avfilter: add setrange filter
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_blend.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/imgutils.h"
22 #include "libavutil/eval.h"
23 #include "libavutil/opt.h"
24 #include "libavutil/pixfmt.h"
25 #include "avfilter.h"
26 #include "bufferqueue.h"
27 #include "formats.h"
28 #include "framesync.h"
29 #include "internal.h"
30 #include "video.h"
31 #include "blend.h"
32
33 #define TOP    0
34 #define BOTTOM 1
35
36 typedef struct BlendContext {
37     const AVClass *class;
38     FFFrameSync fs;
39     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling values
40     int nb_planes;
41     char *all_expr;
42     enum BlendMode all_mode;
43     double all_opacity;
44
45     FilterParams params[4];
46     int tblend;
47     AVFrame *prev_frame;        /* only used with tblend */
48 } BlendContext;
49
50 static const char *const var_names[] = {   "X",   "Y",   "W",   "H",   "SW",   "SH",   "T",   "N",   "A",   "B",   "TOP",   "BOTTOM",        NULL };
51 enum                                   { VAR_X, VAR_Y, VAR_W, VAR_H, VAR_SW, VAR_SH, VAR_T, VAR_N, VAR_A, VAR_B, VAR_TOP, VAR_BOTTOM, VAR_VARS_NB };
52
53 typedef struct ThreadData {
54     const AVFrame *top, *bottom;
55     AVFrame *dst;
56     AVFilterLink *inlink;
57     int plane;
58     int w, h;
59     FilterParams *param;
60 } ThreadData;
61
62 #define COMMON_OPTIONS \
63     { "c0_mode", "set component #0 blend mode", OFFSET(params[0].mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, BLEND_NB-1, FLAGS, "mode"},\
64     { "c1_mode", "set component #1 blend mode", OFFSET(params[1].mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, BLEND_NB-1, FLAGS, "mode"},\
65     { "c2_mode", "set component #2 blend mode", OFFSET(params[2].mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, BLEND_NB-1, FLAGS, "mode"},\
66     { "c3_mode", "set component #3 blend mode", OFFSET(params[3].mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, BLEND_NB-1, FLAGS, "mode"},\
67     { "all_mode", "set blend mode for all components", OFFSET(all_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=-1},-1, BLEND_NB-1, FLAGS, "mode"},\
68     { "addition",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_ADDITION},   0, 0, FLAGS, "mode" },\
69     { "addition128","", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_GRAINMERGE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
70     { "grainmerge", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_GRAINMERGE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
71     { "and",        "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_AND},        0, 0, FLAGS, "mode" },\
72     { "average",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_AVERAGE},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
73     { "burn",       "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_BURN},       0, 0, FLAGS, "mode" },\
74     { "darken",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_DARKEN},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
75     { "difference", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_DIFFERENCE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
76     { "difference128", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_GRAINEXTRACT}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
77     { "grainextract", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_GRAINEXTRACT}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
78     { "divide",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_DIVIDE},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
79     { "dodge",      "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_DODGE},      0, 0, FLAGS, "mode" },\
80     { "exclusion",  "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_EXCLUSION},  0, 0, FLAGS, "mode" },\
81     { "extremity",  "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_EXTREMITY},  0, 0, FLAGS, "mode" },\
82     { "freeze",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_FREEZE},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
83     { "glow",       "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_GLOW},       0, 0, FLAGS, "mode" },\
84     { "hardlight",  "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_HARDLIGHT},  0, 0, FLAGS, "mode" },\
85     { "hardmix",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_HARDMIX},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
86     { "heat",       "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_HEAT},       0, 0, FLAGS, "mode" },\
