git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_zoompan.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 Paul B Mahol
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "libavutil/avassert.h"
  22 #include "libavutil/eval.h"
  23 #include "libavutil/opt.h"
  24 #include "libavutil/pixdesc.h"
  25 #include "avfilter.h"
  26 #include "filters.h"
  27 #include "formats.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "video.h"
  30 #include "libswscale/swscale.h"
  31
  32 static const char *const var_names[] = {
  33     "in_w",   "iw",
  34     "in_h",   "ih",
  35     "out_w",  "ow",
  36     "out_h",  "oh",
  37     "in",
  38     "on",
  39     "duration",
  40     "pduration",
  41     "time",
  42     "frame",
  43     "zoom",
  44     "pzoom",
  45     "x", "px",
  46     "y", "py",
  47     "a",
  48     "sar",
  49     "dar",
  50     "hsub",
  51     "vsub",
  52     NULL
  53 };
  54
  55 enum var_name {
  56     VAR_IN_W,   VAR_IW,
  57     VAR_IN_H,   VAR_IH,
  58     VAR_OUT_W,  VAR_OW,
  59     VAR_OUT_H,  VAR_OH,
  60     VAR_IN,
  61     VAR_ON,
  62     VAR_DURATION,
  63     VAR_PDURATION,
  64     VAR_TIME,
  65     VAR_FRAME,
  66     VAR_ZOOM,
  67     VAR_PZOOM,
  68     VAR_X, VAR_PX,
  69     VAR_Y, VAR_PY,
  70     VAR_A,
  71     VAR_SAR,
  72     VAR_DAR,
  73     VAR_HSUB,
  74     VAR_VSUB,
  75     VARS_NB
  76 };
  77
  78 typedef struct ZPcontext {
  79     const AVClass *class;
  80     char *zoom_expr_str;
  81     char *x_expr_str;
  82     char *y_expr_str;
  83     char *duration_expr_str;
  84
  85     AVExpr *zoom_expr, *x_expr, *y_expr;
  86
  87     int w, h;
  88     double x, y;
  89     double prev_zoom;
  90     int prev_nb_frames;
  91     struct SwsContext *sws;
  92     int64_t frame_count;
  93     const AVPixFmtDescriptor *desc;
  94     AVFrame *in;
  95     double var_values[VARS_NB];
  96     int nb_frames;
  97     int current_frame;
  98     int finished;
  99     AVRational framerate;
 100 } ZPContext;
 101
 102 #define OFFSET(x) offsetof(ZPContext, x)
 103 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 104 static const AVOption zoompan_options[] = {
 105     { "zoom", "set the zoom expression", OFFSET(zoom_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "1" }, .flags = FLAGS },
 106     { "z", "set the zoom expression", OFFSET(zoom_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "1" }, .flags = FLAGS },
 107     { "x", "set the x expression", OFFSET(x_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, .flags = FLAGS },
 108     { "y", "set the y expression", OFFSET(y_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, .flags = FLAGS },
 109     { "d", "set the duration expression", OFFSET(duration_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="90"}, .flags = FLAGS },
 110     { "s", "set the output image size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str="hd720"}, .flags = FLAGS },
 111     { "fps", "set the output framerate", OFFSET(framerate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, { .str = "25" }, 0, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 112     { NULL }
 113 };
 114
 115 AVFILTER_DEFINE_CLASS(zoompan);
 116
 117 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 118 {
 119     ZPContext *s = ctx->priv;
 120
 121     s->prev_zoom = 1;
 122     return 0;
 123 }
 124
 125 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 126 {
 127     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 128     ZPContext *s = ctx->priv;
 129     int ret;
 130
 131     outlink->w = s->w;
 132     outlink->h = s->h;
 133     outlink->time_base = av_inv_q(s->framerate);
 134     outlink->frame_rate = s->framerate;
 135     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 136     s->finished = 1;
 137
 138     ret = av_expr_parse(&s->zoom_expr, s->zoom_expr_str, var_names, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 139     if (ret < 0)
 140         return ret;
 141
 142     ret = av_expr_parse(&s->x_expr, s->x_expr_str, var_names, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 143     if (ret < 0)
 144         return ret;
 145
 146     ret = av_expr_parse(&s->y_expr, s->y_expr_str, var_names, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 147     if (ret < 0)
 148         return ret;
