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 class FFmpegCapture : public bmusb::CaptureInterface
  37 {
  38 public:
  39         FFmpegCapture(const std::string &filename, unsigned width, unsigned height);
  40         ~FFmpegCapture();
  41
  42         void set_card_index(int card_index)
  43         {
  44                 this->card_index = card_index;
  45         }
  46
  47         int get_card_index() const
  48         {
  49                 return card_index;
  50         }
  51
  52         void rewind()
  53         {
  54                 std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mu);
  55                 command_queue.push_back(QueuedCommand { QueuedCommand::REWIND });
  56         }
  57
  58         void change_rate(double new_rate)
  59         {
  60                 std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mu);
  61                 command_queue.push_back(QueuedCommand { QueuedCommand::CHANGE_RATE, new_rate });
  62         }
  63
  64         // CaptureInterface.
  65         void set_video_frame_allocator(bmusb::FrameAllocator *allocator) override
  66         {
  67                 video_frame_allocator = allocator;
  68                 if (owned_video_frame_allocator.get() != allocator) {
  69                         owned_video_frame_allocator.reset();
  70                 }
  71         }
  72
  73         bmusb::FrameAllocator *get_video_frame_allocator() override
  74         {
  75                 return video_frame_allocator;
  76         }
  77
  78         // Does not take ownership.
  79         void set_audio_frame_allocator(bmusb::FrameAllocator *allocator) override
  80         {
  81                 audio_frame_allocator = allocator;
  82                 if (owned_audio_frame_allocator.get() != allocator) {
  83                         owned_audio_frame_allocator.reset();
  84                 }
  85         }
  86
  87         bmusb::FrameAllocator *get_audio_frame_allocator() override
  88         {
  89                 return audio_frame_allocator;
  90         }
  91
  92         void set_frame_callback(bmusb::frame_callback_t callback) override
  93         {
  94                 frame_callback = callback;
  95         }
  96
  97         // Used to get precise information about the Y'CbCr format used
  98         // for a given frame. Only valid to call during the frame callback,
  99         // and only when receiving a frame with pixel format PixelFormat_8BitYCbCrPlanar.
 100         movit::YCbCrFormat get_current_frame_ycbcr_format() const
 101         {
 102                 return current_frame_ycbcr_format;
 103         }
 104
 105         void set_dequeue_thread_callbacks(std::function<void()> init, std::function<void()> cleanup) override
 106         {
 107                 dequeue_init_callback = init;
 108                 dequeue_cleanup_callback = cleanup;
 109                 has_dequeue_callbacks = true;
 110         }
 111
 112         std::string get_description() const override
 113         {
 114                 return description;
 115         }
 116
 117         void configure_card() override;
 118         void start_bm_capture() override;
 119         void stop_dequeue_thread() override;
 120         bool get_disconnected() const override { return false; }  // We never unplug.
 121
 122         std::map<uint32_t, bmusb::VideoMode> get_available_video_modes() const;
 123         void set_video_mode(uint32_t video_mode_id) override {}  // Ignore.
 124         uint32_t get_current_video_mode() const override { return 0; }
 125
 126         std::set<bmusb::PixelFormat> get_available_pixel_formats() const override {
 127                 return std::set<bmusb::PixelFormat>{ bmusb::PixelFormat_8BitBGRA, bmusb::PixelFormat_8BitYCbCrPlanar };
 128         }
 129         void set_pixel_format(bmusb::PixelFormat pixel_format) override {
 130                 this->pixel_format = pixel_format;
 131         }
 132         bmusb::PixelFormat get_current_pixel_format() const override {
 133                 return pixel_format;
 134         }
 135
 136         std::map<uint32_t, std::string> get_available_video_inputs() const override {
 137                 return { { 0, "Auto" } }; }
 138         void set_video_input(uint32_t video_input_id) override {}  // Ignore.
 139         uint32_t get_current_video_input() const override { return 0; }
 140
 141         std::map<uint32_t, std::string> get_available_audio_inputs() const override {
 142                 return { { 0, "Embedded" } };
 143         }
 144         void set_audio_input(uint32_t audio_input_id) override {}  // Ignore.
 145         uint32_t get_current_audio_input() const override { return 0; }
 146
 147 private:
 148         void producer_thread_func();
 149         void send_disconnected_frame();
 150         bool play_video(const std::string &pathname);
 151         void internal_rewind();
 152
 153         std::string description, filename;
 154         uint16_t timecode = 0;
 155         unsigned width, height;
 156         bmusb::PixelFormat pixel_format = bmusb::PixelFormat_8BitBGRA;
 157         movit::YCbCrFormat current_frame_ycbcr_format;
 158         bool running = false;
 159         int card_index = -1;
 160
 161         bool has_dequeue_callbacks = false;
 162         std::function<void()> dequeue_init_callback = nullptr;
 163         std::function<void()> dequeue_cleanup_callback = nullptr;
 164
 165         bmusb::FrameAllocator *video_frame_allocator = nullptr;
 166         bmusb::FrameAllocator *audio_frame_allocator = nullptr;
 167         std::unique_ptr<bmusb::FrameAllocator> owned_video_frame_allocator;
 168         std::unique_ptr<bmusb::FrameAllocator> owned_audio_frame_allocator;
 169         bmusb::frame_callback_t frame_callback = nullptr;
 170
 171         QuittableSleeper producer_thread_should_quit;
 172         std::thread producer_thread;
 173
 174         int64_t pts_origin, last_pts;
 175         std::chrono::steady_clock::time_point start, next_frame_start;
 176
 177         std::mutex queue_mu;
 178         struct QueuedCommand {
 179                 enum Command { REWIND, CHANGE_RATE } command;
 180                 double new_rate;  // For CHANGE_RATE.
 181         };
 182         std::vector<QueuedCommand> command_queue;  // Protected by <queue_mu>.
 183 };
 184
 185 #endif  // !defined(_FFMPEG_CAPTURE_H)