git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - doc/examples/muxing.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
   3  *
   4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
   5  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
   6  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
   7  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
   8  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
   9  * furnished to do so, subject to the following conditions:
  10  *
  11  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
  12  * all copies or substantial portions of the Software.
  13  *
  14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  15  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  16  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
  17  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  18  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  19  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
  20  * THE SOFTWARE.
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * libavformat API example.
  26  *
  27  * Output a media file in any supported libavformat format.
  28  * The default codecs are used.
  29  * @example doc/examples/muxing.c
  30  */
  31
  32 #include <stdlib.h>
  33 #include <stdio.h>
  34 #include <string.h>
  35 #include <math.h>
  36
  37 #include <libavutil/mathematics.h>
  38 #include <libavformat/avformat.h>
  39 #include <libswscale/swscale.h>
  40
  41 /* 5 seconds stream duration */
  42 #define STREAM_DURATION   200.0
  43 #define STREAM_FRAME_RATE 25 /* 25 images/s */
  44 #define STREAM_NB_FRAMES  ((int)(STREAM_DURATION * STREAM_FRAME_RATE))
  45 #define STREAM_PIX_FMT    AV_PIX_FMT_YUV420P /* default pix_fmt */
  46
  47 static int sws_flags = SWS_BICUBIC;
  48
  49 /**************************************************************/
  50 /* audio output */
  51
  52 static float t, tincr, tincr2;
  53 static int16_t *samples;
  54 static int audio_input_frame_size;
  55
  56 /* Add an output stream. */
  57 static AVStream *add_stream(AVFormatContext *oc, AVCodec **codec,
  58                             enum AVCodecID codec_id)
  59 {
  60     AVCodecContext *c;
  61     AVStream *st;
  62
  63     /* find the encoder */
  64     *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
  65     if (!(*codec)) {
  66         fprintf(stderr, "Could not find encoder for '%s'\n",
  67                 avcodec_get_name(codec_id));
  68         exit(1);
  69     }
  70
  71     st = avformat_new_stream(oc, *codec);
  72     if (!st) {
  73         fprintf(stderr, "Could not allocate stream\n");
  74         exit(1);
  75     }
  76     st->id = oc->nb_streams-1;
  77     c = st->codec;
  78
  79     switch ((*codec)->type) {
  80     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
  81         st->id = 1;
  82         c->sample_fmt  = AV_SAMPLE_FMT_S16;
  83         c->bit_rate    = 64000;
  84         c->sample_rate = 44100;
  85         c->channels    = 2;
  86         break;
  87
  88     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
  89         avcodec_get_context_defaults3(c, *codec);
  90         c->codec_id = codec_id;
  91
  92         c->bit_rate = 400000;
  93         /* Resolution must be a multiple of two. */
  94         c->width    = 352;
  95         c->height   = 288;
  96         /* timebase: This is the fundamental unit of time (in seconds) in terms
  97          * of which frame timestamps are represented. For fixed-fps content,
  98          * timebase should be 1/framerate and timestamp increments should be
  99          * identical to 1. */
 100         c->time_base.den = STREAM_FRAME_RATE;
 101         c->time_base.num = 1;
 102         c->gop_size      = 12; /* emit one intra frame every twelve frames at most */
 103         c->pix_fmt       = STREAM_PIX_FMT;
 104         if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
 105             /* just for testing, we also add B frames */
 106             c->max_b_frames = 2;
 107         }
 108         if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO) {
 109             /* Needed to avoid using macroblocks in which some coeffs overflow.
