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