seperated out the C-based VP3 DSP functions into a different file; also
[ffmpeg.git] / output_example.c
1 /*
2  * Libavformat API example: Output a media file in any supported
3  * libavformat format. The default codecs are used.
4  * 
5  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
6  * 
7  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
8  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
9  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
10  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
11  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
12  * furnished to do so, subject to the following conditions:
13  * 
14  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
15  * all copies or substantial portions of the Software.
16  * 
17  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
18  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
19  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
20  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
21  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
22  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
23  * THE SOFTWARE.  
24  */
25 #include <stdlib.h>
26 #include <stdio.h>
27 #include <string.h>
28 #include <math.h>
29
30 #ifndef M_PI
31 #define M_PI 3.1415926535897931
32 #endif
33
34 #include "avformat.h"
35
36 /* 5 seconds stream duration */
37 #define STREAM_DURATION   5.0
38 #define STREAM_FRAME_RATE 25 /* 25 images/s */
39 #define STREAM_NB_FRAMES  ((int)(STREAM_DURATION * STREAM_FRAME_RATE))
40
41 /**************************************************************/
42 /* audio output */
43
44 float t, tincr, tincr2;
45 int16_t *samples;
46 uint8_t *audio_outbuf;
47 int audio_outbuf_size;
48 int audio_input_frame_size;
49
50 /* 
51  * add an audio output stream
52  */
53 AVStream *add_audio_stream(AVFormatContext *oc, int codec_id)
54 {
55     AVCodecContext *c;
56     AVStream *st;
57
58     st = av_new_stream(oc, 1);
59     if (!st) {
60         fprintf(stderr, "Could not alloc stream\n");
61         exit(1);
62     }
63
64     c = &st->codec;
65     c->codec_id = codec_id;
66     c->codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
67
68     /* put sample parameters */
69     c->bit_rate = 64000;
70     c->sample_rate = 44100;
71     c->channels = 2;
72     return st;
73 }
74
75 void open_audio(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
76 {
77     AVCodecContext *c;
78     AVCodec *codec;
79
80     c = &st->codec;
81
82     /* find the audio encoder */
83     codec = avcodec_find_encoder(c->codec_id);
84     if (!codec) {
85         fprintf(stderr, "codec not found\n");
86         exit(1);
87     }
88
89     /* open it */
90     if (avcodec_open(c, codec) < 0) {
91         fprintf(stderr, "could not open codec\n");
92         exit(1);
93     }
94
95     /* init signal generator */
96     t = 0;
97     tincr = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate;
98     /* increment frequency by 110 Hz per second */
99     tincr2 = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate / c->sample_rate;
100
101     audio_outbuf_size = 10000;
102     audio_outbuf = malloc(audio_outbuf_size);
103
104     /* ugly hack for PCM codecs (will be removed ASAP with new PCM
105        support to compute the input frame size in samples */
106     if (c->frame_size <= 1) {
107         audio_input_frame_size = audio_outbuf_size / c->channels;
108         switch(st->codec.codec_id) {
109         case CODEC_ID_PCM_S16LE:
110         case CODEC_ID_PCM_S16BE:
111         case CODEC_ID_PCM_U16LE:
112         case CODEC_ID_PCM_U16BE:
113             audio_input_frame_size >>= 1;
114             break;
115         default:
116             break;
117         }
118     } else {
119         audio_input_frame_size = c->frame_size;
120     }
121     samples = malloc(audio_input_frame_size * 2 * c->channels);
122 }
123
124 /* prepare a 16 bit dummy audio frame of 'frame_size' samples and
125    'nb_channels' channels */
126 void get_audio_frame(int16_t *samples, int frame_size, int nb_channels)
127 {
128     int j, i, v;
129     int16_t *q;
130
