git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - doc/examples/output.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  * @example output.c
  28  * Output a media file in any supported libavformat format. The default
  29  * codecs are used.
  30  */
  31
  32 #include <stdlib.h>
  33 #include <stdio.h>
  34 #include <string.h>
  35 #include <math.h>
  36
  37 #include "libavutil/channel_layout.h"
  38 #include "libavutil/mathematics.h"
  39 #include "libavformat/avformat.h"
  40 #include "libswscale/swscale.h"
  41
  42 /* 5 seconds stream duration */
  43 #define STREAM_DURATION   5.0
  44 #define STREAM_FRAME_RATE 25 /* 25 images/s */
  45 #define STREAM_NB_FRAMES  ((int)(STREAM_DURATION * STREAM_FRAME_RATE))
  46 #define STREAM_PIX_FMT    AV_PIX_FMT_YUV420P /* default pix_fmt */
  47
  48 #define SCALE_FLAGS SWS_BICUBIC
  49
  50 // a wrapper around a single output AVStream
  51 typedef struct OutputStream {
  52     AVStream *st;
  53
  54     AVFrame *frame;
  55     AVFrame *tmp_frame;
  56
  57     float t, tincr, tincr2;
  58
  59     struct SwsContext *sws_ctx;
  60 } OutputStream;
  61
  62 /**************************************************************/
  63 /* audio output */
  64
  65 /*
  66  * add an audio output stream
  67  */
  68 static void add_audio_stream(OutputStream *ost, AVFormatContext *oc,
  69                              enum AVCodecID codec_id)
  70 {
  71     AVCodecContext *c;
  72     AVCodec *codec;
  73
  74     /* find the audio encoder */
  75     codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
  76     if (!codec) {
  77         fprintf(stderr, "codec not found\n");
  78         exit(1);
  79     }
  80
  81     ost->st = avformat_new_stream(oc, codec);
  82     if (!ost->st) {
  83         fprintf(stderr, "Could not alloc stream\n");
  84         exit(1);
  85     }
  86
  87     c = ost->st->codec;
  88
  89     /* put sample parameters */
  90     c->sample_fmt  = AV_SAMPLE_FMT_S16;
  91     c->bit_rate    = 64000;
  92     c->sample_rate = 44100;
  93     c->channels    = 2;
  94     c->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
  95
  96     // some formats want stream headers to be separate
  97     if (oc->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
  98         c->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
  99 }
 100
 101 static void open_audio(AVFormatContext *oc, OutputStream *ost)
 102 {
 103     AVCodecContext *c;
 104     int ret;
 105
 106     c = ost->st->codec;
 107
 108     /* open it */
 109     if (avcodec_open2(c, NULL, NULL) < 0) {
 110         fprintf(stderr, "could not open codec\n");
 111         exit(1);
 112     }
 113
 114     /* init signal generator */
 115     ost->t     = 0;
 116     ost->tincr = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate;
 117     /* increment frequency by 110 Hz per second */
 118     ost->tincr2 = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate / c->sample_rate;
 119
 120     ost->frame = av_frame_alloc();
 121     if (!ost->frame)
 122         exit(1);
 123
 124     ost->frame->sample_rate    = c->sample_rate;
 125     ost->frame->format         = AV_SAMPLE_FMT_S16;
 126     ost->frame->channel_layout = c->channel_layout;
 127
 128     if (c->codec->capabilities & CODEC_CAP_VARIABLE_FRAME_SIZE)
 129         ost->frame->nb_samples = 10000;
 130     else
 131         ost->frame->nb_samples = c->frame_size;
 132
 133     ret = av_frame_get_buffer(ost->frame, 0);
 134     if (ret < 0) {
 135         fprintf(stderr, "Could not allocate an audio frame.\n");
 136         exit(1);
 137     }
 138 }
 139
 140 /* Prepare a 16 bit dummy audio frame of 'frame_size' samples and
 141  * 'nb_channels' channels. */
 142 static void get_audio_frame(OutputStream *ost, AVFrame *frame, int nb_channels)
 143 {
 144     int j, i, v, ret;
 145     int16_t *q = (int16_t*)frame->data[0];
 146
 147     /* when we pass a frame to the encoder, it may keep a reference to it
 148      * internally;
 149      * make sure we do not overwrite it here
 150      */
 151     ret = av_frame_make_writable(frame);
 152     if (ret < 0)
 153         exit(1);
 154
 155     for (j = 0; j < frame->nb_samples; j++) {
 156         v = (int)(sin(ost->t) * 10000);
 157         for (i = 0; i < nb_channels; i++)
 158             *q++ = v;
 159         ost->t     += ost->tincr;
 160         ost->tincr += ost->tincr2;
 161     }
 162 }
 163
 164 static void write_audio_frame(AVFormatContext *oc, OutputStream *ost)
 165 {
 166     AVCodecContext *c;
