libavformat/output-example.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 libavformat/output-example.c
  28  * Output a media file in any supported libavformat format.
  29  * The default 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/mathematics.h"
  38 #include "libavformat/avformat.h"
  39 #include "libswscale/swscale.h"
  40
  41 #undef exit
  42
  43 /* 5 seconds stream duration */
  44 #define STREAM_DURATION   5.0
  45 #define STREAM_FRAME_RATE 25 /* 25 images/s */
  46 #define STREAM_NB_FRAMES  ((int)(STREAM_DURATION * STREAM_FRAME_RATE))
  47 #define STREAM_PIX_FMT PIX_FMT_YUV420P /* default pix_fmt */
  48
  49 static int sws_flags = SWS_BICUBIC;
  50
  51 /**************************************************************/
  52 /* audio output */
  53
  54 float t, tincr, tincr2;
  55 int16_t *samples;
  56 uint8_t *audio_outbuf;
  57 int audio_outbuf_size;
  58 int audio_input_frame_size;
  59
  60 /*
  61  * add an audio output stream
  62  */
  63 static AVStream *add_audio_stream(AVFormatContext *oc, enum CodecID codec_id)
  64 {
  65     AVCodecContext *c;
  66     AVStream *st;
  67
  68     st = av_new_stream(oc, 1);
  69     if (!st) {
  70         fprintf(stderr, "Could not alloc stream\n");
  71         exit(1);
  72     }
  73
  74     c = st->codec;
  75     c->codec_id = codec_id;
  76     c->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
  77
  78     /* put sample parameters */
  79     c->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_S16;
  80     c->bit_rate = 64000;
  81     c->sample_rate = 44100;
  82     c->channels = 2;
  83
  84     // some formats want stream headers to be separate
  85     if(oc->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
  86         c->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
  87
  88     return st;
  89 }
  90
  91 static void open_audio(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
  92 {
  93     AVCodecContext *c;
  94     AVCodec *codec;
  95
  96     c = st->codec;
  97
  98     /* find the audio encoder */
  99     codec = avcodec_find_encoder(c->codec_id);
 100     if (!codec) {
 101         fprintf(stderr, "codec not found\n");
 102         exit(1);
 103     }
 104
 105     /* open it */
 106     if (avcodec_open(c, codec) < 0) {
 107         fprintf(stderr, "could not open codec\n");
 108         exit(1);
 109     }
 110
 111     /* init signal generator */
 112     t = 0;
 113     tincr = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate;
 114     /* increment frequency by 110 Hz per second */
 115     tincr2 = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate / c->sample_rate;
 116
 117     audio_outbuf_size = 10000;
 118     audio_outbuf = av_malloc(audio_outbuf_size);
 119
 120     /* ugly hack for PCM codecs (will be removed ASAP with new PCM
 121        support to compute the input frame size in samples */
 122     if (c->frame_size <= 1) {
 123         audio_input_frame_size = audio_outbuf_size / c->channels;
 124         switch(st->codec->codec_id) {
 125         case CODEC_ID_PCM_S16LE:
 126         case CODEC_ID_PCM_S16BE:
 127         case CODEC_ID_PCM_U16LE:
 128         case CODEC_ID_PCM_U16BE:
 129             audio_input_frame_size >>= 1;
 130             break;
 131         default:
 132             break;
 133         }
 134     } else {
 135         audio_input_frame_size = c->frame_size;
 136     }
 137     samples = av_malloc(audio_input_frame_size * 2 * c->channels);
 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(int16_t *samples, int frame_size, int nb_channels)
 143 {
 144     int j, i, v;
 145     int16_t *q;
 146
 147     q = samples;
 148     for(j=0;j<frame_size;j++) {
 149         v = (int)(sin(t) * 10000);
 150         for(i = 0; i < nb_channels; i++)
 151             *q++ = v;
 152         t += tincr;
 153         tincr += tincr2;
 154     }
 155 }
 156
 157 static void write_audio_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
 158 {
 159     AVCodecContext *c;
 160     AVPacket pkt;
 161     av_init_packet(&pkt);
 162
 163     c = st->codec;
 164
 165     get_audio_frame(samples, audio_input_frame_size, c->channels);
 166
 167     pkt.size= avcodec_encode_audio(c, audio_outbuf, audio_outbuf_size, samples);
 168
 169     if (c->coded_frame && c->coded_frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 170         pkt.pts= av_rescale_q(c->coded_frame->pts, c->time_base, st->time_base);
 171     pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 172     pkt.stream_index= st->index;
 173     pkt.data= audio_outbuf;
 174
 175     /* write the compressed frame in the media file */
 176     if (av_interleaved_write_frame(oc, &pkt) != 0) {
