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