87     { "lighten",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_LIGHTEN},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
88     { "linearlight","", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_LINEARLIGHT},0, 0, FLAGS, "mode" },\
89     { "multiply",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_MULTIPLY},   0, 0, FLAGS, "mode" },\
90     { "multiply128","", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_MULTIPLY128},0, 0, FLAGS, "mode" },\
91     { "negation",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_NEGATION},   0, 0, FLAGS, "mode" },\
92     { "normal",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_NORMAL},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
93     { "or",         "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_OR},         0, 0, FLAGS, "mode" },\
94     { "overlay",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_OVERLAY},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
95     { "phoenix",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_PHOENIX},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
96     { "pinlight",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_PINLIGHT},   0, 0, FLAGS, "mode" },\
97     { "reflect",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_REFLECT},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
98     { "screen",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_SCREEN},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
99     { "softlight",  "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_SOFTLIGHT},  0, 0, FLAGS, "mode" },\
100     { "subtract",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_SUBTRACT},   0, 0, FLAGS, "mode" },\
101     { "vividlight", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_VIVIDLIGHT}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
102     { "xor",        "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_XOR},        0, 0, FLAGS, "mode" },\
103     { "c0_expr",  "set color component #0 expression", OFFSET(params[0].expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
104     { "c1_expr",  "set color component #1 expression", OFFSET(params[1].expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
105     { "c2_expr",  "set color component #2 expression", OFFSET(params[2].expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
106     { "c3_expr",  "set color component #3 expression", OFFSET(params[3].expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
107     { "all_expr", "set expression for all color components", OFFSET(all_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
108     { "c0_opacity",  "set color component #0 opacity", OFFSET(params[0].opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS },\
109     { "c1_opacity",  "set color component #1 opacity", OFFSET(params[1].opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS },\
110     { "c2_opacity",  "set color component #2 opacity", OFFSET(params[2].opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS },\
111     { "c3_opacity",  "set color component #3 opacity", OFFSET(params[3].opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS },\
112     { "all_opacity", "set opacity for all color components", OFFSET(all_opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS}
113
114 #define OFFSET(x) offsetof(BlendContext, x)
115 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
116
117 static const AVOption blend_options[] = {
118     COMMON_OPTIONS,
119     { NULL }
120 };
121
122 FRAMESYNC_DEFINE_CLASS(blend, BlendContext, fs);
123
124 #define COPY(src)                                                            \
125 static void blend_copy ## src(const uint8_t *top, ptrdiff_t top_linesize,    \
126                             const uint8_t *bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,\
127                             uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,            \
128                             ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,               \
129                             FilterParams *param, double *values, int starty) \
130 {                                                                            \
131     av_image_copy_plane(dst, dst_linesize, src, src ## _linesize,            \
132                         width, height);                                 \
133 }
134
135 COPY(top)
136 COPY(bottom)
137
138 #undef COPY
139
140 static void blend_normal_8bit(const uint8_t *top, ptrdiff_t top_linesize,
141                               const uint8_t *bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,
