src/lib/dcp_video.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012-2015 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3     Taken from code Copyright (C) 2010-2011 Terrence Meiczinger
   4
   5     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8     (at your option) any later version.
   9
  10     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13     GNU General Public License for more details.
  14
  15     You should have received a copy of the GNU General Public License
  16     along with this program; if not, write to the Free Software
  17     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  18
  19 */
  20
  21 /** @file  src/dcp_video_frame.cc
  22  *  @brief A single frame of video destined for a DCP.
  23  *
  24  *  Given an Image and some settings, this class knows how to encode
  25  *  the image to J2K either on the local host or on a remote server.
  26  *
  27  *  Objects of this class are used for the queue that we keep
  28  *  of images that require encoding.
  29  */
  30
  31 #include "dcp_video.h"
  32 #include "config.h"
  33 #include "exceptions.h"
  34 #include "server_description.h"
  35 #include "dcpomatic_socket.h"
  36 #include "image.h"
  37 #include "log.h"
  38 #include "cross.h"
  39 #include "player_video.h"
  40 #include "raw_convert.h"
  41 #include "compose.hpp"
  42 #include <libcxml/cxml.h>
  43 #include <dcp/openjpeg_image.h>
  44 #include <dcp/rgb_xyz.h>
  45 #include <dcp/j2k.h>
  46 #include <dcp/colour_matrix.h>
  47 #include <openjpeg.h>
  48 #include <libxml++/libxml++.h>
  49 #include <boost/asio.hpp>
  50 #include <boost/thread.hpp>
  51 #include <stdint.h>
  52 #include <iomanip>
  53 #include <iostream>
  54
  55 #define LOG_GENERAL(...) _log->log (String::compose (__VA_ARGS__), LogEntry::TYPE_GENERAL);
  56 #define LOG_DEBUG_ENCODE(...) _log->log (String::compose (__VA_ARGS__), LogEntry::TYPE_DEBUG_ENCODE);
  57 #define LOG_TIMING(...) _log->log (String::compose (__VA_ARGS__), LogEntry::TYPE_TIMING);
  58
  59 #include "i18n.h"
  60
  61 using std::string;
  62 using std::cout;
  63 using boost::shared_ptr;
  64 using dcp::Size;
  65 using dcp::Data;
  66
  67 #define DCI_COEFFICENT (48.0 / 52.37)
  68
  69 /** Construct a DCP video frame.
  70  *  @param frame Input frame.
  71  *  @param index Index of the frame within the DCP.
  72  *  @param bw J2K bandwidth to use (see Config::j2k_bandwidth ())
  73  *  @param l Log to write to.
  74  */
  75 DCPVideo::DCPVideo (
  76         shared_ptr<const PlayerVideo> frame, int index, int dcp_fps, int bw, Resolution r, shared_ptr<Log> l
  77         )
  78         : _frame (frame)
  79         , _index (index)
  80         , _frames_per_second (dcp_fps)
  81         , _j2k_bandwidth (bw)
  82         , _resolution (r)
  83         , _log (l)
  84 {
  85
  86 }
  87
  88 DCPVideo::DCPVideo (shared_ptr<const PlayerVideo> frame, shared_ptr<const cxml::Node> node, shared_ptr<Log> log)
  89         : _frame (frame)
  90         , _log (log)
  91 {
  92         _index = node->number_child<int> ("Index");
  93         _frames_per_second = node->number_child<int> ("FramesPerSecond");
  94         _j2k_bandwidth = node->number_child<int> ("J2KBandwidth");
  95         _resolution = Resolution (node->optional_number_child<int>("Resolution").get_value_or (RESOLUTION_2K));
  96 }
  97
  98 shared_ptr<dcp::OpenJPEGImage>
  99 DCPVideo::convert_to_xyz (shared_ptr<const PlayerVideo> frame, dcp::NoteHandler note)
 100 {
 101         shared_ptr<dcp::OpenJPEGImage> xyz;
 102
 103         shared_ptr<Image> image = frame->image (note);
 104         if (frame->colour_conversion()) {
 105                 xyz = dcp::rgb_to_xyz (
 106                         image->data()[0],
 107                         image->size(),
 108                         image->stride()[0],
 109                         frame->colour_conversion().get(),
 110                         note
 111                         );
 112         } else {
 113                 xyz = dcp::xyz_to_xyz (image->data()[0], image->size(), image->stride()[0]);
 114         }
 115
 116         return xyz;
 117 }
 118
 119 /** J2K-encode this frame on the local host.
 120  *  @return Encoded data.