 167     AVPacket pkt = { 0 }; // data and size must be 0;
 168     int got_packet, ret;
 169
 170     av_init_packet(&pkt);
 171     c = ost->st->codec;
 172
 173     get_audio_frame(ost, ost->frame, c->channels);
 174
 175     avcodec_encode_audio2(c, &pkt, ost->frame, &got_packet);
 176     if (!got_packet)
 177         return;
 178
 179     pkt.stream_index = ost->st->index;
 180
 181     /* Write the compressed frame to the media file. */
 182     if (av_interleaved_write_frame(oc, &pkt) != 0) {
 183         fprintf(stderr, "Error while writing audio frame\n");
 184         exit(1);
 185     }
 186 }
 187
 188 /**************************************************************/
 189 /* video output */
 190
 191 static int frame_count;
 192
 193 /* Add a video output stream. */
 194 static void add_video_stream(OutputStream *ost, AVFormatContext *oc,
 195                              enum AVCodecID codec_id)
 196 {
 197     AVCodecContext *c;
 198     AVCodec *codec;
 199
 200     /* find the video encoder */
 201     codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
 202     if (!codec) {
 203         fprintf(stderr, "codec not found\n");
 204         exit(1);
 205     }
 206
 207     ost->st = avformat_new_stream(oc, codec);
 208     if (!ost->st) {
 209         fprintf(stderr, "Could not alloc stream\n");
 210         exit(1);
 211     }
 212
 213     c = ost->st->codec;
 214
 215     /* Put sample parameters. */
 216     c->bit_rate = 400000;
 217     /* Resolution must be a multiple of two. */
 218     c->width    = 352;
 219     c->height   = 288;
 220     /* timebase: This is the fundamental unit of time (in seconds) in terms
 221      * of which frame timestamps are represented. For fixed-fps content,
 222      * timebase should be 1/framerate and timestamp increments should be
 223      * identical to 1. */
 224     c->time_base.den = STREAM_FRAME_RATE;
 225     c->time_base.num = 1;
 226     c->gop_size      = 12; /* emit one intra frame every twelve frames at most */
 227     c->pix_fmt       = STREAM_PIX_FMT;
 228     if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
 229         /* just for testing, we also add B frames */
 230         c->max_b_frames = 2;
 231     }
 232     if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO) {
 233         /* Needed to avoid using macroblocks in which some coeffs overflow.
 234          * This does not happen with normal video, it just happens here as
 235          * the motion of the chroma plane does not match the luma plane. */
 236         c->mb_decision = 2;
 237     }
 238     /* Some formats want stream headers to be separate. */
 239     if (oc->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
 240         c->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 241 }
 242
 243 static AVFrame *alloc_picture(enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height)
 244 {
 245     AVFrame *picture;
 246     int ret;
 247
 248     picture = av_frame_alloc();
 249     if (!picture)
 250         return NULL;
 251
 252     picture->format = pix_fmt;
 253     picture->width  = width;
 254     picture->height = height;
 255
 256     /* allocate the buffers for the frame data */
 257     ret = av_frame_get_buffer(picture, 32);
 258     if (ret < 0) {
 259         fprintf(stderr, "Could not allocate frame data.\n");
 260         exit(1);
 261     }
 262
 263     return picture;
 264 }
 265
 266 static void open_video(AVFormatContext *oc, OutputStream *ost)
 267 {
 268     AVCodecContext *c;
 269
 270     c = ost->st->codec;
 271
 272     /* open the codec */
 273     if (avcodec_open2(c, NULL, NULL) < 0) {
 274         fprintf(stderr, "could not open codec\n");
 275         exit(1);
 276     }
 277
 278     /* Allocate the encoded raw picture. */
 279     ost->frame = alloc_picture(c->pix_fmt, c->width, c->height);
 280     if (!ost->frame) {
 281         fprintf(stderr, "Could not allocate picture\n");
 282         exit(1);
 283     }
 284
 285     /* If the output format is not YUV420P, then a temporary YUV420P
 286      * picture is needed too. It is then converted to the required
 287      * output format. */
 288     ost->tmp_frame = NULL;
 289     if (c->pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV420P) {
 290         ost->tmp_frame = alloc_picture(AV_PIX_FMT_YUV420P, c->width, c->height);
 291         if (!ost->tmp_frame) {
 292             fprintf(stderr, "Could not allocate temporary picture\n");
 293             exit(1);
 294         }
 295     }
