libavdevice/qtkit.m

   1 /*
   2  * QTKit input device
   3  * Copyright (c) 2013 Vadim Kalinsky <vadim@kalinsky.ru>
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * QTKit input device
  25  * @author Vadim Kalinsky <vadim@kalinsky.ru>
  26  */
  27
  28 #if defined(__clang__)
  29 #pragma clang diagnostic ignored "-Wdeprecated-declarations"
  30 #endif
  31
  32 #import <QTKit/QTKit.h>
  33 #include <pthread.h>
  34
  35 #include "libavutil/pixdesc.h"
  36 #include "libavutil/opt.h"
  37 #include "libavformat/internal.h"
  38 #include "libavutil/internal.h"
  39 #include "libavutil/time.h"
  40 #include "avdevice.h"
  41
  42 #define QTKIT_TIMEBASE 100
  43
  44 static const AVRational kQTKitTimeBase_q = {
  45     .num = 1,
  46     .den = QTKIT_TIMEBASE
  47 };
  48
  49 typedef struct
  50 {
  51     AVClass*        class;
  52
  53     float           frame_rate;
  54     int             frames_captured;
  55     int64_t         first_pts;
  56     pthread_mutex_t frame_lock;
  57     pthread_cond_t  frame_wait_cond;
  58     id              qt_delegate;
  59
  60     int             list_devices;
  61     int             video_device_index;
  62
  63     QTCaptureSession*                 capture_session;
  64     QTCaptureDecompressedVideoOutput* video_output;
  65     CVImageBufferRef                  current_frame;
  66 } CaptureContext;
  67
  68 static void lock_frames(CaptureContext* ctx)
  69 {
  70     pthread_mutex_lock(&ctx->frame_lock);
  71 }
  72
  73 static void unlock_frames(CaptureContext* ctx)
  74 {
  75     pthread_mutex_unlock(&ctx->frame_lock);
  76 }
  77
  78 /** FrameReciever class - delegate for QTCaptureSession
  79  */
  80 @interface FFMPEG_FrameReceiver : NSObject
  81 {
  82     CaptureContext* _context;
  83 }
  84
  85 - (id)initWithContext:(CaptureContext*)context;
  86
  87 - (void)captureOutput:(QTCaptureOutput *)captureOutput
  88   didOutputVideoFrame:(CVImageBufferRef)videoFrame
  89      withSampleBuffer:(QTSampleBuffer *)sampleBuffer
  90        fromConnection:(QTCaptureConnection *)connection;
  91
  92 @end
  93
  94 @implementation FFMPEG_FrameReceiver
  95
  96 - (id)initWithContext:(CaptureContext*)context
  97 {
  98     if (self = [super init]) {
  99         _context = context;
 100     }
 101     return self;
 102 }
 103
 104 - (void)captureOutput:(QTCaptureOutput *)captureOutput
 105   didOutputVideoFrame:(CVImageBufferRef)videoFrame
 106      withSampleBuffer:(QTSampleBuffer *)sampleBuffer
 107        fromConnection:(QTCaptureConnection *)connection
 108 {
 109     lock_frames(_context);
 110     if (_context->current_frame != nil) {
 111         CVBufferRelease(_context->current_frame);
 112     }
 113
 114     _context->current_frame = CVBufferRetain(videoFrame);
 115
 116     pthread_cond_signal(&_context->frame_wait_cond);
 117
 118     unlock_frames(_context);
 119
 120     ++_context->frames_captured;
 121 }
 122
 123 @end
 124
 125 static void destroy_context(CaptureContext* ctx)
 126 {
 127     [ctx->capture_session stopRunning];
 128
 129     [ctx->capture_session release];
 130     [ctx->video_output    release];
 131     [ctx->qt_delegate     release];
 132
 133     ctx->capture_session = NULL;
 134     ctx->video_output    = NULL;
 135     ctx->qt_delegate     = NULL;
 136
 137     pthread_mutex_destroy(&ctx->frame_lock);
 138     pthread_cond_destroy(&ctx->frame_wait_cond);
 139
 140     if (ctx->current_frame)
 141         CVBufferRelease(ctx->current_frame);
 142 }
 143
 144 static int qtkit_read_header(AVFormatContext *s)
 145 {
 146     NSAutoreleasePool* pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];
 147
 148     CaptureContext* ctx = (CaptureContext*)s->priv_data;
 149
 150     ctx->first_pts = av_gettime();
 151
 152     pthread_mutex_init(&ctx->frame_lock, NULL);
 153     pthread_cond_init(&ctx->frame_wait_cond, NULL);
 154
 155     // List devices if requested
 156     if (ctx->list_devices) {
 157         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "QTKit video devices:\n");
 158         NSArray *devices = [QTCaptureDevice inputDevicesWithMediaType:QTMediaTypeVideo];