142                               uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
143                               ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,
144                               FilterParams *param, double *values, int starty)
145 {
146     const double opacity = param->opacity;
147     int i, j;
148
149     for (i = 0; i < height; i++) {
150         for (j = 0; j < width; j++) {
151             dst[j] = top[j] * opacity + bottom[j] * (1. - opacity);
152         }
153         dst    += dst_linesize;
154         top    += top_linesize;
155         bottom += bottom_linesize;
156     }
157 }
158
159 static void blend_normal_16bit(const uint8_t *_top, ptrdiff_t top_linesize,
160                                   const uint8_t *_bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,
161                                   uint8_t *_dst, ptrdiff_t dst_linesize,
162                                   ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,
163                                   FilterParams *param, double *values, int starty)
164 {
165     const uint16_t *top = (uint16_t*)_top;
166     const uint16_t *bottom = (uint16_t*)_bottom;
167     uint16_t *dst = (uint16_t*)_dst;
168     const double opacity = param->opacity;
169     int i, j;
170     dst_linesize /= 2;
171     top_linesize /= 2;
172     bottom_linesize /= 2;
173
174     for (i = 0; i < height; i++) {
175         for (j = 0; j < width; j++) {
176             dst[j] = top[j] * opacity + bottom[j] * (1. - opacity);
177         }
178         dst    += dst_linesize;
179         top    += top_linesize;
180         bottom += bottom_linesize;
181     }
182 }
183
184 #define DEFINE_BLEND8(name, expr)                                              \
185 static void blend_## name##_8bit(const uint8_t *top, ptrdiff_t top_linesize,         \
186                                  const uint8_t *bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,   \
187                                  uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,               \
188                                  ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,                \
189                                  FilterParams *param, double *values, int starty) \
190 {                                                                              \
191     double opacity = param->opacity;                                           \
192     int i, j;                                                                  \
193                                                                                \
194     for (i = 0; i < height; i++) {                                             \
195         for (j = 0; j < width; j++) {                                          \
196             dst[j] = top[j] + ((expr) - top[j]) * opacity;                     \
197         }                                                                      \
198         dst    += dst_linesize;                                                \
199         top    += top_linesize;                                                \
200         bottom += bottom_linesize;                                             \
201     }                                                                          \
202 }
203
204 #define DEFINE_BLEND16(name, expr)                                             \
205 static void blend_## name##_16bit(const uint8_t *_top, ptrdiff_t top_linesize,       \
206                                   const uint8_t *_bottom, ptrdiff_t bottom_linesize, \
207                                   uint8_t *_dst, ptrdiff_t dst_linesize,             \
208                                   ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,           \
209                                   FilterParams *param, double *values, int starty)         \
210 {                                                                              \
211     const uint16_t *top = (uint16_t*)_top;                                     \
212     const uint16_t *bottom = (uint16_t*)_bottom;                               \
213     uint16_t *dst = (uint16_t*)_dst;                                           \
214     double opacity = param->opacity;                                           \
215     int i, j;                                                                  \
216     dst_linesize /= 2;                                                         \
217     top_linesize /= 2;                                                         \
