] * dv_coeffs[i] * 16385.f);
 412         }
 413     }
 414 }
 415
 416 /**
 417  * Calculate 1-dimensional lanczos coefficients.
 418  *
 419  * @param t relative coordinate
 420  * @param coeffs coefficients
 421  */
 422 static inline void calculate_lanczos_coeffs(float t, float *coeffs)
 423 {
 424     float sum = 0.f;
 425
 426     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 427         const float x = M_PI * (t - i + 1);
 428         if (x == 0.f) {
 429             coeffs[i] = 1.f;
 430         } else {
 431             coeffs[i] = sinf(x) * sinf(x / 2.f) / (x * x / 2.f);
 432         }
 433         sum += coeffs[i];
 434     }
 435
 436     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 437         coeffs[i] /= sum;
 438     }
 439 }
 440
 441 /**
 442  * Calculate kernel for lanczos interpolation.
 443  *
 444  * @param du horizontal relative coordinate
 445  * @param dv vertical relative coordinate
 446  * @param rmap calculated 4x4 window
 447  * @param u u remap data
 448  * @param v v remap data
 449  * @param ker ker remap data
 450  */
 451 static void lanczos_kernel(float du, float dv, const XYRemap *rmap,
 452                            uint16_t *u, uint16_t *v, int16_t *ker)
 453 {
 454     float du_coeffs[4];
 455     float dv_coeffs[4];
 456
 457     calculate_lanczos_coeffs(du, du_coeffs);
 458     calculate_lanczos_coeffs(dv, dv_coeffs);
 459
 460     for (int i = 0; i < 4; i++) {
 461         for (int j = 0; j < 4; j++) {
 462             u[i * 4 + j] = rmap->u[i][j];
 463             v[i * 4 + j] = rmap->v[i][j];
 464             ker[i * 4 + j] = lrintf(du_coeffs[j] * dv_coeffs[i] * 16385.f);
 465         }
 466     }
 467 }
 468
 469 /**
 470  * Modulo operation with only positive remainders.
 471  *
 472  * @param a dividend
 473  * @param b divisor
 474  *
 475  * @return positive remainder of (a / b)
 476  */
 477 static inline int mod(int a, int b)
 478 {
 479     const int res = a % b;
 480     if (res < 0) {
 481         return res + b;
 482     } else {
 483         return res;
 484     }
 485 }
 486
 487 /**
 488  * Convert char to corresponding direction.
 489  * Used for cubemap options.
 490  */
 491 static int get_direction(char c)
 492 {
 493     switch (c) {
 494     case 'r':
 495         return RIGHT;
 496     case 'l':
 497         return LEFT;
 498     case 'u':
 499         return UP;
 500     case 'd':
 501         return DOWN;
 502     case 'f':
 503         return FRONT;
 504     case 'b':
 505         return BACK;
 506     default:
 507         return -1;
 508     }
 509 }
 510
 511 /**
 512  * Convert char to corresponding rotation angle.
 513  * Used for cubemap options.
 514  */
 515 static int get_rotation(char c)
 516 {
 517     switch (c) {
 518     case '0':
 519         return ROT_0;
 520     case '1':
 521         return ROT_90;
 522     case '2':
 523         return ROT_180;
 524     case '3':
 525         return ROT_270;
 526     default:
 527         return -1;
 528     }
 529 }
 530
 531 /**
 532  * Convert char to corresponding rotation order.
 533  */
 534 static int get_rorder(char c)
 535 {
 536     switch (c) {
 537     case 'Y':
 538     case 'y':
 539         return YAW;
 540     case 'P':
 541     case 'p':
 542         return PITCH;
 543     case 'R':
 544     case 'r':
 545         return ROLL;
 546     default:
 547         return -1;
 548     }
 549 }
 550
 551 /**
 552  * Prepare data for processing cubemap input format.
 553  *
 554  * @param ctx filter context
 555  *
 556  * @return error code
 557  */
 558 static int prepare_cube_in(AVFilterContext *ctx)
 559 {
 560     V360Context *s = ctx->priv;
 561
 562     for (int face = 0; face < NB_FACES; face++) {
 563         const char c = s->in_forder[face];
 564         int direction;
 565
 566         if (c == '\0') {
 567             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 568                    "Incomplete in_forder option. Direction for all 6 faces should be specified.\n");
 569             return AVERROR(EINVAL);
 570         }
 571
 572         direction = get_direction(c);
 573         if (direction == -1) {
 574             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 575                    "Incorrect direction symbol '%c' in in_forder option.\n", c);
 576             return AVERROR(EINVAL);
 577         }
 578
 579         s->in_cubemap_face_order[direction] = face;
 580     }
 581
 582     for (int face = 0; face < NB_FACES; face++) {
 583         const char c = s->in_frot[face];
 584         int rotation;
 585
 586         if (c == '\0') {
 587             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 588                    "Incomplete in_frot option. Rotation for all 6 faces should be specified.\n");
 589             return AVERROR(EINVAL);
 590         }
 591
 592         rotation = get_rotation(c);
 593         if (rotation == -1) {
 594             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 595                    "Incorrect rotation symbol '%c' in in_frot option.\n", c);
 596             return AVERROR(EINVAL);
 597         }
 598
 599         s->in_cubemap_face_rotation[face] = rotation;
 600     }
 601
 602     return 0;
 603 }
 604
 605 /**
 606  * Prepare data for processing cubemap output format.
 607  *
 608  * @param ctx filter context
 609  *
 610  * @return error code
 611  */
 612 static int prepare_cube_out(AVFilterContext *ctx)
 613 {
 614     V360Context *s = ctx->priv;
 615
 616     for (int face = 0; face < NB_FACES; face++) {
 617         const char c = s->out_forder[face];
 618         int direction;
 619
 620         if (c == '\0') {
 621             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 622                    "Incomplete out_forder option. Direction for all 6 faces should be specified.\n");
 623             return AVERROR(EINVAL);
 624         }
 625
 626         direction = get_direction(c);
 627         if (direction == -1) {
 628             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 629                    "Incorrect direction symbol '%c' in out_forder option.\n", c);
 630             return AVERROR(EINVAL);
 631         }
 632
 633         s->out_cubemap_direction_order[face] = direction;
 634     }
 635
 636     for (int face = 0; face < NB_FACES; face++) {
 637         const char c = s->out_frot[face];
 638         int rotation;
 639
 640         if (c == '\0') {
 641             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 642                    "Incomplete out_frot option. Rotation for all 6 faces should be specified.\n");
 643             return AVERROR(EINVAL);
 644         }
 645
 646         rotation = get_rotation(c);
 647         if (rotation == -1) {
 648             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 649                    "Incorrect rotation symbol '%c' in out_frot option.\n", c);
 650             return AVERROR(EINVAL);
 651         }
 652
 653         s->out_cubemap_face_rotation[face] = rotation;
 654     }
 655
 656     return 0;
 657 }
 658
 659 static inline void rotate_cube_face(float *uf, float *vf, int rotation)
 660 {
 661     float tmp;
 662
 663     switch (rotation) {
 664     case ROT_0:
 665         break;
 666     case ROT_90:
 667         tmp =  *uf;
 668         *uf = -*vf;
 669         *vf =  tmp;
 670         break;
 671     case ROT_180:
 672         *uf = -*uf;
 673         *vf = -*vf;
 674         break;
 675     case ROT_270:
 676         tmp = -*uf;
 677         *uf =  *vf;
 678         *vf =  tmp;
 679         break;
 680     default:
 681         av_assert0(0);
 682     }
 683 }
 684
 685 static inline void rotate_cube_face_inverse(float *uf, float *vf, int rotation)
 686 {
 687     float tmp;
 688
 689     switch (rotation) {
 690     case ROT_0:
 691         break;
 692     case ROT_90:
 693         tmp = -*uf;
 694         *uf =  *vf;
 695         *vf =  tmp;
 696         break;
 697     case ROT_180:
 698         *uf = -*uf;
 699         *vf = -*vf;
 700         break;
 701     case ROT_270:
 702         tmp =  *uf;
 703         *uf = -*vf;
 704         *vf =  tmp;
 705         break;
 706     default:
 707         av_assert0(0);
 708     }
 709 }
 710
 711 /**
 712  * Normalize vector.
 713  *
 714  * @param vec vector
 715  */
 716 static void normalize_vector(float *vec)
 717 {
 718     const float norm = sqrtf(vec[0] * vec[0] + vec[1] * vec[1] + vec[2] * vec[2]);
 719
 720     vec[0] /= norm;
 721     vec[1] /= norm;
 722     vec[2] /= norm;
 723 }
 724
 725 /**
 726  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding cubemap position.
 727  * Common operation for every cubemap.
 728  *
 729  * @param s filter private context
 730  * @param uf horizontal cubemap coordinate [0, 1)
 731  * @param vf vertical cubemap coordinate [0, 1)
 732  * @param face face of cubemap
 733  * @param vec coordinates on sphere
 734  * @param scalew scale for uf
 735  * @param scaleh scale for vf
 736  */
 737 static void cube_to_xyz(const V360Context *s,
 738                         float uf, float vf, int face,
 739                         float *vec, float scalew, float scaleh)
 740 {
 741     const int direction = s->out_cubemap_direction_order[face];
 742     float l_x, l_y, l_z;
 743
 744     uf /= scalew;
 745     vf /= scaleh;
 746
 747     rotate_cube_face_inverse(&uf, &vf, s->out_cubemap_face_rotation[face]);
 748
 749     switch (direction) {
 750     case RIGHT:
 751         l_x =  1.f;
 752         l_y = -vf;
 753         l_z =  uf;
 754         break;
 755     case LEFT:
 756         l_x = -1.f;
 757         l_y = -vf;
 758         l_z = -uf;
 759         break;
 760     case UP:
 761         l_x =  uf;
 762         l_y =  1.f;
 763         l_z = -vf;
 764         break;
 765     case DOWN:
 766         l_x =  uf;
 767         l_y = -1.f;
 768         l_z =  vf;
 769         break;
 770     case FRONT:
 771         l_x =  uf;
 772         l_y = -vf;
 773         l_z = -1.f;
 774         break;
 775     case BACK:
 776         l_x = -uf;
 777         l_y = -vf;
 778         l_z =  1.f;
 779         break;
 780     default:
 781         av_assert0(0);
 782     }
 783
 784     vec[0] = l_x;
 785     vec[1] = l_y;
 786     vec[2] = l_z;
 787
 788     normalize_vector(vec);
 789 }
 790
 791 /**
 792  * Calculate cubemap position for corresponding 3D coordinates on sphere.
 793  * Common operation for every cubemap.
