Como exibir um quadro YUV cru em um programa de cacau OpenGL

Question

I foram atribuídos wit a tarefa de escrever um programa que usa um arquivo YUV cru amostra e exibi-lo em um programa de cacau OpenGL.

Eu sou um estagiário no meu trabalho e eu tenho pouca ou nenhuma idéia de como começar. Fui ler wikipedia & artigos sobre YUV, mas eu não poderia encontrar qualquer código fonte boa sobre como abrir um arquivo YUV cru, extrair os dados e convertê-lo em RGB e exibi-lo na janela de exibição.

Essencialmente, eu preciso de ajuda com os seguintes aspectos da tarefa -como extrair os dados YUV do arquivo YUV amostra -como converter os dados YUV para o espaço de cor RGB -como exibir o espaço de cor RGB em OpenGL. (Esse eu acho que posso descobrir com o tempo, mas eu realmente preciso de ajuda com os dois primeiros pontos)

por favor, quer me dizer as classes de uso, ou apontar-me a lugares onde eu posso aprender sobre YUV gráfica / monitor de vídeo

Answer 1

Esta resposta não está correta, consulte as outras respostas e comentários. resposta original esquerda abaixo para a posteridade.

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Você não pode exibi-lo diretamente. Você precisa convertê-lo para uma textura RGB. Como você pode ter recolhido a partir Wikipedia , há um monte de variações sobre o espaço de cor YUV. Certifique-se de que você está usando o caminho certo.

Para cada pixel, a conversão de YUV para RGB é uma transformação linear simples. Você acabou de fazer a mesma coisa a cada pixel independente.

Depois de converter a imagem para RGB, você pode exibi-lo, criando uma textura. Você precisa chamar glGenTextures() para alocar uma alça textura, glBindTexture() para vincular a textura ao contexto render, e glTexImage2D() para fazer o upload dos dados de textura para a GPU. Para torná-lo, mais uma vez chamar glBindTexture(), seguido da prestação de um quad com coordenadas de textura configurado corretamente.

// parameters: image:  pointer to raw YUV input data
//             width:  image width (must be a power of 2)
//             height: image height (must be a power of 2)
// returns: a handle to the resulting RGB texture
GLuint makeTextureFromYUV(const float *image, int width, int height)
{
    float *rgbImage = (float *)malloc(width * height * 3 * sizeof(float));  // check for NULL
    float *rgbImagePtr = rgbImage;

    // convert from YUV to RGB (floats used here for simplicity; it's a little
    // trickier with 8-bit ints)
    int y, x;
    for(y = 0; y < height; y++)
    {
        for(x = 0; x < width; x++)
        {
            float Y = *image++;
            float U = *image++;
            float V = *image++;
            *rgbImagePtr++ = Y                + 1.13983f * V;  // R
            *rgbImagePtr++ = Y - 0.39465f * U - 0.58060f * V;  // G
            *rgbImagePtr++ = Y + 2.03211f * U;                 // B
        }
    }

    // create texture
    GLuint texture;
    glGenTextures(1, &texture);

    // bind texture to render context
    glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

    // upload texture data
    glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, width, height, 0, GL_RGB, GL_FLOAT, rgbImage);

    // don't use mipmapping (since we're not creating any mipmaps); the default
    // minification filter uses mipmapping.  Use linear filtering for minification
    // and magnification.
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
    glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);

    // free data (it's now been copied onto the GPU) and return texture handle
    free(rgbImage);
    return texture;
}

Para render:

glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture);

glBegin(GL_QUADS);
    glTexCoord2f(0.0f, 0.0f); glVertex3f( 0.0f,  0.0f, 0.0f);
    glTexCoord2f(1.0f, 0.0f); glVertex3f(64.0f,  0.0f, 0.0f);
    glTexCoord2f(1.0f, 1.0f); glVertex3f(64.0f, 64.0f, 0.0f);
    glTexCoord2f(0.0f, 1.0f); glVertex3f( 0.0f, 64.0f, 0.0f);
glEnd();

E não se esqueça de chamar glEnable(GL_TEXTURE_2D) em algum momento durante a inicialização, e glDeleteTextures(1, &texture) chamada durante o encerramento.

