src/lib/image.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012-2015 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 /** @file src/image.cc
  21  *  @brief A class to describe a video image.
  22  */
  23
  24 #include "image.h"
  25 #include "exceptions.h"
  26 #include "timer.h"
  27 #include "rect.h"
  28 #include "util.h"
  29 #include "md5_digester.h"
  30 #include "dcpomatic_socket.h"
  31 extern "C" {
  32 #include <libswscale/swscale.h>
  33 #include <libavutil/pixfmt.h>
  34 #include <libavutil/pixdesc.h>
  35 #include <libavutil/frame.h>
  36 }
  37 #include <iostream>
  38
  39 #include "i18n.h"
  40
  41 using std::string;
  42 using std::min;
  43 using std::cout;
  44 using std::cerr;
  45 using std::list;
  46 using boost::shared_ptr;
  47 using dcp::Size;
  48
  49 int
  50 Image::line_factor (int n) const
  51 {
  52         if (n == 0) {
  53                 return 1;
  54         }
  55
  56         AVPixFmtDescriptor const * d = av_pix_fmt_desc_get(_pixel_format);
  57         if (!d) {
  58                 throw PixelFormatError ("line_factor()", _pixel_format);
  59         }
  60
  61         return pow (2.0f, d->log2_chroma_h);
  62 }
  63
  64 /** @param n Component index.
  65  *  @return Number of samples (i.e. pixels, unless sub-sampled) in each direction for this component.
  66  */
  67 dcp::Size
  68 Image::sample_size (int n) const
  69 {
  70         int horizontal_factor = 1;
  71         if (n > 0) {
  72                 AVPixFmtDescriptor const * d = av_pix_fmt_desc_get (_pixel_format);
  73                 if (!d) {
  74                         throw PixelFormatError ("sample_size()", _pixel_format);
  75                 }
  76                 horizontal_factor = pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
  77         }
  78
  79         return dcp::Size (
  80                 lrint (ceil (static_cast<double>(size().width) / horizontal_factor)),
  81                 lrint (ceil (static_cast<double>(size().height) / line_factor (n)))
  82                 );
  83 }
  84
  85 int
  86 Image::components () const
  87 {
  88         AVPixFmtDescriptor const * d = av_pix_fmt_desc_get(_pixel_format);
  89         if (!d) {
  90                 throw PixelFormatError ("components()", _pixel_format);
  91         }
  92
  93         return d->nb_components;
  94 }
  95
  96 /** @return Number of planes */
  97 int
  98 Image::planes () const
  99 {
 100         AVPixFmtDescriptor const * d = av_pix_fmt_desc_get(_pixel_format);
 101         if (!d) {
 102                 throw PixelFormatError ("planes()", _pixel_format);
 103         }
 104
 105         if ((d->flags & PIX_FMT_PLANAR) == 0) {
 106                 return 1;
 107         }
 108
 109         return d->nb_components;
 110 }
 111
 112 /** Crop this image, scale it to `inter_size' and then place it in a black frame of `out_size' */
 113 shared_ptr<Image>
 114 Image::crop_scale_window (
 115         Crop crop, dcp::Size inter_size, dcp::Size out_size, dcp::YUVToRGB yuv_to_rgb, AVPixelFormat out_format, bool out_aligned
 116         ) const
 117 {
 118         /* Empirical testing suggests that sws_scale() will crash if
 119            the input image is not aligned.