 159         for (QTCaptureDevice *device in devices) {
 160             const char *name = [[device localizedDisplayName] UTF8String];
 161             int index  = [devices indexOfObject:device];
 162             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "[%d] %s\n", index, name);
 163         }
 164         goto fail;
 165     }
 166
 167     // Find capture device
 168     QTCaptureDevice *video_device = nil;
 169
 170     // check for device index given in filename
 171     if (ctx->video_device_index == -1) {
 172         sscanf(s->filename, "%d", &ctx->video_device_index);
 173     }
 174
 175     if (ctx->video_device_index >= 0) {
 176         NSArray *devices = [QTCaptureDevice inputDevicesWithMediaType:QTMediaTypeVideo];
 177
 178         if (ctx->video_device_index >= [devices count]) {
 179             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid device index\n");
 180             goto fail;
 181         }
 182
 183         video_device = [devices objectAtIndex:ctx->video_device_index];
 184     } else if (strncmp(s->filename, "",        1) &&
 185                strncmp(s->filename, "default", 7)) {
 186         NSArray *devices = [QTCaptureDevice inputDevicesWithMediaType:QTMediaTypeVideo];
 187
 188         for (QTCaptureDevice *device in devices) {
 189             if (!strncmp(s->filename, [[device localizedDisplayName] UTF8String], strlen(s->filename))) {
 190                 video_device = device;
 191                 break;
 192             }
 193         }
 194         if (!video_device) {
 195             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Video device not found\n");
 196             goto fail;
 197         }
 198     } else {
 199         video_device = [QTCaptureDevice defaultInputDeviceWithMediaType:QTMediaTypeMuxed];
 200     }
 201
 202     BOOL success = [video_device open:nil];
 203
 204     // Video capture device not found, looking for QTMediaTypeVideo
 205     if (!success) {
 206         video_device = [QTCaptureDevice defaultInputDeviceWithMediaType:QTMediaTypeVideo];
 207         success      = [video_device open:nil];
 208
 209         if (!success) {
 210             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "No QT capture device found\n");
 211             goto fail;
 212         }
 213     }
 214
 215     NSString* dev_display_name = [video_device localizedDisplayName];
 216     av_log (s, AV_LOG_DEBUG, "'%s' opened\n", [dev_display_name UTF8String]);
 217
 218     // Initialize capture session
 219     ctx->capture_session = [[QTCaptureSession alloc] init];
 220
 221     QTCaptureDeviceInput* capture_dev_input = [[[QTCaptureDeviceInput alloc] initWithDevice:video_device] autorelease];
 222     success = [ctx->capture_session addInput:capture_dev_input error:nil];
 223
 224     if (!success) {
 225         av_log (s, AV_LOG_ERROR, "Failed to add QT capture device to session\n");
 226         goto fail;
 227     }
 228
 229     // Attaching output
 230     // FIXME: Allow for a user defined pixel format
 231     ctx->video_output = [[QTCaptureDecompressedVideoOutput alloc] init];
 232
 233     NSDictionary *captureDictionary = [NSDictionary dictionaryWithObject:
 234                                        [NSNumber numberWithUnsignedInt:kCVPixelFormatType_24RGB]
 235                                        forKey:(id)kCVPixelBufferPixelFormatTypeKey];
 236
 237     [ctx->video_output setPixelBufferAttributes:captureDictionary];
 238
 239     ctx->qt_delegate = [[FFMPEG_FrameReceiver alloc] initWithContext:ctx];
 240
 241     [ctx->video_output setDelegate:ctx->qt_delegate];
 242     [ctx->video_output setAutomaticallyDropsLateVideoFrames:YES];
 243     [ctx->video_output setMinimumVideoFrameInterval:1.0/ctx->frame_rate];
 244
 245     success = [ctx->capture_session addOutput:ctx->video_output error:nil];
 246
 247     if (!success) {
 248         av_log (s, AV_LOG_ERROR, "can't add video output to capture session\n");
 249         goto fail;
 250     }
 251
 252     [ctx->capture_session startRunning];
 253
 254     // Take stream info from the first frame.
