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[nageru] / nageru / scene.h
1 #ifndef _SCENE_H
2 #define _SCENE_H 1
3
4 // A Scene is an equivalent of an EffectChain, but each part is not a single
5 // Effect. (The name itself does not carry any specific meaning above that
6 // of what an EffectChain is; it was just chosen as a more intuitive name than
7 // an EffectChain when we had to change anyway.) Instead, it is a “block”,
8 // which can hold one or more effect alternatives, e.g., one block could hold
9 // ResizeEffect or IdentityEffect (effectively doing nothing), or many
10 // different input types. On finalization, every different combination of
11 // block alternatives are tried, and one EffectChain is generated for each.
12 // This also goes for whether the scene is destined for preview outputs
13 // (directly to screen, RGBA) or live (Y'CbCr output).
14
15 #include <stddef.h>
16 #include <bitset>
17 #include <functional>
18 #include <map>
19 #include <memory>
20 #include <string>
21 #include <vector>
22
23 class CEFCapture;
24 struct EffectBlueprint;
25 class FFmpegCapture;
26 class ImageInput;
27 struct InputState;
28 class LiveInputWrapper;
29 class Theme;
30 struct lua_State;
31
32 namespace movit {
33 class Effect;
34 class EffectChain;
35 class ResourcePool;
36 }  // namespace movit
37
38 struct Block {
39         // Index into the parent Scene's list of blocks.
40         using Index = size_t;
41         Index idx = 0;
42
43         // Each instantiation is indexed by the chosen alternative for each block.
44         // These are combined into one big variable-base number, ranging from 0
45         // to (B_0*B_1*B_2*...*B_n)-1, where B_i is the number of alternatives for
46         // block number i and n is the index of the last block.
47         //
48         // The actual index, given alternatives A_0, A_1, A_2, ..., is given as
49         //
50         //   A_0 + B_0 * (A_1 + B_1 * (A_2 + B_2 * (...)))
51         //
52         // where each A_i can of course range from 0 to B_i-1. In other words,
53         // the first block gets the lowest “bits” (or trits, or quats...) of the
54         // index number, the second block gets the ones immediately above,
55         // and so on. Thus, there are no holes in the sequence.
56         //
57         // Expanding the formula above gives the equivalent index
58         //
59         //   A_0 + A_1 * B_0 + A_2 * B_0 * B_1 + A_3 * ...
60         //
61         // or
62         //
63         //   A_0 * C_0 + A_1 * C_1 + A_2 * C_2 + A_3 * ...
64         //
65         // where C_0 = 0 and C_(i+1) = C_i * B_i. In other words, C_i is
66         // the product of the cardinalities of each previous effect; if we
67         // are e.g. at the third index and there have been C_2 = 3 * 5 = 15
68         // different alternatives for constructing the scene so far
69         // (with possible indexes 0..14), it is only logical that if we
70         // want three new options (B_2 = 3), we must add 0, 15 or 30 to
71         // the index. (Then the local possible indexes become 0..44 and
72         // C_3 = 45, of course.) Given an index number k, we can then get our
73         // own local “bits” of the index, giving the alternative for this
74         // block, by doing (k / 15) % 3.
75         //
76         // This specific member contains the value of C_i for this block.
77         // (B_i is alternatives.size().) Not set before finalize() has run.
78         size_t cardinality_base = 0;
79
80         // Find the chosen alternative for this block in a given instance.
81         int chosen_alternative(size_t chain_idx) const {
82                 if (chain_idx == size_t(-1)) {
83                         return currently_chosen_alternative;
84                 } else {
85                         return (chain_idx / cardinality_base) % alternatives.size();
86                 }
87         }
88
89         std::vector<EffectBlueprint *> alternatives;  // Must all have the same amount of inputs. Pointers to make things easier for Lua.
90         std::vector<Index> inputs;  // One for each input of alternatives[0] (ie., typically 0 or 1, occasionally 2).
91         std::vector<Index> disablers;  // If any of these are disabled (IdentityEffect chosen), so should this one.
92         int currently_chosen_alternative = 0;
93         // What alternative to use if the block is disabled.
94         // Points to an alternative with IDENTITY_EFFECT if it exists
95         // (to disable as much as possible), otherwise 0.