131     q = samples;
132     for(j=0;j<frame_size;j++) {
133         v = (int)(sin(t) * 10000);
134         for(i = 0; i < nb_channels; i++)
135             *q++ = v;
136         t += tincr;
137         tincr += tincr2;
138     }
139 }
140
141 void write_audio_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
142 {
143     int out_size;
144     AVCodecContext *c;
145
146
147     c = &st->codec;
148
149     get_audio_frame(samples, audio_input_frame_size, c->channels);
150
151     out_size = avcodec_encode_audio(c, audio_outbuf, audio_outbuf_size, samples);
152
153     /* write the compressed frame in the media file */
154     if (av_write_frame(oc, st->index, audio_outbuf, out_size) != 0) {
155         fprintf(stderr, "Error while writing audio frame\n");
156         exit(1);
157     }
158 }
159
160 void close_audio(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
161 {
162     avcodec_close(&st->codec);
163     
164     av_free(samples);
165     av_free(audio_outbuf);
166 }
167
168 /**************************************************************/
169 /* video output */
170
171 AVFrame *picture, *tmp_picture;
172 uint8_t *video_outbuf;
173 int frame_count, video_outbuf_size;
174
175 /* add a video output stream */
176 AVStream *add_video_stream(AVFormatContext *oc, int codec_id)
177 {
178     AVCodecContext *c;
179     AVStream *st;
180
181     st = av_new_stream(oc, 0);
182     if (!st) {
183         fprintf(stderr, "Could not alloc stream\n");
184         exit(1);
185     }
186     
187     c = &st->codec;
188     c->codec_id = codec_id;
189     c->codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
190
191     /* put sample parameters */
192     c->bit_rate = 400000;
193     /* resolution must be a multiple of two */
194     c->width = 352;  
195     c->height = 288;
196     /* frames per second */
197     c->frame_rate = STREAM_FRAME_RATE;  
198     c->frame_rate_base = 1;
199     c->gop_size = 12; /* emit one intra frame every twelve frames at most */
200     if (c->codec_id == CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
201         /* just for testing, we also add B frames */
202         c->max_b_frames = 2;
203     }
204     if (c->codec_id == CODEC_ID_MPEG1VIDEO){
205         /* needed to avoid using macroblocks in which some coeffs overflow 
206            this doesnt happen with normal video, it just happens here as the 
207            motion of the chroma plane doesnt match the luma plane */
208         c->mb_decision=2;
209     }
210     // some formats want stream headers to be seperate
211     if(!strcmp(oc->oformat->name, "mp4") || !strcmp(oc->oformat->name, "mov") || !strcmp(oc->oformat->name, "3gp"))
212         c->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
213     
214     return st;
215 }
216
217 AVFrame *alloc_picture(int pix_fmt, int width, int height)
218 {
219     AVFrame *picture;
220     uint8_t *picture_buf;
221     int size;
222     
223     picture = avcodec_alloc_frame();
224     if (!picture)
225         return NULL;
226     size = avpicture_get_size(pix_fmt, width, height);
227     picture_buf = malloc(size);
228     if (!picture_buf) {
229         av_free(picture);
230         return NULL;
231     }
232     avpicture_fill((AVPicture *)picture, picture_buf, 
233                    pix_fmt, width, height);
234     return picture;
235 }
236     
237 void open_video(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
238 {
239     AVCodec *codec;
240     AVCodecContext *c;
241
242     c = &st->codec;
243
244     /* find the video encoder */
245     codec = avcodec_find_encoder(c->codec_id);
246     if (!codec) {
247         fprintf(stderr, "codec not found\n");
248         exit(1);
249     }
250
251     /* open the codec */
252     if (avcodec_open(c, codec) < 0) {
253         fprintf(stderr, "could not open codec\n");
254         exit(1);
255     }
256
257     video_outbuf = NULL;
258     if (!(oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE)) {
259         /* allocate output buffer */
260         /* XXX: API change will be done */
261         video_outbuf_size = 200000;