 120         */
 121         DCPOMATIC_ASSERT (aligned ());
 122
 123         DCPOMATIC_ASSERT (out_size.width >= inter_size.width);
 124         DCPOMATIC_ASSERT (out_size.height >= inter_size.height);
 125
 126         /* Here's an image of out_size */
 127         shared_ptr<Image> out (new Image (out_format, out_size, out_aligned));
 128         out->make_black ();
 129
 130         /* Size of the image after any crop */
 131         dcp::Size const cropped_size = crop.apply (size ());
 132
 133         /* Scale context for a scale from cropped_size to inter_size */
 134         struct SwsContext* scale_context = sws_getContext (
 135                         cropped_size.width, cropped_size.height, pixel_format(),
 136                         inter_size.width, inter_size.height, out_format,
 137                         SWS_BICUBIC, 0, 0, 0
 138                 );
 139
 140         if (!scale_context) {
 141                 throw StringError (N_("Could not allocate SwsContext"));
 142         }
 143
 144         DCPOMATIC_ASSERT (yuv_to_rgb < dcp::YUV_TO_RGB_COUNT);
 145         int const lut[dcp::YUV_TO_RGB_COUNT] = {
 146                 SWS_CS_ITU601,
 147                 SWS_CS_ITU709
 148         };
 149
 150         sws_setColorspaceDetails (
 151                 scale_context,
 152                 sws_getCoefficients (lut[yuv_to_rgb]), 0,
 153                 sws_getCoefficients (lut[yuv_to_rgb]), 0,
 154                 0, 1 << 16, 1 << 16
 155                 );
 156
 157         AVPixFmtDescriptor const * desc = av_pix_fmt_desc_get (_pixel_format);
 158         if (!desc) {
 159                 throw PixelFormatError ("crop_scale_window()", _pixel_format);
 160         }
 161
 162         /* Prepare input data pointers with crop */
 163         uint8_t* scale_in_data[planes()];
 164         for (int c = 0; c < planes(); ++c) {
 165                 /* To work out the crop in bytes, start by multiplying
 166                    the crop by the (average) bytes per pixel.  Then
 167                    round down so that we don't crop a subsampled pixel until
 168                    we've cropped all of its Y-channel pixels.
 169                 */
 170                 int const x = lrintf (bytes_per_pixel(c) * crop.left) & ~ ((int) desc->log2_chroma_w);
 171                 scale_in_data[c] = data()[c] + x + stride()[c] * (crop.top / line_factor(c));
 172         }
 173
 174         /* Corner of the image within out_size */
 175         Position<int> const corner ((out_size.width - inter_size.width) / 2, (out_size.height - inter_size.height) / 2);
 176
 177         uint8_t* scale_out_data[out->planes()];
 178         for (int c = 0; c < out->planes(); ++c) {
 179                 scale_out_data[c] = out->data()[c] + lrintf (out->bytes_per_pixel(c) * corner.x) + out->stride()[c] * corner.y;
 180         }
 181
 182         sws_scale (
 183                 scale_context,
 184                 scale_in_data, stride(),
 185                 0, cropped_size.height,
 186                 scale_out_data, out->stride()
 187                 );
 188
 189         sws_freeContext (scale_context);
 190
 191         return out;
 192 }
 193
 194 shared_ptr<Image>
 195 Image::scale (dcp::Size out_size, dcp::YUVToRGB yuv_to_rgb, AVPixelFormat out_format, bool out_aligned) const
 196 {
 197         /* Empirical testing suggests that sws_scale() will crash if
 198            the input image is not aligned.
 199         */
 200         DCPOMATIC_ASSERT (aligned ());
 201
 202         shared_ptr<Image> scaled (new Image (out_format, out_size, out_aligned));
 203
 204         struct SwsContext* scale_context = sws_getContext (
 205                 size().width, size().height, pixel_format(),
 206                 out_size.width, out_size.height, out_format,
 207                 SWS_BICUBIC, 0, 0, 0
 208                 );
 209
 210         DCPOMATIC_ASSERT (yuv_to_rgb < dcp::YUV_TO_RGB_COUNT);
 211         int const lut[dcp::YUV_TO_RGB_COUNT] = {
 212                 SWS_CS_ITU601,
 213                 SWS_CS_ITU709
 214         };
 215
 216         sws_setColorspaceDetails (
 217                 scale_context,
 218                 sws_getCoefficients (lut[yuv_to_rgb]), 0,
 219                 sws_getCoefficients (lut[yuv_to_rgb]), 0,
 220                 0, 1 << 16, 1 << 16
 221                 );
 222
 223         sws_scale (
 224                 scale_context,
 225                 data(), stride(),
 226                 0, size().height,
