fix: pick the YCbCr matrix per frame on macOS

crates/compositor/src/compositor_macos.rs

@@ -29,7 +29,7 @@
 
 use crate::config::Cfg;
 use crate::d3d::Gpu;
-use crate::ffi::AVFrame;
+use crate::ffi::{AVColorSpace, AVFrame};
 // Le constant buffer est le MÊME struct des deux côtés — cf. `frame_geometry`.
 // Constant buffer, params runtime et constantes de sortie : une seule définition pour
 // les deux backends — cf. `frame_geometry`, qui documente les divergences que
@@ -205,25 +205,47 @@ impl CVMetalTextureCache {
     }
 }
 
-/// Vue du plan CbCr dont le canal bleu vaut 1 : c'est ainsi que `sample_yuv` (`shaders.metal`)
-/// sait qu'une frame est en pleine plage (`420f`, `xf20`). Un `RG` lu sans swizzle rend 0 en
-/// bleu, donc la plage limitée reste le cas par défaut, sans rien lier de plus à chaque draw.
-fn full_range_view(uv: &metal::TextureRef) -> metal::Texture {
+// `MTLTextureSwizzle` ; absent des bindings `metal` 0.29.
+const SWZ_ZERO: u8 = 0;
+const SWZ_ONE: u8 = 1;
+const SWZ_RED: u8 = 2;
+const SWZ_GREEN: u8 = 3;
+const SWZ_ALPHA: u8 = 5;
+
+/// Vue de `tex` qui rend `swizzle` (rouge, vert, bleu, alpha). C'est ainsi que `sample_yuv`
+/// (`shaders.metal`) lit le format d'une frame sans rien lier de plus à chaque draw :
+/// - bleu à 1 sur le plan CbCr : pleine plage (`420f`, `xf20`) ;
+/// - vert ou bleu à 1 sur le plan Y : matrice BT.601 ou BT.2020.
+///
+/// Sans vue, `R` et `RG` rendent 0 sur les canaux libres : plage limitée et BT.709 par défaut.
+fn swizzled_view(tex: &metal::TextureRef, swizzle: [u8; 4]) -> metal::Texture {
     use objc::{msg_send, sel, sel_impl};
-    // `MTLTextureSwizzleChannels` : rouge, vert, un, alpha ; absent des bindings `metal` 0.29.
     #[repr(C)]
     struct Swizzle([u8; 4]);
-    const RED: u8 = 2;
-    const GREEN: u8 = 3;
-    const ONE: u8 = 1;
-    const ALPHA: u8 = 5;
     let one = metal::NSRange::new(0, 1);
     unsafe {
-        msg_send![uv, newTextureViewWithPixelFormat:uv.pixel_format()
-                                        textureType:uv.texture_type()
-                                             levels:one
-                                             slices:one
-                                            swizzle:Swizzle([RED, GREEN, ONE, ALPHA])]
+        msg_send![tex, newTextureViewWithPixelFormat:tex.pixel_format()
+                                         textureType:tex.texture_type()
+                                              levels:one
+                                               slices:one
+                                             swizzle:Swizzle(swizzle)]
+    }
+}
+
+/// Le swizzle du plan Y qui porte la matrice de la frame, ou `None` pour BT.709 (aussi le
+/// défaut d'un flux non tagué). La matrice vient de `AVFrame::colorspace`, que libavcodec lit
+/// dans le VUI : VideoToolbox ne pose pas `kCVImageBufferYCbCrMatrixKey` sur ses buffers.
+/// BT.2020 CL n'est pas une simple matrice : il garde le défaut plutôt qu'un rendu NCL faux.
+///
+/// Alpha à 0 : échantillons 10 bits (P010), que `yuv_matrix` convertit avec les bornes 10 bits.
+fn matrix_swizzle(colorspace: AVColorSpace::Type, ten_bit: bool) -> Option<[u8; 4]> {
+    let depth = if ten_bit { SWZ_ZERO } else { SWZ_ONE };
+    match colorspace {
+        AVColorSpace::AVCOL_SPC_BT470BG | AVColorSpace::AVCOL_SPC_SMPTE170M => {
+            Some([SWZ_RED, SWZ_ONE, SWZ_ZERO, depth])
+        }
+        AVColorSpace::AVCOL_SPC_BT2020_NCL => Some([SWZ_RED, SWZ_ZERO, SWZ_ONE, depth]),
+        _ => None,
     }
 }
 