 110              * This does not happen with normal video, it just happens here as
 111              * the motion of the chroma plane does not match the luma plane. */
 112             c->mb_decision = 2;
 113         }
 114     break;
 115
 116     default:
 117         break;
 118     }
 119
 120     /* Some formats want stream headers to be separate. */
 121     if (oc->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
 122         c->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 123
 124     return st;
 125 }
 126
 127 /**************************************************************/
 128 /* audio output */
 129
 130 static float t, tincr, tincr2;
 131 static int16_t *samples;
 132 static int audio_input_frame_size;
 133
 134 static void open_audio(AVFormatContext *oc, AVCodec *codec, AVStream *st)
 135 {
 136     AVCodecContext *c;
 137     int ret;
 138
 139     c = st->codec;
 140
 141     /* open it */
 142     ret = avcodec_open2(c, codec, NULL);
 143     if (ret < 0) {
 144         fprintf(stderr, "Could not open audio codec: %s\n", av_err2str(ret));
 145         exit(1);
 146     }
 147
 148     /* init signal generator */
 149     t     = 0;
 150     tincr = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate;
 151     /* increment frequency by 110 Hz per second */
 152     tincr2 = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate / c->sample_rate;
 153
 154     if (c->codec->capabilities & CODEC_CAP_VARIABLE_FRAME_SIZE)
 155         audio_input_frame_size = 10000;
 156     else
 157         audio_input_frame_size = c->frame_size;
 158     samples = av_malloc(audio_input_frame_size *
 159                         av_get_bytes_per_sample(c->sample_fmt) *
 160                         c->channels);
 161     if (!samples) {
 162         fprintf(stderr, "Could not allocate audio samples buffer\n");
 163         exit(1);
 164     }
 165 }
 166
 167 /* Prepare a 16 bit dummy audio frame of 'frame_size' samples and
 168  * 'nb_channels' channels. */
 169 static void get_audio_frame(int16_t *samples, int frame_size, int nb_channels)
 170 {
 171     int j, i, v;
 172     int16_t *q;
 173
 174     q = samples;
 175     for (j = 0; j < frame_size; j++) {
 176         v = (int)(sin(t) * 10000);
 177         for (i = 0; i < nb_channels; i++)
 178             *q++ = v;
 179         t     += tincr;
 180         tincr += tincr2;
 181     }
 182 }
 183
 184 static void write_audio_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
 185 {
 186     AVCodecContext *c;
 187     AVPacket pkt = { 0 }; // data and size must be 0;
 188     AVFrame *frame = avcodec_alloc_frame();
 189     int got_packet, ret;
 190
 191     av_init_packet(&pkt);
 192     c = st->codec;
 193
 194     get_audio_frame(samples, audio_input_frame_size, c->channels);
 195     frame->nb_samples = audio_input_frame_size;
 196     avcodec_fill_audio_frame(frame, c->channels, c->sample_fmt,
 197                              (uint8_t *)samples,
 198                              audio_input_frame_size *
 199                              av_get_bytes_per_sample(c->sample_fmt) *
 200                              c->channels, 1);
 201
 202     ret = avcodec_encode_audio2(c, &pkt, frame, &got_packet);
 203     if (ret < 0) {
 204         fprintf(stderr, "Error encoding audio frame: %s\n", av_err2str(ret));
 205         exit(1);
 206     }
 207
 208     if (!got_packet)
 209         return;
 210
 211     pkt.stream_index = st->index;
 212
 213     /* Write the compressed frame to the media file. */
 214     ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
 215     if (ret != 0) {
 216         fprintf(stderr, "Error while writing audio frame: %s\n",
 217                 av_err2str(ret));
 218         exit(1);
 219     }
 220     avcodec_free_frame(&frame);
 221 }
 222
 223 static void close_audio(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
 224 {
 225     avcodec_close(st->codec);
 226
 227     av_free(samples);
 228 }
 229
 230 /**************************************************************/
 231 /* video output */
 232
 233 static AVFrame *frame;
 234 static AVPicture src_picture, dst_picture;
 235 static int frame_count;
 236
 237 static void open_video(AVFormatContext *oc, AVCodec *codec, AVStream *st)
 238 {
 239     int ret;
 240     AVCodecContext *c = st->codec;
 241
 242     /* open the codec */
 243     ret = avcodec_open2(c, codec, NULL);
 244     if (ret < 0) {
 245         fprintf(stderr, "Could not open video codec: %s\n", av_err2str(ret));
 246         exit(1);
 247     }
 248
 249     /* allocate and init a re-usable frame */
 250     frame = avcodec_alloc_frame();
 251     if (!frame) {
 252         fprintf(stderr, "Could not allocate video frame\n");
 253         exit(1);
 254     }
 255
 256     /* Allocate the encoded raw picture. */
 257     ret = avpicture_alloc(&dst_picture, c->pix_fmt, c->width, c->height);
 258     if (ret < 0) {
