gst/effectv/gstop.c

   1 /* GStreamer
   2  * Copyright (C) <2009> Sebastian Dröge <sebastian.droege@collabora.co.uk>
   3  *
   4  * EffecTV - Realtime Digital Video Effector
   5  * Copyright (C) 2001-2006 FUKUCHI Kentaro
   6  *
   7  * OpTV - Optical art meets real-time video effect.
   8  * Copyright (C) 2004-2005 FUKUCHI Kentaro
   9  *
  10  * EffecTV is free software. This library is free software;
  11  * you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
  13  * License as published by the Free Software Foundation; either
  14  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Library General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  22  * License along with this library; if not, write to the
  23  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  24  * Boston, MA 02111-1307, USA.
  25  */
  26
  27 /**
  28  * SECTION:element-optv
  29  *
  30  * Traditional black-white optical animation is now resurrected as a
  31  * real-time video effect. Input images are binarized and combined with
  32  * various optical pattern.
  33  *
  34  * <refsect2>
  35  * <title>Example launch line</title>
  36  * |[
  37  * gst-launch -v videotestsrc ! optv ! videoconvert ! autovideosink
  38  * ]| This pipeline shows the effect of optv on a test stream.
  39  * </refsect2>
  40  */
  41
  42 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  43 #include "config.h"
  44 #endif
  45
  46 #include <math.h>
  47 #include <string.h>
  48
  49 #include "gstop.h"
  50 #include "gsteffectv.h"
  51
  52 #include <gst/video/video.h>
  53 #include <gst/controller/gstcontroller.h>
  54
  55 enum
  56 {
  57   OP_SPIRAL1 = 0,
  58   OP_SPIRAL2,
  59   OP_PARABOLA,
  60   OP_HSTRIPE
  61 };
  62
  63 #define GST_TYPE_OPTV_MODE (gst_optv_mode_get_type())
  64 static GType
  65 gst_optv_mode_get_type (void)
  66 {
  67   static GType type = 0;
  68
  69   static const GEnumValue enumvalue[] = {
  70     {OP_SPIRAL1, "Maelstrom", "maelstrom"},
  71     {OP_SPIRAL2, "Radiation", "radiation"},
  72     {OP_PARABOLA, "Horizontal Stripes",
  73         "horizontal-stripes"},
  74     {OP_HSTRIPE, "Vertical Stripes", "vertical-stripes"},
  75     {0, NULL, NULL},
  76   };
  77
  78   if (!type) {
  79     type = g_enum_register_static ("GstOpTVMode", enumvalue);
  80   }
  81   return type;
  82 }
  83
  84 #define DEFAULT_MODE OP_SPIRAL1
  85 #define DEFAULT_SPEED 16
  86 #define DEFAULT_THRESHOLD 60
  87
  88 enum
  89 {
  90   PROP_0,
  91   PROP_MODE,
  92   PROP_SPEED,
  93   PROP_THRESHOLD
  94 };
  95
  96 static guint32 palette[256];
  97
  98 #define gst_optv_parent_class parent_class
  99 G_DEFINE_TYPE (GstOpTV, gst_optv, GST_TYPE_VIDEO_FILTER);
 100
 101 #if G_BYTE_ORDER == G_LITTLE_ENDIAN
 102 #define CAPS_STR GST_VIDEO_CAPS_MAKE ("{ BGRx, RGBx }")
 103 #else
 104 #define CAPS_STR GST_VIDEO_CAPS_MAKE ("{ xBGR, xRGB }")
 105 #endif
 106
 107 static GstStaticPadTemplate gst_optv_src_template =
 108 GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("src",
 109     GST_PAD_SRC,
 110     GST_PAD_ALWAYS,
 111     GST_STATIC_CAPS (CAPS_STR)
 112     );
 113
 114 static GstStaticPadTemplate gst_optv_sink_template =
 115 GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("sink",
 116     GST_PAD_SINK,
 117     GST_PAD_ALWAYS,
 118     GST_STATIC_CAPS (CAPS_STR)
 119     );
