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., 51 Franklin St, Fifth Floor,
  24  * Boston, MA 02110-1301, 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-1.0 -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
  54 enum
  55 {
  56   OP_SPIRAL1 = 0,
  57   OP_SPIRAL2,
  58   OP_PARABOLA,
  59   OP_HSTRIPE
  60 };
  61
  62 #define GST_TYPE_OPTV_MODE (gst_optv_mode_get_type())
  63 static GType
  64 gst_optv_mode_get_type (void)
  65 {
  66   static GType type = 0;
  67
  68   static const GEnumValue enumvalue[] = {
  69     {OP_SPIRAL1, "Maelstrom", "maelstrom"},
  70     {OP_SPIRAL2, "Radiation", "radiation"},
  71     {OP_PARABOLA, "Horizontal Stripes",
  72         "horizontal-stripes"},
  73     {OP_HSTRIPE, "Vertical Stripes", "vertical-stripes"},
  74     {0, NULL, NULL},
  75   };
  76
  77   if (!type) {
  78     type = g_enum_register_static ("GstOpTVMode", enumvalue);
  79   }
  80   return type;
  81 }
  82
  83 #define DEFAULT_MODE OP_SPIRAL1
  84 #define DEFAULT_SPEED 16
  85 #define DEFAULT_THRESHOLD 60
  86
  87 enum
  88 {
  89   PROP_0,
  90   PROP_MODE,
  91   PROP_SPEED,
  92   PROP_THRESHOLD
  93 };
  94
  95 static guint32 palette[256];
  96
  97 #define gst_optv_parent_class parent_class
  98 G_DEFINE_TYPE (GstOpTV, gst_optv, GST_TYPE_VIDEO_FILTER);
  99
 100 #if G_BYTE_ORDER == G_LITTLE_ENDIAN
 101 #define CAPS_STR GST_VIDEO_CAPS_MAKE ("{ BGRx, RGBx }")
 102 #else
 103 #define CAPS_STR GST_VIDEO_CAPS_MAKE ("{ xBGR, xRGB }")
 104 #endif
 105
 106 static GstStaticPadTemplate gst_optv_src_template =
 107 GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("src",
 108     GST_PAD_SRC,
 109     GST_PAD_ALWAYS,
 110     GST_STATIC_CAPS (CAPS_STR)
 111     );
 112
 113 static GstStaticPadTemplate gst_optv_sink_template =
 114 GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("sink",
 115     GST_PAD_SINK,
 116     GST_PAD_ALWAYS,
 117     GST_STATIC_CAPS (CAPS_STR)
 118     );
 119
 120 static void
 121 initPalette (void)
 122 {
 123   gint i;
 124   guint8 v;
 125
 126   for (i = 0; i < 112; i++) {
 127     palette[i] = 0;
 128     palette[i + 128] = 0xffffff;
 129   }
 130   for (i = 0; i < 16; i++) {
 131     v = 16 * (i + 1) - 1;
 132     palette[i + 112] = (v << 16) | (v << 8) | v;
 133     v = 255 - v;
 134     palette[i + 240] = (v << 16) | (v << 8) | v;
 135   }
 136 }
 137
 138 static void
 139 setOpmap (gint8 * opmap[4], gint width, gint height)
 140 {
 141   gint i, j, x, y;
 142 #ifndef PS2
 143   gdouble xx, yy, r, at, rr;
 144 #else
 145   gfloat xx, yy, r, at, rr;
 146 #endif
 147   gint sci;
 148
 149   sci = 640 / width;
 150   i = 0;
 151   for (y = 0; y < height; y++) {
 152     yy = (gdouble) (y - height / 2) / width;
 153     for (x = 0; x < width; x++) {
 154       xx = (gdouble) x / width - 0.5;
 155 #ifndef PS2
 156       r = sqrt (xx * xx + yy * yy);
 157       at = atan2 (xx, yy);
 158 #else
 159       r = sqrtf (xx * xx + yy * yy);
 160       at = atan2f (xx, yy);
 161 #endif
 162
 163       opmap[OP_SPIRAL1][i] = ((guint)
 164           ((at / G_PI * 256) + (r * 4000))) & 255;
 165
 166       j = r * 300 / 32;
 167       rr = r * 300 - j * 32;
 168       j *= 64;
 169       j += (rr > 28) ? (rr - 28) * 16 : 0;
 170       opmap[OP_SPIRAL2][i] = ((guint)
 171           ((at / G_PI * 4096) + (r * 1600) - j)) & 255;
 172
 173       opmap[OP_PARABOLA][i] =
 174           ((guint) (yy / (xx * xx * 0.3 + 0.1) * 400)) & 255;
 175       opmap[OP_HSTRIPE][i] = x * 8 * sci;
 176       i++;
 177     }
 178   }
 179 }
 180
 181 /* Taken from effectv/image.c */
 182 /* Y value filters */
 183 static void
 184 image_y_over (guint32 * src, guint8 * diff, gint y_threshold, gint video_area)
