gst/: More stride fixes.
[platform/upstream/gst-plugins-good.git] / gst / videomixer / videomixer.c
1 /* Generic video mixer plugin
2  * Copyright (C) 2004 Wim Taymans <wim@fluendo.com>
3  *
4  * This library is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Library General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
15  * License along with this library; if not, write to the
16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
17  * Boston, MA 02111-1307, USA.
18  */
19
20 #ifdef HAVE_CONFIG_H
21 #include "config.h"
22 #endif
23
24 #include <gst/gst.h>
25 #include <string.h>
26
27 GST_DEBUG_CATEGORY_STATIC (gst_videomixer_debug);
28 #define GST_CAT_DEFAULT gst_videomixer_debug
29
30 #define GST_TYPE_VIDEO_MIXER_PAD (gst_videomixer_pad_get_type())
31 #define GST_VIDEO_MIXER_PAD(obj) \
32         (G_TYPE_CHECK_INSTANCE_CAST((obj),GST_TYPE_VIDEO_MIXER_PAD, GstVideoMixerPad))
33 #define GST_VIDEO_MIXER_PAD_CLASS(klass) \
34         (G_TYPE_CHECK_CLASS_CAST((klass),GST_TYPE_VIDEO_MIXER_PAD, GstVideoMixerPadiClass))
35 #define GST_IS_VIDEO_MIXER_PAD(obj) \
36         (G_TYPE_CHECK_INSTANCE_TYPE((obj),GST_TYPE_VIDEO_MIXER_PAD))
37 #define GST_IS_VIDEO_MIXER_PAD_CLASS(obj) \
38         (G_TYPE_CHECK_CLASS_TYPE((klass),GST_TYPE_VIDEO_MIXER_PAD))
39
40 typedef struct _GstVideoMixerPad GstVideoMixerPad;
41 typedef struct _GstVideoMixerPadClass GstVideoMixerPadClass;
42
43 #define GST_TYPE_VIDEO_MIXER (gst_videomixer_get_type())
44 #define GST_VIDEO_MIXER(obj) \
45         (G_TYPE_CHECK_INSTANCE_CAST((obj),GST_TYPE_VIDEO_MIXER, GstVideoMixer))
46 #define GST_VIDEO_MIXER_CLASS(klass) \
47         (G_TYPE_CHECK_CLASS_CAST((klass),GST_TYPE_VIDEO_MIXER, GstVideoMixerClass))
48 #define GST_IS_VIDEO_MIXER(obj) \
49         (G_TYPE_CHECK_INSTANCE_TYPE((obj),GST_TYPE_VIDEO_MIXER))
50 #define GST_IS_VIDEO_MIXER_CLASS(obj) \
51         (G_TYPE_CHECK_CLASS_TYPE((klass),GST_TYPE_VIDEO_MIXER))
52
53 static GType gst_videomixer_get_type (void);
54
55 typedef struct _GstVideoMixer GstVideoMixer;
56 typedef struct _GstVideoMixerClass GstVideoMixerClass;
57
58 static void gst_videomixer_pad_base_init (gpointer g_class);
59 static void gst_videomixer_pad_class_init (GstVideoMixerPadClass * klass);
60 static void gst_videomixer_pad_init (GstVideoMixerPad * mixerpad);
61
62 static void gst_videomixer_pad_get_property (GObject * object, guint prop_id,
63     GValue * value, GParamSpec * pspec);
64 static void gst_videomixer_pad_set_property (GObject * object, guint prop_id,
65     const GValue * value, GParamSpec * pspec);
66
67 static void gst_videomixer_sort_pads (GstVideoMixer * mix);
68
69 #define DEFAULT_PAD_ZORDER 0
70 #define DEFAULT_PAD_XPOS   0
71 #define DEFAULT_PAD_YPOS   0
72 #define DEFAULT_PAD_ALPHA  1.0
73 enum
74 {
75   ARG_PAD_0,
76   ARG_PAD_ZORDER,
77   ARG_PAD_XPOS,
78   ARG_PAD_YPOS,
79   ARG_PAD_ALPHA,
80 };
81
82 /* all information needed for one video stream */
83 struct _GstVideoMixerPad
84 {
85   GstRealPad parent;            /* subclass the pad */
86
87   GstBuffer *buffer;            /* the queued buffer for this pad */
88   gboolean eos;
89
90   gint64 queued;
91
92   guint in_width, in_height;
93   gdouble in_framerate;
94
95   gint xpos, ypos;
96   guint zorder;
97   gint blend_mode;
98   gdouble alpha;
99 };
100
101 struct _GstVideoMixerPadClass
102 {
103   GstRealPadClass parent_class;
104 };
105
106 static GType
107 gst_videomixer_pad_get_type (void)
108 {
109   static GType videomixer_pad_type = 0;
110
111   if (!videomixer_pad_type) {
112     static const GTypeInfo videomixer_pad_info = {
113       sizeof (GstVideoMixerPadClass),
114       gst_videomixer_pad_base_init,
115       NULL,
116       (GClassInitFunc) gst_videomixer_pad_class_init,
117       NULL,
118       NULL,
119       sizeof (GstVideoMixerPad),
120       0,
121       (GInstanceInitFunc) gst_videomixer_pad_init,
122     };
123
124     videomixer_pad_type =
125         g_type_register_static (GST_TYPE_REAL_PAD,
126         "GstVideoMixerPad", &videomixer_pad_info, 0);
127   }
128   return videomixer_pad_type;
129 }
130
131 static void
132 gst_videomixer_pad_base_init (gpointer g_class)
133 {
134 }
135
136 static void
137 gst_videomixer_pad_class_init (GstVideoMixerPadClass * klass)
138 {
139   GObjectClass *gobject_class;
140
141   gobject_class = (GObjectClass *) klass;
142
143   gobject_class->set_property =
144       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_videomixer_pad_set_property);
145   gobject_class->get_property =
146       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_videomixer_pad_get_property);
147
148   g_object_class_install_property (G_OBJECT_CLASS (klass), ARG_PAD_ZORDER,
149       g_param_spec_uint ("zorder", "Z-Order", "Z Order of the picture",
150           0, 10000, DEFAULT_PAD_ZORDER, G_PARAM_READWRITE));
151   g_object_class_install_property (G_OBJECT_CLASS (klass), ARG_PAD_XPOS,
152       g_param_spec_int ("xpos", "X Position", "X Position of the picture",
153           G_MININT, G_MAXINT, DEFAULT_PAD_XPOS, G_PARAM_READWRITE));
154   g_object_class_install_property (G_OBJECT_CLASS (klass), ARG_PAD_YPOS,
155       g_param_spec_int ("ypos", "Y Position", "Y Position of the picture",
156           G_MININT, G_MAXINT, DEFAULT_PAD_YPOS, G_PARAM_READWRITE));
157   g_object_class_install_property (G_OBJECT_CLASS (klass), ARG_PAD_ALPHA,
158       g_param_spec_double ("alpha", "Alpha", "Alpha of the picture",
