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