Flaro/server/tests/Flaro.Media.Tests/HlsArgumenteTests.cs

using Flaro.Core.Delivery;
using Flaro.Core.Library;

namespace Flaro.Media.Tests;

/// <summary>Die ffmpeg-Zeile für einen laufenden Strom, ohne sie auszuführen.</summary>
public class HlsArgumenteTests
{
    private static ProbedStream Bild(string codec = "h264", int hoehe = 1080) =>
        new(0, MediaStreamKind.Video, codec, null, null, true, false, null, hoehe * 16 / 9, hoehe);

    private static ProbedStream Ton(int i, string codec = "eac3", int kanaele = 6) =>
        new(i, MediaStreamKind.Audio, codec, "deu", null, false, false, kanaele, null, null);

    private static ProbedStream Text(int i) =>
        new(i, MediaStreamKind.Subtitle, "subrip", "deu", null, false, false, null, null, null);

    /// <summary>Was ein gewöhnlicher Browser kann.</summary>
    private static readonly DeviceProfile Browser = new(
        Containers: new HashSet<string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase) { "mp4", "webm" },
        VideoCodecs: new HashSet<string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase) { "h264", "avc1", "vp9" },
        AudioCodecs: new HashSet<string>(StringComparer.OrdinalIgnoreCase) { "aac", "mp3", "opus" });

    private static string Zeile(
        IReadOnlyList<ProbedStream> spuren, string schachtel = "mkv",
        int? hoehe = null, int? tonspur = null, double ab = 0,
        Beschleunigung hardware = Beschleunigung.Software,
        Kodierstufe stufe = Kodierstufe.Ausgewogen)
    {
        var plan = Stromentscheid.Fuer(schachtel, spuren, Browser, hoehe);
        return string.Join(' ', HlsArgumente.Fuer(new Stromanfrage(
            "/medien/film.mkv", "/kratz/sitzung", spuren, plan, tonspur, ab, hardware, stufe)));
    }

    // ------------------------------------------------------------------
    // Umpacken: das Bild bleibt unberührt
    // ------------------------------------------------------------------

    /// <summary>Eine MKV mit H.264 wird umgepackt, nicht neu gerechnet.</summary>
    ///
    /// <remarks>
    /// <b>Der häufigste Fall und der billigste.</b> Der Browser kennt die
    /// Schachtel nicht, das Bild darin sehr wohl.
    /// </remarks>
    [Test]
    public void Eine_mkv_mit_bekanntem_Bild_wird_nur_umgepackt()
    {
        var zeile = Zeile([Bild(), Ton(1, "aac")]);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-c:v copy"));
            Assert.That(zeile, Does.Not.Contain("libx264"));
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-f hls"));
        });
    }

    /// <summary>Der Ton wird immer nach AAC gerechnet — das war der Fehler.</summary>
    ///
    /// <remarks>
    /// <b>Hier lag der Grund, aus dem gar nichts lief.</b> Beim Umpacken für
    /// den Download wird der Ton kopiert, weil Apples Profil EAC3 erlaubt. Der
    /// Browser bekam dieselbe Entscheidung — und mit ihr eine Datei, deren Ton
    /// er nicht öffnen kann.
    /// </remarks>
    [Test]
    public void Der_Ton_wird_immer_nach_AAC_gerechnet()
    {
        var zeile = Zeile([Bild(), Ton(1, "eac3")]);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-c:a aac"));
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-ac 2"), "5.1 wird auf Stereo gefaltet");
            Assert.That(zeile, Does.Not.Contain("-c:a copy"));
        });
    }

    // ------------------------------------------------------------------
    // Umkodieren: unbekanntes Bild oder kleinere Auflösung
    // ------------------------------------------------------------------

    /// <summary>HEVC kann kein Browser — da hilft Umpacken nichts.</summary>
    [Test]
    public void Ein_unbekannter_Bildcodec_wird_neu_gerechnet()
    {
        var zeile = Zeile([Bild("hevc"), Ton(1, "aac")]);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-c:v libx264"));
            Assert.That(zeile, Does.Not.Contain("-c:v copy"));
        });
    }