262         video_outbuf = malloc(video_outbuf_size);
263     }
264
265     /* allocate the encoded raw picture */
266     picture = alloc_picture(c->pix_fmt, c->width, c->height);
267     if (!picture) {
268         fprintf(stderr, "Could not allocate picture\n");
269         exit(1);
270     }
271
272     /* if the output format is not YUV420P, then a temporary YUV420P
273        picture is needed too. It is then converted to the required
274        output format */
275     tmp_picture = NULL;
276     if (c->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) {
277         tmp_picture = alloc_picture(PIX_FMT_YUV420P, c->width, c->height);
278         if (!tmp_picture) {
279             fprintf(stderr, "Could not allocate temporary picture\n");
280             exit(1);
281         }
282     }
283 }
284
285 /* prepare a dummy image */
286 void fill_yuv_image(AVFrame *pict, int frame_index, int width, int height)
287 {
288     int x, y, i;
289
290     i = frame_index;
291
292     /* Y */
293     for(y=0;y<height;y++) {
294         for(x=0;x<width;x++) {
295             pict->data[0][y * pict->linesize[0] + x] = x + y + i * 3;
296         }
297     }
298     
299     /* Cb and Cr */
300     for(y=0;y<height/2;y++) {
301         for(x=0;x<width/2;x++) {
302             pict->data[1][y * pict->linesize[1] + x] = 128 + y + i * 2;
303             pict->data[2][y * pict->linesize[2] + x] = 64 + x + i * 5;
304         }
305     }
306 }
307
308 void write_video_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
309 {
310     int out_size, ret;
311     AVCodecContext *c;
312     AVFrame *picture_ptr;
313     
314     c = &st->codec;
315     
316     if (frame_count >= STREAM_NB_FRAMES) {
317         /* no more frame to compress. The codec has a latency of a few
318            frames if using B frames, so we get the last frames by
319            passing a NULL picture */
320         picture_ptr = NULL;
321     } else {
322         if (c->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) {
323             /* as we only generate a YUV420P picture, we must convert it
324                to the codec pixel format if needed */
325             fill_yuv_image(tmp_picture, frame_count, c->width, c->height);
326             img_convert((AVPicture *)picture, c->pix_fmt, 
327                         (AVPicture *)tmp_picture, PIX_FMT_YUV420P,
328                         c->width, c->height);
329         } else {
330             fill_yuv_image(picture, frame_count, c->width, c->height);
331         }
332         picture_ptr = picture;
333     }
334
335     
336     if (oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE) {
337         /* raw video case. The API will change slightly in the near
338            futur for that */
339         ret = av_write_frame(oc, st->index, 
340                        (uint8_t *)picture_ptr, sizeof(AVPicture));
341     } else {
342         /* encode the image */
343         out_size = avcodec_encode_video(c, video_outbuf, video_outbuf_size, picture_ptr);
344         /* if zero size, it means the image was buffered */
345         if (out_size != 0) {
346             /* write the compressed frame in the media file */
347             /* XXX: in case of B frames, the pts is not yet valid */
348             ret = av_write_frame(oc, st->index, video_outbuf, out_size);
349         } else {
350             ret = 0;
351         }
352     }
353     if (ret != 0) {
354         fprintf(stderr, "Error while writing video frame\n");
355         exit(1);
356     }
357     frame_count++;
358 }
359
360 void close_video(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
361 {
362     avcodec_close(&st->codec);
363     av_free(picture->data[0]);
364     av_free(picture);
365     if (tmp_picture) {
366         av_free(tmp_picture->data[0]);
367         av_free(tmp_picture);
368     }
369     av_free(video_outbuf);
370 }
371
372 /**************************************************************/
373 /* media file output */
374
375 int main(int argc, char **argv)
376 {
377     const char *filename;
378     AVOutputFormat *fmt;
379     AVFormatContext *oc;
380     AVStream *audio_st, *video_st;