218     bottom_linesize /= 2;                                                      \
219                                                                                \
220     for (i = 0; i < height; i++) {                                             \
221         for (j = 0; j < width; j++) {                                          \
222             dst[j] = top[j] + ((expr) - top[j]) * opacity;                     \
223         }                                                                      \
224         dst    += dst_linesize;                                                \
225         top    += top_linesize;                                                \
226         bottom += bottom_linesize;                                             \
227     }                                                                          \
228 }
229
230 #define A top[j]
231 #define B bottom[j]
232
233 #define MULTIPLY(x, a, b) ((x) * (((a) * (b)) / 255))
234 #define SCREEN(x, a, b)   (255 - (x) * ((255 - (a)) * (255 - (b)) / 255))
235 #define BURN(a, b)        (((a) == 0) ? (a) : FFMAX(0, 255 - ((255 - (b)) << 8) / (a)))
236 #define DODGE(a, b)       (((a) == 255) ? (a) : FFMIN(255, (((b) << 8) / (255 - (a)))))
237
238 DEFINE_BLEND8(addition,   FFMIN(255, A + B))
239 DEFINE_BLEND8(grainmerge, av_clip_uint8(A + B - 128))
240 DEFINE_BLEND8(average,    (A + B) / 2)
241 DEFINE_BLEND8(subtract,   FFMAX(0, A - B))
242 DEFINE_BLEND8(multiply,   MULTIPLY(1, A, B))
243 DEFINE_BLEND8(multiply128,av_clip_uint8((A - 128) * B / 32. + 128))
244 DEFINE_BLEND8(negation,   255 - FFABS(255 - A - B))
245 DEFINE_BLEND8(extremity,  FFABS(255 - A - B))
246 DEFINE_BLEND8(difference, FFABS(A - B))
247 DEFINE_BLEND8(grainextract, av_clip_uint8(128 + A - B))
248 DEFINE_BLEND8(screen,     SCREEN(1, A, B))
249 DEFINE_BLEND8(overlay,    (A < 128) ? MULTIPLY(2, A, B) : SCREEN(2, A, B))
250 DEFINE_BLEND8(hardlight,  (B < 128) ? MULTIPLY(2, B, A) : SCREEN(2, B, A))
251 DEFINE_BLEND8(hardmix,    (A < (255 - B)) ? 0: 255)
252 DEFINE_BLEND8(heat,       (A == 0) ? 0 : 255 - FFMIN(((255 - B) * (255 - B)) / A, 255))
253 DEFINE_BLEND8(freeze,     (B == 0) ? 0 : 255 - FFMIN(((255 - A) * (255 - A)) / B, 255))
254 DEFINE_BLEND8(darken,     FFMIN(A, B))
255 DEFINE_BLEND8(lighten,    FFMAX(A, B))
256 DEFINE_BLEND8(divide,     av_clip_uint8(B == 0 ? 255 : 255 * A / B))
257 DEFINE_BLEND8(dodge,      DODGE(A, B))
258 DEFINE_BLEND8(burn,       BURN(A, B))
259 DEFINE_BLEND8(softlight,  (A > 127) ? B + (255 - B) * (A - 127.5) / 127.5 * (0.5 - fabs(B - 127.5) / 255): B - B * ((127.5 - A) / 127.5) * (0.5 - fabs(B - 127.5)/255))
260 DEFINE_BLEND8(exclusion,  A + B - 2 * A * B / 255)
261 DEFINE_BLEND8(pinlight,   (B < 128) ? FFMIN(A, 2 * B) : FFMAX(A, 2 * (B - 128)))
262 DEFINE_BLEND8(phoenix,    FFMIN(A, B) - FFMAX(A, B) + 255)
263 DEFINE_BLEND8(reflect,    (B == 255) ? B : FFMIN(255, (A * A / (255 - B))))
264 DEFINE_BLEND8(glow,       (A == 255) ? A : FFMIN(255, (B * B / (255 - A))))
265 DEFINE_BLEND8(and,        A & B)
266 DEFINE_BLEND8(or,         A | B)
267 DEFINE_BLEND8(xor,        A ^ B)
268 DEFINE_BLEND8(vividlight, (A < 128) ? BURN(2 * A, B) : DODGE(2 * (A - 128), B))
269 DEFINE_BLEND8(linearlight,av_clip_uint8((B < 128) ? B + 2 * A - 255 : B + 2 * (A - 128)))
270
271 #undef MULTIPLY
272 #undef SCREEN
273 #undef BURN
274 #undef DODGE
275
276 #define MULTIPLY(x, a, b) ((x) * (((a) * (b)) / 65535))
277 #define SCREEN(x, a, b)   (65535 - (x) * ((65535 - (a)) * (65535 - (b)) / 65535))
278 #define BURN(a, b)        (((a) == 0) ? (a) : FFMAX(0, 65535 - ((65535 - (b)) << 16) / (a)))
279 #define DODGE(a, b)       (((a) == 65535) ? (a) : FFMIN(65535, (((b) << 16) / (65535 - (a)))))
280
281 DEFINE_BLEND16(addition,   FFMIN(65535, A + B))
282 DEFINE_BLEND16(grainmerge, av_clip_uint16(A + B - 32768))
283 DEFINE_BLEND16(average,    (A + B) / 2)
284 DEFINE_BLEND16(subtract,   FFMAX(0, A - B))
285 DEFINE_BLEND16(multiply,   MULTIPLY(1, A, B))
286 DEFINE_BLEND16(multiply128, av_clip_uint16((A - 32768) * B / 8192. + 32768))
287 DEFINE_BLEND16(negation,   65535 - FFABS(65535 - A - B))
288 DEFINE_BLEND16(extremity,  FFABS(65535 - A - B))
289 DEFINE_BLEND16(difference, FFABS(A - B))
290 DEFINE_BLEND16(grainextract, av_clip_uint16(32768 + A - B))
291 DEFINE_BLEND16(screen,     SCREEN(1, A, B))
292 DEFINE_BLEND16(overlay,    (A < 32768) ? MULTIPLY(2, A, B) : SCREEN(2, A, B))
293 DEFINE_BLEND16(hardlight,  (B < 32768) ? MULTIPLY(2, B, A) : SCREEN(2, B, A))
294 DEFINE_BLEND16(hardmix,    (A < (65535 - B)) ? 0: 65535)
295 DEFINE_BLEND16(heat,       (A == 0) ? 0 : 65535 - FFMIN(((65535 - B) * (65535 - B)) / A, 65535))