 185 {
 186   gint i;
 187   gint R, G, B, v;
 188   guint8 *p = diff;
 189
 190   for (i = video_area; i > 0; i--) {
 191     R = ((*src) & 0xff0000) >> (16 - 1);
 192     G = ((*src) & 0xff00) >> (8 - 2);
 193     B = (*src) & 0xff;
 194     v = y_threshold * 7 - (R + G + B);
 195     *p = (guint8) (v >> 24);
 196     src++;
 197     p++;
 198   }
 199 }
 200
 201 static GstFlowReturn
 202 gst_optv_transform_frame (GstVideoFilter * vfilter, GstVideoFrame * in_frame,
 203     GstVideoFrame * out_frame)
 204 {
 205   GstOpTV *filter = GST_OPTV (vfilter);
 206   guint32 *src, *dest;
 207   gint8 *p;
 208   guint8 *diff;
 209   gint x, y, width, height;
 210   GstClockTime timestamp, stream_time;
 211   guint8 phase;
 212
 213   timestamp = GST_BUFFER_TIMESTAMP (in_frame->buffer);
 214   stream_time =
 215       gst_segment_to_stream_time (&GST_BASE_TRANSFORM (vfilter)->segment,
 216       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 (GST_OBJECT (filter), stream_time);
 223
 224   if (G_UNLIKELY (filter->opmap[0] == NULL))
 225     return GST_FLOW_NOT_NEGOTIATED;
 226
 227   src = GST_VIDEO_FRAME_PLANE_DATA (in_frame, 0);
 228   dest = GST_VIDEO_FRAME_PLANE_DATA (out_frame, 0);
 229
 230   width = GST_VIDEO_FRAME_WIDTH (in_frame);
 231   height = GST_VIDEO_FRAME_HEIGHT (in_frame);
 232
 233   GST_OBJECT_LOCK (filter);
 234   switch (filter->mode) {
 235     default:
 236     case 0:
 237       p = filter->opmap[OP_SPIRAL1];
 238       break;
 239     case 1:
 240       p = filter->opmap[OP_SPIRAL2];
 241       break;
 242     case 2:
 243       p = filter->opmap[OP_PARABOLA];
 244       break;
 245     case 3:
 246       p = filter->opmap[OP_HSTRIPE];
 247       break;
 248   }
 249
 250   filter->phase -= filter->speed;
 251
 252   diff = filter->diff;
 253   image_y_over (src, diff, filter->threshold, width * height);
 254   phase = filter->phase;
 255
 256   for (y = 0; y < height; y++) {
 257     for (x = 0; x < width; x++) {
 258       *dest++ = palette[(((guint8) (*p + phase)) ^ *diff++) & 255];
 259       p++;
 260     }
 261   }
 262   GST_OBJECT_UNLOCK (filter);
 263
 264   return GST_FLOW_OK;
 265 }
 266
 267 static gboolean
 268 gst_optv_set_info (GstVideoFilter * vfilter, GstCaps * incaps,
 269     GstVideoInfo * in_info, GstCaps * outcaps, GstVideoInfo * out_info)
 270 {
 271   GstOpTV *filter = GST_OPTV (vfilter);
 272   gint i, width, height;
 273
 274   width = GST_VIDEO_INFO_WIDTH (in_info);
 275   height = GST_VIDEO_INFO_HEIGHT (in_info);
 276
 277   for (i = 0; i < 4; i++) {
 278     if (filter->opmap[i])
 279       g_free (filter->opmap[i]);
 280     filter->opmap[i] = g_new (gint8, width * height);
 281   }
 282   setOpmap (filter->opmap, width, height);
 283
 284   if (filter->diff)
 285     g_free (filter->diff);
 286   filter->diff = g_new (guint8, width * height);
 287
 288   return TRUE;
 289 }
 290
 291 static gboolean
 292 gst_optv_start (GstBaseTransform * trans)
 293 {
 294   GstOpTV *filter = GST_OPTV (trans);
 295
 296   filter->phase = 0;
 297
 298   return TRUE;
 299 }
 300
 301 static void
 302 gst_optv_finalize (GObject * object)
 303 {
 304   GstOpTV *filter = GST_OPTV (object);
 305
 306   if (filter->opmap[0]) {
 307     gint i;
 308
 309     for (i = 0; i < 4; i++) {
 310       if (filter->opmap[i])
 311         g_free (filter->opmap[i]);
 312       filter->opmap[i] = NULL;
 313     }
 314   }
 315
 316   if (filter->diff)
 317     g_free (filter->diff);
 318   filter->diff = NULL;
 319
 320   G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize (object);
 321 }
 322
 323 static void
 324 gst_optv_set_property (GObject * object, guint prop_id, const GValue * value,