 794  *
 795  * @param s filter private context
 796  * @param vec coordinated on sphere
 797  * @param uf horizontal cubemap coordinate [0, 1)
 798  * @param vf vertical cubemap coordinate [0, 1)
 799  * @param direction direction of view
 800  */
 801 static void xyz_to_cube(const V360Context *s,
 802                         const float *vec,
 803                         float *uf, float *vf, int *direction)
 804 {
 805     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]);
 806     const float theta = asinf(-vec[1]);
 807     float phi_norm, theta_threshold;
 808     int face;
 809
 810     if (phi >= -M_PI_4 && phi < M_PI_4) {
 811         *direction = FRONT;
 812         phi_norm = phi;
 813     } else if (phi >= -(M_PI_2 + M_PI_4) && phi < -M_PI_4) {
 814         *direction = LEFT;
 815         phi_norm = phi + M_PI_2;
 816     } else if (phi >= M_PI_4 && phi < M_PI_2 + M_PI_4) {
 817         *direction = RIGHT;
 818         phi_norm = phi - M_PI_2;
 819     } else {
 820         *direction = BACK;
 821         phi_norm = phi + ((phi > 0.f) ? -M_PI : M_PI);
 822     }
 823
 824     theta_threshold = atanf(cosf(phi_norm));
 825     if (theta > theta_threshold) {
 826         *direction = DOWN;
 827     } else if (theta < -theta_threshold) {
 828         *direction = UP;
 829     }
 830
 831     switch (*direction) {
 832     case RIGHT:
 833         *uf =  vec[2] / vec[0];
 834         *vf = -vec[1] / vec[0];
 835         break;
 836     case LEFT:
 837         *uf =  vec[2] / vec[0];
 838         *vf =  vec[1] / vec[0];
 839         break;
 840     case UP:
 841         *uf =  vec[0] / vec[1];
 842         *vf = -vec[2] / vec[1];
 843         break;
 844     case DOWN:
 845         *uf = -vec[0] / vec[1];
 846         *vf = -vec[2] / vec[1];
 847         break;
 848     case FRONT:
 849         *uf = -vec[0] / vec[2];
 850         *vf =  vec[1] / vec[2];
 851         break;
 852     case BACK:
 853         *uf = -vec[0] / vec[2];
 854         *vf = -vec[1] / vec[2];
 855         break;
 856     default:
 857         av_assert0(0);
 858     }
 859
 860     face = s->in_cubemap_face_order[*direction];
 861     rotate_cube_face(uf, vf, s->in_cubemap_face_rotation[face]);
 862
 863     (*uf) *= s->input_mirror_modifier[0];
 864     (*vf) *= s->input_mirror_modifier[1];
 865 }
 866
 867 /**
 868  * Find position on another cube face in case of overflow/underflow.
 869  * Used for calculation of interpolation window.
 870  *
 871  * @param s filter private context
 872  * @param uf horizontal cubemap coordinate
 873  * @param vf vertical cubemap coordinate
 874  * @param direction direction of view
 875  * @param new_uf new horizontal cubemap coordinate
 876  * @param new_vf new vertical cubemap coordinate
 877  * @param face face position on cubemap
 878  */
 879 static void process_cube_coordinates(const V360Context *s,
 880                                      float uf, float vf, int direction,
 881                                      float *new_uf, float *new_vf, int *face)
 882 {
 883     /*
 884      *  Cubemap orientation
 885      *
 886      *           width
 887      *         <------->
 888      *         +-------+
 889      *         |       |                              U
 890      *         | up    |                   h       ------->
 891      * +-------+-------+-------+-------+ ^ e      |
 892      * |       |       |       |       | | i    V |
 893      * | left  | front | right | back  | | g      |
 894      * +-------+-------+-------+-------+ v h      v
 895      *         |       |                   t
 896      *         | down  |
 897      *         +-------+
 898      */
 899
 900     *face = s->in_cubemap_face_order[direction];
 901     rotate_cube_face_inverse(&uf, &vf, s->in_cubemap_face_rotation[*face]);
 902
 903     if ((uf < -1.f || uf >= 1.f) && (vf < -1.f || vf >= 1.f)) {
 904         // There are no pixels to use in this case
 905         *new_uf = uf;
 906         *new_vf = vf;
 907     } else if (uf < -1.f) {
 908         uf += 2.f;
 909         switch (direction) {
 910         case RIGHT:
 911             direction = FRONT;
 912             *new_uf =  uf;
 913             *new_vf =  vf;
 914             break;
 915         case LEFT:
 916             direction = BACK;
 917             *new_uf =  uf;
 918             *new_vf =  vf;
 919             break;
 920         case UP:
 921             direction = LEFT;
 922             *new_uf =  vf;
 923             *new_vf = -uf;
 924             break;
 925         case DOWN:
 926             direction = LEFT;
 927             *new_uf = -vf;
 928             *new_vf =  uf;
 929             break;
 930         case FRONT:
 931             direction = LEFT;
 932             *new_uf =  uf;
 933             *new_vf =  vf;
 934             break;
 935         case BACK:
 936             direction = RIGHT;
 937             *new_uf =  uf;
 938             *new_vf =  vf;
 939             break;
 940         default:
 941             av_assert0(0);
 942         }
 943     } else if (uf >= 1.f) {
 944         uf -= 2.f;
 945         switch (direction) {
 946         case RIGHT:
 947             direction = BACK;
 948             *new_uf =  uf;
 949             *new_vf =  vf;
 950             break;
 951         case LEFT:
 952             direction = FRONT;
 953             *new_uf =  uf;
 954             *new_vf =  vf;
 955             break;
 956         case UP:
 957             direction = RIGHT;
 958             *new_uf = -vf;
 959             *new_vf =  uf;
 960             break;
 961         case DOWN:
 962             direction = RIGHT;
 963             *new_uf =  vf;
 964             *new_vf = -uf;
 965             break;
 966         case FRONT:
 967             direction = RIGHT;
 968             *new_uf =  uf;
 969             *new_vf =  vf;
 970             break;
 971         case BACK:
 972             direction = LEFT;
 973             *new_uf =  uf;
 974             *new_vf =  vf;
 975             break;
 976         default:
 977             av_assert0(0);
 978         }
 979     } else if (vf < -1.f) {
 980         vf += 2.f;
 981         switch (direction) {
 982         case RIGHT:
 983             direction = UP;
 984             *new_uf =  vf;
 985             *new_vf = -uf;
 986             break;
 987         case LEFT:
 988             direction = UP;
 989             *new_uf = -vf;
 990             *new_vf =  uf;
 991             break;
 992         case UP:
 993             direction = BACK;
 994             *new_uf = -uf;
 995             *new_vf = -vf;
 996             break;
 997         case DOWN:
 998             direction = FRONT;
 999             *new_uf =  uf;
1000             *new_vf =  vf;
1001             break;
1002         case FRONT:
1003             direction = UP;
1004             *new_uf =  uf;
1005             *new_vf =  vf;
1006             break;
1007         case BACK:
1008             direction = UP;
1009             *new_uf = -uf;
1010             *new_vf = -vf;
1011             break;
1012         default:
1013             av_assert0(0);
1014         }
1015     } else if (vf >= 1.f) {
1016         vf -= 2.f;
1017         switch (direction) {
1018         case RIGHT:
1019             direction = DOWN;
1020             *new_uf = -vf;
1021             *new_vf =  uf;
1022             break;
1023         case LEFT:
1024             direction = DOWN;
1025             *new_uf =  vf;
1026             *new_vf = -uf;
1027             break;
1028         case UP:
1029             direction = FRONT;
1030             *new_uf =  uf;
1031             *new_vf =  vf;
1032             break;
1033         case DOWN:
1034             direction = BACK;
1035             *new_uf = -uf;
1036             *new_vf = -vf;
1037             break;
1038         case FRONT:
1039             direction = DOWN;
1040             *new_uf =  uf;
1041             *new_vf =  vf;
1042             break;
1043         case BACK:
1044             direction = DOWN;
1045             *new_uf = -uf;
1046             *new_vf = -vf;
1047             break;
1048         default:
1049             av_assert0(0);
1050         }
1051     } else {
1052         // Inside cube face
1053         *new_uf = uf;
1054         *new_vf = vf;
1055     }
1056
1057     *face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1058     rotate_cube_face(new_uf, new_vf, s->in_cubemap_face_rotation[*face]);
1059 }
1060
1061 /**
1062  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in cubemap3x2 format.
1063  *
1064  * @param s filter private context
1065  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1066  * @param j vertical position on frame [0, height)
1067  * @param width frame width
1068  * @param height frame height
1069  * @param vec coordinates on sphere
1070  */
1071 static void cube3x2_to_xyz(const V360Context *s,
1072                            int i, int j, int width, int height,
1073                            float *vec)
1074 {
1075     const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (s->out_width  / 3.f) : 1.f - s->out_pad;
1076     const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (s->out_height / 2.f) : 1.f - s->out_pad;
1077
1078     const float ew = width  / 3.f;
1079     const float eh = height / 2.f;
1080
1081     const int u_face = floorf(i / ew);
1082     const int v_face = floorf(j / eh);
1083     const int face = u_face + 3 * v_face;
1084
1085     const int u_shift = ceilf(ew * u_face);
1086     const int v_shift = ceilf(eh * v_face);
1087     const int ewi = ceilf(ew * (u_face + 1)) - u_shift;
1088     const int ehi = ceilf(eh * (v_face + 1)) - v_shift;
1089
1090     const float uf = 2.f * (i - u_shift + 0.5f) / ewi - 1.f;
1091     const float vf = 2.f * (j - v_shift + 0.5f) / ehi - 1.f;
1092
1093     cube_to_xyz(s, uf, vf, face, vec, scalew, scaleh);
1094 }
1095
1096 /**
1097  * Calculate frame position in cubemap3x2 format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1098  *
1099  * @param s filter private context
1100  * @param vec coordinates on sphere
1101  * @param width frame width
1102  * @param height frame height
1103  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1104  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1105  * @param du horizontal relative coordinate
1106  * @param dv vertical relative coordinate
1107  */
1108 static void xyz_to_cube3x2(const V360Context *s,
1109                            const float *vec, int width, int height,
1110                            uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1111 {
1112     const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (s->in_width  / 3.f) : 1.f - s->in_pad;
1113     const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (s->in_height / 2.f) : 1.f - s->in_pad;
1114     const float ew = width  / 3.f;
1115     const float eh = height / 2.f;
1116     float uf, vf;
1117     int ui, vi;
1118     int ewi, ehi;
1119     int direction, face;
1120     int u_face, v_face;
1121
1122     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &direction);
1123
1124     uf *= scalew;
1125     vf *= scaleh;
1126
1127     face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1128     u_face = face % 3;
1129     v_face = face / 3;
1130     ewi = ceilf(ew * (u_face + 1)) - ceilf(ew * u_face);
1131     ehi = ceilf(eh * (v_face + 1)) - ceilf(eh * v_face);
1132
1133     uf = 0.5f * ewi * (uf + 1.f) - 0.5f;
1134     vf = 0.5f * ehi * (vf + 1.f) - 0.5f;
1135
1136     ui = floorf(uf);
1137     vi = floorf(vf);
1138
1139     *du = uf - ui;
1140     *dv = vf - vi;
1141
1142     for (int i = -1; i < 3; i++) {
1143         for (int j = -1; j < 3; j++) {
1144             int new_ui = ui + j;
1145             int new_vi = vi + i;
1146             int u_shift, v_shift;
1147             int new_ewi, new_ehi;
1148
1149             if (new_ui >= 0 && new_ui < ewi && new_vi >= 0 && new_vi < ehi) {
1150                 face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1151
1152                 u_face = face % 3;
1153                 v_face = face / 3;
1154                 u_shift = ceilf(ew * u_face);
1155                 v_shift = ceilf(eh * v_face);
1156             } else {
1157                 uf = 2.f * new_ui / ewi - 1.f;
1158                 vf = 2.f * new_vi / ehi - 1.f;
1159
1160                 uf /= scalew;
1161                 vf /= scaleh;
1162
1163                 process_cube_coordinates(s, uf, vf, direction, &uf, &vf, &face);
1164
1165                 uf *= scalew;
1166                 vf *= scaleh;
1167
1168                 u_face = face % 3;
1169                 v_face = face / 3;
1170                 u_shift = ceilf(ew * u_face);
1171                 v_shift = ceilf(eh * v_face);
1172                 new_ewi = ceilf(ew * (u_face + 1)) - u_shift;
1173                 new_ehi = ceilf(eh * (v_face + 1)) - v_shift;
1174
1175                 new_ui = av_clip(roundf(0.5f * new_ewi * (uf + 1.f)), 0, new_ewi - 1);
1176                 new_vi = av_clip(roundf(0.5f * new_ehi * (vf + 1.f)), 0, new_ehi - 1);
1177             }
1178
1179             us[i + 1][j + 1] = u_shift + new_ui;
1180             vs[i + 1][j + 1] = v_shift + new_vi;
1181         }
1182     }
1183 }
1184
1185 /**
1186  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in cubemap1x6 format.