296 DEFINE_BLEND16(freeze,     (B == 0) ? 0 : 65535 - FFMIN(((65535 - A) * (65535 - A)) / B, 65535))
297 DEFINE_BLEND16(darken,     FFMIN(A, B))
298 DEFINE_BLEND16(lighten,    FFMAX(A, B))
299 DEFINE_BLEND16(divide,     av_clip_uint16(B == 0 ? 65535 : 65535 * A / B))
300 DEFINE_BLEND16(dodge,      DODGE(A, B))
301 DEFINE_BLEND16(burn,       BURN(A, B))
302 DEFINE_BLEND16(softlight,  (A > 32767) ? B + (65535 - B) * (A - 32767.5) / 32767.5 * (0.5 - fabs(B - 32767.5) / 65535): B - B * ((32767.5 - A) / 32767.5) * (0.5 - fabs(B - 32767.5)/65535))
303 DEFINE_BLEND16(exclusion,  A + B - 2 * A * B / 65535)
304 DEFINE_BLEND16(pinlight,   (B < 32768) ? FFMIN(A, 2 * B) : FFMAX(A, 2 * (B - 32768)))
305 DEFINE_BLEND16(phoenix,    FFMIN(A, B) - FFMAX(A, B) + 65535)
306 DEFINE_BLEND16(reflect,    (B == 65535) ? B : FFMIN(65535, (A * A / (65535 - B))))
307 DEFINE_BLEND16(glow,       (A == 65535) ? A : FFMIN(65535, (B * B / (65535 - A))))
308 DEFINE_BLEND16(and,        A & B)
309 DEFINE_BLEND16(or,         A | B)
310 DEFINE_BLEND16(xor,        A ^ B)
311 DEFINE_BLEND16(vividlight, (A < 32768) ? BURN(2 * A, B) : DODGE(2 * (A - 32768), B))
312 DEFINE_BLEND16(linearlight,av_clip_uint16((B < 32768) ? B + 2 * A - 65535 : B + 2 * (A - 32768)))
313
314 #define DEFINE_BLEND_EXPR(type, name, div)                                     \
315 static void blend_expr_## name(const uint8_t *_top, ptrdiff_t top_linesize,          \
316                                const uint8_t *_bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,    \
317                                uint8_t *_dst, ptrdiff_t dst_linesize,                \
318                                ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,              \
319                                FilterParams *param, double *values, int starty) \
320 {                                                                              \
321     const type *top = (type*)_top;                                             \
322     const type *bottom = (type*)_bottom;                                       \
323     type *dst = (type*)_dst;                                                   \
324     AVExpr *e = param->e;                                                      \
325     int y, x;                                                                  \
326     dst_linesize /= div;                                                       \
327     top_linesize /= div;                                                       \
328     bottom_linesize /= div;                                                    \
329                                                                                \
330     for (y = 0; y < height; y++) {                                             \
331         values[VAR_Y] = y + starty;                                            \
332         for (x = 0; x < width; x++) {                                          \
333             values[VAR_X]      = x;                                            \
334             values[VAR_TOP]    = values[VAR_A] = top[x];                       \
335             values[VAR_BOTTOM] = values[VAR_B] = bottom[x];                    \
336             dst[x] = av_expr_eval(e, values, NULL);                            \
337         }                                                                      \
338         dst    += dst_linesize;                                                \
339         top    += top_linesize;                                                \
340         bottom += bottom_linesize;                                             \
341     }                                                                          \
342 }
343
344 DEFINE_BLEND_EXPR(uint8_t, 8bit, 1)
345 DEFINE_BLEND_EXPR(uint16_t, 16bit, 2)
346
347 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
348 {
349     ThreadData *td = arg;
350     int slice_start = (td->h *  jobnr   ) / nb_jobs;
351     int slice_end   = (td->h * (jobnr+1)) / nb_jobs;
352     int height      = slice_end - slice_start;
353     const uint8_t *top    = td->top->data[td->plane];
354     const uint8_t *bottom = td->bottom->data[td->plane];
355     uint8_t *dst    = td->dst->data[td->plane];
356     double values[VAR_VARS_NB];
357
358     values[VAR_N]  = td->inlink->frame_count_out;
359     values[VAR_T]  = td->dst->pts == AV_NOPTS_VALUE ? NAN : td->dst->pts * av_q2d(td->inlink->time_base);
360     values[VAR_W]  = td->w;
361     values[VAR_H]  = td->h;
362     values[VAR_SW] = td->w / (double)td->dst->width;
363     values[VAR_SH] = td->h / (double)td->dst->height;
364