 227                 scaled->data(), scaled->stride()
 228                 );
 229
 230         sws_freeContext (scale_context);
 231
 232         return scaled;
 233 }
 234
 235 /** Blacken a YUV image whose bits per pixel is rounded up to 16 */
 236 void
 237 Image::yuv_16_black (uint16_t v, bool alpha)
 238 {
 239         memset (data()[0], 0, sample_size(0).height * stride()[0]);
 240         for (int i = 1; i < 3; ++i) {
 241                 int16_t* p = reinterpret_cast<int16_t*> (data()[i]);
 242                 int const lines = sample_size(i).height;
 243                 for (int y = 0; y < lines; ++y) {
 244                         /* We divide by 2 here because we are writing 2 bytes at a time */
 245                         for (int x = 0; x < line_size()[i] / 2; ++x) {
 246                                 p[x] = v;
 247                         }
 248                         p += stride()[i] / 2;
 249                 }
 250         }
 251
 252         if (alpha) {
 253                 memset (data()[3], 0, sample_size(3).height * stride()[3]);
 254         }
 255 }
 256
 257 uint16_t
 258 Image::swap_16 (uint16_t v)
 259 {
 260         return ((v >> 8) & 0xff) | ((v & 0xff) << 8);
 261 }
 262
 263 void
 264 Image::make_black ()
 265 {
 266         /* U/V black value for 8-bit colour */
 267         static uint8_t const eight_bit_uv =     (1 << 7) - 1;
 268         /* U/V black value for 9-bit colour */
 269         static uint16_t const nine_bit_uv =     (1 << 8) - 1;
 270         /* U/V black value for 10-bit colour */
 271         static uint16_t const ten_bit_uv =      (1 << 9) - 1;
 272         /* U/V black value for 16-bit colour */
 273         static uint16_t const sixteen_bit_uv =  (1 << 15) - 1;
 274
 275         switch (_pixel_format) {
 276         case PIX_FMT_YUV420P:
 277         case PIX_FMT_YUV422P:
 278         case PIX_FMT_YUV444P:
 279         case PIX_FMT_YUV411P:
 280                 memset (data()[0], 0, sample_size(0).height * stride()[0]);
 281                 memset (data()[1], eight_bit_uv, sample_size(1).height * stride()[1]);
 282                 memset (data()[2], eight_bit_uv, sample_size(2).height * stride()[2]);
 283                 break;
 284
 285         case PIX_FMT_YUVJ420P:
 286         case PIX_FMT_YUVJ422P:
 287         case PIX_FMT_YUVJ444P:
 288                 memset (data()[0], 0, sample_size(0).height * stride()[0]);
 289                 memset (data()[1], eight_bit_uv + 1, sample_size(1).height * stride()[1]);
 290                 memset (data()[2], eight_bit_uv + 1, sample_size(2).height * stride()[2]);
 291                 break;
 292
 293         case PIX_FMT_YUV422P9LE:
 294         case PIX_FMT_YUV444P9LE:
 295                 yuv_16_black (nine_bit_uv, false);
 296                 break;
 297
 298         case PIX_FMT_YUV422P9BE:
 299         case PIX_FMT_YUV444P9BE:
 300                 yuv_16_black (swap_16 (nine_bit_uv), false);
 301                 break;
 302
 303         case PIX_FMT_YUV422P10LE:
 304         case PIX_FMT_YUV444P10LE:
 305                 yuv_16_black (ten_bit_uv, false);
 306                 break;
 307
 308         case PIX_FMT_YUV422P16LE:
 309         case PIX_FMT_YUV444P16LE:
 310                 yuv_16_black (sixteen_bit_uv, false);
 311                 break;
 312
 313         case PIX_FMT_YUV444P10BE:
 314         case PIX_FMT_YUV422P10BE:
 315                 yuv_16_black (swap_16 (ten_bit_uv), false);
 316                 break;
 317
 318         case AV_PIX_FMT_YUVA420P9BE:
 319         case AV_PIX_FMT_YUVA422P9BE:
 320         case AV_PIX_FMT_YUVA444P9BE:
 321                 yuv_16_black (swap_16 (nine_bit_uv), true);
 322                 break;
 323
 324         case AV_PIX_FMT_YUVA420P9LE:
 325         case AV_PIX_FMT_YUVA422P9LE:
 326         case AV_PIX_FMT_YUVA444P9LE:
 327                 yuv_16_black (nine_bit_uv, true);
 328                 break;
 329
 330         case AV_PIX_FMT_YUVA420P10BE:
 331         case AV_PIX_FMT_YUVA422P10BE:
 332         case AV_PIX_FMT_YUVA444P10BE:
 333                 yuv_16_black (swap_16 (ten_bit_uv), true);
 334                 break;
 335
 336         case AV_PIX_FMT_YUVA420P10LE:
 337         case AV_PIX_FMT_YUVA422P10LE:
 338         case AV_PIX_FMT_YUVA444P10LE:
 339                 yuv_16_black (ten_bit_uv, true);
 340                 break;
 341
 342         case AV_PIX_FMT_YUVA420P16BE:
 343         case AV_PIX_FMT_YUVA422P16BE:
 344         case AV_PIX_FMT_YUVA444P16BE:
 345                 yuv_16_black (swap_16 (sixteen_bit_uv), true);
 346                 break;
 347
 348         case AV_PIX_FMT_YUVA420P16LE:
 349         case AV_PIX_FMT_YUVA422P16LE:
 350         case AV_PIX_FMT_YUVA444P16LE:
 351                 yuv_16_black (sixteen_bit_uv, true);
 352                 break;
 353
 354         case PIX_FMT_RGB24:
 355         case PIX_FMT_ARGB:
 356         case PIX_FMT_RGBA:
 357         case PIX_FMT_ABGR:
 358         case PIX_FMT_BGRA:
 359         case PIX_FMT_RGB555LE:
 360         case PIX_FMT_RGB48LE:
 361         case PIX_FMT_RGB48BE:
 362                 memset (data()[0], 0, sample_size(0).height * stride()[0]);
 363                 break;
 364
 365         case PIX_FMT_UYVY422:
 366         {
 367                 int const Y = sample_size(0).height;
 368                 int const X = line_size()[0];
 369                 uint8_t* p = data()[0];
 370                 for (int y = 0; y < Y; ++y) {
 371                         for (int x = 0; x < X / 4; ++x) {
 372                                 *p++ = eight_bit_uv; // Cb
 373                                 *p++ = 0;            // Y0
 374                                 *p++ = eight_bit_uv; // Cr
 375                                 *p++ = 0;            // Y1
 376                         }
 377                 }
 378                 break;
 379         }
 380
 381         default:
 382                 throw PixelFormatError ("make_black()", _pixel_format);
 383         }
 384 }
 385
 386 void
 387 Image::make_transparent ()
 388 {
 389         if (_pixel_format != PIX_FMT_RGBA) {
 390                 throw PixelFormatError ("make_transparent()", _pixel_format);
 391         }
 392
 393         memset (data()[0], 0, sample_size(0).height * stride()[0]);
 394 }
 395
 396 void
 397 Image::alpha_blend (shared_ptr<const Image> other, Position<int> position)
 398 {
 399         DCPOMATIC_ASSERT (other->pixel_format() == PIX_FMT_RGBA);
 400         int const other_bpp = 4;
 401
 402         int start_tx = position.x;
 403         int start_ox = 0;
 404
 405         if (start_tx < 0) {
 406                 start_ox = -start_tx;
 407                 start_tx = 0;
 408         }
 409
 410         int start_ty = position.y;
 411         int start_oy = 0;
 412
 413         if (start_ty < 0) {
 414                 start_oy = -start_ty;
 415                 start_ty = 0;
 416         }
 417
 418         switch (_pixel_format) {
 419         case PIX_FMT_RGB24:
 420         {
 421                 int const this_bpp = 3;
 422                 for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < size().height && oy < other->size().height; ++ty, ++oy) {
 423                         uint8_t* tp = data()[0] + ty * stride()[0] + start_tx * this_bpp;
 424                         uint8_t* op = other->data()[0] + oy * other->stride()[0];
 425                         for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < size().width && ox < other->size().width; ++tx, ++ox) {
 426                                 float const alpha = float (op[3]) / 255;
 427                                 tp[0] = op[0] * alpha + tp[0] * (1 - alpha);
 428                                 tp[1] = op[1] * alpha + tp[1] * (1 - alpha);
 429                                 tp[2] = op[2] * alpha + tp[2] * (1 - alpha);
 430
 431                                 tp += this_bpp;
 432                                 op += other_bpp;
 433                         }
 434                 }
 435                 break;
 436         }
 437         case PIX_FMT_BGRA:
 438         case PIX_FMT_RGBA:
 439         {
 440                 int const this_bpp = 4;
 441                 for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < size().height && oy < other->size().height; ++ty, ++oy) {
 442                         uint8_t* tp = data()[0] + ty * stride()[0] + start_tx * this_bpp;
 443                         uint8_t* op = other->data()[0] + oy * other->stride()[0];
 444                         for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < size().width && ox < other->size().width; ++tx, ++ox) {
 445                                 float const alpha = float (op[3]) / 255;
 446                                 tp[0] = op[0] * alpha + tp[0] * (1 - alpha);
 447                                 tp[1] = op[1] * alpha + tp[1] * (1 - alpha);
 448                                 tp[2] = op[2] * alpha + tp[2] * (1 - alpha);