1187  *
1188  * @param s filter private context
1189  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1190  * @param j vertical position on frame [0, height)
1191  * @param width frame width
1192  * @param height frame height
1193  * @param vec coordinates on sphere
1194  */
1195 static void cube1x6_to_xyz(const V360Context *s,
1196                            int i, int j, int width, int height,
1197                            float *vec)
1198 {
1199     const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fout_pad) / s->out_width : 1.f - s->out_pad;
1200     const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (s->out_height / 6.f) : 1.f - s->out_pad;
1201
1202     const float ew = width;
1203     const float eh = height / 6.f;
1204
1205     const int face = floorf(j / eh);
1206
1207     const int v_shift = ceilf(eh * face);
1208     const int ehi = ceilf(eh * (face + 1)) - v_shift;
1209
1210     const float uf = 2.f * (i           + 0.5f) / ew  - 1.f;
1211     const float vf = 2.f * (j - v_shift + 0.5f) / ehi - 1.f;
1212
1213     cube_to_xyz(s, uf, vf, face, vec, scalew, scaleh);
1214 }
1215
1216 /**
1217  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in cubemap6x1 format.
1218  *
1219  * @param s filter private context
1220  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1221  * @param j vertical position on frame [0, height)
1222  * @param width frame width
1223  * @param height frame height
1224  * @param vec coordinates on sphere
1225  */
1226 static void cube6x1_to_xyz(const V360Context *s,
1227                            int i, int j, int width, int height,
1228                            float *vec)
1229 {
1230     const float scalew = s->fout_pad > 0 ? 1.f - s->fout_pad / (s->out_width / 6.f)   : 1.f - s->out_pad;
1231     const float scaleh = s->fout_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fout_pad) / s->out_height : 1.f - s->out_pad;
1232
1233     const float ew = width / 6.f;
1234     const float eh = height;
1235
1236     const int face = floorf(i / ew);
1237
1238     const int u_shift = ceilf(ew * face);
1239     const int ewi = ceilf(ew * (face + 1)) - u_shift;
1240
1241     const float uf = 2.f * (i - u_shift + 0.5f) / ewi - 1.f;
1242     const float vf = 2.f * (j           + 0.5f) / eh  - 1.f;
1243
1244     cube_to_xyz(s, uf, vf, face, vec, scalew, scaleh);
1245 }
1246
1247 /**
1248  * Calculate frame position in cubemap1x6 format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1249  *
1250  * @param s filter private context
1251  * @param vec coordinates on sphere
1252  * @param width frame width
1253  * @param height frame height
1254  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1255  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1256  * @param du horizontal relative coordinate
1257  * @param dv vertical relative coordinate
1258  */
1259 static void xyz_to_cube1x6(const V360Context *s,
1260                            const float *vec, int width, int height,
1261                            uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1262 {
1263     const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fin_pad) / s->in_width : 1.f - s->in_pad;
1264     const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (s->in_height / 6.f) : 1.f - s->in_pad;
1265     const float eh = height / 6.f;
1266     const int ewi = width;
1267     float uf, vf;
1268     int ui, vi;
1269     int ehi;
1270     int direction, face;
1271
1272     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &direction);
1273
1274     uf *= scalew;
1275     vf *= scaleh;
1276
1277     face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1278     ehi = ceilf(eh * (face + 1)) - ceilf(eh * face);
1279
1280     uf = 0.5f * ewi * (uf + 1.f) - 0.5f;
1281     vf = 0.5f * ehi * (vf + 1.f) - 0.5f;
1282
1283     ui = floorf(uf);
1284     vi = floorf(vf);
1285
1286     *du = uf - ui;
1287     *dv = vf - vi;
1288
1289     for (int i = -1; i < 3; i++) {
1290         for (int j = -1; j < 3; j++) {
1291             int new_ui = ui + j;
1292             int new_vi = vi + i;
1293             int v_shift;
1294             int new_ehi;
1295
1296             if (new_ui >= 0 && new_ui < ewi && new_vi >= 0 && new_vi < ehi) {
1297                 face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1298
1299                 v_shift = ceilf(eh * face);
1300             } else {
1301                 uf = 2.f * new_ui / ewi - 1.f;
1302                 vf = 2.f * new_vi / ehi - 1.f;
1303
1304                 uf /= scalew;
1305                 vf /= scaleh;
1306
1307                 process_cube_coordinates(s, uf, vf, direction, &uf, &vf, &face);
1308
1309                 uf *= scalew;
1310                 vf *= scaleh;
1311
1312                 v_shift = ceilf(eh * face);
1313                 new_ehi = ceilf(eh * (face + 1)) - v_shift;
1314
1315                 new_ui = av_clip(roundf(0.5f *     ewi * (uf + 1.f)), 0,     ewi - 1);
1316                 new_vi = av_clip(roundf(0.5f * new_ehi * (vf + 1.f)), 0, new_ehi - 1);
1317             }
1318
1319             us[i + 1][j + 1] =           new_ui;
1320             vs[i + 1][j + 1] = v_shift + new_vi;
1321         }
1322     }
1323 }
1324
1325 /**
1326  * Calculate frame position in cubemap6x1 format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1327  *
1328  * @param s filter private context
1329  * @param vec coordinates on sphere
1330  * @param width frame width
1331  * @param height frame height
1332  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1333  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1334  * @param du horizontal relative coordinate
1335  * @param dv vertical relative coordinate
1336  */
1337 static void xyz_to_cube6x1(const V360Context *s,
1338                            const float *vec, int width, int height,
1339                            uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1340 {
1341     const float scalew = s->fin_pad > 0 ? 1.f - s->fin_pad / (s->in_width / 6.f)   : 1.f - s->in_pad;
1342     const float scaleh = s->fin_pad > 0 ? 1.f - (float)(s->fin_pad) / s->in_height : 1.f - s->in_pad;
1343     const float ew = width / 6.f;
1344     const int ehi = height;
1345     float uf, vf;
1346     int ui, vi;
1347     int ewi;
1348     int direction, face;
1349
1350     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &direction);
1351
1352     uf *= scalew;
1353     vf *= scaleh;
1354
1355     face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1356     ewi = ceilf(ew * (face + 1)) - ceilf(ew * face);
1357
1358     uf = 0.5f * ewi * (uf + 1.f) - 0.5f;
1359     vf = 0.5f * ehi * (vf + 1.f) - 0.5f;
1360
1361     ui = floorf(uf);
1362     vi = floorf(vf);
1363
1364     *du = uf - ui;
1365     *dv = vf - vi;
1366
1367     for (int i = -1; i < 3; i++) {
1368         for (int j = -1; j < 3; j++) {
1369             int new_ui = ui + j;
1370             int new_vi = vi + i;
1371             int u_shift;
1372             int new_ewi;
1373
1374             if (new_ui >= 0 && new_ui < ewi && new_vi >= 0 && new_vi < ehi) {
1375                 face = s->in_cubemap_face_order[direction];
1376
1377                 u_shift = ceilf(ew * face);
1378             } else {
1379                 uf = 2.f * new_ui / ewi - 1.f;
1380                 vf = 2.f * new_vi / ehi - 1.f;
1381
1382                 uf /= scalew;
1383                 vf /= scaleh;
1384
1385                 process_cube_coordinates(s, uf, vf, direction, &uf, &vf, &face);
1386
1387                 uf *= scalew;
1388                 vf *= scaleh;
1389
1390                 u_shift = ceilf(ew * face);
1391                 new_ewi = ceilf(ew * (face + 1)) - u_shift;
1392
1393                 new_ui = av_clip(roundf(0.5f * new_ewi * (uf + 1.f)), 0, new_ewi - 1);
1394                 new_vi = av_clip(roundf(0.5f *     ehi * (vf + 1.f)), 0,     ehi - 1);
1395             }
1396
1397             us[i + 1][j + 1] = u_shift + new_ui;
1398             vs[i + 1][j + 1] =           new_vi;
1399         }
1400     }
1401 }
1402
1403 /**
1404  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in equirectangular format.
1405  *
1406  * @param s filter private context
1407  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1408  * @param j vertical position on frame [0, height)
1409  * @param width frame width
1410  * @param height frame height
1411  * @param vec coordinates on sphere
1412  */
1413 static void equirect_to_xyz(const V360Context *s,
1414                             int i, int j, int width, int height,
1415                             float *vec)
1416 {
1417     const float phi   = ((2.f * i) / width  - 1.f) * M_PI;
1418     const float theta = ((2.f * j) / height - 1.f) * M_PI_2;
1419
1420     const float sin_phi   = sinf(phi);
1421     const float cos_phi   = cosf(phi);
1422     const float sin_theta = sinf(theta);
1423     const float cos_theta = cosf(theta);
1424
1425     vec[0] =  cos_theta * sin_phi;
1426     vec[1] = -sin_theta;
1427     vec[2] = -cos_theta * cos_phi;
1428 }
1429
1430 /**
1431  * Prepare data for processing stereographic output format.
1432  *
1433  * @param ctx filter context
1434  *
1435  * @return error code
1436  */
1437 static int prepare_stereographic_out(AVFilterContext *ctx)
1438 {
1439     V360Context *s = ctx->priv;
1440
1441     s->flat_range[0] = tanf(FFMIN(s->h_fov, 359.f) * M_PI / 720.f);
1442     s->flat_range[1] = tanf(FFMIN(s->v_fov, 359.f) * M_PI / 720.f);
1443
1444     return 0;
1445 }
1446
1447 /**
1448  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in stereographic format.