159           0.0, 1.0, DEFAULT_PAD_ALPHA, G_PARAM_READWRITE));
160 }
161
162 static const GstEventMask *
163 gst_videomixer_pad_get_sink_event_masks (GstPad * pad)
164 {
165   static const GstEventMask gst_videomixer_sink_event_masks[] = {
166     {GST_EVENT_EOS, 0},
167     {0,}
168   };
169
170   return gst_videomixer_sink_event_masks;
171 }
172
173 static void
174 gst_videomixer_pad_get_property (GObject * object, guint prop_id,
175     GValue * value, GParamSpec * pspec)
176 {
177   GstVideoMixerPad *pad;
178
179   g_return_if_fail (GST_IS_VIDEO_MIXER_PAD (object));
180
181   pad = GST_VIDEO_MIXER_PAD (object);
182
183   switch (prop_id) {
184     case ARG_PAD_ZORDER:
185       g_value_set_uint (value, pad->zorder);
186       break;
187     case ARG_PAD_XPOS:
188       g_value_set_int (value, pad->xpos);
189       break;
190     case ARG_PAD_YPOS:
191       g_value_set_int (value, pad->ypos);
192       break;
193     case ARG_PAD_ALPHA:
194       g_value_set_double (value, pad->alpha);
195       break;
196     default:
197       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
198       break;
199   }
200 }
201
202 static void
203 gst_videomixer_pad_set_property (GObject * object, guint prop_id,
204     const GValue * value, GParamSpec * pspec)
205 {
206   GstVideoMixerPad *pad;
207   GstVideoMixer *mix;
208
209   g_return_if_fail (GST_IS_PAD (object));
210
211   pad = GST_VIDEO_MIXER_PAD (object);
212   mix = GST_VIDEO_MIXER (gst_pad_get_parent (GST_PAD (pad)));
213
214   switch (prop_id) {
215     case ARG_PAD_ZORDER:
216       pad->zorder = g_value_get_uint (value);
217       gst_videomixer_sort_pads (mix);
218       break;
219     case ARG_PAD_XPOS:
220       pad->xpos = g_value_get_int (value);
221       break;
222     case ARG_PAD_YPOS:
223       pad->ypos = g_value_get_int (value);
224       break;
225     case ARG_PAD_ALPHA:
226       pad->alpha = g_value_get_double (value);
227       break;
228     default:
229       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
230       break;
231   }
232 }
233
234 typedef enum
235 {
236   VIDEO_MIXER_BACKGROUND_CHECKER,
237   VIDEO_MIXER_BACKGROUND_BLACK,
238   VIDEO_MIXER_BACKGROUND_WHITE,
239 }
240 GstVideoMixerBackground;
241
242 struct _GstVideoMixer
243 {
244   GstElement element;
245
246   /* pad */
247   GstPad *srcpad;
248
249   /* sinkpads, a GSList of GstVideoMixerPads */
250   GSList *sinkpads;
251   gint numpads;
252
253   /* the master pad */
254   GstVideoMixerPad *master;
255
256   gint in_width, in_height;
257   gint out_width, out_height;
258
259   GstVideoMixerBackground background;
260
261   gdouble in_framerate;
262 };
263
264 struct _GstVideoMixerClass
265 {
266   GstElementClass parent_class;
267 };
268
269 static GstPadLinkReturn
270 gst_videomixer_pad_sinkconnect (GstPad * pad, const GstCaps * vscaps)
271 {
272   GstVideoMixer *mix;
273   GstVideoMixerPad *mixpad;
274   GstStructure *structure;
275
276   mix = GST_VIDEO_MIXER (gst_pad_get_parent (pad));
277   mixpad = GST_VIDEO_MIXER_PAD (pad);
278
279   GST_DEBUG ("videomixer: sinkconnect triggered on %s", gst_pad_get_name (pad));
280
281   structure = gst_caps_get_structure (vscaps, 0);
282
283   gst_structure_get_int (structure, "width", &mixpad->in_width);
284   gst_structure_get_int (structure, "height", &mixpad->in_height);
285   gst_structure_get_double (structure, "framerate", &mixpad->in_framerate);
286
287   mixpad->xpos = 0;
288   mixpad->ypos = 0;
289
290   mix->in_width = MAX (mix->in_width, mixpad->in_width);
291   mix->in_height = MAX (mix->in_height, mixpad->in_height);
292   if (mix->in_framerate < mixpad->in_framerate) {
293     mix->in_framerate = mixpad->in_framerate;
294     mix->master = mixpad;
295   }
296
297   return GST_PAD_LINK_OK;
298 }
299
300 static void
301 gst_videomixer_pad_link (GstPad * pad, GstPad * peer, gpointer data)
302 {
303   //GstVideoMixer *videomixer = GST_VIDEO_MIXER (data);
304
305   GST_DEBUG ("pad '%s' connected", gst_pad_get_name (pad));
306 }
307
308 static void
309 gst_videomixer_pad_unlink (GstPad * pad, GstPad * peer, gpointer data)
310 {
311   //GstVideoMixer *videomixer = GST_VIDEO_MIXER (data);
312
313   GST_DEBUG ("pad '%s' unlinked", gst_pad_get_name (pad));
314 }
315
316 static void
317 gst_videomixer_pad_init (GstVideoMixerPad * mixerpad)
318 {
319   g_signal_connect (mixerpad, "linked",
320       G_CALLBACK (gst_videomixer_pad_link), (gpointer) mixerpad);
321   g_signal_connect (mixerpad, "unlinked",
322       G_CALLBACK (gst_videomixer_pad_unlink), (gpointer) mixerpad);
323
324   /* setup some pad functions */
325   gst_pad_set_link_function (GST_PAD (mixerpad),
326       gst_videomixer_pad_sinkconnect);
327   gst_pad_set_event_mask_function (GST_PAD (mixerpad),
328       gst_videomixer_pad_get_sink_event_masks);
329
330   mixerpad->zorder = DEFAULT_PAD_ZORDER;
331   mixerpad->xpos = DEFAULT_PAD_XPOS;
332   mixerpad->ypos = DEFAULT_PAD_YPOS;
333   mixerpad->alpha = DEFAULT_PAD_ALPHA;
334 }
335
336
337
338 /* elementfactory information */
339 static GstElementDetails gst_videomixer_details =
340 GST_ELEMENT_DETAILS ("video mixer",
341     "Filter/Editor/Video",
342     "Mix multiple video streams",
343     "Wim Taymans <wim@fluendo.com>");
344
345 /* VideoMixer signals and args */
346 enum
347 {
348   /* FILL ME */
349   LAST_SIGNAL
350 };
351
352 #define DEFAULT_BACKGROUND VIDEO_MIXER_BACKGROUND_CHECKER