 449                                 tp[3] = op[3] * alpha + tp[3] * (1 - alpha);
 450
 451                                 tp += this_bpp;
 452                                 op += other_bpp;
 453                         }
 454                 }
 455                 break;
 456         }
 457         case PIX_FMT_RGB48LE:
 458         {
 459                 int const this_bpp = 6;
 460                 for (int ty = start_ty, oy = start_oy; ty < size().height && oy < other->size().height; ++ty, ++oy) {
 461                         uint8_t* tp = data()[0] + ty * stride()[0] + start_tx * this_bpp;
 462                         uint8_t* op = other->data()[0] + oy * other->stride()[0];
 463                         for (int tx = start_tx, ox = start_ox; tx < size().width && ox < other->size().width; ++tx, ++ox) {
 464                                 float const alpha = float (op[3]) / 255;
 465                                 /* Blend high bytes */
 466                                 tp[1] = op[0] * alpha + tp[1] * (1 - alpha);
 467                                 tp[3] = op[1] * alpha + tp[3] * (1 - alpha);
 468                                 tp[5] = op[2] * alpha + tp[5] * (1 - alpha);
 469
 470                                 tp += this_bpp;
 471                                 op += other_bpp;
 472                         }
 473                 }
 474                 break;
 475         }
 476         default:
 477                 DCPOMATIC_ASSERT (false);
 478         }
 479 }
 480
 481 void
 482 Image::copy (shared_ptr<const Image> other, Position<int> position)
 483 {
 484         /* Only implemented for RGB24 onto RGB24 so far */
 485         DCPOMATIC_ASSERT (_pixel_format == PIX_FMT_RGB24 && other->pixel_format() == PIX_FMT_RGB24);
 486         DCPOMATIC_ASSERT (position.x >= 0 && position.y >= 0);
 487
 488         int const N = min (position.x + other->size().width, size().width) - position.x;
 489         for (int ty = position.y, oy = 0; ty < size().height && oy < other->size().height; ++ty, ++oy) {
 490                 uint8_t * const tp = data()[0] + ty * stride()[0] + position.x * 3;
 491                 uint8_t * const op = other->data()[0] + oy * other->stride()[0];
 492                 memcpy (tp, op, N * 3);
 493         }
 494 }
 495
 496 void
 497 Image::read_from_socket (shared_ptr<Socket> socket)
 498 {
 499         for (int i = 0; i < planes(); ++i) {
 500                 uint8_t* p = data()[i];
 501                 int const lines = sample_size(i).height;
 502                 for (int y = 0; y < lines; ++y) {
 503                         socket->read (p, line_size()[i]);
 504                         p += stride()[i];
 505                 }
 506         }
 507 }
 508
 509 void
 510 Image::write_to_socket (shared_ptr<Socket> socket) const
 511 {
 512         for (int i = 0; i < planes(); ++i) {
 513                 uint8_t* p = data()[i];
 514                 int const lines = sample_size(i).height;
 515                 for (int y = 0; y < lines; ++y) {
 516                         socket->write (p, line_size()[i]);
 517                         p += stride()[i];
 518                 }
 519         }
 520 }
 521
 522 float
 523 Image::bytes_per_pixel (int c) const
 524 {
 525         AVPixFmtDescriptor const * d = av_pix_fmt_desc_get(_pixel_format);
 526         if (!d) {
 527                 throw PixelFormatError ("bytes_per_pixel()", _pixel_format);
 528         }
 529
 530         if (c >= planes()) {
 531                 return 0;
 532         }
 533
 534         float bpp[4] = { 0, 0, 0, 0 };
 535
 536         bpp[0] = floor ((d->comp[0].depth_minus1 + 1 + 7) / 8);
 537         if (d->nb_components > 1) {
 538                 bpp[1] = floor ((d->comp[1].depth_minus1 + 1 + 7) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
 539         }
 540         if (d->nb_components > 2) {
 541                 bpp[2] = floor ((d->comp[2].depth_minus1 + 1 + 7) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
 542         }
 543         if (d->nb_components > 3) {
 544                 bpp[3] = floor ((d->comp[3].depth_minus1 + 1 + 7) / 8) / pow (2.0f, d->log2_chroma_w);
 545         }
 546
 547         if ((d->flags & PIX_FMT_PLANAR) == 0) {
 548                 /* Not planar; sum them up */
 549                 return bpp[0] + bpp[1] + bpp[2] + bpp[3];
 550         }
 551
 552         return bpp[c];
 553 }
 554
 555 /** Construct a Image of a given size and format, allocating memory
 556  *  as required.