1449  *
1450  * @param s filter private context
1451  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1452  * @param j vertical position on frame [0, height)
1453  * @param width frame width
1454  * @param height frame height
1455  * @param vec coordinates on sphere
1456  */
1457 static void stereographic_to_xyz(const V360Context *s,
1458                                  int i, int j, int width, int height,
1459                                  float *vec)
1460 {
1461     const float x = ((2.f * i) / width  - 1.f) * s->flat_range[0];
1462     const float y = ((2.f * j) / height - 1.f) * s->flat_range[1];
1463     const float xy = x * x + y * y;
1464
1465     vec[0] = 2.f * x / (1.f + xy);
1466     vec[1] = (-1.f + xy) / (1.f + xy);
1467     vec[2] = 2.f * y / (1.f + xy);
1468
1469     normalize_vector(vec);
1470 }
1471
1472 /**
1473  * Calculate frame position in stereographic format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1474  *
1475  * @param s filter private context
1476  * @param vec coordinates on sphere
1477  * @param width frame width
1478  * @param height frame height
1479  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1480  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1481  * @param du horizontal relative coordinate
1482  * @param dv vertical relative coordinate
1483  */
1484 static void xyz_to_stereographic(const V360Context *s,
1485                                  const float *vec, int width, int height,
1486                                  uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1487 {
1488     const float x = av_clipf(vec[0] / (1.f - vec[1]), -1.f, 1.f) * s->input_mirror_modifier[0];
1489     const float y = av_clipf(vec[2] / (1.f - vec[1]), -1.f, 1.f) * s->input_mirror_modifier[1];
1490     float uf, vf;
1491     int ui, vi;
1492
1493     uf = (x + 1.f) * width  / 2.f;
1494     vf = (y + 1.f) * height / 2.f;
1495     ui = floorf(uf);
1496     vi = floorf(vf);
1497
1498     *du = uf - ui;
1499     *dv = vf - vi;
1500
1501     for (int i = -1; i < 3; i++) {
1502         for (int j = -1; j < 3; j++) {
1503             us[i + 1][j + 1] = av_clip(ui + j, 0, width - 1);
1504             vs[i + 1][j + 1] = av_clip(vi + i, 0, height - 1);
1505         }
1506     }
1507 }
1508
1509 /**
1510  * Calculate frame position in equirectangular format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1511  *
1512  * @param s filter private context
1513  * @param vec coordinates on sphere
1514  * @param width frame width
1515  * @param height frame height
1516  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1517  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1518  * @param du horizontal relative coordinate
1519  * @param dv vertical relative coordinate
1520  */
1521 static void xyz_to_equirect(const V360Context *s,
1522                             const float *vec, int width, int height,
1523                             uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1524 {
1525     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
1526     const float theta = asinf(-vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
1527     float uf, vf;
1528     int ui, vi;
1529
1530     uf = (phi   / M_PI   + 1.f) * width  / 2.f;
1531     vf = (theta / M_PI_2 + 1.f) * height / 2.f;
1532     ui = floorf(uf);
1533     vi = floorf(vf);
1534
1535     *du = uf - ui;
1536     *dv = vf - vi;
1537
1538     for (int i = -1; i < 3; i++) {
1539         for (int j = -1; j < 3; j++) {
1540             us[i + 1][j + 1] = mod(ui + j, width);
1541             vs[i + 1][j + 1] = av_clip(vi + i, 0, height - 1);
1542         }
1543     }
1544 }
1545
1546 /**
1547  * Calculate frame position in mercator format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1548  *
1549  * @param s filter private context
1550  * @param vec coordinates on sphere
1551  * @param width frame width
1552  * @param height frame height
1553  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1554  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1555  * @param du horizontal relative coordinate
1556  * @param dv vertical relative coordinate
1557  */
1558 static void xyz_to_mercator(const V360Context *s,
1559                             const float *vec, int width, int height,
1560                             uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1561 {
1562     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
1563     const float theta = -vec[1] * s->input_mirror_modifier[1];
1564     float uf, vf;
1565     int ui, vi;
1566
1567     uf = (phi / M_PI + 1.f) * width / 2.f;
1568     vf = (av_clipf(logf((1.f + theta) / (1.f - theta)) / (2.f * M_PI), -1.f, 1.f) + 1.f) * height / 2.f;
1569     ui = floorf(uf);
1570     vi = floorf(vf);
1571
1572     *du = uf - ui;
1573     *dv = vf - vi;
1574
1575     for (int i = -1; i < 3; i++) {
1576         for (int j = -1; j < 3; j++) {
1577             us[i + 1][j + 1] = av_clip(ui + j, 0, width  - 1);
1578             vs[i + 1][j + 1] = av_clip(vi + i, 0, height - 1);
1579         }
1580     }
1581 }
1582
1583 /**
1584  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in mercator format.
1585  *
1586  * @param s filter private context
1587  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1588  * @param j vertical position on frame [0, height)
1589  * @param width frame width
1590  * @param height frame height
1591  * @param vec coordinates on sphere
1592  */
1593 static void mercator_to_xyz(const V360Context *s,
1594                             int i, int j, int width, int height,
1595                             float *vec)
1596 {
1597     const float phi = ((2.f * i) / width - 1.f) * M_PI + M_PI_2;
1598     const float y   = ((2.f * j) / height - 1.f) * M_PI;
1599     const float div = expf(2.f * y) + 1.f;
1600
1601     const float sin_phi   = sinf(phi);
1602     const float cos_phi   = cosf(phi);
1603     const float sin_theta = -2.f * expf(y) / div;
1604     const float cos_theta = -(expf(2.f * y) - 1.f) / div;
1605
1606     vec[0] = sin_theta * cos_phi;
1607     vec[1] = cos_theta;
1608     vec[2] = sin_theta * sin_phi;
1609 }
1610
1611 /**
1612  * Calculate frame position in ball format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1613  *
1614  * @param s filter private context
1615  * @param vec coordinates on sphere
1616  * @param width frame width
1617  * @param height frame height
1618  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1619  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1620  * @param du horizontal relative coordinate
1621  * @param dv vertical relative coordinate
1622  */
1623 static void xyz_to_ball(const V360Context *s,
1624                         const float *vec, int width, int height,
1625                         uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1626 {
1627     const float l = hypotf(vec[0], vec[1]);
1628     const float r = sqrtf(1.f + vec[2]) / M_SQRT2;
1629     float uf, vf;
1630     int ui, vi;
1631
1632     uf = (1.f + r * vec[0] * s->input_mirror_modifier[0] / (l > 0.f ? l : 1.f)) * width  * 0.5f;
1633     vf = (1.f - r * vec[1] * s->input_mirror_modifier[1] / (l > 0.f ? l : 1.f)) * height * 0.5f;
1634
1635     ui = floorf(uf);
1636     vi = floorf(vf);
1637
1638     *du = uf - ui;
1639     *dv = vf - vi;
1640
1641     for (int i = -1; i < 3; i++) {
1642         for (int j = -1; j < 3; j++) {
1643             us[i + 1][j + 1] = av_clip(ui + j, 0, width  - 1);
1644             vs[i + 1][j + 1] = av_clip(vi + i, 0, height - 1);
1645         }
1646     }
1647 }
1648
1649 /**
1650  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in ball format.
1651  *
1652  * @param s filter private context
1653  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1654  * @param j vertical position on frame [0, height)
1655  * @param width frame width
1656  * @param height frame height
1657  * @param vec coordinates on sphere
1658  */
1659 static void ball_to_xyz(const V360Context *s,
1660                         int i, int j, int width, int height,
1661                         float *vec)
1662 {
1663     const float x = (2.f * i) / width  - 1.f;
1664     const float y = (2.f * j) / height - 1.f;
1665     const float l = hypotf(x, y);
1666
1667     if (l <= 1.f) {
1668         const float z = 2.f * l * sqrtf(1.f - l * l);
1669
1670         vec[0] =  z * x / (l > 0.f ? l : 1.f);
1671         vec[1] = -z * y / (l > 0.f ? l : 1.f);
1672         vec[2] = -1.f + 2.f * l * l;
1673     } else {
1674         vec[0] =  0.f;
1675         vec[1] = -1.f;
1676         vec[2] =  0.f;
1677     }
1678 }
1679
1680 /**
1681  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in hammer format.
1682  *
1683  * @param s filter private context
1684  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1685  * @param j vertical position on frame [0, height)
1686  * @param width frame width
1687  * @param height frame height
1688  * @param vec coordinates on sphere
1689  */
1690 static void hammer_to_xyz(const V360Context *s,
1691                           int i, int j, int width, int height,
1692                           float *vec)
1693 {
1694     const float x = ((2.f * i) / width  - 1.f);
1695     const float y = ((2.f * j) / height - 1.f);
1696
1697     const float xx = x * x;
1698     const float yy = y * y;
1699
1700     const float z = sqrtf(1.f - xx * 0.5f - yy * 0.5f);
1701
1702     const float a = M_SQRT2 * x * z;
1703     const float b = 2.f * z * z - 1.f;
1704
1705     const float aa = a * a;
1706     const float bb = b * b;
1707
1708     const float w = sqrtf(1.f - 2.f * yy * z * z);
1709
1710     vec[0] =  w * 2.f * a * b / (aa + bb);
1711     vec[1] = -M_SQRT2 * y * z;
1712     vec[2] = -w * (bb  - aa) / (aa + bb);
1713
1714     normalize_vector(vec);
1715 }
1716
1717 /**
1718  * Calculate frame position in hammer format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1719  *
1720  * @param s filter private context
1721  * @param vec coordinates on sphere
1722  * @param width frame width
1723  * @param height frame height
1724  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1725  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1726  * @param du horizontal relative coordinate
1727  * @param dv vertical relative coordinate
1728  */
1729 static void xyz_to_hammer(const V360Context *s,
1730                           const float *vec, int width, int height,
1731                           uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1732 {
1733     const float theta = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
1734
1735     const float z = sqrtf(1.f + sqrtf(1.f - vec[1] * vec[1]) * cosf(theta * 0.5f));
1736     const float x = sqrtf(1.f - vec[1] * vec[1]) * sinf(theta * 0.5f) / z;
1737     const float y = -vec[1] / z * s->input_mirror_modifier[1];
1738     float uf, vf;
1739     int ui, vi;
1740
1741     uf = (x + 1.f) * width  / 2.f;
1742     vf = (y + 1.f) * height / 2.f;
1743     ui = floorf(uf);
1744     vi = floorf(vf);
1745
1746     *du = uf - ui;
1747     *dv = vf - vi;
1748
1749     for (int i = -1; i < 3; i++) {
1750         for (int j = -1; j < 3; j++) {
1751             us[i + 1][j + 1] = av_clip(ui + j, 0, width  - 1);
1752             vs[i + 1][j + 1] = av_clip(vi + i, 0, height - 1);
1753         }
1754     }
1755 }
1756
1757 /**
1758  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in sinusoidal format.
1759  *
1760  * @param s filter private context
1761  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1762  * @param j vertical position on frame [0, height)
1763  * @param width frame width
1764  * @param height frame height
1765  * @param vec coordinates on sphere
1766  */
1767 static void sinusoidal_to_xyz(const V360Context *s,
1768                               int i, int j, int width, int height,
1769                               float *vec)
1770 {
1771     const float theta = ((2.f * j) / height - 1.f) * M_PI_2;
1772     const float phi   = ((2.f * i) / width  - 1.f) * M_PI / cosf(theta);
1773
1774     const float sin_phi   = sinf(phi);
1775     const float cos_phi   = cosf(phi);
1776     const float sin_theta = sinf(theta);
1777     const float cos_theta = cosf(theta);
1778
1779     vec[0] =  cos_theta * sin_phi;
1780     vec[1] = -sin_theta;
1781     vec[2] = -cos_theta * cos_phi;
1782
1783     normalize_vector(vec);
1784 }
1785
1786 /**
1787  * Calculate frame position in sinusoidal format for corresponding 3D coordinates on sphere.
1788  *
1789  * @param s filter private context
1790  * @param vec coordinates on sphere
1791  * @param width frame width
1792  * @param height frame height
1793  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
1794  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
1795  * @param du horizontal relative coordinate
1796  * @param dv vertical relative coordinate
1797  */
1798 static void xyz_to_sinusoidal(const V360Context *s,
1799                               const float *vec, int width, int height,
1800                               uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
1801 {
1802     const float theta = asinf(-vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
1803     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0] * cosf(theta);
1804     float uf, vf;
1805     int ui, vi;
1806
1807     uf = (phi   / M_PI   + 1.f) * width  / 2.f;
1808     vf = (theta / M_PI_2 + 1.f) * height / 2.f;
1809     ui = floorf(uf);
1810     vi = floorf(vf);
1811
1812     *du = uf - ui;
1813     *dv = vf - vi;
1814
1815     for (int i = -1; i < 3; i++) {
1816         for (int j = -1; j < 3; j++) {
1817             us[i + 1][j + 1] = av_clip(ui + j, 0, width  - 1);
1818             vs[i + 1][j + 1] = av_clip(vi + i, 0, height - 1);
1819         }
1820     }
1821 }
1822
1823 /**
1824  * Prepare data for processing equi-angular cubemap input format.
