tests/rotozoom.c

   1 /*
   2  * Generates a synthetic YUV video sequence suitable for codec testing.
   3  *
   4  * copyright (c) Sebastien Bechet <s.bechet@av7.net>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 #include <stdlib.h>
  24 #include <stdio.h>
  25 #include <inttypes.h>
  26
  27 #define FIXP (1 << 16)
  28 #define MY_PI 205887 //(M_PI * FIX)
  29
  30 static int64_t int_pow(int64_t a, int p)
  31 {
  32     int64_t v = FIXP;
  33
  34     for (; p; p--) {
  35         v *= a;
  36         v /= FIXP;
  37     }
  38
  39     return v;
  40 }
  41
  42 static int64_t int_sin(int64_t a)
  43 {
  44     if (a < 0)
  45         a = MY_PI - a;  // 0..inf
  46     a %= 2 * MY_PI;     // 0..2PI
  47
  48     if (a >= MY_PI * 3 / 2)
  49         a -= 2 * MY_PI; // -PI / 2 .. 3PI / 2
  50     if (a >= MY_PI /2)
  51         a = MY_PI - a;  // -PI / 2 ..  PI / 2
  52
  53     return a - int_pow(a, 3) / 6 + int_pow(a, 5) / 120 - int_pow(a, 7) / 5040;
  54 }
  55
  56 #define SCALEBITS 8
  57 #define ONE_HALF  (1 << (SCALEBITS - 1))
  58 #define FIX(x)    ((int) ((x) * (1L << SCALEBITS) + 0.5))
  59
  60 static void rgb24_to_yuv420p(unsigned char *lum, unsigned char *cb,
  61                              unsigned char *cr, unsigned char *src,
  62                              int width, int height)
  63 {
  64     int wrap, wrap3, x, y;
  65     int r, g, b, r1, g1, b1;
  66     unsigned char *p;
  67
  68     wrap  = width;
  69     wrap3 = width * 3;
  70     p = src;
  71     for (y = 0; y < height; y += 2) {
  72         for (x = 0; x < width; x += 2) {
  73             r = p[0];
  74             g = p[1];
  75             b = p[2];
  76             r1 = r;
  77             g1 = g;
  78             b1 = b;
  79             lum[0] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
  80                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
  81             r = p[3];
  82             g = p[4];
  83             b = p[5];
  84             r1 += r;
  85             g1 += g;
  86             b1 += b;
  87             lum[1] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
  88                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
  89             p   += wrap3;
  90             lum += wrap;
  91
  92             r = p[0];
  93             g = p[1];
  94             b = p[2];
  95             r1 += r;
  96             g1 += g;
  97             b1 += b;
  98             lum[0] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
  99                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
 100             r = p[3];
 101             g = p[4];
 102             b = p[5];
 103             r1 += r;
 104             g1 += g;
 105             b1 += b;
 106             lum[1] = (FIX(0.29900) * r + FIX(0.58700) * g +
 107                       FIX(0.11400) * b + ONE_HALF) >> SCALEBITS;
 108
 109             cb[0] = ((- FIX(0.16874) * r1 - FIX(0.33126) * g1 +
 110                       FIX(0.50000) * b1 + 4 * ONE_HALF - 1) >> (SCALEBITS + 2)) + 128;
 111             cr[0] = ((FIX(0.50000) * r1 - FIX(0.41869) * g1 -
 112                       FIX(0.08131) * b1 + 4 * ONE_HALF - 1) >> (SCALEBITS + 2)) + 128;
 113
 114             cb++;
 115             cr++;
 116             p   += -wrap3 + 2 * 3;
 117             lum += -wrap  + 2;
 118         }
 119         p   += wrap3;
 120         lum += wrap;
 121     }
 122 }
 123
 124 /* cif format */
 125 #define DEFAULT_WIDTH   352
 126 #define DEFAULT_HEIGHT  288
 127 #define DEFAULT_NB_PICT  50
 128
 129 static void pgmyuv_save(const char *filename, int w, int h,
 130                         unsigned char *rgb_tab)
 131 {
 132     FILE *f;
 133     int i, h2, w2;
 134     unsigned char *cb, *cr;
 135     unsigned char *lum_tab, *cb_tab, *cr_tab;
 136
 137     lum_tab = malloc(w * h);
 138     cb_tab  = malloc(w * h / 4);
 139     cr_tab  = malloc(w * h / 4);
 140
 141     rgb24_to_yuv420p(lum_tab, cb_tab, cr_tab, rgb_tab, w, h);
 142
 143     f = fopen(filename, "wb");
 144     fprintf(f, "P5\n%d %d\n%d\n", w, h * 3 / 2, 255);
 145     fwrite(lum_tab, 1, w * h, f);
 146     h2 = h / 2;
 147     w2 = w / 2;
 148     cb = cb_tab;
 149     cr = cr_tab;
 150     for (i = 0; i < h2; i++) {