 325     GParamSpec * pspec)
 326 {
 327   GstOpTV *filter = GST_OPTV (object);
 328
 329   GST_OBJECT_LOCK (filter);
 330   switch (prop_id) {
 331     case PROP_MODE:
 332       filter->mode = g_value_get_enum (value);
 333       break;
 334     case PROP_SPEED:
 335       filter->speed = g_value_get_int (value);
 336       break;
 337     case PROP_THRESHOLD:
 338       filter->threshold = g_value_get_uint (value);
 339       break;
 340     default:
 341       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 342       break;
 343   }
 344   GST_OBJECT_UNLOCK (filter);
 345 }
 346
 347 static void
 348 gst_optv_get_property (GObject * object, guint prop_id, GValue * value,
 349     GParamSpec * pspec)
 350 {
 351   GstOpTV *filter = GST_OPTV (object);
 352
 353   switch (prop_id) {
 354     case PROP_MODE:
 355       g_value_set_enum (value, filter->mode);
 356       break;
 357     case PROP_SPEED:
 358       g_value_set_int (value, filter->speed);
 359       break;
 360     case PROP_THRESHOLD:
 361       g_value_set_uint (value, filter->threshold);
 362       break;
 363     default:
 364       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 365       break;
 366   }
 367 }
 368
 369 static void
 370 gst_optv_class_init (GstOpTVClass * klass)
 371 {
 372   GObjectClass *gobject_class = (GObjectClass *) klass;
 373   GstElementClass *gstelement_class = (GstElementClass *) klass;
 374   GstBaseTransformClass *trans_class = (GstBaseTransformClass *) klass;
 375   GstVideoFilterClass *vfilter_class = (GstVideoFilterClass *) klass;
 376
 377   gobject_class->set_property = gst_optv_set_property;
 378   gobject_class->get_property = gst_optv_get_property;
 379
 380   gobject_class->finalize = gst_optv_finalize;
 381
 382   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_MODE,
 383       g_param_spec_enum ("mode", "Mode",
 384           "Mode", GST_TYPE_OPTV_MODE, DEFAULT_MODE,
 385           G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 386
 387   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_SPEED,
 388       g_param_spec_int ("speed", "Speed",
 389           "Effect speed", G_MININT, G_MAXINT, DEFAULT_SPEED,
 390           GST_PARAM_CONTROLLABLE | G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 391
 392   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_THRESHOLD,
 393       g_param_spec_uint ("threshold", "Threshold",
 394           "Luma threshold", 0, G_MAXINT, DEFAULT_THRESHOLD,
 395           GST_PARAM_CONTROLLABLE | G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 396
 397   gst_element_class_set_static_metadata (gstelement_class, "OpTV effect",
 398       "Filter/Effect/Video",
 399       "Optical art meets real-time video effect",
 400       "FUKUCHI, Kentarou <fukuchi@users.sourceforge.net>, "
 401       "Sebastian Dröge <sebastian.droege@collabora.co.uk>");
 402
 403   gst_element_class_add_pad_template (gstelement_class,
 404       gst_static_pad_template_get (&gst_optv_sink_template));
 405   gst_element_class_add_pad_template (gstelement_class,
 406       gst_static_pad_template_get (&gst_optv_src_template));
 407
 408   trans_class->start = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_optv_start);
 409
 410   vfilter_class->set_info = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_optv_set_info);
 411   vfilter_class->transform_frame = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_optv_transform_frame);
 412
 413   initPalette ();
 414 }
 415
 416 static void
 417 gst_optv_init (GstOpTV * filter)
 418 {
 419   filter->speed = DEFAULT_SPEED;
 420   filter->mode = DEFAULT_MODE;
 421   filter->threshold = DEFAULT_THRESHOLD;
 422 }