 557  *
 558  *  @param p Pixel format.
 559  *  @param s Size in pixels.
 560  */
 561 Image::Image (AVPixelFormat p, dcp::Size s, bool aligned)
 562         : _size (s)
 563         , _pixel_format (p)
 564         , _aligned (aligned)
 565 {
 566         allocate ();
 567 }
 568
 569 void
 570 Image::allocate ()
 571 {
 572         _data = (uint8_t **) wrapped_av_malloc (4 * sizeof (uint8_t *));
 573         _data[0] = _data[1] = _data[2] = _data[3] = 0;
 574
 575         _line_size = (int *) wrapped_av_malloc (4 * sizeof (int));
 576         _line_size[0] = _line_size[1] = _line_size[2] = _line_size[3] = 0;
 577
 578         _stride = (int *) wrapped_av_malloc (4 * sizeof (int));
 579         _stride[0] = _stride[1] = _stride[2] = _stride[3] = 0;
 580
 581         for (int i = 0; i < planes(); ++i) {
 582                 _line_size[i] = ceil (_size.width * bytes_per_pixel(i));
 583                 _stride[i] = stride_round_up (i, _line_size, _aligned ? 32 : 1);
 584
 585                 /* The assembler function ff_rgb24ToY_avx (in libswscale/x86/input.asm)
 586                    uses a 16-byte fetch to read three bytes (R/G/B) of image data.
 587                    Hence on the last pixel of the last line it reads over the end of
 588                    the actual data by 1 byte.  If the width of an image is a multiple
 589                    of the stride alignment there will be no padding at the end of image lines.
 590                    OS X crashes on this illegal read, though other operating systems don't
 591                    seem to mind.  The nasty + 1 in this malloc makes sure there is always a byte
 592                    for that instruction to read safely.
 593
 594                    Further to the above, valgrind is now telling me that ff_rgb24ToY_ssse3
 595                    over-reads by more then _avx.  I can't follow the code to work out how much,
 596                    so I'll just over-allocate by 32 bytes and have done with it.  Empirical
 597                    testing suggests that it works.
 598                 */
 599                 _data[i] = (uint8_t *) wrapped_av_malloc (_stride[i] * sample_size(i).height + 32);
 600         }
 601 }
 602
 603 Image::Image (Image const & other)
 604         : _size (other._size)
 605         , _pixel_format (other._pixel_format)
 606         , _aligned (other._aligned)
 607 {
 608         allocate ();
 609
 610         for (int i = 0; i < planes(); ++i) {
 611                 uint8_t* p = _data[i];
 612                 uint8_t* q = other._data[i];
 613                 int const lines = sample_size(i).height;
 614                 for (int j = 0; j < lines; ++j) {
 615                         memcpy (p, q, _line_size[i]);
 616                         p += stride()[i];
 617                         q += other.stride()[i];
 618                 }
 619         }
 620 }
 621
 622 Image::Image (AVFrame* frame)
 623         : _size (frame->width, frame->height)
 624         , _pixel_format (static_cast<AVPixelFormat> (frame->format))
 625         , _aligned (true)
 626 {
 627         allocate ();
 628
 629         for (int i = 0; i < planes(); ++i) {
 630                 uint8_t* p = _data[i];
 631                 uint8_t* q = frame->data[i];
 632                 int const lines = sample_size(i).height;
 633                 for (int j = 0; j < lines; ++j) {
 634                         memcpy (p, q, _line_size[i]);
 635                         p += stride()[i];
 636                         /* AVFrame's linesize is what we call `stride' */
 637                         q += frame->linesize[i];
 638                 }
 639         }
 640 }
 641
 642 Image::Image (shared_ptr<const Image> other, bool aligned)
 643         : _size (other->_size)
 644         , _pixel_format (other->_pixel_format)
 645         , _aligned (aligned)
 646 {
 647         allocate ();
 648
 649         for (int i = 0; i < planes(); ++i) {
 650                 DCPOMATIC_ASSERT (line_size()[i] == other->line_size()[i]);
 651                 uint8_t* p = _data[i];
