a121267fadd20ca857ce872b7397ccb88457064b
[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 "internal.h"
29 #include "dualinput.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     FFDualInputContext dinput;
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_ADDITION128}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
70     { "and",        "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_AND},        0, 0, FLAGS, "mode" },\
71     { "average",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_AVERAGE},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
72     { "burn",       "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_BURN},       0, 0, FLAGS, "mode" },\
73     { "darken",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_DARKEN},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
74     { "difference", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_DIFFERENCE}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
75     { "difference128", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_DIFFERENCE128}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
76     { "divide",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_DIVIDE},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
77     { "dodge",      "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_DODGE},      0, 0, FLAGS, "mode" },\
78     { "exclusion",  "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_EXCLUSION},  0, 0, FLAGS, "mode" },\
79     { "freeze",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_FREEZE},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
80     { "glow",       "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_GLOW},       0, 0, FLAGS, "mode" },\
81     { "hardlight",  "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_HARDLIGHT},  0, 0, FLAGS, "mode" },\
82     { "hardmix",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_HARDMIX},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
83     { "heat",       "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_HEAT},       0, 0, FLAGS, "mode" },\
84     { "lighten",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_LIGHTEN},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
85     { "linearlight","", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_LINEARLIGHT},0, 0, FLAGS, "mode" },\
86     { "multiply",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_MULTIPLY},   0, 0, FLAGS, "mode" },\
87     { "multiply128","", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_MULTIPLY128},0, 0, FLAGS, "mode" },\
88     { "negation",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_NEGATION},   0, 0, FLAGS, "mode" },\
89     { "normal",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_NORMAL},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
90     { "or",         "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_OR},         0, 0, FLAGS, "mode" },\
91     { "overlay",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_OVERLAY},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
92     { "phoenix",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_PHOENIX},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
93     { "pinlight",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_PINLIGHT},   0, 0, FLAGS, "mode" },\
94     { "reflect",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_REFLECT},    0, 0, FLAGS, "mode" },\
95     { "screen",     "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_SCREEN},     0, 0, FLAGS, "mode" },\
96     { "softlight",  "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_SOFTLIGHT},  0, 0, FLAGS, "mode" },\
97     { "subtract",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_SUBTRACT},   0, 0, FLAGS, "mode" },\
98     { "vividlight", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_VIVIDLIGHT}, 0, 0, FLAGS, "mode" },\
99     { "xor",        "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=BLEND_XOR},        0, 0, FLAGS, "mode" },\
100     { "c0_expr",  "set color component #0 expression", OFFSET(params[0].expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
101     { "c1_expr",  "set color component #1 expression", OFFSET(params[1].expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