 149
 150     return 0;
 151 }
 152
 153 static int output_single_frame(AVFilterContext *ctx, AVFrame *in, double *var_values, int i,
 154                                double *zoom, double *dx, double *dy)
 155 {
 156     ZPContext *s = ctx->priv;
 157     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 158     int64_t pts = s->frame_count;
 159     int k, x, y, w, h, ret = 0;
 160     uint8_t *input[4];
 161     int px[4], py[4];
 162     AVFrame *out;
 163
 164     var_values[VAR_PX]    = s->x;
 165     var_values[VAR_PY]    = s->y;
 166     var_values[VAR_PZOOM] = s->prev_zoom;
 167     var_values[VAR_PDURATION] = s->prev_nb_frames;
 168     var_values[VAR_TIME] = pts * av_q2d(outlink->time_base);
 169     var_values[VAR_FRAME] = i;
 170     var_values[VAR_ON] = outlink->frame_count_in;
 171
 172     *zoom = av_expr_eval(s->zoom_expr, var_values, NULL);
 173
 174     *zoom = av_clipd(*zoom, 1, 10);
 175     var_values[VAR_ZOOM] = *zoom;
 176     w = in->width * (1.0 / *zoom);
 177     h = in->height * (1.0 / *zoom);
 178
 179     *dx = av_expr_eval(s->x_expr, var_values, NULL);
 180
 181     x = *dx = av_clipd(*dx, 0, FFMAX(in->width - w, 0));
 182     var_values[VAR_X] = *dx;
 183     x &= ~((1 << s->desc->log2_chroma_w) - 1);
 184
 185     *dy = av_expr_eval(s->y_expr, var_values, NULL);
 186
 187     y = *dy = av_clipd(*dy, 0, FFMAX(in->height - h, 0));
 188     var_values[VAR_Y] = *dy;
 189     y &= ~((1 << s->desc->log2_chroma_h) - 1);
 190
 191     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 192     if (!out) {
 193         ret = AVERROR(ENOMEM);
 194         return ret;
 195     }
 196
 197     px[1] = px[2] = AV_CEIL_RSHIFT(x, s->desc->log2_chroma_w);
 198     px[0] = px[3] = x;
 199
 200     py[1] = py[2] = AV_CEIL_RSHIFT(y, s->desc->log2_chroma_h);
 201     py[0] = py[3] = y;
 202
 203     s->sws = sws_alloc_context();
 204     if (!s->sws) {
 205         ret = AVERROR(ENOMEM);
 206         goto error;
 207     }
 208
 209     for (k = 0; in->data[k]; k++)
 210         input[k] = in->data[k] + py[k] * in->linesize[k] + px[k];
 211
 212     av_opt_set_int(s->sws, "srcw", w, 0);
 213     av_opt_set_int(s->sws, "srch", h, 0);
 214     av_opt_set_int(s->sws, "src_format", in->format, 0);
 215     av_opt_set_int(s->sws, "dstw", outlink->w, 0);
 216     av_opt_set_int(s->sws, "dsth", outlink->h, 0);
 217     av_opt_set_int(s->sws, "dst_format", outlink->format, 0);
 218     av_opt_set_int(s->sws, "sws_flags", SWS_BICUBIC, 0);
 219
 220     if ((ret = sws_init_context(s->sws, NULL, NULL)) < 0)
 221         goto error;
 222
 223     sws_scale(s->sws, (const uint8_t *const *)&input, in->linesize, 0, h, out->data, out->linesize);
 224
 225     out->pts = pts;
 226     s->frame_count++;
 227
 228     ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 229     sws_freeContext(s->sws);
 230     s->sws = NULL;
 231     s->current_frame++;
 232
 233     if (s->current_frame >= s->nb_frames) {
 234         if (*dx != -1)
 235             s->x = *dx;
 236         if (*dy != -1)
 237             s->y = *dy;
 238         if (*zoom != -1)
 239             s->prev_zoom = *zoom;
 240         s->prev_nb_frames = s->nb_frames;
 241         s->nb_frames = 0;
 242         s->current_frame = 0;
 243         av_frame_free(&s->in);
 244         s->finished = 1;
 245     }
 246     return ret;
 247 error:
 248     av_frame_free(&out);
 249     return ret;
 250 }
 251
 252 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 253 {
 254     ZPContext *s = ctx->priv;
 255     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 256     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 257     int status, ret = 0;
 258     int64_t pts;
 259
 260     if (s->in && ff_outlink_frame_wanted(outlink)) {
 261         double zoom = -1, dx = -1, dy = -1;
 262
 263         ret = output_single_frame(ctx, s->in, s->var_values, s->current_frame,
 264                                   &zoom, &dx, &dy);
 265         if (ret < 0)
 266             return ret;
 267     }
 268
 269     if (!s->in && (ret = ff_inlink_consume_frame(inlink, &s->in)) > 0) {
 270         double zoom = -1, dx = -1, dy = -1, nb_frames;
 271
 272         s->finished = 0;
 273         s->var_values[VAR_IN_W]  = s->var_values[VAR_IW] = s->in->width;