353 enum
354 {
355   ARG_0,
356   ARG_BACKGROUND,
357 };
358
359 #define GST_TYPE_VIDEO_MIXER_BACKGROUND (gst_video_mixer_background_get_type())
360 static GType
361 gst_video_mixer_background_get_type (void)
362 {
363   static GType video_mixer_background_type = 0;
364   static GEnumValue video_mixer_background[] = {
365     {VIDEO_MIXER_BACKGROUND_CHECKER, "0", "Checker pattern"},
366     {VIDEO_MIXER_BACKGROUND_BLACK, "1", "Black"},
367     {VIDEO_MIXER_BACKGROUND_WHITE, "2", "White"},
368     {0, NULL, NULL},
369   };
370
371   if (!video_mixer_background_type) {
372     video_mixer_background_type =
373         g_enum_register_static ("GstVideoMixerBackground",
374         video_mixer_background);
375   }
376   return video_mixer_background_type;
377 }
378
379 static GstStaticPadTemplate src_factory = GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("src",
380     GST_PAD_SRC,
381     GST_PAD_ALWAYS,
382     GST_STATIC_CAPS ("video/x-raw-yuv,"
383         "format = (fourcc) I420,"
384         "width = (int) [ 16, 4096 ],"
385         "height = (int) [ 16, 4096 ]," "framerate = (double) [ 0, max ]")
386     );
387
388 static GstStaticPadTemplate sink_factory = GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("sink_%d",
389     GST_PAD_SINK,
390     GST_PAD_REQUEST,
391     GST_STATIC_CAPS ("video/x-raw-yuv,"
392         "format = (fourcc) AYUV,"
393         "width = (int) [ 16, 4096 ],"
394         "height = (int) [ 16, 4096 ]," "framerate = (double) [ 0, max ]")
395     );
396
397 static void gst_videomixer_base_init (gpointer g_class);
398 static void gst_videomixer_class_init (GstVideoMixerClass * klass);
399 static void gst_videomixer_init (GstVideoMixer * videomixer);
400
401 static GstCaps *gst_videomixer_getcaps (GstPad * pad);
402
403 static void gst_videomixer_loop (GstElement * element);
404 static gboolean gst_videomixer_handle_src_event (GstPad * pad,
405     GstEvent * event);
406 static GstPad *gst_videomixer_request_new_pad (GstElement * element,
407     GstPadTemplate * templ, const gchar * name);
408 static void gst_videomixer_set_property (GObject * object, guint prop_id,
409     const GValue * value, GParamSpec * pspec);
410 static void gst_videomixer_get_property (GObject * object, guint prop_id,
411     GValue * value, GParamSpec * pspec);
412 static GstElementStateReturn gst_videomixer_change_state (GstElement * element);
413
414 static GstElementClass *parent_class = NULL;
415
416 /*static guint gst_videomixer_signals[LAST_SIGNAL] = { 0 }; */
417
418 static GType
419 gst_videomixer_get_type (void)
420 {
421   static GType videomixer_type = 0;
422
423   if (!videomixer_type) {
424     static const GTypeInfo videomixer_info = {
425       sizeof (GstVideoMixerClass),
426       gst_videomixer_base_init,
427       NULL,
428       (GClassInitFunc) gst_videomixer_class_init,
429       NULL,
430       NULL,
431       sizeof (GstVideoMixer),
432       0,
433       (GInstanceInitFunc) gst_videomixer_init,
434     };
435
436     videomixer_type =
437         g_type_register_static (GST_TYPE_ELEMENT, "GstVideoMixer",
438         &videomixer_info, 0);
439   }
440   return videomixer_type;
441 }
442
443 static void
444 gst_videomixer_base_init (gpointer g_class)
445 {
446   GstElementClass *element_class = GST_ELEMENT_CLASS (g_class);
447
448   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
449       gst_static_pad_template_get (&src_factory));
450   gst_element_class_add_pad_template (element_class,
451       gst_static_pad_template_get (&sink_factory));
452
453   gst_element_class_set_details (element_class, &gst_videomixer_details);
454 }
455
456 static void
457 gst_videomixer_class_init (GstVideoMixerClass * klass)
458 {
459   GObjectClass *gobject_class;
460   GstElementClass *gstelement_class;
461
462   gobject_class = (GObjectClass *) klass;
463   gstelement_class = (GstElementClass *) klass;
464
465   parent_class = g_type_class_ref (GST_TYPE_ELEMENT);
466
467   g_object_class_install_property (G_OBJECT_CLASS (klass), ARG_BACKGROUND,
468       g_param_spec_enum ("background", "Background", "Background type",
469           GST_TYPE_VIDEO_MIXER_BACKGROUND,
470           DEFAULT_BACKGROUND, G_PARAM_READWRITE));
471
472   gstelement_class->request_new_pad = gst_videomixer_request_new_pad;
473
474   gstelement_class->change_state = gst_videomixer_change_state;
475
476   gstelement_class->get_property = gst_videomixer_get_property;
477   gstelement_class->set_property = gst_videomixer_set_property;
478 }
479
480 static void
481 gst_videomixer_init (GstVideoMixer * mix)
482 {
483   GstElementClass *klass = GST_ELEMENT_GET_CLASS (mix);
484
485   mix->srcpad =
486       gst_pad_new_from_template (gst_element_class_get_pad_template (klass,
487           "src"), "src");
488   gst_pad_set_getcaps_function (GST_PAD (mix->srcpad), gst_videomixer_getcaps);
489   gst_pad_set_event_function (mix->srcpad, gst_videomixer_handle_src_event);
490   gst_element_add_pad (GST_ELEMENT (mix), mix->srcpad);
491
492   GST_FLAG_SET (GST_ELEMENT (mix), GST_ELEMENT_EVENT_AWARE);
493
494   mix->sinkpads = NULL;
495   mix->background = DEFAULT_BACKGROUND;
496   mix->in_width = 0;
497   mix->in_height = 0;
498   mix->out_width = 0;
499   mix->out_height = 0;
500
501   gst_element_set_loop_function (GST_ELEMENT (mix), gst_videomixer_loop);
502 }
503
504 static GstCaps *