102     { "c2_expr",  "set color component #2 expression", OFFSET(params[2].expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
103     { "c3_expr",  "set color component #3 expression", OFFSET(params[3].expr_str), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
104     { "all_expr", "set expression for all color components", OFFSET(all_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },\
105     { "c0_opacity",  "set color component #0 opacity", OFFSET(params[0].opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS },\
106     { "c1_opacity",  "set color component #1 opacity", OFFSET(params[1].opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS },\
107     { "c2_opacity",  "set color component #2 opacity", OFFSET(params[2].opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS },\
108     { "c3_opacity",  "set color component #3 opacity", OFFSET(params[3].opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS },\
109     { "all_opacity", "set opacity for all color components", OFFSET(all_opacity), AV_OPT_TYPE_DOUBLE, {.dbl=1}, 0, 1, FLAGS}
110
111 #define OFFSET(x) offsetof(BlendContext, x)
112 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
113
114 static const AVOption blend_options[] = {
115     COMMON_OPTIONS,
116     { "shortest",    "force termination when the shortest input terminates", OFFSET(dinput.shortest), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
117     { "repeatlast",  "repeat last bottom frame", OFFSET(dinput.repeatlast), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS },
118     { NULL }
119 };
120
121 AVFILTER_DEFINE_CLASS(blend);
122
123 #define COPY(src)                                                            \
124 static void blend_copy ## src(const uint8_t *top, ptrdiff_t top_linesize,    \
125                             const uint8_t *bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,\
126                             uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,            \
127                             ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,               \
128                             FilterParams *param, double *values, int starty) \
129 {                                                                            \
130     av_image_copy_plane(dst, dst_linesize, src, src ## _linesize,            \
131                         width, height);                                 \
132 }
133
134 COPY(top)
135 COPY(bottom)
136
137 #undef COPY
138
139 static void blend_normal_8bit(const uint8_t *top, ptrdiff_t top_linesize,
140                               const uint8_t *bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,
141                               uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
142                               ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,
143                               FilterParams *param, double *values, int starty)
144 {
145     const double opacity = param->opacity;
146     int i, j;
147
148     for (i = 0; i < height; i++) {
149         for (j = 0; j < width; j++) {
150             dst[j] = top[j] * opacity + bottom[j] * (1. - opacity);
151         }
152         dst    += dst_linesize;
153         top    += top_linesize;
154         bottom += bottom_linesize;
155     }
156 }
157
158 static void blend_normal_16bit(const uint8_t *_top, ptrdiff_t top_linesize,
159                                   const uint8_t *_bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,
160                                   uint8_t *_dst, ptrdiff_t dst_linesize,
161                                   ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,
162                                   FilterParams *param, double *values, int starty)
163 {
164     const uint16_t *top = (uint16_t*)_top;
165     const uint16_t *bottom = (uint16_t*)_bottom;
166     uint16_t *dst = (uint16_t*)_dst;
167     const double opacity = param->opacity;
168     int i, j;
169     dst_linesize /= 2;
170     top_linesize /= 2;
171     bottom_linesize /= 2;
172
173     for (i = 0; i < height; i++) {
174         for (j = 0; j < width; j++) {
175             dst[j] = top[j] * opacity + bottom[j] * (1. - opacity);
176         }
177         dst    += dst_linesize;
178         top    += top_linesize;
179         bottom += bottom_linesize;