 296 }
 297
 298 /* Prepare a dummy image. */
 299 static void fill_yuv_image(AVFrame *pict, int frame_index,
 300                            int width, int height)
 301 {
 302     int x, y, i, ret;
 303
 304     /* when we pass a frame to the encoder, it may keep a reference to it
 305      * internally;
 306      * make sure we do not overwrite it here
 307      */
 308     ret = av_frame_make_writable(pict);
 309     if (ret < 0)
 310         exit(1);
 311
 312     i = frame_index;
 313
 314     /* Y */
 315     for (y = 0; y < height; y++)
 316         for (x = 0; x < width; x++)
 317             pict->data[0][y * pict->linesize[0] + x] = x + y + i * 3;
 318
 319     /* Cb and Cr */
 320     for (y = 0; y < height / 2; y++) {
 321         for (x = 0; x < width / 2; x++) {
 322             pict->data[1][y * pict->linesize[1] + x] = 128 + y + i * 2;
 323             pict->data[2][y * pict->linesize[2] + x] = 64 + x + i * 5;
 324         }
 325     }
 326 }
 327
 328 static void write_video_frame(AVFormatContext *oc, OutputStream *ost)
 329 {
 330     int ret;
 331     AVCodecContext *c;
 332
 333     c = ost->st->codec;
 334
 335     if (frame_count >= STREAM_NB_FRAMES) {
 336         /* No more frames to compress. The codec has a latency of a few
 337          * frames if using B-frames, so we get the last frames by
 338          * passing the same picture again. */
 339     } else {
 340         if (c->pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV420P) {
 341             /* as we only generate a YUV420P picture, we must convert it
 342              * to the codec pixel format if needed */
 343             if (!ost->sws_ctx) {
 344                 ost->sws_ctx = sws_getContext(c->width, c->height,
 345                                               AV_PIX_FMT_YUV420P,
 346                                               c->width, c->height,
 347                                               c->pix_fmt,
 348                                               SCALE_FLAGS, NULL, NULL, NULL);
 349                 if (!ost->sws_ctx) {
 350                     fprintf(stderr,
 351                             "Cannot initialize the conversion context\n");
 352                     exit(1);
 353                 }
 354             }
 355             fill_yuv_image(ost->tmp_frame, frame_count, c->width, c->height);
 356             sws_scale(ost->sws_ctx, ost->tmp_frame->data, ost->tmp_frame->linesize,
 357                       0, c->height, ost->frame->data, ost->frame->linesize);
 358         } else {
 359             fill_yuv_image(ost->frame, frame_count, c->width, c->height);
 360         }
 361     }
 362
 363     if (oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE) {
 364         /* Raw video case - the API will change slightly in the near
 365          * future for that. */
 366         AVPacket pkt;
 367         av_init_packet(&pkt);
 368
 369         pkt.flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 370         pkt.stream_index  = ost->st->index;
 371         pkt.data          = (uint8_t *)ost->frame;
 372         pkt.size          = sizeof(AVPicture);
 373
 374         ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
 375     } else {
 376         AVPacket pkt = { 0 };
 377         int got_packet;
 378         av_init_packet(&pkt);
 379
 380         /* encode the image */
 381         ret = avcodec_encode_video2(c, &pkt, ost->frame, &got_packet);
 382         /* If size is zero, it means the image was buffered. */
 383         if (!ret && got_packet && pkt.size) {
 384             av_packet_rescale_ts(&pkt, c->time_base, ost->st->time_base);
 385             pkt.stream_index = ost->st->index;
 386
 387             /* Write the compressed frame to the media file. */
 388             ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
 389         } else {
 390             ret = 0;
 391         }
 392     }
 393     if (ret != 0) {
 394         fprintf(stderr, "Error while writing video frame\n");
 395         exit(1);
 396     }
 397     frame_count++;
 398 }
 399
 400 static void close_stream(AVFormatContext *oc, OutputStream *ost)
 401 {
 402     avcodec_close(ost->st->codec);
 403     av_frame_free(&ost->frame);
 404     av_frame_free(&ost->tmp_frame);
 405     sws_freeContext(ost->sws_ctx);
 406 }
 407
 408 /**************************************************************/
 409 /* media file output */
 410
 411 int main(int argc, char **argv)
 412 {
 413     OutputStream video_st = { 0 }, audio_st = { 0 };