365     td->param->blend(top + slice_start * td->top->linesize[td->plane],
366                      td->top->linesize[td->plane],
367                      bottom + slice_start * td->bottom->linesize[td->plane],
368                      td->bottom->linesize[td->plane],
369                      dst + slice_start * td->dst->linesize[td->plane],
370                      td->dst->linesize[td->plane],
371                      td->w, height, td->param, &values[0], slice_start);
372     return 0;
373 }
374
375 static AVFrame *blend_frame(AVFilterContext *ctx, AVFrame *top_buf,
376                             const AVFrame *bottom_buf)
377 {
378     BlendContext *s = ctx->priv;
379     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
380     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
381     AVFrame *dst_buf;
382     int plane;
383
384     dst_buf = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
385     if (!dst_buf)
386         return top_buf;
387     av_frame_copy_props(dst_buf, top_buf);
388
389     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
390         int hsub = plane == 1 || plane == 2 ? s->hsub : 0;
391         int vsub = plane == 1 || plane == 2 ? s->vsub : 0;
392         int outw = AV_CEIL_RSHIFT(dst_buf->width,  hsub);
393         int outh = AV_CEIL_RSHIFT(dst_buf->height, vsub);
394         FilterParams *param = &s->params[plane];
395         ThreadData td = { .top = top_buf, .bottom = bottom_buf, .dst = dst_buf,
396                           .w = outw, .h = outh, .param = param, .plane = plane,
397                           .inlink = inlink };
398
399         ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN(outh, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
400     }
401
402     if (!s->tblend)
403         av_frame_free(&top_buf);
404
405     return dst_buf;
406 }
407
408 static int blend_frame_for_dualinput(FFFrameSync *fs)
409 {
410     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
411     AVFrame *top_buf, *bottom_buf, *dst_buf;
412     int ret;
413
414     ret = ff_framesync_dualinput_get(fs, &top_buf, &bottom_buf);
415     if (ret < 0)
416         return ret;
417     if (!bottom_buf)
418         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], top_buf);
419     dst_buf = blend_frame(ctx, top_buf, bottom_buf);
420     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], dst_buf);
421 }
422
423 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
424 {
425     BlendContext *s = ctx->priv;
426
427     s->tblend = !strcmp(ctx->filter->name, "tblend");
428
429     s->fs.on_event = blend_frame_for_dualinput;
430     return 0;
431 }
432
433 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
434 {
435     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
436         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
437         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
438         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
439         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GRAY8,
440         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
441         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
442         AV_PIX_FMT_GBRP16, AV_PIX_FMT_GBRAP16, AV_PIX_FMT_GRAY16,
443         AV_PIX_FMT_NONE
444     };
445
446     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
447     if (!fmts_list)
448         return AVERROR(ENOMEM);
449     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
450 }
451
452 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
453 {
454     BlendContext *s = ctx->priv;
455     int i;
456
457     ff_framesync_uninit(&s->fs);
458     av_frame_free(&s->prev_frame);
459
460     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->params); i++)
461         av_expr_free(s->params[i].e);
462 }
463
464 void ff_blend_init(FilterParams *param, int is_16bit)
465 {
466     switch (param->mode) {
467     case BLEND_ADDITION:   param->blend = is_16bit ? blend_addition_16bit   : blend_addition_8bit;   break;
468     case BLEND_GRAINMERGE: param->blend = is_16bit ? blend_grainmerge_16bit : blend_grainmerge_8bit; break;
469     case BLEND_AND:        param->blend = is_16bit ? blend_and_16bit        : blend_and_8bit;        break;
470     case BLEND_AVERAGE:    param->blend = is_16bit ? blend_average_16bit    : blend_average_8bit;    break;
471     case BLEND_BURN:       param->blend = is_16bit ? blend_burn_16bit       : blend_burn_8bit;       break;
472     case BLEND_DARKEN:     param->blend = is_16bit ? blend_darken_16bit     : blend_darken_8bit;     break;