505 gst_videomixer_getcaps (GstPad * pad)
506 {
507   GstVideoMixer *mix;
508   GstCaps *caps;
509   GstPadTemplate *src_pad_template;
510   GstStructure *structure;
511
512
513   mix = GST_VIDEO_MIXER (gst_pad_get_parent (pad));
514   src_pad_template = gst_static_pad_template_get (&src_factory);
515   caps = gst_caps_copy (gst_pad_template_get_caps (src_pad_template));
516
517   structure = gst_caps_get_structure (caps, 0);
518
519   if (mix->out_width != 0) {
520     gst_structure_set (structure, "width", G_TYPE_INT, mix->out_width, NULL);
521   }
522   if (mix->out_height != 0) {
523     gst_structure_set (structure, "height", G_TYPE_INT, mix->out_height, NULL);
524   }
525   if (mix->in_framerate != 0) {
526     gst_structure_set (structure,
527         "framerate", G_TYPE_DOUBLE, mix->in_framerate, NULL);
528   }
529
530   return caps;
531 }
532
533 static GstPad *
534 gst_videomixer_request_new_pad (GstElement * element,
535     GstPadTemplate * templ, const gchar * req_name)
536 {
537   GstVideoMixer *mix;
538   GstPad *newpad;
539   GstElementClass *klass = GST_ELEMENT_GET_CLASS (element);
540
541   g_return_val_if_fail (templ != NULL, NULL);
542
543   if (templ->direction != GST_PAD_SINK) {
544     g_warning ("videomixer: request pad that is not a SINK pad\n");
545     return NULL;
546   }
547
548   g_return_val_if_fail (GST_IS_VIDEO_MIXER (element), NULL);
549
550   mix = GST_VIDEO_MIXER (element);
551
552   if (templ == gst_element_class_get_pad_template (klass, "sink_%d")) {
553     gchar *name;
554     GstVideoMixerPad *mixpad;
555
556     /* create new pad with the name */
557     name = g_strdup_printf ("sink_%02d", mix->numpads);
558     newpad =
559         gst_pad_custom_new_from_template (GST_TYPE_VIDEO_MIXER_PAD, templ,
560         name);
561     g_free (name);
562
563     mixpad = GST_VIDEO_MIXER_PAD (newpad);
564
565     mixpad->zorder = mix->numpads;
566     mix->numpads++;
567     mix->sinkpads = g_slist_append (mix->sinkpads, newpad);
568   } else {
569     g_warning ("videomixer: this is not our template!\n");
570     return NULL;
571   }
572
573   /* dd the pad to the element */
574   gst_element_add_pad (element, newpad);
575
576   return newpad;
577 }
578
579 /* handle events */
580 static gboolean
581 gst_videomixer_handle_src_event (GstPad * pad, GstEvent * event)
582 {
583   GstVideoMixer *mix;
584   GstEventType type;
585
586   mix = GST_VIDEO_MIXER (gst_pad_get_parent (pad));
587
588   type = event ? GST_EVENT_TYPE (event) : GST_EVENT_UNKNOWN;
589
590   switch (type) {
591     case GST_EVENT_SEEK:
592       /* disable seeking for now */
593       return FALSE;
594     default:
595       break;
596   }
597
598   return gst_pad_event_default (pad, event);
599 }
600
601 #define BLEND_NORMAL(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)     \
602         Y = ((Y1*(255-alpha))+(Y2*alpha))>>8;           \
603         U = ((U1*(255-alpha))+(U2*alpha))>>8;           \
604         V = ((V1*(255-alpha))+(V2*alpha))>>8;
605
606 #define BLEND_ADD(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)                \
607         Y = Y1+((Y2*alpha)>>8);                                 \
608         U = U1+(((127*(255-alpha)+(U2*alpha)))>>8)-127;         \
609         V = V1+(((127*(255-alpha)+(V2*alpha)))>>8)-127;         \
610         if (Y>255) {                                            \
611           gint mult = MAX (0, 288-Y);                           \
612           U = ((U*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
613           V = ((V*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
614           Y = 255;                                              \
615         }                                                       \
616         U = MIN (U,255);                                        \
617         V = MIN (V,255);
618
619 #define BLEND_SUBTRACT(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)           \
620         Y = Y1-((Y2*alpha)>>8);                                 \
621         U = U1+(((127*(255-alpha)+(U2*alpha)))>>8)-127;         \
622         V = V1+(((127*(255-alpha)+(V2*alpha)))>>8)-127;         \
623         if (Y<0) {                                              \
624           gint mult = MIN (32, -Y);                             \
625           U = ((U*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
626           V = ((V*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
627           Y = 0;                                                \
628         }
629
630 #define BLEND_DARKEN(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)     \
631         if (Y1 < Y2) {                                  \
632           Y = Y1; U = U1; V = V1;                       \
633         }                                               \
634         else {                                          \
635           Y = ((Y1*(255-alpha))+(Y2*alpha))>>8;         \
636           U = ((U1*(255-alpha))+(U2*alpha))>>8;         \
637           V = ((V1*(255-alpha))+(V2*alpha))>>8;         \
638         }
639
640 #define BLEND_LIGHTEN(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)    \
641         if (Y1 > Y2) {                                  \
642           Y = Y1; U = U1; V = V1;                       \
643         }                                               \
644         else {                                          \