 414     const char *filename;
 415     AVOutputFormat *fmt;
 416     AVFormatContext *oc;
 417     double audio_pts, video_pts;
 418     int have_video = 0, have_audio = 0;
 419     int i;
 420
 421     /* Initialize libavcodec, and register all codecs and formats. */
 422     av_register_all();
 423
 424     if (argc != 2) {
 425         printf("usage: %s output_file\n"
 426                "API example program to output a media file with libavformat.\n"
 427                "The output format is automatically guessed according to the file extension.\n"
 428                "Raw images can also be output by using '%%d' in the filename\n"
 429                "\n", argv[0]);
 430         return 1;
 431     }
 432
 433     filename = argv[1];
 434
 435     /* Autodetect the output format from the name. default is MPEG. */
 436     fmt = av_guess_format(NULL, filename, NULL);
 437     if (!fmt) {
 438         printf("Could not deduce output format from file extension: using MPEG.\n");
 439         fmt = av_guess_format("mpeg", NULL, NULL);
 440     }
 441     if (!fmt) {
 442         fprintf(stderr, "Could not find suitable output format\n");
 443         return 1;
 444     }
 445
 446     /* Allocate the output media context. */
 447     oc = avformat_alloc_context();
 448     if (!oc) {
 449         fprintf(stderr, "Memory error\n");
 450         return 1;
 451     }
 452     oc->oformat = fmt;
 453     snprintf(oc->filename, sizeof(oc->filename), "%s", filename);
 454
 455     /* Add the audio and video streams using the default format codecs
 456      * and initialize the codecs. */
 457     if (fmt->video_codec != AV_CODEC_ID_NONE) {
 458         add_video_stream(&video_st, oc, fmt->video_codec);
 459         have_video = 1;
 460     }
 461     if (fmt->audio_codec != AV_CODEC_ID_NONE) {
 462         add_audio_stream(&audio_st, oc, fmt->audio_codec);
 463         have_audio = 1;
 464     }
 465
 466     /* Now that all the parameters are set, we can open the audio and
 467      * video codecs and allocate the necessary encode buffers. */
 468     if (have_video)
 469         open_video(oc, &video_st);
 470     if (have_audio)
 471         open_audio(oc, &audio_st);
 472
 473     av_dump_format(oc, 0, filename, 1);
 474
 475     /* open the output file, if needed */
 476     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
 477         if (avio_open(&oc->pb, filename, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
 478             fprintf(stderr, "Could not open '%s'\n", filename);
 479             return 1;
 480         }
 481     }
 482
 483     /* Write the stream header, if any. */
 484     avformat_write_header(oc, NULL);
 485
 486     for (;;) {
 487         /* Compute current audio and video time. */
 488         if (have_audio)
 489             audio_pts = (double)audio_st.st->pts.val * audio_st.st->time_base.num / audio_st.st->time_base.den;
 490         else
 491             audio_pts = 0.0;
 492
 493         if (have_video)
 494             video_pts = (double)video_st.st->pts.val * video_st.st->time_base.num /
 495                         video_st.st->time_base.den;
 496         else
 497             video_pts = 0.0;
 498
 499         if ((!have_audio || audio_pts >= STREAM_DURATION) &&
 500             (!have_video || video_pts >= STREAM_DURATION))
 501             break;
 502
 503         /* write interleaved audio and video frames */
 504         if (!have_video || (have_video && have_audio && audio_pts < video_pts)) {
 505             write_audio_frame(oc, &audio_st);
 506         } else {
 507             write_video_frame(oc, &video_st);
 508         }
 509     }
 510
 511     /* Write the trailer, if any. The trailer must be written before you
 512      * close the CodecContexts open when you wrote the header; otherwise
 513      * av_write_trailer() may try to use memory that was freed on
 514      * av_codec_close(). */
 515     av_write_trailer(oc);
 516
 517     /* Close each codec. */
 518     if (have_video)
 519         close_stream(oc, &video_st);
 520     if (have_audio)
 521         close_stream(oc, &audio_st);
 522
 523     /* Free the streams. */
 524     for (i = 0; i < oc->nb_streams; i++) {
 525         av_freep(&oc->streams[i]->codec);
 526         av_freep(&oc->streams[i]);
 527     }
 528
 529     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE))
 530         /* Close the output file. */
 531         avio_close(oc->pb);
 532
 533     /* free the stream */
 534     av_free(oc);
 535
 536     return 0;
 537 }