473     case BLEND_DIFFERENCE: param->blend = is_16bit ? blend_difference_16bit : blend_difference_8bit; break;
474     case BLEND_GRAINEXTRACT: param->blend = is_16bit ? blend_grainextract_16bit: blend_grainextract_8bit; break;
475     case BLEND_DIVIDE:     param->blend = is_16bit ? blend_divide_16bit     : blend_divide_8bit;     break;
476     case BLEND_DODGE:      param->blend = is_16bit ? blend_dodge_16bit      : blend_dodge_8bit;      break;
477     case BLEND_EXCLUSION:  param->blend = is_16bit ? blend_exclusion_16bit  : blend_exclusion_8bit;  break;
478     case BLEND_EXTREMITY:  param->blend = is_16bit ? blend_extremity_16bit  : blend_extremity_8bit;  break;
479     case BLEND_FREEZE:     param->blend = is_16bit ? blend_freeze_16bit     : blend_freeze_8bit;     break;
480     case BLEND_GLOW:       param->blend = is_16bit ? blend_glow_16bit       : blend_glow_8bit;       break;
481     case BLEND_HARDLIGHT:  param->blend = is_16bit ? blend_hardlight_16bit  : blend_hardlight_8bit;  break;
482     case BLEND_HARDMIX:    param->blend = is_16bit ? blend_hardmix_16bit    : blend_hardmix_8bit;    break;
483     case BLEND_HEAT:       param->blend = is_16bit ? blend_heat_16bit       : blend_heat_8bit;       break;
484     case BLEND_LIGHTEN:    param->blend = is_16bit ? blend_lighten_16bit    : blend_lighten_8bit;    break;
485     case BLEND_LINEARLIGHT:param->blend = is_16bit ? blend_linearlight_16bit: blend_linearlight_8bit;break;
486     case BLEND_MULTIPLY:   param->blend = is_16bit ? blend_multiply_16bit   : blend_multiply_8bit;   break;
487     case BLEND_MULTIPLY128:param->blend = is_16bit ? blend_multiply128_16bit: blend_multiply128_8bit;break;
488     case BLEND_NEGATION:   param->blend = is_16bit ? blend_negation_16bit   : blend_negation_8bit;   break;
489     case BLEND_NORMAL:     param->blend = param->opacity == 1 ? blend_copytop :
490                                           param->opacity == 0 ? blend_copybottom :
491                                           is_16bit ? blend_normal_16bit     : blend_normal_8bit;     break;
492     case BLEND_OR:         param->blend = is_16bit ? blend_or_16bit         : blend_or_8bit;         break;
493     case BLEND_OVERLAY:    param->blend = is_16bit ? blend_overlay_16bit    : blend_overlay_8bit;    break;
494     case BLEND_PHOENIX:    param->blend = is_16bit ? blend_phoenix_16bit    : blend_phoenix_8bit;    break;
495     case BLEND_PINLIGHT:   param->blend = is_16bit ? blend_pinlight_16bit   : blend_pinlight_8bit;   break;
496     case BLEND_REFLECT:    param->blend = is_16bit ? blend_reflect_16bit    : blend_reflect_8bit;    break;
497     case BLEND_SCREEN:     param->blend = is_16bit ? blend_screen_16bit     : blend_screen_8bit;     break;
498     case BLEND_SOFTLIGHT:  param->blend = is_16bit ? blend_softlight_16bit  : blend_softlight_8bit;  break;
499     case BLEND_SUBTRACT:   param->blend = is_16bit ? blend_subtract_16bit   : blend_subtract_8bit;   break;
500     case BLEND_VIVIDLIGHT: param->blend = is_16bit ? blend_vividlight_16bit : blend_vividlight_8bit; break;
501     case BLEND_XOR:        param->blend = is_16bit ? blend_xor_16bit        : blend_xor_8bit;        break;
502     }
503
504     if (param->opacity == 0 && param->mode != BLEND_NORMAL) {
505         param->blend = blend_copytop;
506     }
507
508     if (ARCH_X86)
509         ff_blend_init_x86(param, is_16bit);
510 }
511
512 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
513 {
514     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
515     AVFilterLink *toplink = ctx->inputs[TOP];
516     BlendContext *s = ctx->priv;
517     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(toplink->format);
518     int ret, plane, is_16bit;
519
520     if (!s->tblend) {
521         AVFilterLink *bottomlink = ctx->inputs[BOTTOM];
522
523         if (toplink->format != bottomlink->format) {
524             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "inputs must be of same pixel format\n");
525             return AVERROR(EINVAL);
526         }
527         if (toplink->w != bottomlink->w || toplink->h != bottomlink->h) {
528             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "First input link %s parameters "
529                    "(size %dx%d) do not match the corresponding "
530                    "second input link %s parameters (size %dx%d)\n",
531                    ctx->input_pads[TOP].name, toplink->w, toplink->h,
532                    ctx->input_pads[BOTTOM].name, bottomlink->w, bottomlink->h);
533             return AVERROR(EINVAL);
534         }
535     }
536
537     outlink->w = toplink->w;