180     }
181 }
182
183 #define DEFINE_BLEND8(name, expr)                                              \
184 static void blend_## name##_8bit(const uint8_t *top, ptrdiff_t top_linesize,         \
185                                  const uint8_t *bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,   \
186                                  uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,               \
187                                  ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,                \
188                                  FilterParams *param, double *values, int starty) \
189 {                                                                              \
190     double opacity = param->opacity;                                           \
191     int i, j;                                                                  \
192                                                                                \
193     for (i = 0; i < height; i++) {                                             \
194         for (j = 0; j < width; j++) {                                          \
195             dst[j] = top[j] + ((expr) - top[j]) * opacity;                     \
196         }                                                                      \
197         dst    += dst_linesize;                                                \
198         top    += top_linesize;                                                \
199         bottom += bottom_linesize;                                             \
200     }                                                                          \
201 }
202
203 #define DEFINE_BLEND16(name, expr)                                             \
204 static void blend_## name##_16bit(const uint8_t *_top, ptrdiff_t top_linesize,       \
205                                   const uint8_t *_bottom, ptrdiff_t bottom_linesize, \
206                                   uint8_t *_dst, ptrdiff_t dst_linesize,             \
207                                   ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,           \
208                                   FilterParams *param, double *values, int starty)         \
209 {                                                                              \
210     const uint16_t *top = (uint16_t*)_top;                                     \
211     const uint16_t *bottom = (uint16_t*)_bottom;                               \
212     uint16_t *dst = (uint16_t*)_dst;                                           \
213     double opacity = param->opacity;                                           \
214     int i, j;                                                                  \
215     dst_linesize /= 2;                                                         \
216     top_linesize /= 2;                                                         \
217     bottom_linesize /= 2;                                                      \
218                                                                                \
219     for (i = 0; i < height; i++) {                                             \
220         for (j = 0; j < width; j++) {                                          \
221             dst[j] = top[j] + ((expr) - top[j]) * opacity;                     \
222         }                                                                      \
223         dst    += dst_linesize;                                                \
224         top    += top_linesize;                                                \
225         bottom += bottom_linesize;                                             \
226     }                                                                          \
227 }
228
229 #define A top[j]
230 #define B bottom[j]
231
232 #define MULTIPLY(x, a, b) ((x) * (((a) * (b)) / 255))
233 #define SCREEN(x, a, b)   (255 - (x) * ((255 - (a)) * (255 - (b)) / 255))
234 #define BURN(a, b)        (((a) == 0) ? (a) : FFMAX(0, 255 - ((255 - (b)) << 8) / (a)))
235 #define DODGE(a, b)       (((a) == 255) ? (a) : FFMIN(255, (((b) << 8) / (255 - (a)))))
236
237 DEFINE_BLEND8(addition,   FFMIN(255, A + B))
238 DEFINE_BLEND8(addition128, av_clip_uint8(A + B - 128))
239 DEFINE_BLEND8(average,    (A + B) / 2)
240 DEFINE_BLEND8(subtract,   FFMAX(0, A - B))