645           Y = ((Y1*(255-alpha))+(Y2*alpha))>>8;         \
646           U = ((U1*(255-alpha))+(U2*alpha))>>8;         \
647           V = ((V1*(255-alpha))+(V2*alpha))>>8;         \
648         }
649
650 #define BLEND_MULTIPLY(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)                   \
651         Y = (Y1*(256*(255-alpha) +(Y2*alpha)))>>16;                     \
652         U = ((U1*(255-alpha)*256)+(alpha*(U1*Y2+128*(256-Y2))))>>16;    \
653         V = ((V1*(255-alpha)*256)+(alpha*(V1*Y2+128*(256-Y2))))>>16;
654
655 #define BLEND_DIFFERENCE(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)         \
656         Y = ABS((gint)Y1-(gint)Y2)+127;                         \
657         U = ABS((gint)U1-(gint)U2)+127;                         \
658         V = ABS((gint)V1-(gint)V2)+127;                         \
659         Y = ((Y*alpha)+(Y1*(255-alpha)))>>8;                    \
660         U = ((U*alpha)+(U1*(255-alpha)))>>8;                    \
661         V = ((V*alpha)+(V1*(255-alpha)))>>8;                    \
662         if (Y>255) {                                            \
663           gint mult = MAX (0, 288-Y);                           \
664           U = ((U*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
665           V = ((V*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
666           Y = 255;                                              \
667         } else if (Y<0) {                                       \
668           gint mult = MIN (32, -Y);                             \
669           U = ((U*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
670           V = ((V*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
671           Y = 0;                                                \
672         }                                                       \
673         U = CLAMP(U, 0, 255);                                   \
674         V = CLAMP(V, 0, 255);
675
676 #define BLEND_EXCLUSION(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)          \
677         Y = ((gint)(Y1^0xff)*Y2+(gint)(Y2^0xff)*Y1)>>8;         \
678         U = ((gint)(U1^0xff)*Y2+(gint)(Y2^0xff)*U1)>>8;         \
679         V = ((gint)(V1^0xff)*Y2+(gint)(Y2^0xff)*V1)>>8;         \
680         Y = ((Y*alpha)+(Y1*(255-alpha)))>>8;                    \
681         U = ((U*alpha)+(U1*(255-alpha)))>>8;                    \
682         V = ((V*alpha)+(V1*(255-alpha)))>>8;                    \
683         if (Y>255) {                                            \
684           gint mult = MAX (0, 288-Y);                           \
685           U = ((U*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
686           V = ((V*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
687           Y = 255;                                              \
688         } else if (Y<0) {                                       \
689           gint mult = MIN (32, -Y);                             \
690           U = ((U*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
691           V = ((V*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
692           Y = 0;                                                \
693         }                                                       \
694         U = CLAMP(U, 0, 255);                                   \
695         V = CLAMP(V, 0, 255);
696
697 #define BLEND_SOFTLIGHT(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)          \
698         Y = (gint)Y1+(gint)Y2 - 127;                            \
699         U = (gint)U1+(gint)U2 - 127;                            \
700         V = (gint)V1+(gint)V2 - 127;                            \
701         Y = ((Y*alpha)+(Y1*(255-alpha)))>>8;                    \
702         U = ((U*alpha)+(U1*(255-alpha)))>>8;                    \
703         V = ((V*alpha)+(V1*(255-alpha)))>>8;                    \
704         if (Y>255) {                                            \
705           gint mult = MAX (0, 288-Y);                           \
706           U = ((U*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
707           V = ((V*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
708           Y = 255;                                              \
709         } else if (Y<0) {                                       \
710           gint mult = MIN (32, -Y);                             \
711           U = ((U*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
712           V = ((V*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
713           Y = 0;                                                \
714         }                                                       \
715
716 #define BLEND_HARDLIGHT(Y1,U1,V1,Y2,U2,V2,alpha,Y,U,V)          \
717         Y = (gint)Y1+(gint)Y2*2 - 255;                          \
718         U = (gint)U1+(gint)U2 - 127;                            \
719         V = (gint)V1+(gint)V2 - 127;                            \
720         Y = ((Y*alpha)+(Y1*(255-alpha)))>>8;                    \
721         U = ((U*alpha)+(U1*(255-alpha)))>>8;                    \
722         V = ((V*alpha)+(V1*(255-alpha)))>>8;                    \
723         if (Y>255) {                                            \
724           gint mult = MAX (0, 288-Y);                           \
725           U = ((U*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
726           V = ((V*mult) + (127*(32-mult)))>>5;                  \