 259         fprintf(stderr, "Could not allocate picture: %s\n", av_err2str(ret));
 260         exit(1);
 261     }
 262
 263     /* If the output format is not YUV420P, then a temporary YUV420P
 264      * picture is needed too. It is then converted to the required
 265      * output format. */
 266     if (c->pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV420P) {
 267         ret = avpicture_alloc(&src_picture, AV_PIX_FMT_YUV420P, c->width, c->height);
 268         if (ret < 0) {
 269             fprintf(stderr, "Could not allocate temporary picture: %s\n",
 270                     av_err2str(ret));
 271             exit(1);
 272         }
 273     }
 274
 275     /* copy data and linesize picture pointers to frame */
 276     *((AVPicture *)frame) = dst_picture;
 277 }
 278
 279 /* Prepare a dummy image. */
 280 static void fill_yuv_image(AVPicture *pict, int frame_index,
 281                            int width, int height)
 282 {
 283     int x, y, i;
 284
 285     i = frame_index;
 286
 287     /* Y */
 288     for (y = 0; y < height; y++)
 289         for (x = 0; x < width; x++)
 290             pict->data[0][y * pict->linesize[0] + x] = x + y + i * 3;
 291
 292     /* Cb and Cr */
 293     for (y = 0; y < height / 2; y++) {
 294         for (x = 0; x < width / 2; x++) {
 295             pict->data[1][y * pict->linesize[1] + x] = 128 + y + i * 2;
 296             pict->data[2][y * pict->linesize[2] + x] = 64 + x + i * 5;
 297         }
 298     }
 299 }
 300
 301 static void write_video_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
 302 {
 303     int ret;
 304     static struct SwsContext *sws_ctx;
 305     AVCodecContext *c = st->codec;
 306
 307     if (frame_count >= STREAM_NB_FRAMES) {
 308         /* No more frames to compress. The codec has a latency of a few
 309          * frames if using B-frames, so we get the last frames by
 310          * passing the same picture again. */
 311     } else {
 312         if (c->pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV420P) {
 313             /* as we only generate a YUV420P picture, we must convert it
 314              * to the codec pixel format if needed */
 315             if (!sws_ctx) {
 316                 sws_ctx = sws_getContext(c->width, c->height, AV_PIX_FMT_YUV420P,
 317                                          c->width, c->height, c->pix_fmt,
 318                                          sws_flags, NULL, NULL, NULL);
 319                 if (!sws_ctx) {
 320                     fprintf(stderr,
 321                             "Could not initialize the conversion context\n");
 322                     exit(1);
 323                 }
 324             }
 325             fill_yuv_image(&src_picture, frame_count, c->width, c->height);
 326             sws_scale(sws_ctx,
 327                       (const uint8_t * const *)src_picture.data, src_picture.linesize,
 328                       0, c->height, dst_picture.data, dst_picture.linesize);
 329         } else {
 330             fill_yuv_image(&dst_picture, frame_count, c->width, c->height);
 331         }
 332     }
 333
 334     if (oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE) {
 335         /* Raw video case - directly store the picture in the packet */
 336         AVPacket pkt;
 337         av_init_packet(&pkt);
 338
 339         pkt.flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 340         pkt.stream_index  = st->index;
 341         pkt.data          = dst_picture.data[0];
 342         pkt.size          = sizeof(AVPicture);
 343
 344         ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
 345     } else {
 346         /* encode the image */
 347         AVPacket pkt;
 348         int got_output;
 349
 350         av_init_packet(&pkt);
 351         pkt.data = NULL;    // packet data will be allocated by the encoder
 352         pkt.size = 0;
 353
 354         ret = avcodec_encode_video2(c, &pkt, frame, &got_output);
 355         if (ret < 0) {
 356             fprintf(stderr, "Error encoding video frame: %s\n", av_err2str(ret));
 357             exit(1);
 358         }
 359
 360         /* If size is zero, it means the image was buffered. */
 361         if (got_output) {
 362             if (c->coded_frame->key_frame)
 363                 pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 364
 365             pkt.stream_index = st->index;
 366
 367             /* Write the compressed frame to the media file. */
 368             ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
 369         } else {
 370             ret = 0;
 371         }
 372     }
 373     if (ret != 0) {
 374         fprintf(stderr, "Error while writing video frame: %s\n", av_err2str(ret));
 375         exit(1);
 376     }
 377     frame_count++;
 378 }
 379
 380 static void close_video(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
 381 {
 382     avcodec_close(st->codec);
 383     av_free(src_picture.data[0]);
 384     av_free(dst_picture.data[0]);