 255     while (ctx->frames_captured < 1) {
 256         CFRunLoopRunInMode(kCFRunLoopDefaultMode, 0.1, YES);
 257     }
 258
 259     lock_frames(ctx);
 260
 261     AVStream* stream = avformat_new_stream(s, NULL);
 262
 263     if (!stream) {
 264         goto fail;
 265     }
 266
 267     avpriv_set_pts_info(stream, 64, 1, QTKIT_TIMEBASE);
 268
 269     stream->codec->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
 270     stream->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 271     stream->codec->width      = (int)CVPixelBufferGetWidth (ctx->current_frame);
 272     stream->codec->height     = (int)CVPixelBufferGetHeight(ctx->current_frame);
 273     stream->codec->pix_fmt    = AV_PIX_FMT_RGB24;
 274
 275     CVBufferRelease(ctx->current_frame);
 276     ctx->current_frame = nil;
 277
 278     unlock_frames(ctx);
 279
 280     [pool release];
 281
 282     return 0;
 283
 284 fail:
 285     [pool release];
 286
 287     destroy_context(ctx);
 288
 289     return AVERROR(EIO);
 290 }
 291
 292 static int qtkit_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 293 {
 294     CaptureContext* ctx = (CaptureContext*)s->priv_data;
 295
 296     do {
 297         lock_frames(ctx);
 298
 299         if (ctx->current_frame != nil) {
 300             if (av_new_packet(pkt, (int)CVPixelBufferGetDataSize(ctx->current_frame)) < 0) {
 301                 return AVERROR(EIO);
 302             }
 303
 304             pkt->pts = pkt->dts = av_rescale_q(av_gettime() - ctx->first_pts, AV_TIME_BASE_Q, kQTKitTimeBase_q);
 305             pkt->stream_index = 0;
 306             pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 307
 308             CVPixelBufferLockBaseAddress(ctx->current_frame, 0);
 309
 310             void* data = CVPixelBufferGetBaseAddress(ctx->current_frame);
 311             memcpy(pkt->data, data, pkt->size);
 312
 313             CVPixelBufferUnlockBaseAddress(ctx->current_frame, 0);
 314             CVBufferRelease(ctx->current_frame);
 315             ctx->current_frame = nil;
 316         } else {
 317             pkt->data = NULL;
 318             pthread_cond_wait(&ctx->frame_wait_cond, &ctx->frame_lock);
 319         }
 320
 321         unlock_frames(ctx);
 322     } while (!pkt->data);
 323
 324     return 0;
 325 }
 326
 327 static int qtkit_close(AVFormatContext *s)
 328 {
 329     CaptureContext* ctx = (CaptureContext*)s->priv_data;
 330
 331     destroy_context(ctx);
 332
 333     return 0;
 334 }
 335
 336 static const AVOption options[] = {
 337     { "frame_rate", "set frame rate", offsetof(CaptureContext, frame_rate), AV_OPT_TYPE_FLOAT, { .dbl = 30.0 }, 0.1, 30.0, AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, NULL },
 338     { "list_devices", "list available devices", offsetof(CaptureContext, list_devices), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
 339     { "true", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
 340     { "false", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, 0, 0, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM, "list_devices" },
 341     { "video_device_index", "select video device by index for devices with same name (starts at 0)", offsetof(CaptureContext, video_device_index), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1}, -1, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM },
 342     { NULL },
 343 };
 344
 345 static const AVClass qtkit_class = {
 346     .class_name = "QTKit input device",
 347     .item_name  = av_default_item_name,
 348     .option     = options,
 349     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 350     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEVICE_VIDEO_INPUT,
 351 };
 352
 353 AVInputFormat ff_qtkit_demuxer = {
 354     .name           = "qtkit",
 355     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("QTKit input device"),
 356     .priv_data_size = sizeof(CaptureContext),
 357     .read_header    = qtkit_read_header,
 358     .read_packet    = qtkit_read_packet,
 359     .read_close     = qtkit_close,
 360     .flags          = AVFMT_NOFILE,
 361     .priv_class     = &qtkit_class,
 362 };