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     "in_time", "it",
  42     "out_time", "time", "ot",
  43     "frame",
  44     "zoom",
  45     "pzoom",
  46     "x", "px",
  47     "y", "py",
  48     "a",
  49     "sar",
  50     "dar",
  51     "hsub",
  52     "vsub",
  53     NULL
  54 };
  55
  56 enum var_name {
  57     VAR_IN_W,   VAR_IW,
  58     VAR_IN_H,   VAR_IH,
  59     VAR_OUT_W,  VAR_OW,
  60     VAR_OUT_H,  VAR_OH,
  61     VAR_IN,
  62     VAR_ON,
  63     VAR_DURATION,
  64     VAR_PDURATION,
  65     VAR_IN_TIME, VAR_IT,
  66     VAR_TIME, VAR_OUT_TIME, VAR_OT,
  67     VAR_FRAME,
  68     VAR_ZOOM,
  69     VAR_PZOOM,
  70     VAR_X, VAR_PX,
  71     VAR_Y, VAR_PY,
  72     VAR_A,
  73     VAR_SAR,
  74     VAR_DAR,
  75     VAR_HSUB,
  76     VAR_VSUB,
  77     VARS_NB
  78 };
  79
  80 typedef struct ZPcontext {
  81     const AVClass *class;
  82     char *zoom_expr_str;
  83     char *x_expr_str;
  84     char *y_expr_str;
  85     char *duration_expr_str;
  86
  87     AVExpr *zoom_expr, *x_expr, *y_expr;
  88
  89     int w, h;
  90     double x, y;
  91     double prev_zoom;
  92     int prev_nb_frames;
  93     struct SwsContext *sws;
  94     int64_t frame_count;
  95     const AVPixFmtDescriptor *desc;
  96     AVFrame *in;
  97     double var_values[VARS_NB];
  98     int nb_frames;
  99     int current_frame;
 100     int finished;
 101     AVRational framerate;
 102 } ZPContext;
 103
 104 #define OFFSET(x) offsetof(ZPContext, x)
 105 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 106 static const AVOption zoompan_options[] = {
 107     { "zoom", "set the zoom expression", OFFSET(zoom_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "1" }, .flags = FLAGS },
 108     { "z", "set the zoom expression", OFFSET(zoom_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "1" }, .flags = FLAGS },
 109     { "x", "set the x expression", OFFSET(x_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, .flags = FLAGS },
 110     { "y", "set the y expression", OFFSET(y_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="0"}, .flags = FLAGS },
 111     { "d", "set the duration expression", OFFSET(duration_expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str="90"}, .flags = FLAGS },
 112     { "s", "set the output image size", OFFSET(w), AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str="hd720"}, .flags = FLAGS },
 113     { "fps", "set the output framerate", OFFSET(framerate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, { .str = "25" }, 0, INT_MAX, .flags = FLAGS },
 114     { NULL }
 115 };
 116
 117 AVFILTER_DEFINE_CLASS(zoompan);
 118
 119 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 120 {
 121     ZPContext *s = ctx->priv;
 122
 123     s->prev_zoom = 1;
 124     return 0;
 125 }
 126
 127 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 128 {
 129     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 130     ZPContext *s = ctx->priv;
 131     int ret;
 132
 133     outlink->w = s->w;
 134     outlink->h = s->h;
 135     outlink->time_base = av_inv_q(s->framerate);
 136     outlink->frame_rate = s->framerate;
 137     s->desc = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
 138     s->finished = 1;
 139
 140     ret = av_expr_parse(&s->zoom_expr, s->zoom_expr_str, var_names, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 141     if (ret < 0)
 142         return ret;
 143
 144     ret = av_expr_parse(&s->x_expr, s->x_expr_str, var_names, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 145     if (ret < 0)
 146         return ret;
 147
 148     ret = av_expr_parse(&s->y_expr, s->y_expr_str, var_names, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
 149     if (ret < 0)
 150         return ret;
 151
 152     return 0;
 153 }
 154
 155 static int output_single_frame(AVFilterContext *ctx, AVFrame *in, double *var_values, int i,
 156                                double *zoom, double *dx, double *dy)
 157 {
 158     ZPContext *s = ctx->priv;
 159     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 160     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 161     int64_t pts = s->frame_count;
 162     int k, x, y, w, h, ret = 0;
 163     uint8_t *input[4];
 164     int px[4], py[4];
 165     AVFrame *out;
 166
 167     var_values[VAR_PX]    = s->x;
 168     var_values[VAR_PY]    = s->y;
 169     var_values[VAR_PZOOM] = s->prev_zoom;
 170     var_values[VAR_PDURATION] = s->prev_nb_frames;
 171     var_values[VAR_IN_TIME] = var_values[VAR_IT]  = in->pts == AV_NOPTS_VALUE ?