241 DEFINE_BLEND8(multiply,   MULTIPLY(1, A, B))
242 DEFINE_BLEND8(multiply128,av_clip_uint8((A - 128) * B / 32. + 128))
243 DEFINE_BLEND8(negation,   255 - FFABS(255 - A - B))
244 DEFINE_BLEND8(difference, FFABS(A - B))
245 DEFINE_BLEND8(difference128, av_clip_uint8(128 + A - B))
246 DEFINE_BLEND8(screen,     SCREEN(1, A, B))
247 DEFINE_BLEND8(overlay,    (A < 128) ? MULTIPLY(2, A, B) : SCREEN(2, A, B))
248 DEFINE_BLEND8(hardlight,  (B < 128) ? MULTIPLY(2, B, A) : SCREEN(2, B, A))
249 DEFINE_BLEND8(hardmix,    (A < (255 - B)) ? 0: 255)
250 DEFINE_BLEND8(heat,       (A == 0) ? 0 : 255 - FFMIN(((255 - B) * (255 - B)) / A, 255))
251 DEFINE_BLEND8(freeze,     (B == 0) ? 0 : 255 - FFMIN(((255 - A) * (255 - A)) / B, 255))
252 DEFINE_BLEND8(darken,     FFMIN(A, B))
253 DEFINE_BLEND8(lighten,    FFMAX(A, B))
254 DEFINE_BLEND8(divide,     av_clip_uint8(B == 0 ? 255 : 255 * A / B))
255 DEFINE_BLEND8(dodge,      DODGE(A, B))
256 DEFINE_BLEND8(burn,       BURN(A, B))
257 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))
258 DEFINE_BLEND8(exclusion,  A + B - 2 * A * B / 255)
259 DEFINE_BLEND8(pinlight,   (B < 128) ? FFMIN(A, 2 * B) : FFMAX(A, 2 * (B - 128)))
260 DEFINE_BLEND8(phoenix,    FFMIN(A, B) - FFMAX(A, B) + 255)
261 DEFINE_BLEND8(reflect,    (B == 255) ? B : FFMIN(255, (A * A / (255 - B))))
262 DEFINE_BLEND8(glow,       (A == 255) ? A : FFMIN(255, (B * B / (255 - A))))
263 DEFINE_BLEND8(and,        A & B)
264 DEFINE_BLEND8(or,         A | B)
265 DEFINE_BLEND8(xor,        A ^ B)
266 DEFINE_BLEND8(vividlight, (A < 128) ? BURN(2 * A, B) : DODGE(2 * (A - 128), B))
267 DEFINE_BLEND8(linearlight,av_clip_uint8((B < 128) ? B + 2 * A - 255 : B + 2 * (A - 128)))
268
269 #undef MULTIPLY
270 #undef SCREEN
271 #undef BURN
272 #undef DODGE
273
274 #define MULTIPLY(x, a, b) ((x) * (((a) * (b)) / 65535))
275 #define SCREEN(x, a, b)   (65535 - (x) * ((65535 - (a)) * (65535 - (b)) / 65535))
276 #define BURN(a, b)        (((a) == 0) ? (a) : FFMAX(0, 65535 - ((65535 - (b)) << 16) / (a)))
277 #define DODGE(a, b)       (((a) == 65535) ? (a) : FFMIN(65535, (((b) << 16) / (65535 - (a)))))
278
279 DEFINE_BLEND16(addition,   FFMIN(65535, A + B))
280 DEFINE_BLEND16(addition128, av_clip_uint16(A + B - 32768))
281 DEFINE_BLEND16(average,    (A + B) / 2)
282 DEFINE_BLEND16(subtract,   FFMAX(0, A - B))
283 DEFINE_BLEND16(multiply,   MULTIPLY(1, A, B))
284 DEFINE_BLEND16(multiply128, av_clip_uint16((A - 32768) * B / 8192. + 32768))
285 DEFINE_BLEND16(negation,   65535 - FFABS(65535 - A - B))
286 DEFINE_BLEND16(difference, FFABS(A - B))
287 DEFINE_BLEND16(difference128, av_clip_uint16(32768 + A - B))
288 DEFINE_BLEND16(screen,     SCREEN(1, A, B))
289 DEFINE_BLEND16(overlay,    (A < 32768) ? MULTIPLY(2, A, B) : SCREEN(2, A, B))
290 DEFINE_BLEND16(hardlight,  (B < 32768) ? MULTIPLY(2, B, A) : SCREEN(2, B, A))
291 DEFINE_BLEND16(hardmix,    (A < (65535 - B)) ? 0: 65535)
292 DEFINE_BLEND16(heat,       (A == 0) ? 0 : 65535 - FFMIN(((65535 - B) * (65535 - B)) / A, 65535))
293 DEFINE_BLEND16(freeze,     (B == 0) ? 0 : 65535 - FFMIN(((65535 - A) * (65535 - A)) / B, 65535))
294 DEFINE_BLEND16(darken,     FFMIN(A, B))
295 DEFINE_BLEND16(lighten,    FFMAX(A, B))
296 DEFINE_BLEND16(divide,     av_clip_uint16(B == 0 ? 65535 : 65535 * A / B))
297 DEFINE_BLEND16(dodge,      DODGE(A, B))
298 DEFINE_BLEND16(burn,       BURN(A, B))
299 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))
300 DEFINE_BLEND16(exclusion,  A + B - 2 * A * B / 65535)
301 DEFINE_BLEND16(pinlight,   (B < 32768) ? FFMIN(A, 2 * B) : FFMAX(A, 2 * (B - 32768)))
302 DEFINE_BLEND16(phoenix,    FFMIN(A, B) - FFMAX(A, B) + 65535)
303 DEFINE_BLEND16(reflect,    (B == 65535) ? B : FFMIN(65535, (A * A / (65535 - B))))
304 DEFINE_BLEND16(glow,       (A == 65535) ? A : FFMIN(65535, (B * B / (65535 - A))))
305 DEFINE_BLEND16(and,        A & B)
306 DEFINE_BLEND16(or,         A | B)
307 DEFINE_BLEND16(xor,        A ^ B)
308 DEFINE_BLEND16(vividlight, (A < 32768) ? BURN(2 * A, B) : DODGE(2 * (A - 32768), B))
309 DEFINE_BLEND16(linearlight,av_clip_uint16((B < 32768) ? B + 2 * A - 65535 : B + 2 * (A - 32768)))
310
311 #define DEFINE_BLEND_EXPR(type, name, div)                                     \
312 static void blend_expr_## name(const uint8_t *_top, ptrdiff_t top_linesize,          \