    /// <summary>Ein 4K-Film soll sich auch in 480p ansehen lassen.</summary>
    [Test]
    public void Eine_kleinere_Aufloesung_wird_herunterskaliert()
    {
        var zeile = Zeile([Bild("h264", 2160), Ton(1, "aac")], hoehe: 480);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-vf scale=-2:480"),
                "-2 und nicht -1: die Breite muss gerade sein, sonst lehnt libx264 ab");
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-c:v libx264"));
        });
    }

    /// <summary>Hochrechnen ist keine Stufe.</summary>
    ///
    /// <remarks>
    /// Ein 720p-Film in „1080p" kostet mehr Last und mehr Daten für kein
    /// besseres Bild. Die Stufe wird dann stillschweigend übergangen.
    /// </remarks>
    [Test]
    public void Eine_Stufe_ueber_der_Quelle_wird_nicht_hochgerechnet()
    {
        var plan = Stromentscheid.Fuer("mp4", [Bild("h264", 720)], Browser, 1080);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(plan.Hoehe, Is.Null);
            Assert.That(plan.Art, Is.EqualTo(Stromart.Direkt));
        });
    }

    // ------------------------------------------------------------------
    // Spurwahl, Springen, Hardware
    // ------------------------------------------------------------------

    [Test]
    public void Die_gewaehlte_Tonspur_wird_abgebildet()
    {
        var zeile = Zeile([Bild(), Ton(1), Ton(2), Ton(3)], tonspur: 3);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-map 0:0"));
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-map 0:3"));
            Assert.That(zeile, Does.Not.Contain("-map 0:1"));
        });
    }

    /// <summary>Eine Spur, die es nicht gibt, macht den Film nicht stumm.</summary>
    [Test]
    public void Eine_unbekannte_Tonspur_faellt_auf_die_erste_zurueck()
    {
        var zeile = Zeile([Bild(), Ton(1), Ton(2)], tonspur: 99);

        Assert.That(zeile, Does.Contain("-map 0:1"));
    }

    /// <summary>Der Sprungpunkt steht vor der Eingabe.</summary>
    ///
    /// <remarks>
    /// <b>Hinter <c>-i</c> wäre es ein genauer, aber langsamer Sprung:</b>
    /// ffmpeg läse die Datei bis dorthin durch. Bei Minute 90 eines Films
    /// dauert das länger als das Ansehen.
    /// </remarks>
    [Test]
    public void Der_Sprungpunkt_steht_vor_der_Eingabe()
    {
        var argumente = HlsArgumente.Fuer(new Stromanfrage(
            "/medien/film.mkv", "/kratz/sitzung",
            [Bild(), Ton(1)],
            Stromentscheid.Fuer("mkv", [Bild(), Ton(1)], Browser),
            Ab: 930.5));

        var ss = argumente.IndexOf("-ss");
        var i = argumente.IndexOf("-i");

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(ss, Is.GreaterThanOrEqualTo(0));
            Assert.That(ss, Is.LessThan(i));
            Assert.That(argumente[ss + 1], Is.EqualTo("930.5"),
                "mit Punkt, nicht mit Komma — ffmpeg liest keine deutsche Schreibweise");
        });
    }

    [Test]
    public void Ohne_Sprungpunkt_steht_kein_ss_in_der_Zeile()
    {
        Assert.That(Zeile([Bild(), Ton(1)]), Does.Not.Contain("-ss"));
    }

    /// <summary>Die Beschleunigung gehört vor die Eingabe, sonst wirkt sie nicht.</summary>
    [Test]
    public void Vaapi_steht_vor_der_Eingabe_und_nur_beim_Rechnen()
    {
        var mitRechnen = HlsArgumente.Fuer(new Stromanfrage(
            "/medien/film.mkv", "/kratz/sitzung",
            [Bild("hevc"), Ton(1)],
            Stromentscheid.Fuer("mkv", [Bild("hevc"), Ton(1)], Browser),
            Hardware: Beschleunigung.Vaapi));

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(mitRechnen.IndexOf("-hwaccel"), Is.LessThan(mitRechnen.IndexOf("-i")));
            Assert.That(string.Join(' ', mitRechnen), Does.Contain("h264_vaapi"));

            // Beim reinen Umpacken wird nichts dekodiert — die Grafikkarte
            // hätte dabei nichts zu tun.
            Assert.That(Zeile([Bild(), Ton(1)], hardware: Beschleunigung.Vaapi),
                Does.Not.Contain("-hwaccel"));
        });
    }

    // ------------------------------------------------------------------
    // Form der Ausgabe
    // ------------------------------------------------------------------

