libhb/render.c

   1 /* $Id: render.c,v 1.17 2005/04/14 17:37:54 titer Exp $
   2
   3    This file is part of the HandBrake source code.
   4    Homepage: <http://handbrake.m0k.org/>.
   5    It may be used under the terms of the GNU General Public License. */
   6
   7 #include "hb.h"
   8
   9 #include "ffmpeg/avcodec.h"
  10 #include "ffmpeg/swscale.h"
  11
  12 struct hb_work_private_s
  13 {
  14     hb_job_t * job;
  15
  16     struct SwsContext  * context;
  17     AVPicture            pic_tmp_in;
  18     AVPicture            pic_tmp_crop;
  19     AVPicture            pic_tmp_out;
  20     hb_buffer_t        * buf_scale;
  21     hb_fifo_t          * subtitle_queue;
  22     hb_fifo_t          * delay_queue;
  23     int                  frames_to_extend;
  24     int                  dropped_frames;
  25     int                  extended_frames;
  26     uint64_t             last_start[4];
  27     uint64_t             last_stop[4];
  28 };
  29
  30 int  renderInit( hb_work_object_t *, hb_job_t * );
  31 int  renderWork( hb_work_object_t *, hb_buffer_t **, hb_buffer_t ** );
  32 void renderClose( hb_work_object_t * );
  33
  34 hb_work_object_t hb_render =
  35 {
  36     WORK_RENDER,
  37     "Renderer",
  38     renderInit,
  39     renderWork,
  40     renderClose
  41 };
  42
  43 /*
  44  * getU() & getV()
  45  *
  46  * Utility function that finds where the U is in the YUV sub-picture
  47  *
  48  * The Y data is at the top, followed by U and V, but the U and V
  49  * are half the width of the Y, i.e. each chroma element covers 2x2
  50  * of the Y's.
  51  */
  52 static uint8_t *getU(uint8_t *data, int width, int height, int x, int y)
  53 {
  54     return(&data[(((y/2) * (width/2)) + (x/2)) + (width*height)]);
  55 }
  56
  57 static uint8_t *getV(uint8_t *data, int width, int height, int x, int y)
  58 {
  59     return(&data[(((y/2) * (width/2)) + (x/2)) + (width*height) +
  60                  (width*height)/4]);
  61 }
  62
  63 static void ApplySub( hb_job_t * job, hb_buffer_t * buf,
  64                       hb_buffer_t ** _sub )
  65 {
  66     hb_buffer_t * sub = *_sub;
  67     hb_title_t * title = job->title;
  68     int i, j, offset_top, offset_left;
  69     uint8_t * lum, * alpha, * out, * sub_chromaU, * sub_chromaV;
  70
  71     if( !sub )
  72     {
  73         return;
  74     }
  75
  76     /* If necessary, move the subtitle so it is not in a cropped zone.
  77        When it won't fit, we center it so we loose as much on both ends.
  78        Otherwise we try to leave a 20px margin around it. */
  79
  80     if( sub->height > title->height - job->crop[0] - job->crop[1] - 40 )
  81         offset_top = job->crop[0] + ( title->height - job->crop[0] -
  82                 job->crop[1] - sub->height ) / 2;
  83     else if( sub->y < job->crop[0] + 20 )
  84         offset_top = job->crop[0] + 20;
  85     else if( sub->y > title->height - job->crop[1] - 20 - sub->height )
  86         offset_top = title->height - job->crop[1] - 20 - sub->height;
  87     else
  88         offset_top = sub->y;
  89
  90     if( sub->width > title->width - job->crop[2] - job->crop[3] - 40 )
  91         offset_left = job->crop[2] + ( title->width - job->crop[2] -
  92                 job->crop[3] - sub->width ) / 2;
  93     else if( sub->x < job->crop[2] + 20 )
  94         offset_left = job->crop[2] + 20;
  95     else if( sub->x > title->width - job->crop[3] - 20 - sub->width )
  96         offset_left = title->width - job->crop[3] - 20 - sub->width;
  97     else
  98         offset_left = sub->x;
  99
 100     lum   = sub->data;
 101     alpha = lum + sub->width * sub->height;
 102     sub_chromaU = alpha + sub->width * sub->height;
 103     sub_chromaV = sub_chromaU + sub->width * sub->height;
 104
 105     out   = buf->data + offset_top * title->width + offset_left;
 106
 107     for( i = 0; i < sub->height; i++ )
 108     {
 109         if( offset_top + i >= 0 && offset_top + i < title->height )
 110         {
 111             for( j = 0; j < sub->width; j++ )
 112             {
 113                 if( offset_left + j >= 0 && offset_left + j < title->width )
 114                 {
 115                     uint8_t *chromaU, *chromaV;
 116
 117                     /*
 118                      * Merge the luminance and alpha with the picture
 119                      */
 120                     out[j] = ( (uint16_t) out[j] * ( 16 - (uint16_t) alpha[j] ) +
 121                                (uint16_t) lum[j] * (uint16_t) alpha[j] ) >> 4;
 122                     /*
 123                      * Set the chroma (colour) based on whether there is
 124                      * any alpha at all. Don't try to blend with the picture.