 172         NAN : in->pts * av_q2d(inlink->time_base);
 173     var_values[VAR_OUT_TIME] = pts * av_q2d(outlink->time_base);
 174     var_values[VAR_TIME] = var_values[VAR_OT] = var_values[VAR_OUT_TIME];
 175     var_values[VAR_FRAME] = i;
 176     var_values[VAR_ON] = outlink->frame_count_in;
 177
 178     *zoom = av_expr_eval(s->zoom_expr, var_values, NULL);
 179
 180     *zoom = av_clipd(*zoom, 1, 10);
 181     var_values[VAR_ZOOM] = *zoom;
 182     w = in->width * (1.0 / *zoom);
 183     h = in->height * (1.0 / *zoom);
 184
 185     *dx = av_expr_eval(s->x_expr, var_values, NULL);
 186
 187     x = *dx = av_clipd(*dx, 0, FFMAX(in->width - w, 0));
 188     var_values[VAR_X] = *dx;
 189     x &= ~((1 << s->desc->log2_chroma_w) - 1);
 190
 191     *dy = av_expr_eval(s->y_expr, var_values, NULL);
 192
 193     y = *dy = av_clipd(*dy, 0, FFMAX(in->height - h, 0));
 194     var_values[VAR_Y] = *dy;
 195     y &= ~((1 << s->desc->log2_chroma_h) - 1);
 196
 197     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 198     if (!out) {
 199         ret = AVERROR(ENOMEM);
 200         return ret;
 201     }
 202
 203     px[1] = px[2] = AV_CEIL_RSHIFT(x, s->desc->log2_chroma_w);
 204     px[0] = px[3] = x;
 205
 206     py[1] = py[2] = AV_CEIL_RSHIFT(y, s->desc->log2_chroma_h);
 207     py[0] = py[3] = y;
 208
 209     s->sws = sws_alloc_context();
 210     if (!s->sws) {
 211         ret = AVERROR(ENOMEM);
 212         goto error;
 213     }
 214
 215     for (k = 0; in->data[k]; k++)
 216         input[k] = in->data[k] + py[k] * in->linesize[k] + px[k];
 217
 218     av_opt_set_int(s->sws, "srcw", w, 0);
 219     av_opt_set_int(s->sws, "srch", h, 0);
 220     av_opt_set_int(s->sws, "src_format", in->format, 0);
 221     av_opt_set_int(s->sws, "dstw", outlink->w, 0);
 222     av_opt_set_int(s->sws, "dsth", outlink->h, 0);
 223     av_opt_set_int(s->sws, "dst_format", outlink->format, 0);
 224     av_opt_set_int(s->sws, "sws_flags", SWS_BICUBIC, 0);
 225
 226     if ((ret = sws_init_context(s->sws, NULL, NULL)) < 0)
 227         goto error;
 228
 229     sws_scale(s->sws, (const uint8_t *const *)&input, in->linesize, 0, h, out->data, out->linesize);
 230
 231     out->pts = pts;
 232     s->frame_count++;
 233
 234     ret = ff_filter_frame(outlink, out);
 235     sws_freeContext(s->sws);
 236     s->sws = NULL;
 237     s->current_frame++;
 238
 239     if (s->current_frame >= s->nb_frames) {
 240         if (*dx != -1)
 241             s->x = *dx;
 242         if (*dy != -1)
 243             s->y = *dy;
 244         if (*zoom != -1)
 245             s->prev_zoom = *zoom;
 246         s->prev_nb_frames = s->nb_frames;
 247         s->nb_frames = 0;
 248         s->current_frame = 0;
 249         av_frame_free(&s->in);
 250         s->finished = 1;
 251     }
 252     return ret;
 253 error:
 254     sws_freeContext(s->sws);
 255     s->sws = NULL;
 256     av_frame_free(&out);
 257     return ret;
 258 }
 259
 260 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 261 {
 262     ZPContext *s = ctx->priv;
 263     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
 264     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 265     int status, ret = 0;
 266     int64_t pts;
 267
 268     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK(outlink, inlink);
 269
 270     if (s->in && ff_outlink_frame_wanted(outlink)) {
 271         double zoom = -1, dx = -1, dy = -1;
 272
 273         ret = output_single_frame(ctx, s->in, s->var_values, s->current_frame,
 274                                   &zoom, &dx, &dy);
 275         if (ret < 0)
 276             return ret;
 277     }
 278
 279     if (!s->in && (ret = ff_inlink_consume_frame(inlink, &s->in)) > 0) {
 280         double zoom = -1, dx = -1, dy = -1, nb_frames;
 281
 282         s->finished = 0;
 283         s->var_values[VAR_IN_W]  = s->var_values[VAR_IW] = s->in->width;
 284         s->var_values[VAR_IN_H]  = s->var_values[VAR_IH] = s->in->height;
 285         s->var_values[VAR_OUT_W] = s->var_values[VAR_OW] = s->w;
 286         s->var_values[VAR_OUT_H] = s->var_values[VAR_OH] = s->h;
 287         s->var_values[VAR_IN]    = inlink->frame_count_out - 1;
 288         s->var_values[VAR_ON]    = outlink->frame_count_in;
 289         s->var_values[VAR_PX]    = s->x;
 290         s->var_values[VAR_PY]    = s->y;
 291         s->var_values[VAR_X]     = 0;
 292         s->var_values[VAR_Y]     = 0;
 293         s->var_values[VAR_PZOOM] = s->prev_zoom;
 294         s->var_values[VAR_ZOOM]  = 1;
 295         s->var_values[VAR_PDURATION] = s->prev_nb_frames;
 296         s->var_values[VAR_A]     = (double) s->in->width / s->in->height;
 297         s->var_values[VAR_SAR]   = inlink->sample_aspect_ratio.num ?