727           Y = 255;                                              \
728         } else if (Y<0) {                                       \
729           gint mult = MIN (32, -Y);                             \
730           U = ((U*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
731           V = ((V*(32-mult)) + (127*mult))>>5;                  \
732           Y = 0;                                                \
733         }                                                       \
734
735 #define BLEND_MODE BLEND_NORMAL
736 #if 0
737 #define BLEND_MODE BLEND_NORMAL
738 #define BLEND_MODE BLEND_ADD
739 #define BLEND_MODE BLEND_SUBTRACT
740 #define BLEND_MODE BLEND_LIGHTEN
741 #define BLEND_MODE BLEND_DARKEN
742 #define BLEND_MODE BLEND_MULTIPLY
743 #define BLEND_MODE BLEND_DIFFERENCE
744 #define BLEND_MODE BLEND_EXCLUSION
745 #define BLEND_MODE BLEND_SOFTLIGHT
746 #define BLEND_MODE BLEND_HARDLIGHT
747 #endif
748
749 #define ROUND_UP_2(x) (((x) + 1) & ~1)
750 #define ROUND_UP_4(x) (((x) + 3) & ~3)
751 #define ROUND_UP_8(x) (((x) + 7) & ~7)
752
753 /* note that this function does packing conversion and blending at the
754  * same time */
755 static void
756 gst_videomixer_blend_ayuv_i420 (guint8 * src, gint xpos, gint ypos,
757     gint src_width, gint src_height, gdouble src_alpha,
758     guint8 * dest, gint dest_width, gint dest_height)
759 {
760   gint dest_size, dest_size2;
761   gint alpha, b_alpha;
762   guint8 *destY1, *destY2, *destU, *destV;
763   gint accumU;
764   gint accumV;
765   gint i, j;
766   gint src_stride;
767   gint src_add, destY_add, destC_add;
768   guint8 *src1, *src2;
769   gint Y, U, V;
770   gint dest_stride, dest_stride2;
771
772   src_stride = ROUND_UP_2 (src_width) * 4;
773
774   dest_stride = ROUND_UP_4 (dest_width);
775   dest_size = dest_stride * ROUND_UP_2 (dest_height);
776   dest_stride2 = ROUND_UP_8 (dest_width) / 2;
777   dest_size2 = dest_stride2 * ROUND_UP_2 (dest_height) / 2;
778
779   b_alpha = (gint) (src_alpha * 255);
780
781   /* adjust src pointers for negative sizes */
782   if (xpos < 0) {
783     src += -xpos * 4;
784     src_width -= -xpos;
785     xpos = 0;
786   }
787   if (ypos < 0) {
788     src += -ypos * src_stride;
789     src_height -= -ypos;
790     ypos = 0;
791   }
792   /* adjust width/height if the src is bigger than dest */
793   if (xpos + src_width > dest_width) {
794     src_width = dest_width - xpos;
795   }
796   if (ypos + src_height > dest_height) {
797     src_height = dest_height - ypos;
798   }
799
800   src_add = 2 * src_stride - (8 * ROUND_UP_2 (src_width) / 2);
801   destY_add = 2 * dest_stride - (2 * (ROUND_UP_2 (src_width) / 2));
802   destC_add = dest_stride2 - (ROUND_UP_2 (src_width) / 2);
803
804   destY1 = dest + xpos + (ypos * dest_stride);
805   destY2 = destY1 + dest_stride;
806   destU = dest + dest_size + (xpos / 2) + ((ypos / 2) * dest_stride2);
807   destV = destU + dest_size2;
808
809   src1 = src;
810   src2 = src + src_stride;
811
812   /* we convert a square of 2x2 samples to generate 4 Luma and 2 chroma samples */
813   for (i = 0; i < ROUND_UP_2 (src_height) / 2; i++) {
814     for (j = 0; j < ROUND_UP_2 (src_width) / 2; j++) {
815       alpha = (src1[0] * b_alpha) >> 8;
816       BLEND_MODE (destY1[0], destU[0], destV[0], src1[1], src1[2], src1[3],
817           alpha, Y, U, V);
818       destY1[0] = Y;
819       accumU = U;
820       accumV = V;
821       alpha = (src1[4] * b_alpha) >> 8;
822       BLEND_MODE (destY1[1], destU[0], destV[0], src1[5], src1[6], src1[7],
823           alpha, Y, U, V);
824       destY1[1] = Y;
825       accumU += U;
826       accumV += V;
827       alpha = (src2[0] * b_alpha) >> 8;
828       BLEND_MODE (destY2[0], destU[0], destV[0], src2[1], src2[2], src2[3],
829           alpha, Y, U, V);
830       destY2[0] = Y;
831       accumU += U;
832       accumV += V;
833       alpha = (src2[4] * b_alpha) >> 8;
834       BLEND_MODE (destY2[1], destU[0], destV[0], src2[5], src2[6], src2[7],
835           alpha, Y, U, V);
836       destY2[1] = Y;
837       accumU += U;
838       accumV += V;
839
840       /* take the average of the 4 chroma samples to get the final value */
841       destU[0] = (accumU + 2) >> 2;
842       destV[0] = (accumV + 2) >> 2;
843
844       src1 += 8;
845       src2 += 8;
846       destY1 += 2;
847       destY2 += 2;
848       destU += 1;
849       destV += 1;
850     }
851     src1 += src_add;
852     src2 += src_add;
853     destY1 += destY_add;
854     destY2 += destY_add;
855     destU += destC_add;
856     destV += destC_add;
857   }
858 }
859
860 #undef BLEND_MODE
861
862 static int
863 pad_zorder_compare (const GstVideoMixerPad * pad1,
864     const GstVideoMixerPad * pad2)
865 {
866   return pad1->zorder - pad2->zorder;
867 }
868
869 static void
870 gst_videomixer_sort_pads (GstVideoMixer * mix)
871 {
872   mix->sinkpads = g_slist_sort (mix->sinkpads,
873       (GCompareFunc) pad_zorder_compare);
874 }
875
876 /* fill a buffer with a checkerboard pattern */
877 static void
878 gst_videomixer_fill_checker (guint8 * dest, gint width, gint height)
879 {
880   gint size, size2;
881   gint stride;
882   gint i, j;
883   static int tab[] = { 80, 160, 80, 160 };
884
885   stride = ROUND_UP_4 (width);
886   size = stride * height;
887   size2 = ROUND_UP_4 ((width + 1) >> 1) * ((height + 1) >> 1);
888
889   for (i = 0; i < height; i++) {