 125                      */
 126                     chromaU = getU(buf->data, title->width, title->height,
 127                                    offset_left+j, offset_top+i);
 128
 129                     chromaV = getV(buf->data, title->width, title->height,
 130                                    offset_left+j, offset_top+i);
 131
 132                     if( alpha[j] > 0 )
 133                     {
 134                         /*
 135                          * Add the chroma from the sub-picture, as this is
 136                          * not a transparent element.
 137                          */
 138                         *chromaU = sub_chromaU[j];
 139                         *chromaV = sub_chromaV[j];
 140                     }
 141                 }
 142             }
 143         }
 144
 145         lum   += sub->width;
 146         alpha += sub->width;
 147         sub_chromaU += sub->width;
 148         sub_chromaV += sub->width;
 149         out   += title->width;
 150     }
 151
 152     hb_buffer_close( _sub );
 153 }
 154
 155 int renderWork( hb_work_object_t * w, hb_buffer_t ** buf_in,
 156                 hb_buffer_t ** buf_out )
 157 {
 158     hb_work_private_t * pv = w->private_data;
 159     hb_job_t   * job   = pv->job;
 160     hb_title_t * title = job->title;
 161     hb_buffer_t * in = *buf_in, * buf_tmp_in = *buf_in;
 162     hb_buffer_t * ivtc_buffer = NULL;
 163
 164     if(!in->data)
 165     {
 166         /* If the input buffer is end of stream, send out an empty one
 167          * to the next stage as well. Note that this will result in us
 168          * losing the current contents of the delay queue.
 169          */
 170        *buf_out = hb_buffer_init(0);
 171        return HB_WORK_OK;
 172     }
 173
 174     /*
 175      * During the indepth_scan ditch the buffers here before applying filters or attempting to
 176      * use the subtitles.
 177      */
 178     if( job->indepth_scan )
 179     {
 180         *buf_out = NULL;
 181         return HB_WORK_OK;
 182     }
 183
 184     /* Push subtitles onto queue just in case we need to delay a frame */
 185     if( in->sub )
 186     {
 187         hb_fifo_push( pv->subtitle_queue, in->sub );
 188     }
 189     else
 190     {
 191         hb_fifo_push( pv->subtitle_queue,  hb_buffer_init(0) );
 192     }
 193
 194     /* Setup render buffer */
 195     hb_buffer_t * buf_render = hb_buffer_init( 3 * job->width * job->height / 2 );
 196
 197     /* Cache frame start and stop times, so we can renumber
 198        time stamps if dropping frames for VFR.              */
 199     int i;
 200     for( i = 3; i >= 1; i-- )
 201     {
 202         pv->last_start[i] = pv->last_start[i-1];
 203         pv->last_stop[i] = pv->last_stop[i-1];
 204     }
 205     pv->last_start[0] = in->start;
 206     pv->last_stop[0] = in->stop;
 207
 208     /* Apply filters */
 209     if( job->filters )
 210     {
 211         int filter_count = hb_list_count( job->filters );
 212         int i;
 213
 214         for( i = 0; i < filter_count; i++ )
 215         {
 216             hb_filter_object_t * filter = hb_list_item( job->filters, i );
 217
 218             if( !filter )
 219             {
 220                 continue;
 221             }
 222
 223             hb_buffer_t * buf_tmp_out = NULL;
 224
 225             int result = filter->work( buf_tmp_in,
 226                                        &buf_tmp_out,
 227                                        PIX_FMT_YUV420P,
 228                                        title->width,
 229                                        title->height,
 230                                        filter->private_data );
 231
 232             /*
 233              * FILTER_OK:      set temp buffer to filter buffer, continue
 234              * FILTER_DELAY:   set temp buffer to NULL, abort
 235              * FILTER_DROP:    set temp buffer to NULL, pop subtitle, abort
 236              * FILTER_FAILED:  leave temp buffer alone, continue
 237              */
 238             if( result == FILTER_OK )