313                                const uint8_t *_bottom, ptrdiff_t bottom_linesize,    \
314                                uint8_t *_dst, ptrdiff_t dst_linesize,                \
315                                ptrdiff_t width, ptrdiff_t height,              \
316                                FilterParams *param, double *values, int starty) \
317 {                                                                              \
318     const type *top = (type*)_top;                                             \
319     const type *bottom = (type*)_bottom;                                       \
320     type *dst = (type*)_dst;                                                   \
321     AVExpr *e = param->e;                                                      \
322     int y, x;                                                                  \
323     dst_linesize /= div;                                                       \
324     top_linesize /= div;                                                       \
325     bottom_linesize /= div;                                                    \
326                                                                                \
327     for (y = 0; y < height; y++) {                                             \
328         values[VAR_Y] = y + starty;                                            \
329         for (x = 0; x < width; x++) {                                          \
330             values[VAR_X]      = x;                                            \
331             values[VAR_TOP]    = values[VAR_A] = top[x];                       \
332             values[VAR_BOTTOM] = values[VAR_B] = bottom[x];                    \
333             dst[x] = av_expr_eval(e, values, NULL);                            \
334         }                                                                      \
335         dst    += dst_linesize;                                                \
336         top    += top_linesize;                                                \
337         bottom += bottom_linesize;                                             \
338     }                                                                          \
339 }
340
341 DEFINE_BLEND_EXPR(uint8_t, 8bit, 1)
342 DEFINE_BLEND_EXPR(uint16_t, 16bit, 2)
343
344 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
345 {
346     ThreadData *td = arg;
347     int slice_start = (td->h *  jobnr   ) / nb_jobs;
348     int slice_end   = (td->h * (jobnr+1)) / nb_jobs;
349     int height      = slice_end - slice_start;
350     const uint8_t *top    = td->top->data[td->plane];
351     const uint8_t *bottom = td->bottom->data[td->plane];
352     uint8_t *dst    = td->dst->data[td->plane];
353     double values[VAR_VARS_NB];
354
355     values[VAR_N]  = td->inlink->frame_count;
356     values[VAR_T]  = td->dst->pts == AV_NOPTS_VALUE ? NAN : td->dst->pts * av_q2d(td->inlink->time_base);
357     values[VAR_W]  = td->w;
358     values[VAR_H]  = td->h;
359     values[VAR_SW] = td->w / (double)td->dst->width;
360     values[VAR_SH] = td->h / (double)td->dst->height;
361
362     td->param->blend(top + slice_start * td->top->linesize[td->plane],
363                      td->top->linesize[td->plane],
364                      bottom + slice_start * td->bottom->linesize[td->plane],
365                      td->bottom->linesize[td->plane],
366                      dst + slice_start * td->dst->linesize[td->plane],
367                      td->dst->linesize[td->plane],
368                      td->w, height, td->param, &values[0], slice_start);
369     return 0;
370 }
371
372 static AVFrame *blend_frame(AVFilterContext *ctx, AVFrame *top_buf,
373                             const AVFrame *bottom_buf)
374 {
375     BlendContext *s = ctx->priv;
376     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
377     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
378     AVFrame *dst_buf;
379     int plane;
380
381     dst_buf = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
382     if (!dst_buf)
383         return top_buf;
384     av_frame_copy_props(dst_buf, top_buf);
385
386     for (plane = 0; plane < s->nb_planes; plane++) {
387         int hsub = plane == 1 || plane == 2 ? s->hsub : 0;