Answer 2

Eu fiz isso com YUV quadros capturados de uma câmera CCD. Infelizmente, há um número de diferentes formatos YUV. Eu acredito que o que a Apple usa para o formato GL_YCBCR_422_APPLE textura é tecnicamente 2VUY422. Para converter uma imagem de um quadro YUV422 gerada por uma câmera IIDC Firewire para 2VUY422, eu usei o seguinte:

void yuv422_2vuy422(const unsigned char *theYUVFrame, unsigned char *the422Frame, const unsigned int width, const unsigned int height) 
{
    int i =0, j=0;
    unsigned int numPixels = width * height;
    unsigned int totalNumberOfPasses = numPixels * 2;
    register unsigned int y0, y1, y2, y3, u0, u2, v0, v2;

    while (i < (totalNumberOfPasses) )
    {
        u0 = theYUVFrame[i++]-128;
        y0 = theYUVFrame[i++];
        v0 = theYUVFrame[i++]-128;
        y1 = theYUVFrame[i++];
        u2 = theYUVFrame[i++]-128;
        y2 = theYUVFrame[i++];
        v2 = theYUVFrame[i++]-128;
        y3 = theYUVFrame[i++];

        // U0 Y0 V0 Y1 U2 Y2 V2 Y3

        // Remap the values to 2VUY (YUYS?) (Y422) colorspace for OpenGL
        // Y0 U Y1 V Y2 U Y3 V

        // IIDC cameras are full-range y=[0..255], u,v=[-127..+127], where display is "video range" (y=[16..240], u,v=[16..236])

        the422Frame[j++] = ((y0 * 240) / 255 + 16);
        the422Frame[j++] = ((u0 * 236) / 255 + 128);
        the422Frame[j++] = ((y1 * 240) / 255 + 16);
        the422Frame[j++] = ((v0 * 236) / 255 + 128);
        the422Frame[j++] = ((y2 * 240) / 255 + 16);
        the422Frame[j++] = ((u2 * 236) / 255 + 128);
        the422Frame[j++] = ((y3 * 240) / 255 + 16);
        the422Frame[j++] = ((v2 * 236) / 255 + 128);
    }
}

Para exibição eficiente de uma fonte de vídeo YUV, você pode querer usar armazenamento do cliente da Apple extensão , que você pode configurar usando algo parecido com o seguinte:

glEnable(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT);
glBindTexture(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, 1);

glTextureRangeAPPLE(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, videoImageWidth * videoImageHeight * 2, videoTexture);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, GL_TEXTURE_STORAGE_HINT_APPLE , GL_STORAGE_SHARED_APPLE);
glPixelStorei(GL_UNPACK_CLIENT_STORAGE_APPLE, GL_TRUE);

glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_NEAREST);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glTexParameteri(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
glPixelStorei(GL_UNPACK_ROW_LENGTH, 0);

glTexImage2D(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, 0, GL_RGBA, videoImageWidth, videoImageHeight, 0, GL_YCBCR_422_APPLE, GL_UNSIGNED_SHORT_8_8_REV_APPLE, videoTexture);    

Isto permite-lhe mudar rapidamente os dados armazenados dentro de um do lado do cliente de vídeo textura antes de cada quadro a ser exibido na tela.

Para desenhar, você poderia, então, usar o código como o seguinte:

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);         
glEnable(GL_TEXTURE_2D);

glViewport(0, 0, [self frame].size.width, [self frame].size.height);

glMatrixMode(GL_PROJECTION);
glLoadIdentity();
NSRect bounds = NSRectFromCGRect([self bounds]);
glOrtho( (GLfloat)NSMinX(bounds), (GLfloat)NSMaxX(bounds), (GLfloat)NSMinY(bounds), (GLfloat)NSMaxY(bounds), -1.0, 1.0);

glBindTexture(GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, 1);
glTexSubImage2D (GL_TEXTURE_RECTANGLE_EXT, 0, 0, 0, videoImageWidth, videoImageHeight, GL_YCBCR_422_APPLE, GL_UNSIGNED_SHORT_8_8_REV_APPLE, videoTexture);

glMatrixMode(GL_TEXTURE);
glLoadIdentity();

glBegin(GL_QUADS);
    glTexCoord2f(0.0f, 0.0f);
    glVertex2f(0.0f, videoImageHeight);

    glTexCoord2f(0.0f, videoImageHeight);
    glVertex2f(0.0f, 0.0f);

    glTexCoord2f(videoImageWidth, videoImageHeight);
    glVertex2f(videoImageWidth, 0.0f);

    glTexCoord2f(videoImageWidth, 0.0f);
    glVertex2f(videoImageWidth, videoImageHeight);      
glEnd();

Answer 3

O comentário de Adam Rosenfield está incorreto. Em Macs, você pode exibir YCbCr (o equivalente digital para YUV) texturas usando o formato de textura GL_YCBCR_422_APPLE, conforme especificado no APPLE_ycbcr_422 extensão.