 177         fprintf(stderr, "Error while writing audio frame\n");
 178         exit(1);
 179     }
 180 }
 181
 182 static void close_audio(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
 183 {
 184     avcodec_close(st->codec);
 185
 186     av_free(samples);
 187     av_free(audio_outbuf);
 188 }
 189
 190 /**************************************************************/
 191 /* video output */
 192
 193 AVFrame *picture, *tmp_picture;
 194 uint8_t *video_outbuf;
 195 int frame_count, video_outbuf_size;
 196
 197 /* add a video output stream */
 198 static AVStream *add_video_stream(AVFormatContext *oc, enum CodecID codec_id)
 199 {
 200     AVCodecContext *c;
 201     AVStream *st;
 202
 203     st = av_new_stream(oc, 0);
 204     if (!st) {
 205         fprintf(stderr, "Could not alloc stream\n");
 206         exit(1);
 207     }
 208
 209     c = st->codec;
 210     c->codec_id = codec_id;
 211     c->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 212
 213     /* put sample parameters */
 214     c->bit_rate = 400000;
 215     /* resolution must be a multiple of two */
 216     c->width = 352;
 217     c->height = 288;
 218     /* time base: this is the fundamental unit of time (in seconds) in terms
 219        of which frame timestamps are represented. for fixed-fps content,
 220        timebase should be 1/framerate and timestamp increments should be
 221        identically 1. */
 222     c->time_base.den = STREAM_FRAME_RATE;
 223     c->time_base.num = 1;
 224     c->gop_size = 12; /* emit one intra frame every twelve frames at most */
 225     c->pix_fmt = STREAM_PIX_FMT;
 226     if (c->codec_id == CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
 227         /* just for testing, we also add B frames */
 228         c->max_b_frames = 2;
 229     }
 230     if (c->codec_id == CODEC_ID_MPEG1VIDEO){
 231         /* Needed to avoid using macroblocks in which some coeffs overflow.
 232            This does not happen with normal video, it just happens here as
 233            the motion of the chroma plane does not match the luma plane. */
 234         c->mb_decision=2;
 235     }
 236     // some formats want stream headers to be separate
 237     if(oc->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
 238         c->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 239
 240     return st;
 241 }
 242
 243 static AVFrame *alloc_picture(enum PixelFormat pix_fmt, int width, int height)
 244 {
 245     AVFrame *picture;
 246     uint8_t *picture_buf;
 247     int size;
 248
 249     picture = avcodec_alloc_frame();
 250     if (!picture)
 251         return NULL;
 252     size = avpicture_get_size(pix_fmt, width, height);
 253     picture_buf = av_malloc(size);
 254     if (!picture_buf) {
 255         av_free(picture);
 256         return NULL;
 257     }
 258     avpicture_fill((AVPicture *)picture, picture_buf,
 259                    pix_fmt, width, height);
 260     return picture;
 261 }
 262
 263 static void open_video(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
 264 {
 265     AVCodec *codec;
 266     AVCodecContext *c;
 267
 268     c = st->codec;
 269
 270     /* find the video encoder */
 271     codec = avcodec_find_encoder(c->codec_id);
 272     if (!codec) {
 273         fprintf(stderr, "codec not found\n");
 274         exit(1);
 275     }
 276
 277     /* open the codec */
 278     if (avcodec_open(c, codec) < 0) {
 279         fprintf(stderr, "could not open codec\n");
 280         exit(1);
 281     }
 282
 283     video_outbuf = NULL;
 284     if (!(oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE)) {
 285         /* allocate output buffer */
 286         /* XXX: API change will be done */
 287         /* buffers passed into lav* can be allocated any way you prefer,
 288            as long as they're aligned enough for the architecture, and
 289            they're freed appropriately (such as using av_free for buffers
 290            allocated with av_malloc) */
 291         video_outbuf_size = 200000;
 292         video_outbuf = av_malloc(video_outbuf_size);
 293     }
 294
 295     /* allocate the encoded raw picture */
 296     picture = alloc_picture(c->pix_fmt, c->width, c->height);
 297     if (!picture) {
 298         fprintf(stderr, "Could not allocate picture\n");
 299         exit(1);
 300     }
 301
 302     /* if the output format is not YUV420P, then a temporary YUV420P
 303        picture is needed too. It is then converted to the required
 304        output format */
 305     tmp_picture = NULL;
 306     if (c->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) {
 307         tmp_picture = alloc_picture(PIX_FMT_YUV420P, c->width, c->height);