388         int vsub = plane == 1 || plane == 2 ? s->vsub : 0;
389         int outw = AV_CEIL_RSHIFT(dst_buf->width,  hsub);
390         int outh = AV_CEIL_RSHIFT(dst_buf->height, vsub);
391         FilterParams *param = &s->params[plane];
392         ThreadData td = { .top = top_buf, .bottom = bottom_buf, .dst = dst_buf,
393                           .w = outw, .h = outh, .param = param, .plane = plane,
394                           .inlink = inlink };
395
396         ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN(outh, ctx->graph->nb_threads));
397     }
398
399     if (!s->tblend)
400         av_frame_free(&top_buf);
401
402     return dst_buf;
403 }
404
405 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
406 {
407     BlendContext *s = ctx->priv;
408
409     s->tblend = !strcmp(ctx->filter->name, "tblend");
410
411     s->dinput.process = blend_frame;
412     return 0;
413 }
414
415 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
416 {
417     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
418         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
419         AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVJ440P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P,AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVJ411P,
420         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUV440P, AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUV411P, AV_PIX_FMT_YUV410P,
421         AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_GRAY8,
422         AV_PIX_FMT_YUV420P16, AV_PIX_FMT_YUV422P16, AV_PIX_FMT_YUV444P16,
423         AV_PIX_FMT_YUVA420P16, AV_PIX_FMT_YUVA422P16, AV_PIX_FMT_YUVA444P16,
424         AV_PIX_FMT_GBRP16, AV_PIX_FMT_GRAY16,
425         AV_PIX_FMT_NONE
426     };
427
428     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
429     if (!fmts_list)
430         return AVERROR(ENOMEM);
431     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
432 }
433
434 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
435 {
436     BlendContext *s = ctx->priv;
437     int i;
438
439     ff_dualinput_uninit(&s->dinput);
440     av_frame_free(&s->prev_frame);
441
442     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(s->params); i++)
443         av_expr_free(s->params[i].e);
444 }
445
446 void ff_blend_init(FilterParams *param, int is_16bit)
447 {
448     switch (param->mode) {
449     case BLEND_ADDITION:   param->blend = is_16bit ? blend_addition_16bit   : blend_addition_8bit;   break;
450     case BLEND_ADDITION128: param->blend = is_16bit ? blend_addition128_16bit : blend_addition128_8bit; break;
451     case BLEND_AND:        param->blend = is_16bit ? blend_and_16bit        : blend_and_8bit;        break;
452     case BLEND_AVERAGE:    param->blend = is_16bit ? blend_average_16bit    : blend_average_8bit;    break;
453     case BLEND_BURN:       param->blend = is_16bit ? blend_burn_16bit       : blend_burn_8bit;       break;
454     case BLEND_DARKEN:     param->blend = is_16bit ? blend_darken_16bit     : blend_darken_8bit;     break;
455     case BLEND_DIFFERENCE: param->blend = is_16bit ? blend_difference_16bit : blend_difference_8bit; break;
456     case BLEND_DIFFERENCE128: param->blend = is_16bit ? blend_difference128_16bit: blend_difference128_8bit; break;
457     case BLEND_DIVIDE:     param->blend = is_16bit ? blend_divide_16bit     : blend_divide_8bit;     break;
458     case BLEND_DODGE:      param->blend = is_16bit ? blend_dodge_16bit      : blend_dodge_8bit;      break;
459     case BLEND_EXCLUSION:  param->blend = is_16bit ? blend_exclusion_16bit  : blend_exclusion_8bit;  break;
460     case BLEND_FREEZE:     param->blend = is_16bit ? blend_freeze_16bit     : blend_freeze_8bit;     break;
461     case BLEND_GLOW:       param->blend = is_16bit ? blend_glow_16bit       : blend_glow_8bit;       break;
462     case BLEND_HARDLIGHT:  param->blend = is_16bit ? blend_hardlight_16bit  : blend_hardlight_8bit;  break;
463     case BLEND_HARDMIX:    param->blend = is_16bit ? blend_hardmix_16bit    : blend_hardmix_8bit;    break;
464     case BLEND_HEAT:       param->blend = is_16bit ? blend_heat_16bit       : blend_heat_8bit;       break;
465     case BLEND_LIGHTEN:    param->blend = is_16bit ? blend_lighten_16bit    : blend_lighten_8bit;    break;
