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

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2019 Paul B Mahol
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * Sierpinski carpet fractal renderer
  24  */
  25
  26 #include "avfilter.h"
  27 #include "formats.h"
  28 #include "video.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "libavutil/imgutils.h"
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "libavutil/opt.h"
  33 #include "libavutil/parseutils.h"
  34 #include "libavutil/lfg.h"
  35 #include "libavutil/random_seed.h"
  36 #include <float.h>
  37 #include <math.h>
  38
  39 typedef struct SierpinskiContext {
  40     const AVClass *class;
  41     int w, h;
  42     int type;
  43     AVRational frame_rate;
  44     uint64_t pts;
  45
  46     int64_t seed;
  47     int jump;
  48
  49     int pos_x, pos_y;
  50     int dest_x, dest_y;
  51
  52     AVLFG lfg;
  53     int (*draw_slice)(AVFilterContext *ctx, void *arg, int job, int nb_jobs);
  54 } SierpinskiContext;
  55
  56 #define OFFSET(x) offsetof(SierpinskiContext, x)
  57 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  58
  59 static const AVOption sierpinski_options[] = {
  60     {"size", "set frame size", OFFSET(w),          AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str="640x480"}, 0,          0, FLAGS },
  61     {"s",    "set frame size", OFFSET(w),          AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str="640x480"}, 0,          0, FLAGS },
  62     {"rate", "set frame rate", OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"},      0,    INT_MAX, FLAGS },
  63     {"r",    "set frame rate", OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str="25"},      0,    INT_MAX, FLAGS },
  64     {"seed", "set the seed",   OFFSET(seed),       AV_OPT_TYPE_INT64,      {.i64=-1},       -1, UINT32_MAX, FLAGS },
  65     {"jump", "set the jump",   OFFSET(jump),       AV_OPT_TYPE_INT,        {.i64=100},       1,      10000, FLAGS },
  66     {"type","set fractal type",OFFSET(type),       AV_OPT_TYPE_INT,        {.i64=0},         0,          1, FLAGS, "type" },
  67     {"carpet", "sierpinski carpet", 0,             AV_OPT_TYPE_CONST,      {.i64=0},         0,          0, FLAGS, "type" },
  68     {"triangle", "sierpinski triangle", 0,         AV_OPT_TYPE_CONST,      {.i64=1},         0,          0, FLAGS, "type" },
  69     {NULL},
  70 };
  71
  72 AVFILTER_DEFINE_CLASS(sierpinski);
  73
  74 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  75 {
  76     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
  77         AV_PIX_FMT_0BGR32,
  78         AV_PIX_FMT_NONE
  79     };
  80
  81     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
  82     if (!fmts_list)
  83         return AVERROR(ENOMEM);
  84     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
  85 }
  86
  87 static int fill_sierpinski(SierpinskiContext *s, int x, int y)
  88 {
  89     int pos_x = x + s->pos_x;
  90     int pos_y = y + s->pos_y;
  91
  92     while (pos_x != 0 && pos_y != 0) {
  93         if (FFABS(pos_x % 3) == 1 && FFABS(pos_y % 3) == 1)
  94             return 1;
  95
  96         pos_x /= 3;
  97         pos_y /= 3;
  98     }
  99
 100     return 0;
 101 }
 102
 103 static int draw_triangle_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int job, int nb_jobs)
 104 {
 105     SierpinskiContext *s = ctx->priv;
 106     AVFrame *frame = arg;
 107     const int width  = frame->width;
 108     const int height = frame->height;
 109     const int start = (height *  job   ) / nb_jobs;
 110     const int end   = (height * (job+1)) / nb_jobs;
 111     uint8_t *dst = frame->data[0] + start * frame->linesize[0];
 112
 113     for (int y = start; y < end; y++) {
 114         for (int x = 0; x < width; x++) {
 115             if ((s->pos_x + x) & (s->pos_y + y)) {
 116                 AV_WL32(&dst[x*4], 0x00000000);