 385     av_free(frame);
 386 }
 387
 388 /**************************************************************/
 389 /* media file output */
 390
 391 int main(int argc, char **argv)
 392 {
 393     const char *filename;
 394     AVOutputFormat *fmt;
 395     AVFormatContext *oc;
 396     AVStream *audio_st, *video_st;
 397     AVCodec *audio_codec, *video_codec;
 398     double audio_pts, video_pts;
 399     int ret, i;
 400
 401     /* Initialize libavcodec, and register all codecs and formats. */
 402     av_register_all();
 403
 404     if (argc != 2) {
 405         printf("usage: %s output_file\n"
 406                "API example program to output a media file with libavformat.\n"
 407                "This program generates a synthetic audio and video stream, encodes and\n"
 408                "muxes them into a file named output_file.\n"
 409                "The output format is automatically guessed according to the file extension.\n"
 410                "Raw images can also be output by using '%%d' in the filename.\n"
 411                "\n", argv[0]);
 412         return 1;
 413     }
 414
 415     filename = argv[1];
 416
 417     /* allocate the output media context */
 418     avformat_alloc_output_context2(&oc, NULL, NULL, filename);
 419     if (!oc) {
 420         printf("Could not deduce output format from file extension: using MPEG.\n");
 421         avformat_alloc_output_context2(&oc, NULL, "mpeg", filename);
 422     }
 423     if (!oc) {
 424         return 1;
 425     }
 426     fmt = oc->oformat;
 427
 428     /* Add the audio and video streams using the default format codecs
 429      * and initialize the codecs. */
 430     video_st = NULL;
 431     audio_st = NULL;
 432
 433     if (fmt->video_codec != AV_CODEC_ID_NONE) {
 434         video_st = add_stream(oc, &video_codec, fmt->video_codec);
 435     }
 436     if (fmt->audio_codec != AV_CODEC_ID_NONE) {
 437         audio_st = add_stream(oc, &audio_codec, fmt->audio_codec);
 438     }
 439
 440     /* Now that all the parameters are set, we can open the audio and
 441      * video codecs and allocate the necessary encode buffers. */
 442     if (video_st)
 443         open_video(oc, video_codec, video_st);
 444     if (audio_st)
 445         open_audio(oc, audio_codec, audio_st);
 446
 447     av_dump_format(oc, 0, filename, 1);
 448
 449     /* open the output file, if needed */
 450     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
 451         ret = avio_open(&oc->pb, filename, AVIO_FLAG_WRITE);
 452         if (ret < 0) {
 453             fprintf(stderr, "Could not open '%s': %s\n", filename,
 454                     av_err2str(ret));
 455             return 1;
 456         }
 457     }
 458
 459     /* Write the stream header, if any. */
 460     ret = avformat_write_header(oc, NULL);
 461     if (ret < 0) {
 462         fprintf(stderr, "Error occurred when opening output file: %s\n",
 463                 av_err2str(ret));
 464         return 1;
 465     }
 466
 467     if (frame)
 468         frame->pts = 0;
 469     for (;;) {
 470         /* Compute current audio and video time. */
 471         if (audio_st)
 472             audio_pts = (double)audio_st->pts.val * audio_st->time_base.num / audio_st->time_base.den;
 473         else
 474             audio_pts = 0.0;
 475
 476         if (video_st)
 477             video_pts = (double)video_st->pts.val * video_st->time_base.num /
 478                         video_st->time_base.den;
 479         else
 480             video_pts = 0.0;
 481
 482         if ((!audio_st || audio_pts >= STREAM_DURATION) &&
 483             (!video_st || video_pts >= STREAM_DURATION))
 484             break;
 485
 486         /* write interleaved audio and video frames */
 487         if (!video_st || (video_st && audio_st && audio_pts < video_pts)) {
 488             write_audio_frame(oc, audio_st);
 489         } else {
 490             write_video_frame(oc, video_st);
 491             frame->pts += av_rescale_q(1, video_st->codec->time_base, video_st->time_base);
 492         }
 493     }
 494
 495     /* Write the trailer, if any. The trailer must be written before you
 496      * close the CodecContexts open when you wrote the header; otherwise
 497      * av_write_trailer() may try to use memory that was freed on
 498      * av_codec_close(). */
 499     av_write_trailer(oc);
 500
 501     /* Close each codec. */
 502     if (video_st)
 503         close_video(oc, video_st);
 504     if (audio_st)
 505         close_audio(oc, audio_st);
 506
 507     /* Free the streams. */
 508     for (i = 0; i < oc->nb_streams; i++) {
 509         av_freep(&oc->streams[i]->codec);
 510         av_freep(&oc->streams[i]);
 511     }
 512
 513     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE))
 514         /* Close the output file. */
 515         avio_close(oc->pb);
 516
 517     /* free the stream */
 518     av_free(oc);
 519
 520     return 0;
 521 }