466     case BLEND_LINEARLIGHT:param->blend = is_16bit ? blend_linearlight_16bit: blend_linearlight_8bit;break;
467     case BLEND_MULTIPLY:   param->blend = is_16bit ? blend_multiply_16bit   : blend_multiply_8bit;   break;
468     case BLEND_MULTIPLY128:param->blend = is_16bit ? blend_multiply128_16bit: blend_multiply128_8bit;break;
469     case BLEND_NEGATION:   param->blend = is_16bit ? blend_negation_16bit   : blend_negation_8bit;   break;
470     case BLEND_NORMAL:     param->blend = param->opacity == 1 ? blend_copytop :
471                                           param->opacity == 0 ? blend_copybottom :
472                                           is_16bit ? blend_normal_16bit     : blend_normal_8bit;     break;
473     case BLEND_OR:         param->blend = is_16bit ? blend_or_16bit         : blend_or_8bit;         break;
474     case BLEND_OVERLAY:    param->blend = is_16bit ? blend_overlay_16bit    : blend_overlay_8bit;    break;
475     case BLEND_PHOENIX:    param->blend = is_16bit ? blend_phoenix_16bit    : blend_phoenix_8bit;    break;
476     case BLEND_PINLIGHT:   param->blend = is_16bit ? blend_pinlight_16bit   : blend_pinlight_8bit;   break;
477     case BLEND_REFLECT:    param->blend = is_16bit ? blend_reflect_16bit    : blend_reflect_8bit;    break;
478     case BLEND_SCREEN:     param->blend = is_16bit ? blend_screen_16bit     : blend_screen_8bit;     break;
479     case BLEND_SOFTLIGHT:  param->blend = is_16bit ? blend_softlight_16bit  : blend_softlight_8bit;  break;
480     case BLEND_SUBTRACT:   param->blend = is_16bit ? blend_subtract_16bit   : blend_subtract_8bit;   break;
481     case BLEND_VIVIDLIGHT: param->blend = is_16bit ? blend_vividlight_16bit : blend_vividlight_8bit; break;
482     case BLEND_XOR:        param->blend = is_16bit ? blend_xor_16bit        : blend_xor_8bit;        break;
483     }
484
485     if (param->opacity == 0 && param->mode != BLEND_NORMAL) {
486         param->blend = blend_copytop;
487     }
488
489     if (ARCH_X86)
490         ff_blend_init_x86(param, is_16bit);
491 }
492
493 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
494 {
495     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
496     AVFilterLink *toplink = ctx->inputs[TOP];
497     BlendContext *s = ctx->priv;
498     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(toplink->format);
499     int ret, plane, is_16bit;
500
501     if (!s->tblend) {
502         AVFilterLink *bottomlink = ctx->inputs[BOTTOM];
503
504         if (toplink->format != bottomlink->format) {
505             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "inputs must be of same pixel format\n");
506             return AVERROR(EINVAL);
507         }
508         if (toplink->w                       != bottomlink->w ||
509             toplink->h                       != bottomlink->h ||
510             toplink->sample_aspect_ratio.num != bottomlink->sample_aspect_ratio.num ||
511             toplink->sample_aspect_ratio.den != bottomlink->sample_aspect_ratio.den) {
512             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "First input link %s parameters "
513                    "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
514                    "second input link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
515                    ctx->input_pads[TOP].name, toplink->w, toplink->h,
516                    toplink->sample_aspect_ratio.num,
517                    toplink->sample_aspect_ratio.den,
518                    ctx->input_pads[BOTTOM].name, bottomlink->w, bottomlink->h,
519                    bottomlink->sample_aspect_ratio.num,
520                    bottomlink->sample_aspect_ratio.den);
521             return AVERROR(EINVAL);
522         }
523     }
524
525     outlink->w = toplink->w;
526     outlink->h = toplink->h;
527     outlink->time_base = toplink->time_base;
528     outlink->sample_aspect_ratio = toplink->sample_aspect_ratio;
529     outlink->frame_rate = toplink->frame_rate;
530
531     s->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
532     s->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
533
534     is_16bit = pix_desc->comp[0].depth == 16;
535     s->nb_planes = av_pix_fmt_count_planes(toplink->format);
536
537     if (!s->tblend)
538         if ((ret = ff_dualinput_init(ctx, &s->dinput)) < 0)