1825  *
1826  * @param ctx filter context
1827  *
1828  * @return error code
1829  */
1830 static int prepare_eac_in(AVFilterContext *ctx)
1831 {
1832     V360Context *s = ctx->priv;
1833
1834     if (s->ih_flip && s->iv_flip) {
1835         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = BOTTOM_LEFT;
1836         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = BOTTOM_RIGHT;
1837         s->in_cubemap_face_order[UP]    = TOP_LEFT;
1838         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = TOP_RIGHT;
1839         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = BOTTOM_MIDDLE;
1840         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = TOP_MIDDLE;
1841     } else if (s->ih_flip) {
1842         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = TOP_LEFT;
1843         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = TOP_RIGHT;
1844         s->in_cubemap_face_order[UP]    = BOTTOM_LEFT;
1845         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = BOTTOM_RIGHT;
1846         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = TOP_MIDDLE;
1847         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = BOTTOM_MIDDLE;
1848     } else if (s->iv_flip) {
1849         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = BOTTOM_RIGHT;
1850         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = BOTTOM_LEFT;
1851         s->in_cubemap_face_order[UP]    = TOP_RIGHT;
1852         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = TOP_LEFT;
1853         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = BOTTOM_MIDDLE;
1854         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = TOP_MIDDLE;
1855     } else {
1856         s->in_cubemap_face_order[RIGHT] = TOP_RIGHT;
1857         s->in_cubemap_face_order[LEFT]  = TOP_LEFT;
1858         s->in_cubemap_face_order[UP]    = BOTTOM_RIGHT;
1859         s->in_cubemap_face_order[DOWN]  = BOTTOM_LEFT;
1860         s->in_cubemap_face_order[FRONT] = TOP_MIDDLE;
1861         s->in_cubemap_face_order[BACK]  = BOTTOM_MIDDLE;
1862     }
1863
1864     if (s->iv_flip) {
1865         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_LEFT]      = ROT_270;
1866         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_MIDDLE]    = ROT_90;
1867         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_RIGHT]     = ROT_270;
1868         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_LEFT]   = ROT_0;
1869         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_MIDDLE] = ROT_0;
1870         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_RIGHT]  = ROT_0;
1871     } else {
1872         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_LEFT]      = ROT_0;
1873         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_MIDDLE]    = ROT_0;
1874         s->in_cubemap_face_rotation[TOP_RIGHT]     = ROT_0;
1875         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_LEFT]   = ROT_270;
1876         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_MIDDLE] = ROT_90;
1877         s->in_cubemap_face_rotation[BOTTOM_RIGHT]  = ROT_270;
1878     }
1879
1880     return 0;
1881 }
1882
1883 /**
1884  * Prepare data for processing equi-angular cubemap output format.
1885  *
1886  * @param ctx filter context
1887  *
1888  * @return error code
1889  */
1890 static int prepare_eac_out(AVFilterContext *ctx)
1891 {
1892     V360Context *s = ctx->priv;
1893
1894     s->out_cubemap_direction_order[TOP_LEFT]      = LEFT;
1895     s->out_cubemap_direction_order[TOP_MIDDLE]    = FRONT;
1896     s->out_cubemap_direction_order[TOP_RIGHT]     = RIGHT;
1897     s->out_cubemap_direction_order[BOTTOM_LEFT]   = DOWN;
1898     s->out_cubemap_direction_order[BOTTOM_MIDDLE] = BACK;
1899     s->out_cubemap_direction_order[BOTTOM_RIGHT]  = UP;
1900
1901     s->out_cubemap_face_rotation[TOP_LEFT]      = ROT_0;
1902     s->out_cubemap_face_rotation[TOP_MIDDLE]    = ROT_0;
1903     s->out_cubemap_face_rotation[TOP_RIGHT]     = ROT_0;
1904     s->out_cubemap_face_rotation[BOTTOM_LEFT]   = ROT_270;
1905     s->out_cubemap_face_rotation[BOTTOM_MIDDLE] = ROT_90;
1906     s->out_cubemap_face_rotation[BOTTOM_RIGHT]  = ROT_270;
1907
1908     return 0;
1909 }
1910
1911 /**
1912  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in equi-angular cubemap format.
1913  *
1914  * @param s filter private context
1915  * @param i horizontal position on frame [0, width)
1916  * @param j vertical position on frame [0, height)
1917  * @param width frame width
1918  * @param height frame height
1919  * @param vec coordinates on sphere
1920  */
1921 static void eac_to_xyz(const V360Context *s,
1922                        int i, int j, int width, int height,
1923                        float *vec)
1924 {
1925     const float pixel_pad = 2;
1926     const float u_pad = pixel_pad / width;
1927     const float v_pad = pixel_pad / height;
1928
1929     int u_face, v_face, face;
1930
1931     float l_x, l_y, l_z;
1932
1933     float uf = (i + 0.5f) / width;
1934     float vf = (j + 0.5f) / height;
1935
1936     // EAC has 2-pixel padding on faces except between faces on the same row
1937     // Padding pixels seems not to be stretched with tangent as regular pixels
1938     // Formulas below approximate original padding as close as I could get experimentally
1939
1940     // Horizontal padding
1941     uf = 3.f * (uf - u_pad) / (1.f - 2.f * u_pad);
1942     if (uf < 0.f) {
1943         u_face = 0;
1944         uf -= 0.5f;
1945     } else if (uf >= 3.f) {
1946         u_face = 2;
1947         uf -= 2.5f;
1948     } else {
1949         u_face = floorf(uf);
1950         uf = fmodf(uf, 1.f) - 0.5f;
1951     }
1952
1953     // Vertical padding
1954     v_face = floorf(vf * 2.f);
1955     vf = (vf - v_pad - 0.5f * v_face) / (0.5f - 2.f * v_pad) - 0.5f;
1956
1957     if (uf >= -0.5f && uf < 0.5f) {
1958         uf = tanf(M_PI_2 * uf);
1959     } else {
1960         uf = 2.f * uf;
1961     }
1962     if (vf >= -0.5f && vf < 0.5f) {
1963         vf = tanf(M_PI_2 * vf);
1964     } else {
1965         vf = 2.f * vf;
1966     }
1967
1968     face = u_face + 3 * v_face;
1969
1970     switch (face) {
1971     case TOP_LEFT:
1972         l_x = -1.f;
1973         l_y = -vf;
1974         l_z = -uf;
1975         break;
1976     case TOP_MIDDLE:
1977         l_x =  uf;
1978         l_y = -vf;
1979         l_z = -1.f;
1980         break;
1981     case TOP_RIGHT:
1982         l_x =  1.f;
1983         l_y = -vf;
1984         l_z =  uf;
1985         break;
1986     case BOTTOM_LEFT:
1987         l_x = -vf;
1988         l_y = -1.f;
1989         l_z =  uf;
1990         break;
1991     case BOTTOM_MIDDLE:
1992         l_x = -vf;
1993         l_y =  uf;
1994         l_z =  1.f;
1995         break;
1996     case BOTTOM_RIGHT:
1997         l_x = -vf;
1998         l_y =  1.f;
1999         l_z = -uf;
2000         break;
2001     default:
2002         av_assert0(0);
2003     }
2004
2005     vec[0] = l_x;
2006     vec[1] = l_y;
2007     vec[2] = l_z;
2008
2009     normalize_vector(vec);
2010 }
2011
2012 /**
2013  * Calculate frame position in equi-angular cubemap format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2014  *
2015  * @param s filter private context
2016  * @param vec coordinates on sphere
2017  * @param width frame width
2018  * @param height frame height
2019  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2020  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2021  * @param du horizontal relative coordinate
2022  * @param dv vertical relative coordinate
2023  */
2024 static void xyz_to_eac(const V360Context *s,
2025                        const float *vec, int width, int height,
2026                        uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2027 {
2028     const float pixel_pad = 2;
2029     const float u_pad = pixel_pad / width;
2030     const float v_pad = pixel_pad / height;
2031
2032     float uf, vf;
2033     int ui, vi;
2034     int direction, face;
2035     int u_face, v_face;
2036
2037     xyz_to_cube(s, vec, &uf, &vf, &direction);
2038
2039     face = s->in_cubemap_face_order[direction];
2040     u_face = face % 3;
2041     v_face = face / 3;
2042
2043     uf = M_2_PI * atanf(uf) + 0.5f;
2044     vf = M_2_PI * atanf(vf) + 0.5f;
2045
2046     // These formulas are inversed from eac_to_xyz ones
2047     uf = (uf + u_face) * (1.f - 2.f * u_pad) / 3.f + u_pad;
2048     vf = vf * (0.5f - 2.f * v_pad) + v_pad + 0.5f * v_face;
2049
2050     uf *= width;
2051     vf *= height;
2052
2053     uf -= 0.5f;
2054     vf -= 0.5f;
2055
2056     ui = floorf(uf);
2057     vi = floorf(vf);
2058
2059     *du = uf - ui;
2060     *dv = vf - vi;
2061
2062     for (int i = -1; i < 3; i++) {
2063         for (int j = -1; j < 3; j++) {
2064             us[i + 1][j + 1] = av_clip(ui + j, 0, width  - 1);
2065             vs[i + 1][j + 1] = av_clip(vi + i, 0, height - 1);
2066         }
2067     }
2068 }
2069
2070 /**
2071  * Prepare data for processing flat output format.
2072  *
2073  * @param ctx filter context
2074  *
2075  * @return error code
2076  */
2077 static int prepare_flat_out(AVFilterContext *ctx)
2078 {
2079     V360Context *s = ctx->priv;
2080
2081     s->flat_range[0] = tanf(0.5f * s->h_fov * M_PI / 180.f);
2082     s->flat_range[1] = tanf(0.5f * s->v_fov * M_PI / 180.f);
2083
2084     return 0;
2085 }
2086
2087 /**
2088  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in flat format.
2089  *
2090  * @param s filter private context
2091  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2092  * @param j vertical position on frame [0, height)
2093  * @param width frame width
2094  * @param height frame height
2095  * @param vec coordinates on sphere
2096  */
2097 static void flat_to_xyz(const V360Context *s,
2098                         int i, int j, int width, int height,
2099                         float *vec)
2100 {
2101     const float l_x =  s->flat_range[0] * (2.f * i / width  - 1.f);
2102     const float l_y = -s->flat_range[1] * (2.f * j / height - 1.f);
2103
2104     vec[0] =  l_x;
2105     vec[1] =  l_y;
2106     vec[2] = -1.f;
2107
2108     normalize_vector(vec);
2109 }
2110
2111 /**
2112  * Prepare data for processing fisheye output format.
2113  *
2114  * @param ctx filter context
2115  *
2116  * @return error code
2117  */
2118 static int prepare_fisheye_out(AVFilterContext *ctx)
2119 {
2120     V360Context *s = ctx->priv;
2121
2122     s->flat_range[0] = s->h_fov / 180.f;
2123     s->flat_range[1] = s->v_fov / 180.f;
2124
2125     return 0;
2126 }
2127
2128 /**
2129  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in fisheye format.