 151         fwrite(cb, 1, w2, f);
 152         fwrite(cr, 1, w2, f);
 153         cb += w2;
 154         cr += w2;
 155     }
 156     fclose(f);
 157
 158     free(lum_tab);
 159     free(cb_tab);
 160     free(cr_tab);
 161 }
 162
 163 unsigned char *rgb_tab;
 164 int width, height, wrap;
 165
 166 static void put_pixel(int x, int y, int r, int g, int b)
 167 {
 168     unsigned char *p;
 169
 170     if (x < 0 || x >= width ||
 171         y < 0 || y >= height)
 172         return;
 173
 174     p = rgb_tab + y * wrap + x * 3;
 175     p[0] = r;
 176     p[1] = g;
 177     p[2] = b;
 178 }
 179
 180 unsigned char tab_r[256 * 256];
 181 unsigned char tab_g[256 * 256];
 182 unsigned char tab_b[256 * 256];
 183
 184 int h_cos [360];
 185 int h_sin [360];
 186
 187 static int ipol(uint8_t *src, int x, int y)
 188 {
 189     int int_x  = x >> 16;
 190     int int_y  = y >> 16;
 191     int frac_x = x & 0xFFFF;
 192     int frac_y = y & 0xFFFF;
 193     int s00    = src[( int_x      & 255) + 256 * ( int_y      & 255)];
 194     int s01    = src[((int_x + 1) & 255) + 256 * ( int_y      & 255)];
 195     int s10    = src[( int_x      & 255) + 256 * ((int_y + 1) & 255)];
 196     int s11    = src[((int_x + 1) & 255) + 256 * ((int_y + 1) & 255)];
 197     int s0     = (((1 << 16) - frac_x) * s00 + frac_x * s01) >> 8;
 198     int s1     = (((1 << 16) - frac_x) * s10 + frac_x * s11) >> 8;
 199
 200     return (((1 << 16) - frac_y) * s0 + frac_y * s1) >> 24;
 201 }
 202
 203 static void gen_image(int num, int w, int h)
 204 {
 205     const int c = h_cos [num % 360];
 206     const int s = h_sin [num % 360];
 207
 208     const int xi = -(w / 2) * c;
 209     const int yi =  (w / 2) * s;
 210
 211     const int xj = -(h / 2) * s;
 212     const int yj = -(h / 2) * c;
 213     int i, j;
 214
 215     int x, y;
 216     int xprime = xj;
 217     int yprime = yj;
 218
 219     for (j = 0; j < h; j++) {
 220         x = xprime + xi + FIXP * w / 2;
 221         xprime += s;
 222
 223         y = yprime + yi + FIXP * h / 2;
 224         yprime += c;
 225
 226         for (i = 0; i < w; i++ ) {
 227             x += c;
 228             y -= s;
 229             put_pixel(i, j, ipol(tab_r, x, y), ipol(tab_g, x, y), ipol(tab_b, x, y));
 230         }
 231     }
 232 }
 233
 234 #define W 256
 235 #define H 256
 236
 237 static int init_demo(const char *filename)
 238 {
 239     int i, j;
 240     int h;
 241     int radian;
 242     char line[3 * W];
 243
 244     FILE *input_file;
 245
 246     input_file = fopen(filename, "rb");
 247     if (!input_file) {
 248         perror(filename);
 249         return 1;
 250     }
 251
 252     if (fread(line, 1, 15, input_file) != 15)
 253         return 1;
 254     for (i = 0; i < H; i++) {
 255         if (fread(line, 1, 3 * W, input_file) != 3 * W)
 256             return 1;
 257         for (j = 0; j < W; j++) {
 258             tab_r[W * i + j] = line[3 * j    ];
 259             tab_g[W * i + j] = line[3 * j + 1];
 260             tab_b[W * i + j] = line[3 * j + 2];
 261         }
 262     }
 263     fclose(input_file);
 264
 265     /* tables sin/cos */
 266     for (i = 0; i < 360; i++) {
 267         radian = 2 * i * MY_PI / 360;
 268         h      = 2 * FIXP + int_sin (radian);
 269         h_cos[i] = h * int_sin(radian + MY_PI / 2) / 2 / FIXP;
 270         h_sin[i] = h * int_sin(radian)             / 2 / FIXP;
 271     }
 272
 273   return 0;
 274 }
 275
 276 int main(int argc, char **argv)
 277 {
 278     int w, h, i;
 279     char buf[1024];
 280
 281     if (argc != 3) {
 282         printf("usage: %s directory/ image.pnm\n"
 283                "generate a test video stream\n", argv[0]);
 284         return 1;
 285     }
 286
 287     w = DEFAULT_WIDTH;
 288     h = DEFAULT_HEIGHT;
 289
 290     rgb_tab = malloc(w * h * 3);
 291     wrap    = w * 3;
 292     width   = w;
 293     height  = h;
 294
 295     if (init_demo(argv[2]))
 296         return 1;
 297
 298     for (i = 0; i < DEFAULT_NB_PICT; i++) {
 299         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s%02d.pgm", argv[1], i);
 300         gen_image(i, w, h);
 301         pgmyuv_save(buf, w, h, rgb_tab);
 302     }
 303
 304     free(rgb_tab);
 305     return 0;
 306 }