 120
 121 static void
 122 initPalette (void)
 123 {
 124   gint i;
 125   guint8 v;
 126
 127   for (i = 0; i < 112; i++) {
 128     palette[i] = 0;
 129     palette[i + 128] = 0xffffff;
 130   }
 131   for (i = 0; i < 16; i++) {
 132     v = 16 * (i + 1) - 1;
 133     palette[i + 112] = (v << 16) | (v << 8) | v;
 134     v = 255 - v;
 135     palette[i + 240] = (v << 16) | (v << 8) | v;
 136   }
 137 }
 138
 139 static void
 140 setOpmap (gint8 * opmap[4], gint width, gint height)
 141 {
 142   gint i, j, x, y;
 143 #ifndef PS2
 144   gdouble xx, yy, r, at, rr;
 145 #else
 146   gfloat xx, yy, r, at, rr;
 147 #endif
 148   gint sci;
 149
 150   sci = 640 / width;
 151   i = 0;
 152   for (y = 0; y < height; y++) {
 153     yy = (gdouble) (y - height / 2) / width;
 154     for (x = 0; x < width; x++) {
 155       xx = (gdouble) x / width - 0.5;
 156 #ifndef PS2
 157       r = sqrt (xx * xx + yy * yy);
 158       at = atan2 (xx, yy);
 159 #else
 160       r = sqrtf (xx * xx + yy * yy);
 161       at = atan2f (xx, yy);
 162 #endif
 163
 164       opmap[OP_SPIRAL1][i] = ((guint)
 165           ((at / G_PI * 256) + (r * 4000))) & 255;
 166
 167       j = r * 300 / 32;
 168       rr = r * 300 - j * 32;
 169       j *= 64;
 170       j += (rr > 28) ? (rr - 28) * 16 : 0;
 171       opmap[OP_SPIRAL2][i] = ((guint)
 172           ((at / G_PI * 4096) + (r * 1600) - j)) & 255;
 173
 174       opmap[OP_PARABOLA][i] =
 175           ((guint) (yy / (xx * xx * 0.3 + 0.1) * 400)) & 255;
 176       opmap[OP_HSTRIPE][i] = x * 8 * sci;
 177       i++;
 178     }
 179   }
 180 }
 181
 182 /* Taken from effectv/image.c */
 183 /* Y value filters */
 184 static void
 185 image_y_over (guint32 * src, guint8 * diff, gint y_threshold, gint video_area)
 186 {
 187   gint i;
 188   gint R, G, B, v;
 189   guint8 *p = diff;
 190
 191   for (i = video_area; i > 0; i--) {
 192     R = ((*src) & 0xff0000) >> (16 - 1);
 193     G = ((*src) & 0xff00) >> (8 - 2);
 194     B = (*src) & 0xff;
 195     v = y_threshold * 7 - (R + G + B);
 196     *p = (guint8) (v >> 24);
 197     src++;
 198     p++;
 199   }
 200 }
 201
 202 static GstFlowReturn
 203 gst_optv_transform (GstBaseTransform * trans, GstBuffer * in, GstBuffer * out)
 204 {
 205   GstOpTV *filter = GST_OPTV (trans);
 206   guint32 *src, *dest;
 207   GstVideoFrame in_frame, out_frame;
 208   gint8 *p;
 209   guint8 *diff;
 210   gint x, y, width, height;
 211   GstClockTime timestamp, stream_time;
 212   guint8 phase;
 213
 214   timestamp = GST_BUFFER_TIMESTAMP (in);
 215   stream_time =
 216       gst_segment_to_stream_time (&trans->segment, GST_FORMAT_TIME, timestamp);
 217
 218   GST_DEBUG_OBJECT (filter, "sync to %" GST_TIME_FORMAT,
 219       GST_TIME_ARGS (timestamp));
 220
 221   if (GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (stream_time))
 222     gst_object_sync_values (G_OBJECT (filter), stream_time);
 223
 224   if (G_UNLIKELY (filter->opmap[0] == NULL))
 225     return GST_FLOW_NOT_NEGOTIATED;
 226
 227   if (!gst_video_frame_map (&in_frame, &filter->info, in, GST_MAP_READ))
 228     goto invalid_in;
 229
 230   if (!gst_video_frame_map (&out_frame, &filter->info, out, GST_MAP_WRITE))
 231     goto invalid_out;
 232
 233   src = GST_VIDEO_FRAME_PLANE_DATA (&in_frame, 0);
 234   dest = GST_VIDEO_FRAME_PLANE_DATA (&out_frame, 0);
 235
