GStreamer Metalとは？
GStreamer Metal（gst-vf-metal）は、macOSおよびiOS向けの一般的なCPU依存ビデオエレメントのMetalベース実装を提供するプロフェッショナルグレードのGStreamerプラグインです。AppleのMetalフレームワークとコンピュートシェーダーにより、最小限のCPUオーバーヘッドでリアルタイムビデオ処理を実現し、大幅なパフォーマンス向上を提供します。
ゼロコピーアーキテクチャ
CVMetalTextureCacheが冗長なCPU-GPUコピーを排除。エレメントはアイデンティティ/デフォルト値で構成された場合、自動的にGPU作業をスキップします。
シングルパスGPU処理
すべてのフィルターエフェクト（明るさ、コントラスト、色相、クロマキー、LUTなど）が1回のGPUディスパッチで適用 — エフェクト間の中間フレームバッファなし。
ミックスフォーマット合成
コンポジターは異種入力フォーマット（例：BGRA + NV12の同時使用）を自動フォーマット変換付きで受け入れます。
6つのピクセルフォーマット
エレメントスイート全体でBGRA、RGBA、NV12、I420、UYVY、YUY2ピクセルフォーマットをサポート。
GPUアクセラレーションエレメント
vfmetalcompositor
マルチ入力ビデオミキシングと合成
- パッドごとの位置、スケーリング、アルファ、Zオーダー
- ブレンドモード：source、over、add
- ミックスフォーマット入力（BGRA + NV12の同時使用）
- アスペクト比保持付きサイジングポリシー
vfmetalvideosink
ハードウェアアクセラレーションビデオレンダラーとディスプレイ
- GstVideoOverlayおよびGstNavigationサポート
- アスペクト比保持付き自動ウィンドウ作成
- マウス/キーボードイベントフォワーディング
- BGRA、RGBA、NV12、I420フォーマット
vfmetalvideofilter
単一エレメントに15のGPUアクセラレーションビジュアルエフェクト
- カラー：明るさ、コントラスト、彩度、色相、ガンマ
- エフェクト：シャープネス/ブラー、セピア、反転、ノイズ、ビネット
- クロマキー（グリーンスクリーン）トレランス制御付き
- 3D LUTカラーグレーディング（.cubeおよび.pngフォーマット）
vfmetalconvertscale
フォーマット変換とスケーリングの統合
- 全6フォーマットペアをサポート（例：NV12→BGRA、UYVY→I420）
- バイリニアおよびニアレストネイバー補間
- カスタムボーダーカラー付きレターボックス
- videoconvertとvideoscaleの両方を置換
vfmetaltransform
幾何学的変換
- 8つの回転・反転メソッド
- エッジごとのクロッピング
- 変換不要時のアイデンティティパススルー
- BGRA、RGBA、NV12、I420フォーマット
vfmetaldeinterlace
GPUアクセラレーションインターレース除去
- Bob、weave、linear、greedy-Hアルゴリズム
- モーションアダプティブデインターレース（greedy-H）
- 自動/手動フィールドオーダー検出
- BGRA、RGBA、NV12、I420フォーマット
vfmetaloverlay
画像合成オーバーレイ
- PNGおよびJPEGオーバーレイサポート
- 絶対および相対ポジショニング
- アルファブレンディング付きカスタムサイジング
- BGRA、RGBA、NV12、I420フォーマット
15のビデオエフェクト
すべてのエフェクトは単一のGPUパスで適用され、GstControllerを介してアニメーション可能：
明るさ調整（-1〜1）
コントラスト制御（0〜2）
色彩度（0〜2）
色相回転（-1〜1）
ガンマ補正（0.01〜10）
シャープネスとブラー（-1〜1）
セピアトーンエフェクト（0〜1）
色反転
ノイズ/グレインオーバーレイ（0〜1）
ビネット暗化（0〜1）
クロマキー（グリーンスクリーン除去）
クロマキーエッジトレランス
クロマキーエッジスムーズネス
.cubeファイルによる3D LUTグレーディング（DaVinci Resolve/Adobe）
.pngストリップファイルによる3D LUTグレーディング
プラットフォームサポート
macOS
13.0+（Ventura）
ダイナミックライブラリ（gstvfmetal.dylib）
iOS
14.0+
スタティックライブラリ（libgstvfmetal.a）
よくある質問
GStreamer Metalとは何ですか？
GStreamer Metalは、macOSおよびiOS向けのGPUアクセラレーションビデオ処理エレメントを提供するオープンソースのGStreamerプラグインです。AppleのMetalフレームワークとコンピュートシェーダーを使用して、CPU依存のビデオ操作を置き換え、合成、色補正、フォーマット変換、デインターレースなどのタスクで大幅に優れたパフォーマンスを提供します。
どのプラットフォームがサポートされていますか？
GStreamer MetalはmacOS 13.0（Ventura）以降およびiOS 14.0以降をサポートしています。macOSではダイナミックライブラリ（gstvfmetal.dylib）としてビルドされ、iOSでは登録ヘッダー付きのスタティックライブラリ（libgstvfmetal.a）としてビルドされます。
どのピクセルフォーマットがサポートされていますか？
このプラグインは6つのピクセルフォーマットをサポートしています：BGRA、RGBA、NV12、I420、UYVY、YUY2。ほとんどのエレメントはBGRA、RGBA、NV12、I420をサポートし、vfmetalconvertscaleは最大限の変換柔軟性のために6つすべてのフォーマットをサポートします。
プラグインのインストール方法は？
GitHubリポジトリをクローンし、macOS用の付属ビルドスクリプト（./build.sh）を実行します。iOS用にはCMakeベースのクロスコンパイルセットアップを使用します。生成されたライブラリはGStreamerプラグインパスに配置することで自動検出されます。
無料ですか？ライセンスは？
はい、GStreamer Metalは完全に無料でオープンソースであり、GNU Library General Public License v2（LGPL v2）の下でリリースされています。ライセンス料なしで、オープンソースおよび商用アプリケーションの両方で使用できます。
どのGStreamerエレメントが含まれていますか？
このプラグインは7つのGPUアクセラレーションエレメントを提供します：vfmetalcompositor（ビデオミキシング）、vfmetalvideosink（ディスプレイ）、vfmetalvideofilter（15のビジュアルエフェクト）、vfmetalconvertscale（フォーマット変換とスケーリング）、vfmetaltransform（回転/反転/クロッピング）、vfmetaldeinterlace（インターレース除去）、vfmetaloverlay（画像合成）。
iOSアプリで使用できますか？
はい。iOS用では、プラグインはスタティック登録用のgstvfmetal_static.hヘッダー付きスタティックライブラリ（libgstvfmetal.a）としてビルドされます。GStreamer iOS SDKと統合し、iOSで一般的に使用されるビデオフォーマットをサポートします。
GPU処理はCPUベースのエレメントと比較してどうですか？
GPUアクセラレーション処理は、CPUベースのGStreamerエレメントと比較して大幅なパフォーマンス向上を提供します。ゼロコピーアーキテクチャとシングルパス処理により、データ転送とフレームバッファリングが最小化されます。エレメントはアイデンティティ値でGPU作業を自動的にバイパスし、処理が不要な場合のオーバーヘッドをゼロにします。