 239             {
 240                 buf_tmp_in = buf_tmp_out;
 241             }
 242             else if( result == FILTER_DELAY )
 243             {
 244                 buf_tmp_in = NULL;
 245                 break;
 246             }
 247             else if( result == FILTER_DROP )
 248             {
 249                 hb_fifo_get( pv->subtitle_queue );
 250                 buf_tmp_in = NULL;
 251                 if( job->vfr )
 252                 {
 253                     pv->frames_to_extend += 4;
 254                     pv->dropped_frames++;
 255                 }
 256                 break;
 257             }
 258         }
 259     }
 260
 261     /* Apply subtitles */
 262     if( buf_tmp_in )
 263     {
 264         hb_buffer_t * subtitles = hb_fifo_get( pv->subtitle_queue );
 265         if( subtitles )
 266         {
 267             ApplySub( job, buf_tmp_in, &subtitles );
 268         }
 269     }
 270
 271     /* Apply crop/scale if specified */
 272     if( buf_tmp_in && pv->context )
 273     {
 274         avpicture_fill( &pv->pic_tmp_in, buf_tmp_in->data,
 275                         PIX_FMT_YUV420P,
 276                         title->width, title->height );
 277
 278         avpicture_fill( &pv->pic_tmp_out, buf_render->data,
 279                         PIX_FMT_YUV420P,
 280                         job->width, job->height );
 281
 282         // Crop; this alters the pointer to the data to point to the correct place for cropped frame
 283         av_picture_crop( &pv->pic_tmp_crop, &pv->pic_tmp_in, PIX_FMT_YUV420P,
 284                          job->crop[0], job->crop[2] );
 285
 286         // Scale pic_crop into pic_render according to the context set up in renderInit
 287         sws_scale(pv->context,
 288                   pv->pic_tmp_crop.data, pv->pic_tmp_crop.linesize,
 289                   0, title->height - (job->crop[0] + job->crop[1]),
 290                   pv->pic_tmp_out.data,  pv->pic_tmp_out.linesize);
 291
 292         hb_buffer_copy_settings( buf_render, buf_tmp_in );
 293
 294         buf_tmp_in = buf_render;
 295     }
 296
 297     /* Set output to render buffer */
 298     (*buf_out) = buf_render;
 299
 300     if( buf_tmp_in == NULL )
 301     {
 302         /* Teardown and cleanup buffers if we are emitting NULL */
 303         if( buf_in && *buf_in )
 304         {
 305             hb_buffer_close( buf_in );
 306             *buf_in = NULL;
 307         }
 308         if( buf_out && *buf_out )
 309         {
 310             hb_buffer_close( buf_out );
 311             *buf_out = NULL;
 312         }
 313     }
 314     else if( buf_tmp_in != buf_render )
 315     {
 316         /* Copy temporary results and settings into render buffer */
 317         memcpy( buf_render->data, buf_tmp_in->data, buf_render->size );
 318         hb_buffer_copy_settings( buf_render, buf_tmp_in );
 319     }
 320
 321     if (*buf_out)
 322     {
 323         hb_fifo_push( pv->delay_queue, *buf_out );
 324         *buf_out = NULL;
 325     }
 326
 327     /*
 328      * Keep the last three frames in our queue, this ensures that we have the last
 329      * two always in there should we need to rewrite the durations on them.
 330      */
 331     if( hb_fifo_size( pv->delay_queue ) >= 3 )
 332     {
 333         *buf_out = hb_fifo_get( pv->delay_queue );
 334     }
 335
 336     if( *buf_out )
 337     {
 338         if( pv->frames_to_extend )
 339         {
 340             /*
 341              * A frame's been dropped by VFR detelecine.
 342              * Gotta make up the lost time. This will also
 343              * slow down the video to 23.976fps.
 344              * The dropped frame ran for 3003 ticks, so
 345              * divvy it up amongst the 4 frames left behind.
 346              * This is what the delay_queue is for;
 347              * telecined sequences start 2 frames before
 348              * the dropped frame, so to slow down the right
 349              * ones you need a 2 frame delay between
 350              * reading input and writing output.