 274         s->var_values[VAR_IN_H]  = s->var_values[VAR_IH] = s->in->height;
 275         s->var_values[VAR_OUT_W] = s->var_values[VAR_OW] = s->w;
 276         s->var_values[VAR_OUT_H] = s->var_values[VAR_OH] = s->h;
 277         s->var_values[VAR_IN]    = inlink->frame_count_out - 1;
 278         s->var_values[VAR_ON]    = outlink->frame_count_in;
 279         s->var_values[VAR_PX]    = s->x;
 280         s->var_values[VAR_PY]    = s->y;
 281         s->var_values[VAR_X]     = 0;
 282         s->var_values[VAR_Y]     = 0;
 283         s->var_values[VAR_PZOOM] = s->prev_zoom;
 284         s->var_values[VAR_ZOOM]  = 1;
 285         s->var_values[VAR_PDURATION] = s->prev_nb_frames;
 286         s->var_values[VAR_A]     = (double) s->in->width / s->in->height;
 287         s->var_values[VAR_SAR]   = inlink->sample_aspect_ratio.num ?
 288             (double) inlink->sample_aspect_ratio.num / inlink->sample_aspect_ratio.den : 1;
 289         s->var_values[VAR_DAR]   = s->var_values[VAR_A] * s->var_values[VAR_SAR];
 290         s->var_values[VAR_HSUB]  = 1 << s->desc->log2_chroma_w;
 291         s->var_values[VAR_VSUB]  = 1 << s->desc->log2_chroma_h;
 292
 293         if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&nb_frames, s->duration_expr_str,
 294                                           var_names, s->var_values,
 295                                           NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) {
 296             av_frame_free(&s->in);
 297             return ret;
 298         }
 299
 300         s->var_values[VAR_DURATION] = s->nb_frames = nb_frames;
 301
 302         ret = output_single_frame(ctx, s->in, s->var_values, s->current_frame,
 303                                   &zoom, &dx, &dy);
 304         if (ret < 0)
 305             return ret;
 306     }
 307     if (ret < 0) {
 308         return ret;
 309     } else if (s->finished && ff_inlink_acknowledge_status(inlink, &status, &pts)) {
 310         ff_outlink_set_status(outlink, status, pts);
 311         return 0;
 312     } else {
 313         if (ff_outlink_frame_wanted(outlink) && s->finished)
 314             ff_inlink_request_frame(inlink);
 315         return 0;
 316     }
 317 }
 318
 319 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 320 {
 321     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 322         AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,
 323         AV_PIX_FMT_YUV420P,  AV_PIX_FMT_YUV411P,
 324         AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,
 325         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVA422P,
 326         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 327         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 328         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 329         AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
 330         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP,
 331         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 332         AV_PIX_FMT_NONE
 333     };
 334
 335     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
 336     if (!fmts_list)
 337         return AVERROR(ENOMEM);
 338     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
 339 }
 340
 341 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 342 {
 343     ZPContext *s = ctx->priv;
 344
 345     sws_freeContext(s->sws);
 346     s->sws = NULL;
 347 }
 348
 349 static const AVFilterPad inputs[] = {
 350     {
 351         .name         = "default",
 352         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 353     },
 354     { NULL }
 355 };
 356
 357 static const AVFilterPad outputs[] = {
 358     {
 359         .name          = "default",
 360         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 361         .config_props  = config_output,
 362     },
 363     { NULL }
 364 };
 365
 366 AVFilter ff_vf_zoompan = {
 367     .name          = "zoompan",
 368     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply Zoom & Pan effect."),
 369     .priv_size     = sizeof(ZPContext),
 370     .priv_class    = &zoompan_class,
 371     .init          = init,
 372     .uninit        = uninit,
 373     .query_formats = query_formats,
 374     .activate      = activate,
 375     .inputs        = inputs,
 376     .outputs       = outputs,
 377 };