539             return ret;
540
541     for (plane = 0; plane < FF_ARRAY_ELEMS(s->params); plane++) {
542         FilterParams *param = &s->params[plane];
543
544         if (s->all_mode >= 0)
545             param->mode = s->all_mode;
546         if (s->all_opacity < 1)
547             param->opacity = s->all_opacity;
548
549         ff_blend_init(param, is_16bit);
550
551         if (s->all_expr && !param->expr_str) {
552             param->expr_str = av_strdup(s->all_expr);
553             if (!param->expr_str)
554                 return AVERROR(ENOMEM);
555         }
556         if (param->expr_str) {
557             ret = av_expr_parse(&param->e, param->expr_str, var_names,
558                                 NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx);
559             if (ret < 0)
560                 return ret;
561             param->blend = is_16bit? blend_expr_16bit : blend_expr_8bit;
562         }
563     }
564
565     return 0;
566 }
567
568 #if CONFIG_BLEND_FILTER
569
570 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
571 {
572     BlendContext *s = outlink->src->priv;
573     return ff_dualinput_request_frame(&s->dinput, outlink);
574 }
575
576 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
577 {
578     BlendContext *s = inlink->dst->priv;
579     return ff_dualinput_filter_frame(&s->dinput, inlink, buf);
580 }
581
582 static const AVFilterPad blend_inputs[] = {
583     {
584         .name          = "top",
585         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
586         .filter_frame  = filter_frame,
587     },{
588         .name          = "bottom",
589         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
590         .filter_frame  = filter_frame,
591     },
592     { NULL }
593 };
594
595 static const AVFilterPad blend_outputs[] = {
596     {
597         .name          = "default",
598         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
599         .config_props  = config_output,
600         .request_frame = request_frame,
601     },
602     { NULL }
603 };
604
605 AVFilter ff_vf_blend = {
606     .name          = "blend",
607     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Blend two video frames into each other."),
608     .init          = init,
609     .uninit        = uninit,
610     .priv_size     = sizeof(BlendContext),
611     .query_formats = query_formats,
612     .inputs        = blend_inputs,
613     .outputs       = blend_outputs,
614     .priv_class    = &blend_class,
615     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
616 };
617
618 #endif
619
620 #if CONFIG_TBLEND_FILTER
621
622 static int tblend_filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *frame)
623 {
624     BlendContext *s = inlink->dst->priv;
625     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
626
627     if (s->prev_frame) {
628         AVFrame *out = blend_frame(inlink->dst, frame, s->prev_frame);
629         av_frame_free(&s->prev_frame);
630         s->prev_frame = frame;
631         return ff_filter_frame(outlink, out);
632     }
633     s->prev_frame = frame;
634     return 0;
635 }
636
637 static const AVOption tblend_options[] = {
638     COMMON_OPTIONS,
639     { NULL }
640 };
641
642 AVFILTER_DEFINE_CLASS(tblend);
643
644 static const AVFilterPad tblend_inputs[] = {
645     {
646         .name          = "default",
647         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
648         .filter_frame  = tblend_filter_frame,
649     },
650     { NULL }
651 };
652
653 static const AVFilterPad tblend_outputs[] = {
654     {
655         .name          = "default",
656         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
657         .config_props  = config_output,
658     },
659     { NULL }
660 };
661
662 AVFilter ff_vf_tblend = {
663     .name          = "tblend",
664     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Blend successive frames."),
665     .priv_size     = sizeof(BlendContext),
666     .priv_class    = &tblend_class,
667     .query_formats = query_formats,
668     .init          = init,
669     .uninit        = uninit,
670     .inputs        = tblend_inputs,
671     .outputs       = tblend_outputs,
672     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
673 };
674
675 #endif