 351              */
 352             ivtc_buffer = *buf_out;
 353
 354             /* The 4th cached frame will be the to use. */
 355             ivtc_buffer->start = pv->last_start[3];
 356             ivtc_buffer->stop = pv->last_stop[3];
 357
 358             if (pv->frames_to_extend % 4)
 359                 ivtc_buffer->stop += 751;
 360             else
 361                 ivtc_buffer->stop += 750;
 362
 363             /* Set the 3rd cached frame to start when this one stops,
 364                and to stop 3003 ticks later -- a normal 29.97fps
 365                length frame. If it needs to be extended as well to
 366                make up lost time, it'll be handled on the next
 367                loop through the renderer.                            */
 368             pv->last_start[2] = ivtc_buffer->stop;
 369             pv->last_stop[2] = ivtc_buffer->stop + 3003;
 370
 371             pv->frames_to_extend--;
 372             pv->extended_frames++;
 373         }
 374
 375     }
 376
 377     return HB_WORK_OK;
 378 }
 379
 380 void renderClose( hb_work_object_t * w )
 381 {
 382     hb_work_private_t * pv = w->private_data;
 383
 384     hb_log("render: dropped frames: %i (%i ticks)", pv->dropped_frames, (pv->dropped_frames * 3003) );
 385     hb_log("render: extended frames: %i (%i ticks)", pv->extended_frames, ( ( pv->extended_frames / 4 ) * 3003 ) );
 386     hb_log("render: Lost time: %i frames (%i ticks)", (pv->dropped_frames * 4) - (pv->extended_frames), (pv->dropped_frames * 3003) - ( ( pv->extended_frames / 4 ) * 3003 ) );
 387
 388     /* Cleanup subtitle queue */
 389     if( pv->subtitle_queue )
 390     {
 391         hb_fifo_close( &pv->subtitle_queue );
 392     }
 393
 394     if( pv->delay_queue )
 395     {
 396         hb_fifo_close( &pv->delay_queue );
 397     }
 398
 399     /* Cleanup filters */
 400     /* TODO: Move to work.c? */
 401     if( pv->job->filters )
 402     {
 403         int filter_count = hb_list_count( pv->job->filters );
 404         int i;
 405
 406         for( i = 0; i < filter_count; i++ )
 407         {
 408             hb_filter_object_t * filter = hb_list_item( pv->job->filters, i );
 409
 410             if( !filter ) continue;
 411
 412             filter->close( filter->private_data );
 413         }
 414
 415         hb_list_close( &pv->job->filters );
 416     }
 417
 418     /* Cleanup render work structure */
 419     free( pv );
 420     w->private_data = NULL;
 421 }
 422
 423 int renderInit( hb_work_object_t * w, hb_job_t * job )
 424 {
 425     /* Allocate new private work object */
 426     hb_work_private_t * pv = calloc( 1, sizeof( hb_work_private_t ) );
 427     pv->job = job;
 428     w->private_data = pv;
 429
 430     /* Get title and title size */
 431     hb_title_t * title = job->title;
 432
 433     /* If crop or scale is specified, setup rescale context */
 434     if( job->crop[0] || job->crop[1] || job->crop[2] || job->crop[3] ||
 435         job->width != title->width || job->height != title->height )
 436     {
 437         pv->context = sws_getContext(title->width  - (job->crop[2] + job->crop[3]),
 438                                      title->height - (job->crop[0] + job->crop[1]),
 439                                      PIX_FMT_YUV420P,
 440                                      job->width, job->height, PIX_FMT_YUV420P,
 441                                      (uint16_t)(SWS_LANCZOS|SWS_ACCURATE_RND), NULL, NULL, NULL);
 442     }
 443
 444     /* Setup FIFO queue for subtitle cache */
 445     pv->subtitle_queue = hb_fifo_init( 8 );
 446     pv->delay_queue = hb_fifo_init( 8 );
 447     pv->frames_to_extend = 0;
 448     pv->dropped_frames = 0;
 449     pv->extended_frames = 0;
 450     pv->last_start[0] = 0;
 451     pv->last_stop[0] = 0;
 452
 453     /* Setup filters */
 454     /* TODO: Move to work.c? */
 455     if( job->filters )
 456     {
 457         int filter_count = hb_list_count( job->filters );
 458         int i;
 459
 460         for( i = 0; i < filter_count; i++ )
 461         {
 462             hb_filter_object_t * filter = hb_list_item( job->filters, i );
 463
 464             if( !filter ) continue;
 465
 466             filter->private_data = filter->init( PIX_FMT_YUV420P,
 467                                                  title->width,
 468                                                  title->height,
 469                                                  filter->settings );
 470         }
 471     }
 472
 473     return 0;
 474 }