 652                 uint8_t* q = other->data()[i];
 653                 int const lines = sample_size(i).height;
 654                 for (int j = 0; j < lines; ++j) {
 655                         memcpy (p, q, line_size()[i]);
 656                         p += stride()[i];
 657                         q += other->stride()[i];
 658                 }
 659         }
 660 }
 661
 662 Image&
 663 Image::operator= (Image const & other)
 664 {
 665         if (this == &other) {
 666                 return *this;
 667         }
 668
 669         Image tmp (other);
 670         swap (tmp);
 671         return *this;
 672 }
 673
 674 void
 675 Image::swap (Image & other)
 676 {
 677         std::swap (_size, other._size);
 678         std::swap (_pixel_format, other._pixel_format);
 679
 680         for (int i = 0; i < 4; ++i) {
 681                 std::swap (_data[i], other._data[i]);
 682                 std::swap (_line_size[i], other._line_size[i]);
 683                 std::swap (_stride[i], other._stride[i]);
 684         }
 685
 686         std::swap (_aligned, other._aligned);
 687 }
 688
 689 /** Destroy a Image */
 690 Image::~Image ()
 691 {
 692         for (int i = 0; i < planes(); ++i) {
 693                 av_free (_data[i]);
 694         }
 695
 696         av_free (_data);
 697         av_free (_line_size);
 698         av_free (_stride);
 699 }
 700
 701 uint8_t * const *
 702 Image::data () const
 703 {
 704         return _data;
 705 }
 706
 707 int const *
 708 Image::line_size () const
 709 {
 710         return _line_size;
 711 }
 712
 713 int const *
 714 Image::stride () const
 715 {
 716         return _stride;
 717 }
 718
 719 dcp::Size
 720 Image::size () const
 721 {
 722         return _size;
 723 }
 724
 725 bool
 726 Image::aligned () const
 727 {
 728         return _aligned;
 729 }
 730
 731 PositionImage
 732 merge (list<PositionImage> images)
 733 {
 734         if (images.empty ()) {
 735                 return PositionImage ();
 736         }
 737
 738         if (images.size() == 1) {
 739                 return images.front ();
 740         }
 741
 742         dcpomatic::Rect<int> all (images.front().position, images.front().image->size().width, images.front().image->size().height);
 743         for (list<PositionImage>::const_iterator i = images.begin(); i != images.end(); ++i) {
 744                 all.extend (dcpomatic::Rect<int> (i->position, i->image->size().width, i->image->size().height));
 745         }
 746
 747         shared_ptr<Image> merged (new Image (images.front().image->pixel_format (), dcp::Size (all.width, all.height), true));
 748         merged->make_transparent ();
 749         for (list<PositionImage>::const_iterator i = images.begin(); i != images.end(); ++i) {
 750                 merged->alpha_blend (i->image, i->position - all.position());
 751         }
 752
 753         return PositionImage (merged, all.position ());
 754 }
 755
 756 bool
 757 operator== (Image const & a, Image const & b)
 758 {
 759         if (a.planes() != b.planes() || a.pixel_format() != b.pixel_format() || a.aligned() != b.aligned()) {
 760                 return false;
 761         }
 762
 763         for (int c = 0; c < a.planes(); ++c) {
 764                 if (a.sample_size(c).height != b.sample_size(c).height || a.line_size()[c] != b.line_size()[c] || a.stride()[c] != b.stride()[c]) {
 765                         return false;
 766                 }
 767
 768                 uint8_t* p = a.data()[c];
 769                 uint8_t* q = b.data()[c];
 770                 int const lines = a.sample_size(c).height;
 771                 for (int y = 0; y < lines; ++y) {
 772                         if (memcmp (p, q, a.line_size()[c]) != 0) {
 773                                 return false;
 774                         }
 775
 776                         p += a.stride()[c];
 777                         q += b.stride()[c];
 778                 }
 779         }
 780
 781         return true;
 782 }
 783
 784 /** Fade the image.
 785  *  @param f Amount to fade by; 0 is black, 1 is no fade.