 308         if (!tmp_picture) {
 309             fprintf(stderr, "Could not allocate temporary picture\n");
 310             exit(1);
 311         }
 312     }
 313 }
 314
 315 /* prepare a dummy image */
 316 static void fill_yuv_image(AVFrame *pict, int frame_index, int width, int height)
 317 {
 318     int x, y, i;
 319
 320     i = frame_index;
 321
 322     /* Y */
 323     for(y=0;y<height;y++) {
 324         for(x=0;x<width;x++) {
 325             pict->data[0][y * pict->linesize[0] + x] = x + y + i * 3;
 326         }
 327     }
 328
 329     /* Cb and Cr */
 330     for(y=0;y<height/2;y++) {
 331         for(x=0;x<width/2;x++) {
 332             pict->data[1][y * pict->linesize[1] + x] = 128 + y + i * 2;
 333             pict->data[2][y * pict->linesize[2] + x] = 64 + x + i * 5;
 334         }
 335     }
 336 }
 337
 338 static void write_video_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
 339 {
 340     int out_size, ret;
 341     AVCodecContext *c;
 342     static struct SwsContext *img_convert_ctx;
 343
 344     c = st->codec;
 345
 346     if (frame_count >= STREAM_NB_FRAMES) {
 347         /* no more frame to compress. The codec has a latency of a few
 348            frames if using B frames, so we get the last frames by
 349            passing the same picture again */
 350     } else {
 351         if (c->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) {
 352             /* as we only generate a YUV420P picture, we must convert it
 353                to the codec pixel format if needed */
 354             if (img_convert_ctx == NULL) {
 355                 img_convert_ctx = sws_getContext(c->width, c->height,
 356                                                  PIX_FMT_YUV420P,
 357                                                  c->width, c->height,
 358                                                  c->pix_fmt,
 359                                                  sws_flags, NULL, NULL, NULL);
 360                 if (img_convert_ctx == NULL) {
 361                     fprintf(stderr, "Cannot initialize the conversion context\n");
 362                     exit(1);
 363                 }
 364             }
 365             fill_yuv_image(tmp_picture, frame_count, c->width, c->height);
 366             sws_scale(img_convert_ctx, tmp_picture->data, tmp_picture->linesize,
 367                       0, c->height, picture->data, picture->linesize);
 368         } else {
 369             fill_yuv_image(picture, frame_count, c->width, c->height);
 370         }
 371     }
 372
 373
 374     if (oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE) {
 375         /* raw video case. The API will change slightly in the near
 376            futur for that */
 377         AVPacket pkt;
 378         av_init_packet(&pkt);
 379
 380         pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 381         pkt.stream_index= st->index;
 382         pkt.data= (uint8_t *)picture;
 383         pkt.size= sizeof(AVPicture);
 384
 385         ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
 386     } else {
 387         /* encode the image */
 388         out_size = avcodec_encode_video(c, video_outbuf, video_outbuf_size, picture);
 389         /* if zero size, it means the image was buffered */
 390         if (out_size > 0) {
 391             AVPacket pkt;
 392             av_init_packet(&pkt);
 393
 394             if (c->coded_frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 395                 pkt.pts= av_rescale_q(c->coded_frame->pts, c->time_base, st->time_base);
 396             if(c->coded_frame->key_frame)
 397                 pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 398             pkt.stream_index= st->index;
 399             pkt.data= video_outbuf;
 400             pkt.size= out_size;
 401
 402             /* write the compressed frame in the media file */
 403             ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
 404         } else {
 405             ret = 0;
 406         }
 407     }
 408     if (ret != 0) {
 409         fprintf(stderr, "Error while writing video frame\n");
 410         exit(1);
 411     }
 412     frame_count++;
 413 }
 414
 415 static void close_video(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
 416 {
 417     avcodec_close(st->codec);
 418     av_free(picture->data[0]);
 419     av_free(picture);
 420     if (tmp_picture) {
 421         av_free(tmp_picture->data[0]);
 422         av_free(tmp_picture);
 423     }
 424     av_free(video_outbuf);
 425 }
 426
 427 /**************************************************************/
 428 /* media file output */
 429
 430 int main(int argc, char **argv)