538     outlink->h = toplink->h;
539     outlink->time_base = toplink->time_base;
540     outlink->sample_aspect_ratio = toplink->sample_aspect_ratio;
541     outlink->frame_rate = toplink->frame_rate;
542
543     s->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
544     s->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
545
546     is_16bit = pix_desc->comp[0].depth == 16;
547     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(toplink->format);
548
549     if (!s->tblend)
550         if ((ret = ff_framesync_init_dualinput(&s->fs, ctx)) < 0)
551             return ret;
552
553     for (plane = 0; plane < FF_ARRAY_ELEMS(s->params); plane++) {
554         FilterParams *param = &s->params[plane];
555
556         if (s->all_mode >= 0)
557             param->mode = s->all_mode;
558         if (s->all_opacity < 1)
559             param->opacity = s->all_opacity;
560
561         ff_blend_init(param, is_16bit);
562
563         if (s->all_expr && !param->expr_str) {
564             param->expr_str = av_strdup(s->all_expr);
565             if (!param->expr_str)
566                 return AVERROR(ENOMEM);
567         }
568         if (param->expr_str) {
569             ret = av_expr_parse(&param->e, param->expr_str, var_names,
570                                 NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
571             if (ret < 0)
572                 return ret;
573             param->blend = is_16bit? blend_expr_16bit : blend_expr_8bit;
574         }
575     }
576
577     return s->tblend ? 0 : ff_framesync_configure(&s->fs);
578 }
579
580 #if CONFIG_BLEND_FILTER
581
582 static int activate(AVFilterContext *ctx)
583 {
584     BlendContext *s = ctx->priv;
585     return ff_framesync_activate(&s->fs);
586 }
587
588 static const AVFilterPad blend_inputs[] = {
589     {
590         .name          = "top",
591         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
592     },{
593         .name          = "bottom",
594         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
595     },
596     { NULL }
597 };
598
599 static const AVFilterPad blend_outputs[] = {
600     {
601         .name          = "default",
602         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
603         .config_props  = config_output,
604     },
605     { NULL }
606 };
607
608 AVFilter ff_vf_blend = {
609     .name          = "blend",
610     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Blend two video frames into each other."),
611     .preinit       = blend_framesync_preinit,
612     .init          = init,
613     .uninit        = uninit,
614     .priv_size     = sizeof(BlendContext),
615     .query_formats = query_formats,
616     .activate      = activate,
617     .inputs        = blend_inputs,
618     .outputs       = blend_outputs,
619     .priv_class    = &blend_class,
620     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
621 };
622
623 #endif
624
625 #if CONFIG_TBLEND_FILTER
626
627 static int tblend_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
628 {
629     BlendContext *s = inlink->dst->priv;
630     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
631
632     if (s->prev_frame) {
633         AVFrame *out = blend_frame(inlink->dst, frame, s->prev_frame);
634         av_frame_free(&s->prev_frame);
635         s->prev_frame = frame;
636         return ff_filter_frame(outlink, out);
637     }
638     s->prev_frame = frame;
639     return 0;
640 }
641
642 static const AVOption tblend_options[] = {
643     COMMON_OPTIONS,
644     { NULL }
645 };
646
647 AVFILTER_DEFINE_CLASS(tblend);
648
649 static const AVFilterPad tblend_inputs[] = {
650     {
651         .name          = "default",
652         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
653         .filter_frame  = tblend_filter_frame,
654     },
655     { NULL }
656 };
657
658 static const AVFilterPad tblend_outputs[] = {
659     {
660         .name          = "default",
661         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
662         .config_props  = config_output,
663     },
664     { NULL }
665 };
666
667 AVFilter ff_vf_tblend = {
668     .name          = "tblend",
669     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Blend successive frames."),
670     .priv_size     = sizeof(BlendContext),
671     .priv_class    = &tblend_class,
672     .query_formats = query_formats,
673     .init          = init,
674     .uninit        = uninit,
675     .inputs        = tblend_inputs,
676     .outputs       = tblend_outputs,
677     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
678 };
679
680 #endif