 786  */
 787 void
 788 Image::fade (float f)
 789 {
 790         switch (_pixel_format) {
 791         case PIX_FMT_YUV420P:
 792         case PIX_FMT_YUV422P:
 793         case PIX_FMT_YUV444P:
 794         case PIX_FMT_YUV411P:
 795         case PIX_FMT_YUVJ420P:
 796         case PIX_FMT_YUVJ422P:
 797         case PIX_FMT_YUVJ444P:
 798         case PIX_FMT_RGB24:
 799         case PIX_FMT_ARGB:
 800         case PIX_FMT_RGBA:
 801         case PIX_FMT_ABGR:
 802         case PIX_FMT_BGRA:
 803         case PIX_FMT_RGB555LE:
 804                 /* 8-bit */
 805                 for (int c = 0; c < 3; ++c) {
 806                         uint8_t* p = data()[c];
 807                         int const lines = sample_size(c).height;
 808                         for (int y = 0; y < lines; ++y) {
 809                                 uint8_t* q = p;
 810                                 for (int x = 0; x < line_size()[c]; ++x) {
 811                                         *q = int (float (*q) * f);
 812                                         ++q;
 813                                 }
 814                                 p += stride()[c];
 815                         }
 816                 }
 817                 break;
 818
 819         case PIX_FMT_YUV422P9LE:
 820         case PIX_FMT_YUV444P9LE:
 821         case PIX_FMT_YUV422P10LE:
 822         case PIX_FMT_YUV444P10LE:
 823         case PIX_FMT_YUV422P16LE:
 824         case PIX_FMT_YUV444P16LE:
 825         case AV_PIX_FMT_YUVA420P9LE:
 826         case AV_PIX_FMT_YUVA422P9LE:
 827         case AV_PIX_FMT_YUVA444P9LE:
 828         case AV_PIX_FMT_YUVA420P10LE:
 829         case AV_PIX_FMT_YUVA422P10LE:
 830         case AV_PIX_FMT_YUVA444P10LE:
 831         case AV_PIX_FMT_RGB48LE:
 832                 /* 16-bit little-endian */
 833                 for (int c = 0; c < 3; ++c) {
 834                         int const stride_pixels = stride()[c] / 2;
 835                         int const line_size_pixels = line_size()[c] / 2;
 836                         uint16_t* p = reinterpret_cast<uint16_t*> (data()[c]);
 837                         int const lines = sample_size(c).height;
 838                         for (int y = 0; y < lines; ++y) {
 839                                 uint16_t* q = p;
 840                                 for (int x = 0; x < line_size_pixels; ++x) {
 841                                         *q = int (float (*q) * f);
 842                                         ++q;
 843                                 }
 844                                 p += stride_pixels;
 845                         }
 846                 }
 847                 break;
 848
 849         case PIX_FMT_YUV422P9BE:
 850         case PIX_FMT_YUV444P9BE:
 851         case PIX_FMT_YUV444P10BE:
 852         case PIX_FMT_YUV422P10BE:
 853         case AV_PIX_FMT_YUVA420P9BE:
 854         case AV_PIX_FMT_YUVA422P9BE:
 855         case AV_PIX_FMT_YUVA444P9BE:
 856         case AV_PIX_FMT_YUVA420P10BE:
 857         case AV_PIX_FMT_YUVA422P10BE:
 858         case AV_PIX_FMT_YUVA444P10BE:
 859         case AV_PIX_FMT_YUVA420P16BE:
 860         case AV_PIX_FMT_YUVA422P16BE:
 861         case AV_PIX_FMT_YUVA444P16BE:
 862         case AV_PIX_FMT_RGB48BE:
 863                 /* 16-bit big-endian */
 864                 for (int c = 0; c < 3; ++c) {
 865                         int const stride_pixels = stride()[c] / 2;
 866                         int const line_size_pixels = line_size()[c] / 2;
 867                         uint16_t* p = reinterpret_cast<uint16_t*> (data()[c]);
 868                         int const lines = sample_size(c).height;
 869                         for (int y = 0; y < lines; ++y) {
 870                                 uint16_t* q = p;
 871                                 for (int x = 0; x < line_size_pixels; ++x) {
 872                                         *q = swap_16 (int (float (swap_16 (*q)) * f));
 873                                         ++q;
 874                                 }
 875                                 p += stride_pixels;
 876                         }
 877                 }
 878                 break;
 879
 880         case PIX_FMT_UYVY422:
 881         {
 882                 int const Y = sample_size(0).height;
 883                 int const X = line_size()[0];
 884                 uint8_t* p = data()[0];
 885                 for (int y = 0; y < Y; ++y) {
 886                         for (int x = 0; x < X; ++x) {
 887                                 *p = int (float (*p) * f);
 888                                 ++p;
 889                         }
 890                 }
 891                 break;
 892         }
 893
 894         default:
 895                 throw PixelFormatError ("fade()", _pixel_format);
 896         }
 897 }