 236   width = GST_VIDEO_FRAME_WIDTH (&in_frame);
 237   height = GST_VIDEO_FRAME_HEIGHT (&in_frame);
 238
 239   GST_OBJECT_LOCK (filter);
 240   switch (filter->mode) {
 241     default:
 242     case 0:
 243       p = filter->opmap[OP_SPIRAL1];
 244       break;
 245     case 1:
 246       p = filter->opmap[OP_SPIRAL2];
 247       break;
 248     case 2:
 249       p = filter->opmap[OP_PARABOLA];
 250       break;
 251     case 3:
 252       p = filter->opmap[OP_HSTRIPE];
 253       break;
 254   }
 255
 256   filter->phase -= filter->speed;
 257
 258   diff = filter->diff;
 259   image_y_over (src, diff, filter->threshold, width * height);
 260   phase = filter->phase;
 261
 262   for (y = 0; y < height; y++) {
 263     for (x = 0; x < width; x++) {
 264       *dest++ = palette[(((guint8) (*p + phase)) ^ *diff++) & 255];
 265       p++;
 266     }
 267   }
 268   GST_OBJECT_UNLOCK (filter);
 269
 270   gst_video_frame_unmap (&in_frame);
 271   gst_video_frame_unmap (&out_frame);
 272
 273   return GST_FLOW_OK;
 274
 275   /* ERRORS */
 276 invalid_in:
 277   {
 278     GST_DEBUG_OBJECT (filter, "invalid input frame");
 279     return GST_FLOW_ERROR;
 280   }
 281 invalid_out:
 282   {
 283     GST_DEBUG_OBJECT (filter, "invalid output frame");
 284     gst_video_frame_unmap (&in_frame);
 285     return GST_FLOW_ERROR;
 286   }
 287 }
 288
 289 static gboolean
 290 gst_optv_set_caps (GstBaseTransform * btrans, GstCaps * incaps,
 291     GstCaps * outcaps)
 292 {
 293   GstOpTV *filter = GST_OPTV (btrans);
 294   GstVideoInfo info;
 295   gint i, width, height;
 296
 297   if (!gst_video_info_from_caps (&info, incaps))
 298     goto invalid_caps;
 299
 300   filter->info = info;
 301
 302   width = GST_VIDEO_INFO_WIDTH (&info);
 303   height = GST_VIDEO_INFO_HEIGHT (&info);
 304
 305   for (i = 0; i < 4; i++) {
 306     if (filter->opmap[i])
 307       g_free (filter->opmap[i]);
 308     filter->opmap[i] = g_new (gint8, width * height);
 309   }
 310   setOpmap (filter->opmap, width, height);
 311
 312   if (filter->diff)
 313     g_free (filter->diff);
 314   filter->diff = g_new (guint8, width * height);
 315
 316   return TRUE;
 317
 318   /* ERRORS */
 319 invalid_caps:
 320   {
 321     GST_DEBUG_OBJECT (filter, "invalid caps received");
 322     return FALSE;
 323   }
 324 }
 325
 326 static gboolean
 327 gst_optv_start (GstBaseTransform * trans)
 328 {
 329   GstOpTV *filter = GST_OPTV (trans);
 330
 331   filter->phase = 0;
 332
 333   return TRUE;
 334 }
 335
 336 static void
 337 gst_optv_finalize (GObject * object)
 338 {
 339   GstOpTV *filter = GST_OPTV (object);
 340
 341   if (filter->opmap[0]) {
 342     gint i;
 343
 344     for (i = 0; i < 4; i++) {
 345       if (filter->opmap[i])
 346         g_free (filter->opmap[i]);
 347       filter->opmap[i] = NULL;
 348     }
 349   }
 350
 351   if (filter->diff)
 352     g_free (filter->diff);
 353   filter->diff = NULL;
 354
 355   G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize (object);
 356 }
 357
 358 static void
 359 gst_optv_set_property (GObject * object, guint prop_id, const GValue * value,
 360     GParamSpec * pspec)
 361 {
 362   GstOpTV *filter = GST_OPTV (object);
 363
 364   GST_OBJECT_LOCK (filter);
 365   switch (prop_id) {
 366     case PROP_MODE:
 367       filter->mode = g_value_get_enum (value);
 368       break;