 431 {
 432     const char *filename;
 433     AVOutputFormat *fmt;
 434     AVFormatContext *oc;
 435     AVStream *audio_st, *video_st;
 436     double audio_pts, video_pts;
 437     int i;
 438
 439     /* initialize libavcodec, and register all codecs and formats */
 440     av_register_all();
 441
 442     if (argc != 2) {
 443         printf("usage: %s output_file\n"
 444                "API example program to output a media file with libavformat.\n"
 445                "The output format is automatically guessed according to the file extension.\n"
 446                "Raw images can also be output by using '%%d' in the filename\n"
 447                "\n", argv[0]);
 448         exit(1);
 449     }
 450
 451     filename = argv[1];
 452
 453     /* auto detect the output format from the name. default is
 454        mpeg. */
 455     fmt = av_guess_format(NULL, filename, NULL);
 456     if (!fmt) {
 457         printf("Could not deduce output format from file extension: using MPEG.\n");
 458         fmt = av_guess_format("mpeg", NULL, NULL);
 459     }
 460     if (!fmt) {
 461         fprintf(stderr, "Could not find suitable output format\n");
 462         exit(1);
 463     }
 464
 465     /* allocate the output media context */
 466     oc = avformat_alloc_context();
 467     if (!oc) {
 468         fprintf(stderr, "Memory error\n");
 469         exit(1);
 470     }
 471     oc->oformat = fmt;
 472     snprintf(oc->filename, sizeof(oc->filename), "%s", filename);
 473
 474     /* add the audio and video streams using the default format codecs
 475        and initialize the codecs */
 476     video_st = NULL;
 477     audio_st = NULL;
 478     if (fmt->video_codec != CODEC_ID_NONE) {
 479         video_st = add_video_stream(oc, fmt->video_codec);
 480     }
 481     if (fmt->audio_codec != CODEC_ID_NONE) {
 482         audio_st = add_audio_stream(oc, fmt->audio_codec);
 483     }
 484
 485     /* set the output parameters (must be done even if no
 486        parameters). */
 487     if (av_set_parameters(oc, NULL) < 0) {
 488         fprintf(stderr, "Invalid output format parameters\n");
 489         exit(1);
 490     }
 491
 492     av_dump_format(oc, 0, filename, 1);
 493
 494     /* now that all the parameters are set, we can open the audio and
 495        video codecs and allocate the necessary encode buffers */
 496     if (video_st)
 497         open_video(oc, video_st);
 498     if (audio_st)
 499         open_audio(oc, audio_st);
 500
 501     /* open the output file, if needed */
 502     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
 503         if (avio_open(&oc->pb, filename, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
 504             fprintf(stderr, "Could not open '%s'\n", filename);
 505             exit(1);
 506         }
 507     }
 508
 509     /* write the stream header, if any */
 510     av_write_header(oc);
 511
 512     for(;;) {
 513         /* compute current audio and video time */
 514         if (audio_st)
 515             audio_pts = (double)audio_st->pts.val * audio_st->time_base.num / audio_st->time_base.den;
 516         else
 517             audio_pts = 0.0;
 518
 519         if (video_st)
 520             video_pts = (double)video_st->pts.val * video_st->time_base.num / video_st->time_base.den;
 521         else
 522             video_pts = 0.0;
 523
 524         if ((!audio_st || audio_pts >= STREAM_DURATION) &&
 525             (!video_st || video_pts >= STREAM_DURATION))
 526             break;
 527
 528         /* write interleaved audio and video frames */
 529         if (!video_st || (video_st && audio_st && audio_pts < video_pts)) {
 530             write_audio_frame(oc, audio_st);
 531         } else {
 532             write_video_frame(oc, video_st);
 533         }
 534     }
 535
 536     /* write the trailer, if any.  the trailer must be written
 537      * before you close the CodecContexts open when you wrote the
 538      * header; otherwise write_trailer may try to use memory that
 539      * was freed on av_codec_close() */
 540     av_write_trailer(oc);
 541
 542     /* close each codec */
 543     if (video_st)
 544         close_video(oc, video_st);
 545     if (audio_st)
 546         close_audio(oc, audio_st);
 547
 548     /* free the streams */
 549     for(i = 0; i < oc->nb_streams; i++) {
 550         av_freep(&oc->streams[i]->codec);
 551         av_freep(&oc->streams[i]);
 552     }
 553
 554     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
 555         /* close the output file */
 556         avio_close(oc->pb);
 557     }
 558
 559     /* free the stream */
 560     av_free(oc);
 561
 562     return 0;
 563 }