890     for (j = 0; j < stride; j++) {
891       *dest++ = tab[((i & 0x8) >> 3) + ((j & 0x8) >> 3)];
892     }
893   }
894   memset (dest, 128, 2 * size2);
895 }
896
897 static void
898 gst_videomixer_fill_color (guint8 * dest, gint width, gint height,
899     gint colY, gint colU, gint colV)
900 {
901   gint size, size2;
902
903   size = ROUND_UP_4 (width) * height;
904   size2 = ROUND_UP_4 ((width + 1) >> 1) * ((height + 1) >> 1);
905
906   memset (dest, colY, size);
907   memset (dest + size, colU, size2);
908   memset (dest + size + size2, colV, size2);
909 }
910
911 /* try to get a buffer on all pads. As long as the queued value is
912  * negative, we skip buffers */
913 static gboolean
914 gst_videomixer_fill_queues (GstVideoMixer * mix)
915 {
916   GSList *walk;
917   gboolean eos = TRUE;
918
919   /* loop over all pads and fill it with a buffer */
920   walk = mix->sinkpads;
921   while (walk) {
922     GstVideoMixerPad *pad = GST_VIDEO_MIXER_PAD (walk->data);
923
924     walk = g_slist_next (walk);
925
926     GST_DEBUG ("looking at pad %s", gst_pad_get_name (GST_PAD (pad)));
927
928     /* don't care about eos pads */
929     if (pad->eos) {
930       GST_DEBUG ("pad %s in eos, skipping", gst_pad_get_name (GST_PAD (pad)));
931       continue;
932     }
933
934     GST_DEBUG ("pad %s: buffer %p, queued %lld  ",
935         gst_pad_get_name (GST_PAD (pad)), pad->buffer, pad->queued);
936
937     /* this pad is in need of a new buffer */
938     if (pad->buffer == NULL) {
939       GstData *data;
940       GstBuffer *buffer;
941
942       /* as long as not enough buffers have been queued */
943       while (pad->queued <= 0 && !pad->eos) {
944         data = gst_pad_pull (GST_PAD (pad));
945         if (GST_IS_EVENT (data)) {
946           GstEvent *event = GST_EVENT (data);
947
948           switch (GST_EVENT_TYPE (event)) {
949             case GST_EVENT_EOS:
950               GST_DEBUG ("videomixer: EOS on pad %s",
951                   gst_pad_get_name (GST_PAD (pad)));
952               /* mark pad eos */
953               pad->eos = TRUE;
954               gst_event_unref (event);
955               break;
956             default:
957               gst_pad_event_default (GST_PAD (pad), GST_EVENT (data));
958           }
959         } else {
960           guint64 duration;
961
962           buffer = GST_BUFFER (data);
963           duration = GST_BUFFER_DURATION (buffer);
964           /* no duration on the buffer, use the framerate */
965           if (duration == -1) {
966             if (pad->in_framerate == 0.0) {
967               duration = G_MAXINT64;
968             } else {
969               duration = GST_SECOND / pad->in_framerate;
970             }
971           }
972           pad->queued += duration;
973           /* this buffer will need to be mixed */
974           if (pad->queued > 0) {
975             pad->buffer = buffer;
976           } else {
977             /* skip buffer, it's too old */
978             gst_buffer_unref (buffer);
979           }
980         }
981         GST_DEBUG ("pad %s: in loop, buffer %p, queued %lld  ",
982             gst_pad_get_name (GST_PAD (pad)), pad->buffer, pad->queued);
983       }
984     }
985     if (pad->buffer != NULL) {
986       /* got a buffer somewhere so were not eos */
987       eos = FALSE;
988     }
989   }
990   return eos;
991 }
992
993 /* blend all buffers present on the pads */
994 static void
995 gst_videomixer_blend_buffers (GstVideoMixer * mix, GstBuffer * outbuf)
996 {
997   GSList *walk;
998
999   walk = mix->sinkpads;
1000   while (walk) {
1001     GstVideoMixerPad *pad = GST_VIDEO_MIXER_PAD (walk->data);
1002
1003     walk = g_slist_next (walk);
1004
1005     if (pad->buffer != NULL) {
1006       gst_videomixer_blend_ayuv_i420 (GST_BUFFER_DATA (pad->buffer),
1007           pad->xpos, pad->ypos,
1008           pad->in_width, pad->in_height,
1009           pad->alpha,
1010           GST_BUFFER_DATA (outbuf), mix->out_width, mix->out_height);
1011       if (pad == mix->master) {
1012         GST_BUFFER_TIMESTAMP (outbuf) = GST_BUFFER_TIMESTAMP (pad->buffer);
1013         GST_BUFFER_DURATION (outbuf) = GST_BUFFER_DURATION (pad->buffer);
1014       }
1015     }
1016   }
1017 }
1018
1019 /* remove buffers from the queue that were expired in the
1020  * interval of the master, we also prepare the queued value
1021  * in the pad so that we can skip and fill buffers later on */
1022 static void
1023 gst_videomixer_update_queues (GstVideoMixer * mix)
1024 {
1025   GSList *walk;
1026   guint64 interval;
1027
1028   interval = mix->master->queued;
1029   if (interval <= 0) {
1030     if (mix->in_framerate == 0.0) {
1031       interval = G_MAXINT64;
1032     } else {
1033       interval = GST_SECOND / mix->in_framerate;
1034     }
1035   }
1036
1037   walk = mix->sinkpads;
1038   while (walk) {
1039     GstVideoMixerPad *pad = GST_VIDEO_MIXER_PAD (walk->data);
1040
1041     walk = g_slist_next (walk);
1042
1043     if (pad->buffer != NULL) {
1044       pad->queued -= interval;
1045       GST_DEBUG ("queued now %s %lld", gst_pad_get_name (GST_PAD (pad)),
1046           pad->queued);
1047       if (pad->queued <= 0) {
1048         gst_buffer_unref (pad->buffer);
1049         pad->buffer = NULL;
1050       }
1051     }
1052   }
1053 }
1054
1055 /*
1056  * The basic idea is to get a buffer on all pads and mix them together.