 369     case PROP_SPEED:
 370       filter->speed = g_value_get_int (value);
 371       break;
 372     case PROP_THRESHOLD:
 373       filter->threshold = g_value_get_uint (value);
 374       break;
 375     default:
 376       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 377       break;
 378   }
 379   GST_OBJECT_UNLOCK (filter);
 380 }
 381
 382 static void
 383 gst_optv_get_property (GObject * object, guint prop_id, GValue * value,
 384     GParamSpec * pspec)
 385 {
 386   GstOpTV *filter = GST_OPTV (object);
 387
 388   switch (prop_id) {
 389     case PROP_MODE:
 390       g_value_set_enum (value, filter->mode);
 391       break;
 392     case PROP_SPEED:
 393       g_value_set_int (value, filter->speed);
 394       break;
 395     case PROP_THRESHOLD:
 396       g_value_set_uint (value, filter->threshold);
 397       break;
 398     default:
 399       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 400       break;
 401   }
 402 }
 403
 404 static void
 405 gst_optv_class_init (GstOpTVClass * klass)
 406 {
 407   GObjectClass *gobject_class = (GObjectClass *) klass;
 408   GstElementClass *gstelement_class = (GstElementClass *) klass;
 409   GstBaseTransformClass *trans_class = (GstBaseTransformClass *) klass;
 410
 411   gobject_class->set_property = gst_optv_set_property;
 412   gobject_class->get_property = gst_optv_get_property;
 413
 414   gobject_class->finalize = gst_optv_finalize;
 415
 416   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_MODE,
 417       g_param_spec_enum ("mode", "Mode",
 418           "Mode", GST_TYPE_OPTV_MODE, DEFAULT_MODE,
 419           G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 420
 421   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_SPEED,
 422       g_param_spec_int ("speed", "Speed",
 423           "Effect speed", G_MININT, G_MAXINT, DEFAULT_SPEED,
 424           GST_PARAM_CONTROLLABLE | G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 425
 426   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_THRESHOLD,
 427       g_param_spec_uint ("threshold", "Threshold",
 428           "Luma threshold", 0, G_MAXINT, DEFAULT_THRESHOLD,
 429           GST_PARAM_CONTROLLABLE | G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 430
 431   gst_element_class_set_details_simple (gstelement_class, "OpTV effect",
 432       "Filter/Effect/Video",
 433       "Optical art meets real-time video effect",
 434       "FUKUCHI, Kentarou <fukuchi@users.sourceforge.net>, "
 435       "Sebastian Dröge <sebastian.droege@collabora.co.uk>");
 436
 437   gst_element_class_add_pad_template (gstelement_class,
 438       gst_static_pad_template_get (&gst_optv_sink_template));
 439   gst_element_class_add_pad_template (gstelement_class,
 440       gst_static_pad_template_get (&gst_optv_src_template));
 441
 442   trans_class->set_caps = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_optv_set_caps);
 443   trans_class->transform = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_optv_transform);
 444   trans_class->start = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_optv_start);
 445
 446   initPalette ();
 447 }
 448
 449 static void
 450 gst_optv_init (GstOpTV * filter)
 451 {
 452   filter->speed = DEFAULT_SPEED;
 453   filter->mode = DEFAULT_MODE;
 454   filter->threshold = DEFAULT_THRESHOLD;
 455 }