2130  *
2131  * @param s filter private context
2132  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2133  * @param j vertical position on frame [0, height)
2134  * @param width frame width
2135  * @param height frame height
2136  * @param vec coordinates on sphere
2137  */
2138 static void fisheye_to_xyz(const V360Context *s,
2139                            int i, int j, int width, int height,
2140                            float *vec)
2141 {
2142     const float uf = s->flat_range[0] * ((2.f * i) / width  - 1.f);
2143     const float vf = s->flat_range[1] * ((2.f * j) / height - 1.f);
2144
2145     const float phi   = -atan2f(vf, uf);
2146     const float theta = -M_PI_2 * (1.f - hypotf(uf, vf));
2147
2148     vec[0] = cosf(theta) * cosf(phi);
2149     vec[1] = cosf(theta) * sinf(phi);
2150     vec[2] = sinf(theta);
2151
2152     normalize_vector(vec);
2153 }
2154
2155 /**
2156  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in pannini format.
2157  *
2158  * @param s filter private context
2159  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2160  * @param j vertical position on frame [0, height)
2161  * @param width frame width
2162  * @param height frame height
2163  * @param vec coordinates on sphere
2164  */
2165 static void pannini_to_xyz(const V360Context *s,
2166                            int i, int j, int width, int height,
2167                            float *vec)
2168 {
2169     const float uf = ((2.f * i) / width  - 1.f);
2170     const float vf = ((2.f * j) / height - 1.f);
2171
2172     const float d = s->h_fov;
2173     float k = uf * uf / ((d + 1.f) * (d + 1.f));
2174     float dscr = k * k * d * d - (k + 1) * (k * d * d - 1.f);
2175     float clon = (-k * d + sqrtf(dscr)) / (k + 1.f);
2176     float S = (d + 1.f) / (d + clon);
2177     float lon = -(M_PI + atan2f(uf, S * clon));
2178     float lat = -atan2f(vf, S);
2179
2180     vec[0] = sinf(lon) * cosf(lat);
2181     vec[1] = sinf(lat);
2182     vec[2] = cosf(lon) * cosf(lat);
2183
2184     normalize_vector(vec);
2185 }
2186
2187 /**
2188  * Prepare data for processing cylindrical output format.
2189  *
2190  * @param ctx filter context
2191  *
2192  * @return error code
2193  */
2194 static int prepare_cylindrical_out(AVFilterContext *ctx)
2195 {
2196     V360Context *s = ctx->priv;
2197
2198     s->flat_range[0] = M_PI * s->h_fov / 360.f;
2199     s->flat_range[1] = tanf(0.5f * s->v_fov * M_PI / 180.f);
2200
2201     return 0;
2202 }
2203
2204 /**
2205  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in cylindrical format.
2206  *
2207  * @param s filter private context
2208  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2209  * @param j vertical position on frame [0, height)
2210  * @param width frame width
2211  * @param height frame height
2212  * @param vec coordinates on sphere
2213  */
2214 static void cylindrical_to_xyz(const V360Context *s,
2215                                int i, int j, int width, int height,
2216                                float *vec)
2217 {
2218     const float uf = s->flat_range[0] * ((2.f * i) / width  - 1.f);
2219     const float vf = s->flat_range[1] * ((2.f * j) / height - 1.f);
2220
2221     const float phi   = uf;
2222     const float theta = atanf(vf);
2223
2224     const float sin_phi   = sinf(phi);
2225     const float cos_phi   = cosf(phi);
2226     const float sin_theta = sinf(theta);
2227     const float cos_theta = cosf(theta);
2228
2229     vec[0] =  cos_theta * sin_phi;
2230     vec[1] = -sin_theta;
2231     vec[2] = -cos_theta * cos_phi;
2232
2233     normalize_vector(vec);
2234 }
2235
2236 /**
2237  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in dual fisheye format.
2238  *
2239  * @param s filter private context
2240  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2241  * @param j vertical position on frame [0, height)
2242  * @param width frame width
2243  * @param height frame height
2244  * @param vec coordinates on sphere
2245  */
2246 static void dfisheye_to_xyz(const V360Context *s,
2247                             int i, int j, int width, int height,
2248                             float *vec)
2249 {
2250     const float scale = 1.f + s->out_pad;
2251
2252     const float ew = width / 2.f;
2253     const float eh = height;
2254
2255     const int ei = i >= ew ? i - ew : i;
2256     const float m = i >= ew ? -1.f : 1.f;
2257
2258     const float uf = ((2.f * ei) / ew - 1.f) * scale;
2259     const float vf = ((2.f *  j) / eh - 1.f) * scale;
2260
2261     const float h     = hypotf(uf, vf);
2262     const float lh    = h > 0.f ? h : 1.f;
2263     const float theta = m * M_PI_2 * (1.f - h);
2264
2265     const float sin_theta = sinf(theta);
2266     const float cos_theta = cosf(theta);
2267
2268     vec[0] = cos_theta * m * -uf / lh;
2269     vec[1] = cos_theta *     -vf / lh;
2270     vec[2] = sin_theta;
2271
2272     normalize_vector(vec);
2273 }
2274
2275 /**
2276  * Calculate frame position in dual fisheye format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2277  *
2278  * @param s filter private context
2279  * @param vec coordinates on sphere
2280  * @param width frame width
2281  * @param height frame height
2282  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2283  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2284  * @param du horizontal relative coordinate
2285  * @param dv vertical relative coordinate
2286  */
2287 static void xyz_to_dfisheye(const V360Context *s,
2288                             const float *vec, int width, int height,
2289                             uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2290 {
2291     const float scale = 1.f - s->in_pad;
2292
2293     const float ew = width / 2.f;
2294     const float eh = height;
2295
2296     const float h     = hypotf(vec[0], vec[1]);
2297     const float lh    = h > 0.f ? h : 1.f;
2298     const float theta = acosf(fabsf(vec[2])) / M_PI;
2299
2300     float uf = (theta * (-vec[0] / lh) * s->input_mirror_modifier[0] * scale + 0.5f) * ew;
2301     float vf = (theta * (-vec[1] / lh) * s->input_mirror_modifier[1] * scale + 0.5f) * eh;
2302
2303     int ui, vi;
2304     int u_shift;
2305
2306     if (vec[2] >= 0.f) {
2307         u_shift = 0;
2308     } else {
2309         u_shift = ceilf(ew);
2310         uf = ew - uf;
2311     }
2312
2313     ui = floorf(uf);
2314     vi = floorf(vf);
2315
2316     *du = uf - ui;
2317     *dv = vf - vi;
2318
2319     for (int i = -1; i < 3; i++) {
2320         for (int j = -1; j < 3; j++) {
2321             us[i + 1][j + 1] = av_clip(u_shift + ui + j, 0, width  - 1);
2322             vs[i + 1][j + 1] = av_clip(          vi + i, 0, height - 1);
2323         }
2324     }
2325 }
2326
2327 /**
2328  * Calculate 3D coordinates on sphere for corresponding frame position in barrel facebook's format.
2329  *
2330  * @param s filter private context
2331  * @param i horizontal position on frame [0, width)
2332  * @param j vertical position on frame [0, height)
2333  * @param width frame width
2334  * @param height frame height
2335  * @param vec coordinates on sphere
2336  */
2337 static void barrel_to_xyz(const V360Context *s,
2338                           int i, int j, int width, int height,
2339                           float *vec)
2340 {
2341     const float scale = 0.99f;
2342     float l_x, l_y, l_z;
2343
2344     if (i < 4 * width / 5) {
2345         const float theta_range = M_PI_4;
2346
2347         const int ew = 4 * width / 5;
2348         const int eh = height;
2349
2350         const float phi   = ((2.f * i) / ew - 1.f) * M_PI        / scale;
2351         const float theta = ((2.f * j) / eh - 1.f) * theta_range / scale;
2352
2353         const float sin_phi   = sinf(phi);
2354         const float cos_phi   = cosf(phi);
2355         const float sin_theta = sinf(theta);
2356         const float cos_theta = cosf(theta);
2357
2358         l_x =  cos_theta * sin_phi;
2359         l_y = -sin_theta;
2360         l_z = -cos_theta * cos_phi;
2361     } else {
2362         const int ew = width  / 5;
2363         const int eh = height / 2;
2364
2365         float uf, vf;
2366
2367         if (j < eh) {   // UP
2368             uf = 2.f * (i - 4 * ew) / ew  - 1.f;
2369             vf = 2.f * (j         ) / eh - 1.f;
2370
2371             uf /= scale;
2372             vf /= scale;
2373
2374             l_x =  uf;
2375             l_y =  1.f;
2376             l_z = -vf;
2377         } else {            // DOWN
2378             uf = 2.f * (i - 4 * ew) / ew - 1.f;
2379             vf = 2.f * (j -     eh) / eh - 1.f;
2380
2381             uf /= scale;
2382             vf /= scale;
2383
2384             l_x =  uf;
2385             l_y = -1.f;
2386             l_z =  vf;
2387         }
2388     }
2389
2390     vec[0] = l_x;
2391     vec[1] = l_y;
2392     vec[2] = l_z;
2393
2394     normalize_vector(vec);
2395 }
2396
2397 /**
2398  * Calculate frame position in barrel facebook's format for corresponding 3D coordinates on sphere.
2399  *
2400  * @param s filter private context
2401  * @param vec coordinates on sphere
2402  * @param width frame width
2403  * @param height frame height
2404  * @param us horizontal coordinates for interpolation window
2405  * @param vs vertical coordinates for interpolation window
2406  * @param du horizontal relative coordinate
2407  * @param dv vertical relative coordinate
2408  */
2409 static void xyz_to_barrel(const V360Context *s,
2410                           const float *vec, int width, int height,
2411                           uint16_t us[4][4], uint16_t vs[4][4], float *du, float *dv)
2412 {
2413     const float scale = 0.99f;
2414
2415     const float phi   = atan2f(vec[0], -vec[2]) * s->input_mirror_modifier[0];
2416     const float theta = asinf(-vec[1]) * s->input_mirror_modifier[1];
2417     const float theta_range = M_PI_4;
2418
2419     int ew, eh;
2420     int u_shift, v_shift;
2421     float uf, vf;
2422     int ui, vi;
2423
2424     if (theta > -theta_range && theta < theta_range) {
2425         ew = 4 * width / 5;
2426         eh = height;
2427
2428         u_shift = s->ih_flip ? width / 5 : 0;
2429         v_shift = 0;
2430
2431         uf = (phi   / M_PI        * scale + 1.f) * ew / 2.f;
2432         vf = (theta / theta_range * scale + 1.f) * eh / 2.f;
2433     } else {
2434         ew = width  / 5;
2435         eh = height / 2;
2436
2437         u_shift = s->ih_flip ? 0 : 4 * ew;
2438
2439         if (theta < 0.f) {  // UP
2440             uf =  vec[0] / vec[1];
2441             vf = -vec[2] / vec[1];
2442             v_shift = 0;
2443         } else {            // DOWN
2444             uf = -vec[0] / vec[1];
2445             vf = -vec[2] / vec[1];
2446             v_shift = eh;
2447         }
2448
2449         uf *= s->input_mirror_modifier[0] * s->input_mirror_modifier[1];
2450         vf *= s->input_mirror_modifier[1];
2451
2452         uf = 0.5f * ew * (uf * scale + 1.f);
2453         vf = 0.5f * eh * (vf * scale + 1.f);
2454     }
2455
2456     ui = floorf(uf);
2457     vi = floorf(vf);
2458
2459     *du = uf - ui;
2460     *dv = vf - vi;
2461
2462     for (int i = -1; i < 3; i++) {
2463         for (int j = -1; j < 3; j++) {
2464             us[i + 1][j + 1] = u_shift + av_clip(ui + j, 0, ew - 1);
2465             vs[i + 1][j + 1] = v_shift + av_clip(vi + i, 0, eh - 1);
2466         }
2467     }
2468 }
2469
2470 static void multiply_matrix(float c[3][3], const float a[3][3], const float b[3][3])
2471 {
2472     for (int i = 0; i < 3; i++) {
2473         for (int j = 0; j < 3; j++) {
2474             float sum = 0;
2475
2476             for (int k = 0; k < 3; k++)
2477                 sum += a[i][k] * b[k][j];
2478
2479             c[i][j] = sum;
2480         }
2481     }
2482 }
2483
2484 /**
2485  * Calculate rotation matrix for yaw/pitch/roll angles.
