git.sesse.net Git - nageru/blob - ffmpeg_capture.h

   1 #ifndef _FFMPEG_CAPTURE_H
   2 #define _FFMPEG_CAPTURE_H 1
   3
   4 // FFmpegCapture looks much like a capture card, but the frames it spits out
   5 // come from a video in real time, looping. Because it decodes the video using
   6 // FFmpeg (thus the name), this means it can handle a very wide array of video
   7 // formats, and also things like network streaming and V4L capture, but it is
   8 // also significantly less integrated and optimized than the regular capture
   9 // cards. In particular, the frames are always scaled and converted to 8-bit
  10 // RGBA on the CPU before being sent on to the GPU.
  11 //
  12 // Since we don't really know much about the video when building the chains,
  13 // there are some limitations. In particular, frames are always assumed to be
  14 // sRGB even if the video container says something else. We could probably
  15 // try to load the video on startup and pick out the parameters at that point,
  16 // but it would require some more plumbing, and it would also fail if the file
  17 // changes parameters midway, which is allowed in some formats.
  18 //
  19 // There is currently no audio support.
  20
  21 #include <assert.h>
  22 #include <stdint.h>
  23 #include <functional>
  24 #include <map>
  25 #include <memory>
  26 #include <mutex>
  27 #include <set>
  28 #include <string>
  29 #include <thread>
  30
  31 #include <movit/ycbcr.h>
  32
  33 #include "bmusb/bmusb.h"
  34 #include "quittable_sleeper.h"
  35
  36 struct AVFormatContext;
  37
  38 class FFmpegCapture : public bmusb::CaptureInterface
  39 {
  40 public:
  41         FFmpegCapture(const std::string &filename, unsigned width, unsigned height);
  42         ~FFmpegCapture();
  43
  44         void set_card_index(int card_index)
  45         {
  46                 this->card_index = card_index;
  47         }
  48
  49         int get_card_index() const
  50         {
  51                 return card_index;
  52         }
  53
  54         void rewind()
  55         {
  56                 std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mu);
  57                 command_queue.push_back(QueuedCommand { QueuedCommand::REWIND });
  58         }
  59
  60         void change_rate(double new_rate)
  61         {
  62                 std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mu);
  63                 command_queue.push_back(QueuedCommand { QueuedCommand::CHANGE_RATE, new_rate });
  64         }
  65
  66         // CaptureInterface.
  67         void set_video_frame_allocator(bmusb::FrameAllocator *allocator) override
  68         {
  69                 video_frame_allocator = allocator;
  70                 if (owned_video_frame_allocator.get() != allocator) {
  71                         owned_video_frame_allocator.reset();
  72                 }
  73         }
  74
  75         bmusb::FrameAllocator *get_video_frame_allocator() override
  76         {
  77                 return video_frame_allocator;
  78         }
  79
  80         // Does not take ownership.
  81         void set_audio_frame_allocator(bmusb::FrameAllocator *allocator) override
  82         {
  83                 audio_frame_allocator = allocator;
  84                 if (owned_audio_frame_allocator.get() != allocator) {
  85                         owned_audio_frame_allocator.reset();
  86                 }
  87         }
  88
  89         bmusb::FrameAllocator *get_audio_frame_allocator() override
  90         {
  91                 return audio_frame_allocator;
  92         }
  93
  94         void set_frame_callback(bmusb::frame_callback_t callback) override
  95         {
  96                 frame_callback = callback;
  97         }
  98
  99         // Used to get precise information about the Y'CbCr format used
 100         // for a given frame. Only valid to call during the frame callback,
 101         // and only when receiving a frame with pixel format PixelFormat_8BitYCbCrPlanar.
 102         movit::YCbCrFormat get_current_frame_ycbcr_format() const
 103         {
 104                 return current_frame_ycbcr_format;
 105         }
 106
 107         void set_dequeue_thread_callbacks(std::function<void()> init, std::function<void()> cleanup) override
 108         {
 109                 dequeue_init_callback = init;
 110                 dequeue_cleanup_callback = cleanup;
 111                 has_dequeue_callbacks = true;
 112         }
 113
 114         std::string get_description() const override
 115         {
 116                 return description;
 117         }
 118
 119         void configure_card() override;
 120         void start_bm_capture() override;
 121         void stop_dequeue_thread() override;
 122         bool get_disconnected() const override { return false; }  // We never unplug.
 123
 124         std::map<uint32_t, bmusb::VideoMode> get_available_video_modes() const;
 125         void set_video_mode(uint32_t video_mode_id) override {}  // Ignore.
 126         uint32_t get_current_video_mode() const override { return 0; }
 127
 128         std::set<bmusb::PixelFormat> get_available_pixel_formats() const override {
 129                 return std::set<bmusb::PixelFormat>{ bmusb::PixelFormat_8BitBGRA, bmusb::PixelFormat_8BitYCbCrPlanar };
 130         }
 131         void set_pixel_format(bmusb::PixelFormat pixel_format) override {
 132                 this->pixel_format = pixel_format;
 133         }
 134         bmusb::PixelFormat get_current_pixel_format() const override {
 135                 return pixel_format;
 136         }
 137
 138         std::map<uint32_t, std::string> get_available_video_inputs() const override {
 139                 return { { 0, "Auto" } }; }
 140         void set_video_input(uint32_t video_input_id) override {}  // Ignore.
 141         uint32_t get_current_video_input() const override { return 0; }
 142
 143         std::map<uint32_t, std::string> get_available_audio_inputs() const override {
 144                 return { { 0, "Embedded" } };
 145         }
 146         void set_audio_input(uint32_t audio_input_id) override {}  // Ignore.
 147         uint32_t get_current_audio_input() const override { return 0; }
 148
 149 private:
 150         void producer_thread_func();
 151         void send_disconnected_frame();
 152         bool play_video(const std::string &pathname);
 153         void internal_rewind();
 154
 155         // Returns true if there was an error.
 156         bool process_queued_commands(AVFormatContext *format_ctx, const std::string &pathname, timespec last_modified);
 157
 158         std::string description, filename;
 159         uint16_t timecode = 0;
 160         unsigned width, height;
 161         bmusb::PixelFormat pixel_format = bmusb::PixelFormat_8BitBGRA;
 162         movit::YCbCrFormat current_frame_ycbcr_format;
 163         bool running = false;
 164         int card_index = -1;
 165         double rate = 1.0;
 166
 167         bool has_dequeue_callbacks = false;
 168         std::function<void()> dequeue_init_callback = nullptr;
 169         std::function<void()> dequeue_cleanup_callback = nullptr;
 170
 171         bmusb::FrameAllocator *video_frame_allocator = nullptr;
 172         bmusb::FrameAllocator *audio_frame_allocator = nullptr;
 173         std::unique_ptr<bmusb::FrameAllocator> owned_video_frame_allocator;
 174         std::unique_ptr<bmusb::FrameAllocator> owned_audio_frame_allocator;
 175         bmusb::frame_callback_t frame_callback = nullptr;
 176
 177         QuittableSleeper producer_thread_should_quit;
 178         std::thread producer_thread;
 179
 180         int64_t pts_origin, last_pts;
 181         std::chrono::steady_clock::time_point start, next_frame_start;
 182
 183         std::mutex queue_mu;
 184         struct QueuedCommand {
 185                 enum Command { REWIND, CHANGE_RATE } command;
 186                 double new_rate;  // For CHANGE_RATE.
 187         };
 188         std::vector<QueuedCommand> command_queue;  // Protected by <queue_mu>.
 189 };
 190
 191 #endif  // !defined(_FFMPEG_CAPTURE_H)