381     double audio_pts, video_pts;
382     int i;
383
384     /* initialize libavcodec, and register all codecs and formats */
385     av_register_all();
386     
387     if (argc != 2) {
388         printf("usage: %s output_file\n"
389                "API example program to output a media file with libavformat.\n"
390                "The output format is automatically guessed according to the file extension.\n"
391                "Raw images can also be output by using '%%d' in the filename\n"
392                "\n", argv[0]);
393         exit(1);
394     }
395     
396     filename = argv[1];
397
398     /* auto detect the output format from the name. default is
399        mpeg. */
400     fmt = guess_format(NULL, filename, NULL);
401     if (!fmt) {
402         printf("Could not deduce output format from file extension: using MPEG.\n");
403         fmt = guess_format("mpeg", NULL, NULL);
404     }
405     if (!fmt) {
406         fprintf(stderr, "Could not find suitable output format\n");
407         exit(1);
408     }
409     
410     /* allocate the output media context */
411     oc = av_alloc_format_context();
412     if (!oc) {
413         fprintf(stderr, "Memory error\n");
414         exit(1);
415     }
416     oc->oformat = fmt;
417     snprintf(oc->filename, sizeof(oc->filename), "%s", filename);
418
419     /* add the audio and video streams using the default format codecs
420        and initialize the codecs */
421     video_st = NULL;
422     audio_st = NULL;
423     if (fmt->video_codec != CODEC_ID_NONE) {
424         video_st = add_video_stream(oc, fmt->video_codec);
425     }
426     if (fmt->audio_codec != CODEC_ID_NONE) {
427         audio_st = add_audio_stream(oc, fmt->audio_codec);
428     }
429
430     /* set the output parameters (must be done even if no
431        parameters). */
432     if (av_set_parameters(oc, NULL) < 0) {
433         fprintf(stderr, "Invalid output format parameters\n");
434         exit(1);
435     }
436
437     dump_format(oc, 0, filename, 1);
438
439     /* now that all the parameters are set, we can open the audio and
440        video codecs and allocate the necessary encode buffers */
441     if (video_st)
442         open_video(oc, video_st);
443     if (audio_st)
444         open_audio(oc, audio_st);
445
446     /* open the output file, if needed */
447     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
448         if (url_fopen(&oc->pb, filename, URL_WRONLY) < 0) {
449             fprintf(stderr, "Could not open '%s'\n", filename);
450             exit(1);
451         }
452     }
453     
454     /* write the stream header, if any */
455     av_write_header(oc);
456     
457     for(;;) {
458         /* compute current audio and video time */
459         if (audio_st)
460             audio_pts = (double)audio_st->pts.val * oc->pts_num / oc->pts_den;
461         else
462             audio_pts = 0.0;
463         
464         if (video_st)
465             video_pts = (double)video_st->pts.val * oc->pts_num / oc->pts_den;
466         else
467             video_pts = 0.0;
468
469         if ((!audio_st || audio_pts >= STREAM_DURATION) && 
470             (!video_st || video_pts >= STREAM_DURATION))
471             break;
472         
473         /* write interleaved audio and video frames */
474         if (!video_st || (video_st && audio_st && audio_pts < video_pts)) {
475             write_audio_frame(oc, audio_st);
476         } else {
477             write_video_frame(oc, video_st);
478         }
479     }
480
481     /* close each codec */
482     if (video_st)
483         close_video(oc, video_st);
484     if (audio_st)
485         close_audio(oc, audio_st);
486
487     /* write the trailer, if any */
488     av_write_trailer(oc);
489     
490     /* free the streams */
491     for(i = 0; i < oc->nb_streams; i++) {
492         av_freep(&oc->streams[i]);
493     }
494
495     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
496         /* close the output file */
497         url_fclose(&oc->pb);
498     }
499
500     /* free the stream */
501     av_free(oc);
502
503     return 0;
504 }