2486  */
2487 static inline void calculate_rotation_matrix(float yaw, float pitch, float roll,
2488                                              float rot_mat[3][3],
2489                                              const int rotation_order[3])
2490 {
2491     const float yaw_rad   = yaw   * M_PI / 180.f;
2492     const float pitch_rad = pitch * M_PI / 180.f;
2493     const float roll_rad  = roll  * M_PI / 180.f;
2494
2495     const float sin_yaw   = sinf(-yaw_rad);
2496     const float cos_yaw   = cosf(-yaw_rad);
2497     const float sin_pitch = sinf(pitch_rad);
2498     const float cos_pitch = cosf(pitch_rad);
2499     const float sin_roll  = sinf(roll_rad);
2500     const float cos_roll  = cosf(roll_rad);
2501
2502     float m[3][3][3];
2503     float temp[3][3];
2504
2505     m[0][0][0] =  cos_yaw;  m[0][0][1] = 0;          m[0][0][2] =  sin_yaw;
2506     m[0][1][0] =  0;        m[0][1][1] = 1;          m[0][1][2] =  0;
2507     m[0][2][0] = -sin_yaw;  m[0][2][1] = 0;          m[0][2][2] =  cos_yaw;
2508
2509     m[1][0][0] = 1;         m[1][0][1] = 0;          m[1][0][2] =  0;
2510     m[1][1][0] = 0;         m[1][1][1] = cos_pitch;  m[1][1][2] = -sin_pitch;
2511     m[1][2][0] = 0;         m[1][2][1] = sin_pitch;  m[1][2][2] =  cos_pitch;
2512
2513     m[2][0][0] = cos_roll;  m[2][0][1] = -sin_roll;  m[2][0][2] =  0;
2514     m[2][1][0] = sin_roll;  m[2][1][1] =  cos_roll;  m[2][1][2] =  0;
2515     m[2][2][0] = 0;         m[2][2][1] =  0;         m[2][2][2] =  1;
2516
2517     multiply_matrix(temp, m[rotation_order[0]], m[rotation_order[1]]);
2518     multiply_matrix(rot_mat, temp, m[rotation_order[2]]);
2519 }
2520
2521 /**
2522  * Rotate vector with given rotation matrix.
2523  *
2524  * @param rot_mat rotation matrix
2525  * @param vec vector
2526  */
2527 static inline void rotate(const float rot_mat[3][3],
2528                           float *vec)
2529 {
2530     const float x_tmp = vec[0] * rot_mat[0][0] + vec[1] * rot_mat[0][1] + vec[2] * rot_mat[0][2];
2531     const float y_tmp = vec[0] * rot_mat[1][0] + vec[1] * rot_mat[1][1] + vec[2] * rot_mat[1][2];
2532     const float z_tmp = vec[0] * rot_mat[2][0] + vec[1] * rot_mat[2][1] + vec[2] * rot_mat[2][2];
2533
2534     vec[0] = x_tmp;
2535     vec[1] = y_tmp;
2536     vec[2] = z_tmp;
2537 }
2538
2539 static inline void set_mirror_modifier(int h_flip, int v_flip, int d_flip,
2540                                        float *modifier)
2541 {
2542     modifier[0] = h_flip ? -1.f : 1.f;
2543     modifier[1] = v_flip ? -1.f : 1.f;
2544     modifier[2] = d_flip ? -1.f : 1.f;
2545 }
2546
2547 static inline void mirror(const float *modifier, float *vec)
2548 {
2549     vec[0] *= modifier[0];
2550     vec[1] *= modifier[1];
2551     vec[2] *= modifier[2];
2552 }
2553
2554 static int allocate_plane(V360Context *s, int sizeof_uv, int sizeof_ker, int p)
2555 {
2556     s->u[p] = av_calloc(s->uv_linesize[p] * s->pr_height[p], sizeof_uv);
2557     s->v[p] = av_calloc(s->uv_linesize[p] * s->pr_height[p], sizeof_uv);
2558     if (!s->u[p] || !s->v[p])
2559         return AVERROR(ENOMEM);
2560     if (sizeof_ker) {
2561         s->ker[p] = av_calloc(s->uv_linesize[p] * s->pr_height[p], sizeof_ker);
2562         if (!s->ker[p])
2563             return AVERROR(ENOMEM);
2564     }
2565
2566     return 0;
2567 }
2568
2569 static void fov_from_dfov(V360Context *s, float w, float h)
2570 {
2571     const float da = tanf(0.5 * FFMIN(s->d_fov, 359.f) * M_PI / 180.f);
2572     const float d = hypotf(w, h);
2573
2574     s->h_fov = atan2f(da * w, d) * 360.f / M_PI;
2575     s->v_fov = atan2f(da * h, d) * 360.f / M_PI;
2576
2577     if (s->h_fov < 0.f)
2578         s->h_fov += 360.f;
2579     if (s->v_fov < 0.f)
2580         s->v_fov += 360.f;
2581 }
2582
2583 static void set_dimensions(int *outw, int *outh, int w, int h, const AVPixFmtDescriptor *desc)
2584 {
2585     outw[1] = outw[2] = FF_CEIL_RSHIFT(w, desc->log2_chroma_w);
2586     outw[0] = outw[3] = w;
2587     outh[1] = outh[2] = FF_CEIL_RSHIFT(h, desc->log2_chroma_h);
2588     outh[0] = outh[3] = h;
2589 }
2590
2591 // Calculate remap data
2592 static av_always_inline int v360_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
2593 {
2594     V360Context *s = ctx->priv;
2595
2596     for (int p = 0; p < s->nb_allocated; p++) {
2597         const int width = s->pr_width[p];
2598         const int uv_linesize = s->uv_linesize[p];
2599         const int height = s->pr_height[p];
2600         const int in_width = s->inplanewidth[p];
2601         const int in_height = s->inplaneheight[p];
2602         const int slice_start = (height *  jobnr     ) / nb_jobs;
2603         const int slice_end   = (height * (jobnr + 1)) / nb_jobs;
2604         float du, dv;
2605         float vec[3];
2606         XYRemap rmap;
2607
2608         for (int j = slice_start; j < slice_end; j++) {
2609             for (int i = 0; i < width; i++) {
2610                 uint16_t *u = s->u[p] + (j * uv_linesize + i) * s->elements;
2611                 uint16_t *v = s->v[p] + (j * uv_linesize + i) * s->elements;
2612                 int16_t *ker = s->ker[p] + (j * uv_linesize + i) * s->elements;
2613
2614                 if (s->out_transpose)
2615                     s->out_transform(s, j, i, height, width, vec);
2616                 else
2617                     s->out_transform(s, i, j, width, height, vec);
2618                 av_assert1(!isnan(vec[0]) && !isnan(vec[1]) && !isnan(vec[2]));
2619                 rotate(s->rot_mat, vec);
2620                 av_assert1(!isnan(vec[0]) && !isnan(vec[1]) && !isnan(vec[2]));
2621                 normalize_vector(vec);
2622                 mirror(s->output_mirror_modifier, vec);
2623                 if (s->in_transpose)
2624                     s->in_transform(s, vec, in_height, in_width, rmap.v, rmap.u, &du, &dv);
2625                 else
2626                     s->in_transform(s, vec, in_width, in_height, rmap.u, rmap.v, &du, &dv);
2627                 av_assert1(!isnan(du) && !isnan(dv));
2628                 s->calculate_kernel(du, dv, &rmap, u, v, ker);
2629             }
2630         }
2631     }
2632
2633     return 0;
2634 }
2635
2636 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
2637 {
2638     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
2639     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
2640     V360Context *s = ctx->priv;
2641     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
2642     const int depth = desc->comp[0].depth;
2643     int sizeof_uv;
2644     int sizeof_ker;
2645     int err;
2646     int h, w;
2647     int in_offset_h, in_offset_w;
2648     int out_offset_h, out_offset_w;
2649     float hf, wf;
2650     int (*prepare_out)(AVFilterContext *ctx);
2651
2652     s->input_mirror_modifier[0] = s->ih_flip ? -1.f : 1.f;
2653     s->input_mirror_modifier[1] = s->iv_flip ? -1.f : 1.f;
2654
2655     switch (s->interp) {
2656     case NEAREST:
2657         s->calculate_kernel = nearest_kernel;
2658         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap1_8bit_slice : remap1_16bit_slice;
2659         s->elements = 1;
2660         sizeof_uv = sizeof(uint16_t) * s->elements;
2661         sizeof_ker = 0;
2662         break;
2663     case BILINEAR:
2664         s->calculate_kernel = bilinear_kernel;
2665         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap2_8bit_slice : remap2_16bit_slice;
2666         s->elements = 2 * 2;
2667         sizeof_uv = sizeof(uint16_t) * s->elements;
2668         sizeof_ker = sizeof(uint16_t) * s->elements;
2669         break;
2670     case BICUBIC:
2671         s->calculate_kernel = bicubic_kernel;
2672         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap4_8bit_slice : remap4_16bit_slice;
2673         s->elements = 4 * 4;
2674         sizeof_uv = sizeof(uint16_t) * s->elements;
2675         sizeof_ker = sizeof(uint16_t) * s->elements;
2676         break;
2677     case LANCZOS:
2678         s->calculate_kernel = lanczos_kernel;
2679         s->remap_slice = depth <= 8 ? remap4_8bit_slice : remap4_16bit_slice;
2680         s->elements = 4 * 4;
2681         sizeof_uv = sizeof(uint16_t) * s->elements;
2682         sizeof_ker = sizeof(uint16_t) * s->elements;
2683         break;
2684     default:
2685         av_assert0(0);
2686     }
2687
2688     ff_v360_init(s, depth);
2689
2690     for (int order = 0; order < NB_RORDERS; order++) {
2691         const char c = s->rorder[order];
2692         int rorder;
2693
2694         if (c == '\0') {
2695             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
2696                    "Incomplete rorder option. Direction for all 3 rotation orders should be specified.\n");
2697             return AVERROR(EINVAL);
2698         }
2699
2700         rorder = get_rorder(c);
2701         if (rorder == -1) {
2702             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
2703                    "Incorrect rotation order symbol '%c' in rorder option.\n", c);
2704             return AVERROR(EINVAL);
2705         }
2706
2707         s->rotation_order[order] = rorder;
2708     }
2709
2710     switch (s->in_stereo) {
2711     case STEREO_2D:
2712         w = inlink->w;
2713         h = inlink->h;
2714         in_offset_w = in_offset_h = 0;
2715         break;
2716     case STEREO_SBS:
2717         w = inlink->w / 2;
2718         h = inlink->h;
2719         in_offset_w = w;
2720         in_offset_h = 0;
2721         break;
2722     case STEREO_TB:
2723         w = inlink->w;
2724         h = inlink->h / 2;
2725         in_offset_w = 0;
2726         in_offset_h = h;
2727         break;
2728     default:
2729         av_assert0(0);
2730     }
2731
2732     set_dimensions(s->inplanewidth, s->inplaneheight, w, h, desc);
2733     set_dimensions(s->in_offset_w, s->in_offset_h, in_offset_w, in_offset_h, desc);
2734
2735     s->in_width = s->inplanewidth[0];
2736     s->in_height = s->inplaneheight[0];
2737
2738     if (s->in_transpose)
2739         FFSWAP(int, s->in_width, s->in_height);
2740
2741     switch (s->in) {
2742     case EQUIRECTANGULAR:
2743         s->in_transform = xyz_to_equirect;
2744         err = 0;
2745         wf = w;
2746         hf = h;
2747         break;
2748     case CUBEMAP_3_2:
2749         s->in_transform = xyz_to_cube3x2;