 117             } else {
 118                 AV_WL32(&dst[x*4], 0xFFFFFFFF);
 119             }
 120         }
 121
 122         dst += frame->linesize[0];
 123     }
 124
 125     return 0;
 126 }
 127
 128 static int draw_carpet_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int job, int nb_jobs)
 129 {
 130     SierpinskiContext *s = ctx->priv;
 131     AVFrame *frame = arg;
 132     const int width  = frame->width;
 133     const int height = frame->height;
 134     const int start = (height *  job   ) / nb_jobs;
 135     const int end   = (height * (job+1)) / nb_jobs;
 136     uint8_t *dst = frame->data[0] + start * frame->linesize[0];
 137
 138     for (int y = start; y < end; y++) {
 139         for (int x = 0; x < width; x++) {
 140             if (fill_sierpinski(s, x, y)) {
 141                 AV_WL32(&dst[x*4], 0x00000000);
 142             } else {
 143                 AV_WL32(&dst[x*4], 0xFFFFFFFF);
 144             }
 145         }
 146
 147         dst += frame->linesize[0];
 148     }
 149
 150     return 0;
 151 }
 152
 153 static int config_output(AVFilterLink *inlink)
 154 {
 155     AVFilterContext *ctx = inlink->src;
 156     SierpinskiContext *s = ctx->priv;
 157
 158     if (av_image_check_size(s->w, s->h, 0, ctx) < 0)
 159         return AVERROR(EINVAL);
 160
 161     inlink->w = s->w;
 162     inlink->h = s->h;
 163     inlink->time_base = av_inv_q(s->frame_rate);
 164     inlink->sample_aspect_ratio = (AVRational) {1, 1};
 165     if (s->seed == -1)
 166         s->seed = av_get_random_seed();
 167     av_lfg_init(&s->lfg, s->seed);
 168
 169     s->draw_slice = s->type ? draw_triangle_slice : draw_carpet_slice;
 170
 171     return 0;
 172 }
 173
 174 static void draw_sierpinski(AVFilterContext *ctx, AVFrame *frame)
 175 {
 176     SierpinskiContext *s = ctx->priv;
 177     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 178
 179     if (s->pos_x == s->dest_x && s->pos_y == s->dest_y) {
 180         unsigned int rnd = av_lfg_get(&s->lfg);
 181         int mod = 2 * s->jump + 1;
 182
 183         s->dest_x += (int)((rnd & 0xffff) % mod) - s->jump;
 184         s->dest_y += (int)((rnd >>    16) % mod) - s->jump;
 185     } else {
 186         if (s->pos_x < s->dest_x)
 187             s->pos_x++;
 188         else if (s->pos_x > s->dest_x)
 189             s->pos_x--;
 190
 191         if (s->pos_y < s->dest_y)
 192             s->pos_y++;
 193         else if (s->pos_y > s->dest_y)
 194             s->pos_y--;
 195     }
 196
 197     ctx->internal->execute(ctx, s->draw_slice, frame, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 198 }
 199
 200 static int sierpinski_request_frame(AVFilterLink *link)
 201 {
 202     SierpinskiContext *s = link->src->priv;
 203     AVFrame *frame = ff_get_video_buffer(link, s->w, s->h);
 204
 205     if (!frame)
 206         return AVERROR(ENOMEM);
 207
 208     frame->sample_aspect_ratio = (AVRational) {1, 1};
 209     frame->pts = s->pts++;
 210
 211     draw_sierpinski(link->src, frame);
 212
 213     return ff_filter_frame(link, frame);
 214 }
 215
 216 static const AVFilterPad sierpinski_outputs[] = {
 217     {
 218         .name          = "default",
 219         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 220         .request_frame = sierpinski_request_frame,
 221         .config_props  = config_output,
 222     },
 223     { NULL }
 224 };
 225
 226 AVFilter ff_vsrc_sierpinski = {
 227     .name          = "sierpinski",
 228     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Render a Sierpinski fractal."),
 229     .priv_size     = sizeof(SierpinskiContext),
 230     .priv_class    = &sierpinski_class,
 231     .query_formats = query_formats,
 232     .inputs        = NULL,
 233     .outputs       = sierpinski_outputs,
 234     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 235 };