 121  */
 122 Data
 123 DCPVideo::encode_locally (dcp::NoteHandler note)
 124 {
 125         shared_ptr<dcp::OpenJPEGImage> xyz = convert_to_xyz (_frame, note);
 126
 127         Data enc = compress_j2k (
 128                 convert_to_xyz (_frame, note),
 129                 _j2k_bandwidth,
 130                 _frames_per_second,
 131                 _frame->eyes() == EYES_LEFT || _frame->eyes() == EYES_RIGHT,
 132                 _resolution == RESOLUTION_4K
 133                 );
 134
 135         switch (_frame->eyes()) {
 136         case EYES_BOTH:
 137                 LOG_DEBUG_ENCODE (N_("Finished locally-encoded frame %1 for mono"), _index);
 138                 break;
 139         case EYES_LEFT:
 140                 LOG_DEBUG_ENCODE (N_("Finished locally-encoded frame %1 for L"), _index);
 141                 break;
 142         case EYES_RIGHT:
 143                 LOG_DEBUG_ENCODE (N_("Finished locally-encoded frame %1 for R"), _index);
 144                 break;
 145         default:
 146                 break;
 147         }
 148
 149         return enc;
 150 }
 151
 152 /** Send this frame to a remote server for J2K encoding, then read the result.
 153  *  @param serv Server to send to.
 154  *  @return Encoded data.
 155  */
 156 Data
 157 DCPVideo::encode_remotely (ServerDescription serv)
 158 {
 159         boost::asio::io_service io_service;
 160         boost::asio::ip::tcp::resolver resolver (io_service);
 161         boost::asio::ip::tcp::resolver::query query (serv.host_name(), raw_convert<string> (Config::instance()->server_port_base ()));
 162         boost::asio::ip::tcp::resolver::iterator endpoint_iterator = resolver.resolve (query);
 163
 164         shared_ptr<Socket> socket (new Socket);
 165
 166         socket->connect (*endpoint_iterator);
 167
 168         /* Collect all XML metadata */
 169         xmlpp::Document doc;
 170         xmlpp::Element* root = doc.create_root_node ("EncodingRequest");
 171         root->add_child("Version")->add_child_text (raw_convert<string> (SERVER_LINK_VERSION));
 172         add_metadata (root);
 173
 174         LOG_DEBUG_ENCODE (N_("Sending frame %1 to remote"), _index);
 175
 176         /* Send XML metadata */
 177         string xml = doc.write_to_string ("UTF-8");
 178         socket->write (xml.length() + 1);
 179         socket->write ((uint8_t *) xml.c_str(), xml.length() + 1);
 180
 181         /* Send binary data */
 182         LOG_TIMING("start-remote-send thread=%1", boost::this_thread::get_id());
 183         _frame->send_binary (socket);
 184
 185         /* Read the response (JPEG2000-encoded data); this blocks until the data
 186            is ready and sent back.
 187         */
 188         LOG_TIMING("start-remote-encode thread=%1", boost::this_thread::get_id ());
 189         Data e (socket->read_uint32 ());
 190         LOG_TIMING("start-remote-receive thread=%1", boost::this_thread::get_id ());
 191         socket->read (e.data().get(), e.size());
 192         LOG_TIMING("finish-remote-receive thread=%1", boost::this_thread::get_id ());
 193
 194         LOG_DEBUG_ENCODE (N_("Finished remotely-encoded frame %1"), _index);
 195
 196         return e;
 197 }
 198
 199 void
 200 DCPVideo::add_metadata (xmlpp::Element* el) const
 201 {
 202         el->add_child("Index")->add_child_text (raw_convert<string> (_index));
 203         el->add_child("FramesPerSecond")->add_child_text (raw_convert<string> (_frames_per_second));
 204         el->add_child("J2KBandwidth")->add_child_text (raw_convert<string> (_j2k_bandwidth));
 205         el->add_child("Resolution")->add_child_text (raw_convert<string> (int (_resolution)));
 206         _frame->add_metadata (el);
 207 }
 208
 209 Eyes
 210 DCPVideo::eyes () const
 211 {
 212         return _frame->eyes ();
 213 }
 214
 215 /** @return true if this DCPVideo is definitely the same as another;
 216  *  (apart from the frame index), false if it is probably not.
 217  */
 218 bool
 219 DCPVideo::same (shared_ptr<const DCPVideo> other) const
 220 {
 221         if (_frames_per_second != other->_frames_per_second ||
 222             _j2k_bandwidth != other->_j2k_bandwidth ||
 223             _resolution != other->_resolution) {
 224                 return false;
 225         }
 226
 227         return _frame->same (other->_frame);
 228 }