1057  * Based on the framerate, buffers are removed from the queues to make room
1058  * for a new buffer. 
1059  */
1060 static void
1061 gst_videomixer_loop (GstElement * element)
1062 {
1063   GstVideoMixer *mix;
1064   GstBuffer *outbuf;
1065   gint outsize;
1066   gint new_width, new_height;
1067   gboolean eos;
1068
1069   mix = GST_VIDEO_MIXER (element);
1070
1071   eos = gst_videomixer_fill_queues (mix);
1072   if (eos) {
1073     gst_pad_push (mix->srcpad, GST_DATA (gst_event_new (GST_EVENT_EOS)));
1074     gst_element_set_eos (GST_ELEMENT (mix));
1075     return;
1076   }
1077
1078   new_width = mix->in_width;
1079   new_height = mix->in_height;
1080
1081   if (new_width != mix->out_width ||
1082       new_height != mix->out_height || !GST_PAD_CAPS (mix->srcpad)) {
1083     GstCaps *newcaps;
1084
1085     newcaps =
1086         gst_caps_copy (gst_pad_get_negotiated_caps (GST_PAD (mix->master)));
1087     gst_caps_set_simple (newcaps, "format", GST_TYPE_FOURCC,
1088         GST_STR_FOURCC ("I420"), "width", G_TYPE_INT, new_width, "height",
1089         G_TYPE_INT, new_height, NULL);
1090
1091     if (GST_PAD_LINK_FAILED (gst_pad_try_set_caps (mix->srcpad, newcaps))) {
1092       GST_ELEMENT_ERROR (mix, CORE, NEGOTIATION, (NULL), (NULL));
1093       return;
1094     }
1095
1096     mix->out_width = new_width;
1097     mix->out_height = new_height;
1098   }
1099
1100   outsize = ROUND_UP_4 (mix->out_width) * ROUND_UP_2 (mix->out_height) +
1101       2 * ROUND_UP_8 (mix->out_width) / 2 * ROUND_UP_2 (mix->out_height);
1102
1103   outbuf = gst_pad_alloc_buffer (mix->srcpad, GST_BUFFER_OFFSET_NONE, outsize);
1104   switch (mix->background) {
1105     case VIDEO_MIXER_BACKGROUND_CHECKER:
1106       gst_videomixer_fill_checker (GST_BUFFER_DATA (outbuf),
1107           new_width, new_height);
1108       break;
1109     case VIDEO_MIXER_BACKGROUND_BLACK:
1110       gst_videomixer_fill_color (GST_BUFFER_DATA (outbuf),
1111           new_width, new_height, 16, 128, 128);
1112       break;
1113     case VIDEO_MIXER_BACKGROUND_WHITE:
1114       gst_videomixer_fill_color (GST_BUFFER_DATA (outbuf),
1115           new_width, new_height, 240, 128, 128);
1116       break;
1117   }
1118
1119   gst_videomixer_blend_buffers (mix, outbuf);
1120
1121   gst_videomixer_update_queues (mix);
1122
1123   gst_pad_push (mix->srcpad, GST_DATA (outbuf));
1124 }
1125
1126 static void
1127 gst_videomixer_get_property (GObject * object,
1128     guint prop_id, GValue * value, GParamSpec * pspec)
1129 {
1130   GstVideoMixer *mix = GST_VIDEO_MIXER (object);
1131
1132   switch (prop_id) {
1133     case ARG_BACKGROUND:
1134       g_value_set_enum (value, mix->background);
1135       break;
1136     default:
1137       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
1138       break;
1139   }
1140 }
1141
1142 static void
1143 gst_videomixer_set_property (GObject * object,
1144     guint prop_id, const GValue * value, GParamSpec * pspec)
1145 {
1146   GstVideoMixer *mix = GST_VIDEO_MIXER (object);
1147
1148   switch (prop_id) {
1149     case ARG_BACKGROUND:
1150       mix->background = g_value_get_enum (value);
1151       break;
1152     default:
1153       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
1154       break;
1155   }
1156 }
1157
1158 static GstElementStateReturn
1159 gst_videomixer_change_state (GstElement * element)
1160 {
1161   GstVideoMixer *mix;
1162   gint transition = GST_STATE_TRANSITION (element);
1163
1164   g_return_val_if_fail (GST_IS_VIDEO_MIXER (element), GST_STATE_FAILURE);
1165
1166   mix = GST_VIDEO_MIXER (element);
1167
1168   switch (transition) {
1169     case GST_STATE_NULL_TO_READY:
1170     case GST_STATE_READY_TO_PAUSED:
1171       break;
1172     case GST_STATE_PAUSED_TO_PLAYING:
1173     case GST_STATE_PLAYING_TO_PAUSED:
1174     case GST_STATE_PAUSED_TO_READY:
1175     case GST_STATE_READY_TO_NULL:
1176       break;
1177   }
1178
1179   if (GST_ELEMENT_CLASS (parent_class)->change_state)
1180     return GST_ELEMENT_CLASS (parent_class)->change_state (element);
1181
1182   return GST_STATE_SUCCESS;
1183 }
1184
1185 static gboolean
1186 plugin_init (GstPlugin * plugin)
1187 {
1188   GST_DEBUG_CATEGORY_INIT (gst_videomixer_debug, "videomixer", 0,
1189       "video mixer");
1190
1191   return gst_element_register (plugin, "videomixer", GST_RANK_PRIMARY,
1192       GST_TYPE_VIDEO_MIXER);
1193 }
1194
1195 GST_PLUGIN_DEFINE (GST_VERSION_MAJOR,
1196     GST_VERSION_MINOR,
1197     "videomixer",
1198     "Video mixer", plugin_init, VERSION, GST_LICENSE, GST_PACKAGE, GST_ORIGIN)