@@ -1208,10 +1230,14 @@ impl Compositor {
             }
             _ => (metal::MTLPixelFormat::R8Unorm, metal::MTLPixelFormat::RG8Unorm),
         };
-        let y = cache.make_texture_from_pixel_buffer(pb, 0, y_fmt)?;
-        let uv = cache.make_texture_from_pixel_buffer(pb, 1, uv_fmt)?;
+        let mut y = cache.make_texture_from_pixel_buffer(pb, 0, y_fmt)?;
+        let mut uv = cache.make_texture_from_pixel_buffer(pb, 1, uv_fmt)?;
+        let ten_bit = matches!(pixel_format, CV_420_10_BIPLANAR_VIDEO | CV_420_10_BIPLANAR_FULL);
+        if let Some(swizzle) = matrix_swizzle((*frame).colorspace, ten_bit) {
+            y = swizzled_view(&y, swizzle);
+        }
         if matches!(pixel_format, CV_420_8_BIPLANAR_FULL | CV_420_10_BIPLANAR_FULL) {
-            return Ok((y, full_range_view(&uv)));
+            uv = swizzled_view(&uv, [SWZ_RED, SWZ_GREEN, SWZ_ONE, SWZ_ALPHA]);
         }
         Ok((y, uv))
     }
@@ -5428,4 +5454,19 @@ mod tests {
         crate::shader_fx::compile_metal(&gpu.device, &code, &params).expect("compile");
         eprintln!("recompilation d'une source déjà vue : {:.1} ms", t0.elapsed().as_secs_f64() * 1000.0);
     }
+
+    #[test]
+    fn matrix_swizzle_marks_matrix_and_depth() {
+        use AVColorSpace::*;
+        assert_eq!(
+            matrix_swizzle(AVCOL_SPC_SMPTE170M, false),
+            Some([SWZ_RED, SWZ_ONE, SWZ_ZERO, SWZ_ONE])
+        );
+        assert_eq!(
+            matrix_swizzle(AVCOL_SPC_BT2020_NCL, true),
+            Some([SWZ_RED, SWZ_ZERO, SWZ_ONE, SWZ_ZERO])
+        );
+        assert_eq!(matrix_swizzle(AVCOL_SPC_BT709, false), None);
+        assert_eq!(matrix_swizzle(AVCOL_SPC_BT2020_CL, true), None);
+    }
 }

crates/compositor/src/mac_frames.rs

@@ -352,6 +352,8 @@ impl CpuFrames {
         // reporter depuis la source, sinon toute la timeline se croit à t=0.
         (*self.present).pts = (*src).pts;
         (*self.present).best_effort_timestamp = (*src).best_effort_timestamp;
+        // sws garde la matrice YCbCr de la source : `nv12_srvs` la relit ici.
+        (*self.present).colorspace = (*src).colorspace;
         Ok(())
     }
 

crates/compositor/src/shaders.metal

@@ -153,17 +153,49 @@ inline float3 yuv709_full(float y, float2 cbcr)
     return clamp(rgb, 0.0, 1.0);
 }
 