 298             (double) inlink->sample_aspect_ratio.num / inlink->sample_aspect_ratio.den : 1;
 299         s->var_values[VAR_DAR]   = s->var_values[VAR_A] * s->var_values[VAR_SAR];
 300         s->var_values[VAR_HSUB]  = 1 << s->desc->log2_chroma_w;
 301         s->var_values[VAR_VSUB]  = 1 << s->desc->log2_chroma_h;
 302
 303         if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&nb_frames, s->duration_expr_str,
 304                                           var_names, s->var_values,
 305                                           NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0) {
 306             av_frame_free(&s->in);
 307             return ret;
 308         }
 309
 310         s->var_values[VAR_DURATION] = s->nb_frames = nb_frames;
 311
 312         ret = output_single_frame(ctx, s->in, s->var_values, s->current_frame,
 313                                   &zoom, &dx, &dy);
 314         if (ret < 0)
 315             return ret;
 316     }
 317     if (ret < 0) {
 318         return ret;
 319     } else if (s->finished && ff_inlink_acknowledge_status(inlink, &status, &pts)) {
 320         ff_outlink_set_status(outlink, status, pts);
 321         return 0;
 322     } else {
 323         if (ff_outlink_frame_wanted(outlink) && s->finished)
 324             ff_inlink_request_frame(inlink);
 325         return 0;
 326     }
 327 }
 328
 329 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 330 {
 331     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 332         AV_PIX_FMT_YUV444P,  AV_PIX_FMT_YUV422P,
 333         AV_PIX_FMT_YUV420P,  AV_PIX_FMT_YUV411P,
 334         AV_PIX_FMT_YUV410P,  AV_PIX_FMT_YUV440P,
 335         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVA422P,
 336         AV_PIX_FMT_YUVA420P,
 337         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P,
 338         AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P,
 339         AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
 340         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP,
 341         AV_PIX_FMT_GRAY8,
 342         AV_PIX_FMT_NONE
 343     };
 344
 345     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
 346     if (!fmts_list)
 347         return AVERROR(ENOMEM);
 348     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
 349 }
 350
 351 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 352 {
 353     ZPContext *s = ctx->priv;
 354
 355     sws_freeContext(s->sws);
 356     s->sws = NULL;
 357     av_expr_free(s->x_expr);
 358     av_expr_free(s->y_expr);
 359     av_expr_free(s->zoom_expr);
 360     av_frame_free(&s->in);
 361 }
 362
 363 static const AVFilterPad inputs[] = {
 364     {
 365         .name         = "default",
 366         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 367     },
 368     { NULL }
 369 };
 370
 371 static const AVFilterPad outputs[] = {
 372     {
 373         .name          = "default",
 374         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 375         .config_props  = config_output,
 376     },
 377     { NULL }
 378 };
 379
 380 AVFilter ff_vf_zoompan = {
 381     .name          = "zoompan",
 382     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply Zoom & Pan effect."),
 383     .priv_size     = sizeof(ZPContext),
 384     .priv_class    = &zoompan_class,
 385     .init          = init,
 386     .uninit        = uninit,
 387     .query_formats = query_formats,
 388     .activate      = activate,
 389     .inputs        = inputs,
 390     .outputs       = outputs,
 391 };