2750         err = prepare_cube_in(ctx);
2751         wf = w / 3.f * 4.f;
2752         hf = h;
2753         break;
2754     case CUBEMAP_1_6:
2755         s->in_transform = xyz_to_cube1x6;
2756         err = prepare_cube_in(ctx);
2757         wf = w * 4.f;
2758         hf = h / 3.f;
2759         break;
2760     case CUBEMAP_6_1:
2761         s->in_transform = xyz_to_cube6x1;
2762         err = prepare_cube_in(ctx);
2763         wf = w / 3.f * 2.f;
2764         hf = h * 2.f;
2765         break;
2766     case EQUIANGULAR:
2767         s->in_transform = xyz_to_eac;
2768         err = prepare_eac_in(ctx);
2769         wf = w;
2770         hf = h / 9.f * 8.f;
2771         break;
2772     case CYLINDRICAL:
2773     case PANNINI:
2774     case FISHEYE:
2775     case FLAT:
2776         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Supplied format is not accepted as input.\n");
2777         return AVERROR(EINVAL);
2778     case DUAL_FISHEYE:
2779         s->in_transform = xyz_to_dfisheye;
2780         err = 0;
2781         wf = w;
2782         hf = h;
2783         break;
2784     case BARREL:
2785         s->in_transform = xyz_to_barrel;
2786         err = 0;
2787         wf = w / 5.f * 4.f;
2788         hf = h;
2789         break;
2790     case STEREOGRAPHIC:
2791         s->in_transform = xyz_to_stereographic;
2792         err = 0;
2793         wf = w;
2794         hf = h / 2.f;
2795         break;
2796     case MERCATOR:
2797         s->in_transform = xyz_to_mercator;
2798         err = 0;
2799         wf = w;
2800         hf = h / 2.f;
2801         break;
2802     case BALL:
2803         s->in_transform = xyz_to_ball;
2804         err = 0;
2805         wf = w;
2806         hf = h / 2.f;
2807         break;
2808     case HAMMER:
2809         s->in_transform = xyz_to_hammer;
2810         err = 0;
2811         wf = w;
2812         hf = h;
2813         break;
2814     case SINUSOIDAL:
2815         s->in_transform = xyz_to_sinusoidal;
2816         err = 0;
2817         wf = w;
2818         hf = h;
2819         break;
2820     default:
2821         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Specified input format is not handled.\n");
2822         return AVERROR_BUG;
2823     }
2824
2825     if (err != 0) {
2826         return err;
2827     }
2828
2829     switch (s->out) {
2830     case EQUIRECTANGULAR:
2831         s->out_transform = equirect_to_xyz;
2832         prepare_out = NULL;
2833         w = roundf(wf);
2834         h = roundf(hf);
2835         break;
2836     case CUBEMAP_3_2:
2837         s->out_transform = cube3x2_to_xyz;
2838         prepare_out = prepare_cube_out;
2839         w = roundf(wf / 4.f * 3.f);
2840         h = roundf(hf);
2841         break;
2842     case CUBEMAP_1_6:
2843         s->out_transform = cube1x6_to_xyz;
2844         prepare_out = prepare_cube_out;
2845         w = roundf(wf / 4.f);
2846         h = roundf(hf * 3.f);
2847         break;
2848     case CUBEMAP_6_1:
2849         s->out_transform = cube6x1_to_xyz;
2850         prepare_out = prepare_cube_out;
2851         w = roundf(wf / 2.f * 3.f);
2852         h = roundf(hf / 2.f);
2853         break;
2854     case EQUIANGULAR:
2855         s->out_transform = eac_to_xyz;
2856         prepare_out = prepare_eac_out;
2857         w = roundf(wf);
2858         h = roundf(hf / 8.f * 9.f);
2859         break;
2860     case FLAT:
2861         s->out_transform = flat_to_xyz;
2862         prepare_out = prepare_flat_out;
2863         w = roundf(wf);
2864         h = roundf(hf);
2865         break;
2866     case DUAL_FISHEYE:
2867         s->out_transform = dfisheye_to_xyz;
2868         prepare_out = NULL;
2869         w = roundf(wf);
2870         h = roundf(hf);
2871         break;
2872     case BARREL:
2873         s->out_transform = barrel_to_xyz;
2874         prepare_out = NULL;
2875         w = roundf(wf / 4.f * 5.f);
2876         h = roundf(hf);
2877         break;
2878     case STEREOGRAPHIC:
2879         s->out_transform = stereographic_to_xyz;
2880         prepare_out = prepare_stereographic_out;
2881         w = roundf(wf);
2882         h = roundf(hf * 2.f);
2883         break;
2884     case MERCATOR:
2885         s->out_transform = mercator_to_xyz;
2886         prepare_out = NULL;
2887         w = roundf(wf);
2888         h = roundf(hf * 2.f);
2889         break;
2890     case BALL:
2891         s->out_transform = ball_to_xyz;
2892         prepare_out = NULL;
2893         w = roundf(wf);
2894         h = roundf(hf * 2.f);
2895         break;
2896     case HAMMER:
2897         s->out_transform = hammer_to_xyz;
2898         prepare_out = NULL;
2899         w = roundf(wf);
2900         h = roundf(hf);
2901         break;
2902     case SINUSOIDAL:
2903         s->out_transform = sinusoidal_to_xyz;
2904         prepare_out = NULL;
2905         w = roundf(wf);
2906         h = roundf(hf);
2907         break;
2908     case FISHEYE:
2909         s->out_transform = fisheye_to_xyz;
2910         prepare_out = prepare_fisheye_out;
2911         w = roundf(wf * 0.5f);
2912         h = roundf(hf);
2913         break;
2914     case PANNINI:
2915         s->out_transform = pannini_to_xyz;
2916         prepare_out = NULL;
2917         w = roundf(wf);
2918         h = roundf(hf);
2919         break;
2920     case CYLINDRICAL:
2921         s->out_transform = cylindrical_to_xyz;
2922         prepare_out = prepare_cylindrical_out;
2923         w = roundf(wf);
2924         h = roundf(hf * 0.5f);
2925         break;
2926     default:
2927         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Specified output format is not handled.\n");
2928         return AVERROR_BUG;
2929     }
2930
2931     // Override resolution with user values if specified
2932     if (s->width > 0 && s->height > 0) {
2933         w = s->width;
2934         h = s->height;
2935     } else if (s->width > 0 || s->height > 0) {
2936         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Both width and height values should be specified.\n");
2937         return AVERROR(EINVAL);
2938     } else {
2939         if (s->out_transpose)
2940             FFSWAP(int, w, h);
2941
2942         if (s->in_transpose)
2943             FFSWAP(int, w, h);
2944     }
2945
2946     if (s->d_fov > 0.f)
2947         fov_from_dfov(s, w, h);
2948
2949     if (prepare_out) {
2950         err = prepare_out(ctx);
2951         if (err != 0)
2952             return err;
2953     }
2954
2955     set_dimensions(s->pr_width, s->pr_height, w, h, desc);
2956
2957     s->out_width = s->pr_width[0];
2958     s->out_height = s->pr_height[0];
2959
2960     if (s->out_transpose)
2961         FFSWAP(int, s->out_width, s->out_height);
2962
2963     switch (s->out_stereo) {
2964     case STEREO_2D:
2965         out_offset_w = out_offset_h = 0;
2966         break;
2967     case STEREO_SBS:
2968         out_offset_w = w;
2969         out_offset_h = 0;
2970         w *= 2;
2971         break;
2972     case STEREO_TB:
2973         out_offset_w = 0;
2974         out_offset_h = h;
2975         h *= 2;
2976         break;
2977     default:
2978         av_assert0(0);
2979     }
2980
2981     set_dimensions(s->out_offset_w, s->out_offset_h, out_offset_w, out_offset_h, desc);
2982     set_dimensions(s->planewidth, s->planeheight, w, h, desc);
2983
2984     for (int i = 0; i < 4; i++)
2985         s->uv_linesize[i] = FFALIGN(s->pr_width[i], 8);
2986
2987     outlink->h = h;
2988     outlink->w = w;
2989
2990     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format);
2991
2992     if (desc->log2_chroma_h == desc->log2_chroma_w && desc->log2_chroma_h == 0) {
2993         s->nb_allocated = 1;
2994         s->map[0] = s->map[1] = s->map[2] = s->map[3] = 0;
2995     } else {
2996         s->nb_allocated = 2;
2997         s->map[0] = 0;
2998         s->map[1] = s->map[2] = 1;
2999         s->map[3] = 0;
3000     }
3001
3002     for (int i = 0; i < s->nb_allocated; i++)
3003         allocate_plane(s, sizeof_uv, sizeof_ker, i);
3004
3005     calculate_rotation_matrix(s->yaw, s->pitch, s->roll, s->rot_mat, s->rotation_order);
3006     set_mirror_modifier(s->h_flip, s->v_flip, s->d_flip, s->output_mirror_modifier);
3007
3008     ctx->internal->execute(ctx, v360_slice, NULL, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
3009
3010     return 0;
3011 }
3012
3013 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
3014 {
3015     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
3016     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
3017     V360Context *s = ctx->priv;
3018     AVFrame *out;
3019     ThreadData td;
3020
3021     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
3022     if (!out) {
3023         av_frame_free(&in);
3024         return AVERROR(ENOMEM);
3025     }
3026     av_frame_copy_props(out, in);
3027
3028     td.in = in;
3029     td.out = out;
3030
3031     ctx->internal->execute(ctx, s->remap_slice, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
3032
3033     av_frame_free(&in);
3034     return ff_filter_frame(outlink, out);
3035 }
3036
3037 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
3038 {
3039     V360Context *s = ctx->priv;
3040
3041     for (int p = 0; p < s->nb_allocated; p++) {
3042         av_freep(&s->u[p]);
3043         av_freep(&s->v[p]);
3044         av_freep(&s->ker[p]);
3045     }
3046 }
3047
3048 static const AVFilterPad inputs[] = {
3049     {
3050         .name         = "default",
3051         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
3052         .filter_frame = filter_frame,
3053     },
3054     { NULL }
3055 };
3056
3057 static const AVFilterPad outputs[] = {
3058     {
3059         .name         = "default",
3060         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
3061         .config_props = config_output,
3062     },
3063     { NULL }
3064 };
3065
3066 AVFilter ff_vf_v360 = {
3067     .name          = "v360",
3068     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Convert 360 projection of video."),
3069     .priv_size     = sizeof(V360Context),
3070     .uninit        = uninit,
3071     .query_formats = query_formats,
3072     .inputs        = inputs,
3073     .outputs       = outputs,
3074     .priv_class    = &v360_class,
3075     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
3076 };