+// BT.601 / BT.2020 -> RGB. `m` : coefficients Cr->R, Cb->G, Cr->G, Cb->B. BT.709 garde ses
+// deux fonctions à constantes littérales, pour rendre ses frames à l'octet près comme avant.
+// `ten_bit` : un échantillon P010 lu en `R16Unorm` vaut code10 * 64 / 65535, pas code8 / 255 ;
+// on revient au code 10 bits pour appliquer ses bornes (64..940, chroma 512, pleine 0..1023).
+inline float3 yuv_matrix(float y, float2 cbcr, float4 m, bool full, bool ten_bit)
+{
+    float Yf, Cb, Cr;
+    if (ten_bit) {
+        float code = 65535.0 / 64.0;
+        Yf = full ? y * code / 1023.0 : (y * code - 64.0) / 876.0;
+        Cb = full ? (cbcr.x * code - 512.0) / 1023.0 : (cbcr.x * code - 512.0) / 896.0;
+        Cr = full ? (cbcr.y * code - 512.0) / 1023.0 : (cbcr.y * code - 512.0) / 896.0;
+    } else {
+        Yf = full ? y : (y * 255.0 - 16.0) / 219.0;
+        Cb = full ? cbcr.x - 128.0 / 255.0 : (cbcr.x * 255.0 - 128.0) / 224.0;
+        Cr = full ? cbcr.y - 128.0 / 255.0 : (cbcr.y * 255.0 - 128.0) / 224.0;
+    }
+    float3 rgb;
+    rgb.r = Yf + m.x * Cr;
+    rgb.g = Yf - m.y * Cb - m.z * Cr;
+    rgb.b = Yf + m.w * Cb;
+    return clamp(rgb, 0.0, 1.0);
+}
+
 // `texture2d<float>::sample` rend TOUJOURS un `float4` en MSL, là où le HLSL
 // `Texture2D<float>` rend un scalaire : d'où les `.r` / `.rg` que le port d'origine
 // n'avait pas (et qui ne compilaient pas).
 inline float3 sample_yuv(float2 uv,
                          texture2d<float, access::sample> texY,
                          texture2d<float, access::sample> texUV)
 {
-    float y = texY.sample(samp, uv).r;
+    float4 y = texY.sample(samp, uv);
     float4 c = texUV.sample(samp, uv);
-    // Bleu à 1 : vue pleine plage posée par `full_range_view` (420f, xf20).
-    return c.b > 0.5 ? yuv709_full(y, c.rg) : yuv709_limited(y, c.rg);
+    // Bleu à 1 sur la vue CbCr : pleine plage (420f, xf20).
+    bool full = c.b > 0.5;
+    // Vert ou bleu à 1 sur la vue Y : matrice BT.601 ou BT.2020 posée par `nv12_srvs` ;
+    // alpha à 0 sur cette vue : échantillons 10 bits.
+    bool ten_bit = y.a < 0.5;
+    if (y.g > 0.5)
+        return yuv_matrix(y.r, c.rg, float4(1.402, 0.344136, 0.714136, 1.772), full, ten_bit);
+    if (y.b > 0.5)
+        return yuv_matrix(y.r, c.rg, float4(1.4746, 0.164553, 0.571353, 1.8814), full, ten_bit);
+    return full ? yuv709_full(y.r, c.rg) : yuv709_limited(y.r, c.rg);
 }
 
 // SDF segment à bouts ronds — la primitive des flèches d'annotation.

crates/compositor/tests/hevc10_decode.rs

@@ -107,3 +107,22 @@ fn a_full_range_frame_keeps_its_levels() {
     let frame = render_frame_10(&source.to_string_lossy());
     assert_halves(&frame, [0x20; 3], [0xe0; 3], 6);
 }
+
+/// Une frame BT.601 n'est pas relue en BT.709 : la matrice vient de `AVFrame::colorspace`
+/// (le VUI du flux). Sans le correctif, le vert pur tombe à ~216.
+///
+/// ```sh
+/// ffmpeg -f lavfi -i "color=c=0x00ff00:size=640x360:rate=30:duration=1,drawbox=x=320:y=0:w=320:h=360:color=0x0000ff:t=fill" \
+///   -vf scale=out_color_matrix=bt601,format=nv12 -colorspace smpte170m -color_primaries smpte170m -color_trc smpte170m \
+///   -c:v h264_videotoolbox split601.mov
+/// OPENSCREEN_BT601_SOURCE=$PWD/split601.mov cargo test -p openscreen-compositor --test hevc10_decode
+/// ```
+#[test]
+fn a_bt601_frame_keeps_its_hues() {
+    let Some(source) = std::env::var_os("OPENSCREEN_BT601_SOURCE") else {
+        eprintln!("OPENSCREEN_BT601_SOURCE absent — test sauté");
+        return;
+    };
+    let frame = render_frame_10(&source.to_string_lossy());
+    assert_halves(&frame, [0, 255, 0], [0, 0, 255], 12);
+}