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 // (which would probably also allow us to send Y'CbCr video through without
  17 // CPU conversion), but it would require some more plumbing, and it would also
  18 // fail if the file changes parameters midway, which is allowed in some formats.
  19 //
  20 // There is currently no audio support.
  21
  22 #include <assert.h>
  23 #include <stdint.h>
  24 #include <functional>
  25 #include <map>
  26 #include <memory>
  27 #include <mutex>
  28 #include <set>
  29 #include <string>
  30 #include <thread>
  31
  32 #include <movit/ycbcr.h>
  33
  34 #include "bmusb/bmusb.h"
  35 #include "quittable_sleeper.h"
  36
  37 class FFmpegCapture : public bmusb::CaptureInterface
  38 {
  39 public:
  40         FFmpegCapture(const std::string &filename, unsigned width, unsigned height);
  41         ~FFmpegCapture();
  42
  43         void set_card_index(int card_index)
  44         {
  45                 this->card_index = card_index;
  46         }
  47
  48         int get_card_index() const
  49         {
  50                 return card_index;
  51         }
  52
  53         void rewind()
  54         {
  55                 std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mu);
  56                 command_queue.push_back(QueuedCommand { QueuedCommand::REWIND });
  57         }
  58
  59         void change_rate(double new_rate)
  60         {
  61                 std::lock_guard<std::mutex> lock(queue_mu);
  62                 command_queue.push_back(QueuedCommand { QueuedCommand::CHANGE_RATE, new_rate });
  63         }
  64
  65         // CaptureInterface.
  66         void set_video_frame_allocator(bmusb::FrameAllocator *allocator) override
  67         {
  68                 video_frame_allocator = allocator;
  69                 if (owned_video_frame_allocator.get() != allocator) {
  70                         owned_video_frame_allocator.reset();
  71                 }
  72         }
  73
  74         bmusb::FrameAllocator *get_video_frame_allocator() override
  75         {
  76                 return video_frame_allocator;
  77         }
  78
  79         // Does not take ownership.
  80         void set_audio_frame_allocator(bmusb::FrameAllocator *allocator) override
  81         {
  82                 audio_frame_allocator = allocator;
  83                 if (owned_audio_frame_allocator.get() != allocator) {
  84                         owned_audio_frame_allocator.reset();
  85                 }
  86         }
  87
  88         bmusb::FrameAllocator *get_audio_frame_allocator() override
  89         {
  90                 return audio_frame_allocator;
  91         }
  92
  93         void set_frame_callback(bmusb::frame_callback_t callback) override
  94         {
  95                 frame_callback = callback;
  96         }
  97
  98         // Used to get precise information about the Y'CbCr format used
  99         // for a given frame. Only valid to call during the frame callback,
 100         // and only when receiving a frame with pixel format PixelFormat_8BitYCbCrPlanar.
 101         movit::YCbCrFormat get_current_frame_ycbcr_format() const
 102         {
 103                 return current_frame_ycbcr_format;
 104         }
 105
 106         void set_dequeue_thread_callbacks(std::function<void()> init, std::function<void()> cleanup) override
 107         {
 108                 dequeue_init_callback = init;
 109                 dequeue_cleanup_callback = cleanup;
 110                 has_dequeue_callbacks = true;
 111         }
 112
 113         std::string get_description() const override
 114         {
 115                 return description;
 116         }
 117
 118         void configure_card() override;
 119         void start_bm_capture() override;
 120         void stop_dequeue_thread() override;
 121         bool get_disconnected() const override { return false; }  // We never unplug.
 122
 123         std::map<uint32_t, bmusb::VideoMode> get_available_video_modes() const;
 124         void set_video_mode(uint32_t video_mode_id) override {}  // Ignore.
 125         uint32_t get_current_video_mode() const override { return 0; }
 126
 127         std::set<bmusb::PixelFormat> get_available_pixel_formats() const override {
 128                 return std::set<bmusb::PixelFormat>{ bmusb::PixelFormat_8BitBGRA, bmusb::PixelFormat_8BitYCbCrPlanar };
 129         }
 130         void set_pixel_format(bmusb::PixelFormat pixel_format) override {
 131                 this->pixel_format = pixel_format;
 132         }
 133         bmusb::PixelFormat get_current_pixel_format() const override {
 134                 return pixel_format;
 135         }
 136
 137         std::map<uint32_t, std::string> get_available_video_inputs() const override {
 138                 return { { 0, "Auto" } }; }
 139         void set_video_input(uint32_t video_input_id) override {}  // Ignore.
 140         uint32_t get_current_video_input() const override { return 0; }
 141
 142         std::map<uint32_t, std::string> get_available_audio_inputs() const override {
 143                 return { { 0, "Embedded" } };
 144         }
 145         void set_audio_input(uint32_t audio_input_id) override {}  // Ignore.
 146         uint32_t get_current_audio_input() const override { return 0; }
 147
 148 private:
 149         void producer_thread_func();
 150         void send_disconnected_frame();
 151         bool play_video(const std::string &pathname);
 152         void internal_rewind();
 153
 154         std::string description, filename;
 155         uint16_t timecode = 0;
 156         unsigned width, height;
 157         bmusb::PixelFormat pixel_format = bmusb::PixelFormat_8BitBGRA;
 158         movit::YCbCrFormat current_frame_ycbcr_format;
 159         bool running = false;
 160         int card_index = -1;
 161
 162         bool has_dequeue_callbacks = false;
 163         std::function<void()> dequeue_init_callback = nullptr;
 164         std::function<void()> dequeue_cleanup_callback = nullptr;
 165
 166         bmusb::FrameAllocator *video_frame_allocator = nullptr;
 167         bmusb::FrameAllocator *audio_frame_allocator = nullptr;
 168         std::unique_ptr<bmusb::FrameAllocator> owned_video_frame_allocator;
 169         std::unique_ptr<bmusb::FrameAllocator> owned_audio_frame_allocator;
 170         bmusb::frame_callback_t frame_callback = nullptr;
 171
 172         QuittableSleeper producer_thread_should_quit;
 173         std::thread producer_thread;
 174
 175         int64_t pts_origin, last_pts;
 176         std::chrono::steady_clock::time_point start, next_frame_start;
 177
 178         std::mutex queue_mu;
 179         struct QueuedCommand {
 180                 enum Command { REWIND, CHANGE_RATE } command;
 181                 double new_rate;  // For CHANGE_RATE.
 182         };
 183         std::vector<QueuedCommand> command_queue;  // Protected by <queue_mu>.
 184 };
 185
 186 #endif  // !defined(_FFMPEG_CAPTURE_H)