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