96         int canonical_alternative = 0;
97         bool is_input = false;
98
99         // For LIVE_INPUT* only. We can't just always populate signal_to_connect,
100         // since when we set this, CEF and video signals may not have numbers yet.
101         // FIXME: Perhaps it would be simpler if they just did?
102         enum { CONNECT_NONE, CONNECT_SIGNAL, CONNECT_CEF, CONNECT_VIDEO } signal_type_to_connect = CONNECT_NONE;
103         int signal_to_connect = 0;  // For CONNECT_SIGNAL.
104 #ifdef HAVE_CEF
105         CEFCapture *cef_to_connect = nullptr;  // For CONNECT_CEF.
106 #endif
107         FFmpegCapture *video_to_connect = nullptr;  // For CONNECT_VIDEO.
108
109         std::string pathname;  // For IMAGE_INPUT only.
110
111         // Parameters to set on the effect prior to render.
112         // Will be set _before_ the ones from the EffectBlueprint, so that
113         // the latter takes priority.
114         std::map<std::string, int> int_parameters;
115         std::map<std::string, float> float_parameters;
116         std::map<std::string, std::array<float, 3>> vec3_parameters;
117         std::map<std::string, std::array<float, 4>> vec4_parameters;
118 };
119
120 int Block_display(lua_State* L);
121 int Block_choose(lua_State* L);
122 int Block_enable(lua_State *L);
123 int Block_enable_if(lua_State *L);
124 int Block_disable(lua_State *L);
125 int Block_always_disable_if_disabled(lua_State *L);
126 int Block_set_int(lua_State *L);
127 int Block_set_float(lua_State *L);
128 int Block_set_vec3(lua_State *L);
129 int Block_set_vec4(lua_State *L);
130
131 class Scene {
132 private:
133         std::vector<Block *> blocks;  // The last one represents the output node (after finalization). Pointers to make things easier for Lua.
134         struct Instantiation {
135                 std::unique_ptr<movit::EffectChain> chain;
136                 std::map<Block::Index, movit::Effect *> effects;  // So that we can set parameters.
137                 std::map<Block::Index, LiveInputWrapper *> inputs;  // So that we can connect signals.
138                 std::map<Block::Index, ImageInput *> image_inputs;  // So that we can connect signals.
139         };
140         std::vector<Instantiation> chains;  // Indexed by combination of each block's chosen alternative. See Block for information.
141
142         Theme *theme;
143         float aspect_nom, aspect_denom;
144         movit::ResourcePool *resource_pool;
145
146         movit::Effect *instantiate_effects(const Block *block, size_t chain_idx, Instantiation *instantiation);
147         size_t compute_chain_number_for_block(size_t block_idx, const std::bitset<256> &disabled) const;
148         static void find_inputs_for_block(lua_State *L, Scene *scene, Block *block);
149
150         // Find out which blocks (indexed by position in the “blocks” array),
151         // if any, are disabled in a given instantiation. A disabled block is
152         // one that will not be instantiated at all, because it is a secondary
153         // (ie., not the first) input of some multi-input effect that was replaced
154         // with IdentityEffect in the given instantiation.
155         //
156         // Set chain_idx to size_t(-1) to use whatever is in each block's
157         // currently_chosen_alternative.
158         std::bitset<256> find_disabled_blocks(size_t chain_idx) const;
159         void find_disabled_blocks(size_t chain_idx, size_t block_idx, bool currently_disabled, std::bitset<256> *disabled) const;
160
161         // If a block is disabled, it should always have canonical_alternative chosen,
162         // so that we don't instantiate a bunch of irrelevant duplicates that
163         // differ only in disabled blocks. You can check this property with
164         // is_noncanonical_chain() and then avoid instantiating the ones where
165         // it returns true.
166         bool is_noncanonical_chain(size_t chain_idx) const;
167
168 public:
169         Scene(Theme *theme, float aspect_nom, float aspect_denom);
170         size_t compute_chain_number(bool is_main_chain) const;
171
172         std::pair<movit::EffectChain *, std::function<void()>>
173         get_chain(Theme *theme, lua_State *L, unsigned num, const InputState &input_state);
174
175         static int add_input(lua_State *L);
176         static int add_effect(lua_State *L);
177         static int add_optional_effect(lua_State *L);
178         static int finalize(lua_State *L);
179 };
180
181 #endif   // !defined(_SCENE_H)