    [Test]
    public void Die_Segmente_sind_unabhaengig_und_die_Liste_waechst()
    {
        var zeile = Zeile([Bild(), Ton(1)]);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-hls_playlist_type event"),
                "vod behauptete, die Liste sei vollständig — der Spieler brach nach dem ersten Segment ab");
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-hls_segment_type fmp4"));
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-hls_flags independent_segments"));
            Assert.That(zeile, Does.EndWith(Path.Combine("/kratz/sitzung", "index.m3u8")));
        });
    }

    /// <summary>Untertitel bleiben draussen — sie kommen als eigene Datei.</summary>
    [Test]
    public void Untertitel_wandern_nicht_in_den_Strom()
    {
        var zeile = Zeile([Bild(), Ton(1), Text(2)]);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-sn"));
            Assert.That(zeile, Does.Not.Contain("-map 0:2"));
        });
    }

    /// <summary>Beim Rechnen wird jedes Segment gleich lang.</summary>
    [Test]
    public void Beim_Rechnen_stehen_die_Schluesselbilder_fest()
    {
        var zeile = Zeile([Bild("hevc"), Ton(1)]);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-g 150"), "6 Sekunden × 25 Bilder");
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-keyint_min 150"));
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-sc_threshold 0"));
        });
    }

    /// <summary>Eine Datei ohne Ton bleibt eine Datei ohne Ton.</summary>
    [Test]
    public void Ohne_Tonspur_wird_nichts_erfunden()
    {
        var zeile = Zeile([Bild()]);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-an"));
            Assert.That(zeile, Does.Not.Contain("-c:a aac"));
        });
    }

    // ------------------------------------------------------------------
    // Die Stufe: Bild gegen Tempo
    // ------------------------------------------------------------------

    /// <summary>Jede Stufe rechnet anders — und „ausgewogen" wie bisher.</summary>
    ///
    /// <remarks>
    /// <b>Preset und CRF gehören zusammen.</b> Ein langsameres Preset holt bei
    /// demselben CRF Bild heraus; ein schnelleres braucht einen höheren, sonst
    /// wächst nur die Datei. Deshalb wird hier beides geprüft und nicht eines.
    /// </remarks>
    [TestCase(Kodierstufe.Qualitaet, "-preset medium", "-crf 19")]
    [TestCase(Kodierstufe.Ausgewogen, "-preset veryfast", "-crf 21")]
    [TestCase(Kodierstufe.Tempo, "-preset ultrafast", "-crf 23")]
    public void Die_Stufe_entscheidet_ueber_Preset_und_Crf(
        Kodierstufe stufe, string preset, string crf)
    {
        var zeile = Zeile([Bild("hevc"), Ton(1)], stufe: stufe);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain(preset));
            Assert.That(zeile, Does.Contain(crf));
        });
    }

    /// <summary>Die Grafikeinheit kennt kein Preset, nur den Quantisierer.</summary>
    [TestCase(Kodierstufe.Qualitaet, "-qp 21")]
    [TestCase(Kodierstufe.Ausgewogen, "-qp 23")]
    [TestCase(Kodierstufe.Tempo, "-qp 26")]
    public void Die_Stufe_entscheidet_auch_bei_Vaapi(Kodierstufe stufe, string qp)
    {
        var zeile = Zeile([Bild("hevc"), Ton(1)],
            hardware: Beschleunigung.Vaapi, stufe: stufe);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-c:v h264_vaapi"));
            Assert.That(zeile, Does.Contain(qp));
        });
    }

    /// <summary>Beim Umpacken ist die Stufe gegenstandslos.</summary>
    ///
    /// <remarks>
    /// Wird das Bild kopiert, gibt es nichts zu kodieren — dann darf auch kein
    /// Preset in der Zeile stehen, sonst lehnt ffmpeg sie ab.
    /// </remarks>
    [Test]
    public void Wer_nur_umpackt_bekommt_kein_Preset()
    {
        var zeile = Zeile([Bild(), Ton(1)], stufe: Kodierstufe.Qualitaet);

        Assert.Multiple(() =>
        {
            Assert.That(zeile, Does.Contain("-c:v copy"));
            Assert.That(zeile, Does.Not.Contain("-preset"));
            Assert.That(zeile, Does.Not.Contain("-crf"));
        });
    }
}