src/lib/video_decoder.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012-2015 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
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   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 #include "video_decoder.h"
  21 #include "image.h"
  22 #include "raw_image_proxy.h"
  23 #include "film.h"
  24 #include "log.h"
  25 #include "compose.hpp"
  26 #include <iostream>
  27
  28 #include "i18n.h"
  29
  30 using std::cout;
  31 using std::list;
  32 using std::max;
  33 using std::back_inserter;
  34 using boost::shared_ptr;
  35 using boost::optional;
  36
  37 VideoDecoder::VideoDecoder (shared_ptr<const VideoContent> c)
  38 #ifdef DCPOMATIC_DEBUG
  39         : test_gaps (0)
  40         , _video_content (c)
  41 #else
  42         : _video_content (c)
  43 #endif
  44         , _last_seek_accurate (true)
  45         , _ignore_video (false)
  46 {
  47         _black_image.reset (new Image (PIX_FMT_RGB24, _video_content->video_size(), true));
  48         _black_image->make_black ();
  49 }
  50
  51 list<ContentVideo>
  52 VideoDecoder::decoded_video (Frame frame)
  53 {
  54         list<ContentVideo> output;
  55
  56         for (list<ContentVideo>::const_iterator i = _decoded_video.begin(); i != _decoded_video.end(); ++i) {
  57                 if (i->frame == frame) {
  58                         output.push_back (*i);
  59                 }
  60         }
  61
  62         return output;
  63 }
  64
  65 /** Get all frames which exist in the content at a given frame index.
  66  *  @param frame Frame index.
  67  *  @param accurate true to try hard to return frames at the precise time that was requested, otherwise frames nearby may be returned.
  68  *  @return Frames; there may be none (if there is no video there), 1 for 2D or 2 for 3D.
  69  */
  70 list<ContentVideo>
  71 VideoDecoder::get_video (Frame frame, bool accurate)
  72 {
  73         /* At this stage, if we have get_video()ed before, _decoded_video will contain the last frame that this
  74            method returned (and possibly a few more).  If the requested frame is not in _decoded_video and it is not the next
  75            one after the end of _decoded_video we need to seek.
  76         */
  77
  78         _video_content->film()->log()->log (String::compose ("VD has request for %1", frame), Log::TYPE_DEBUG_DECODE);
  79
  80         if (_decoded_video.empty() || frame < _decoded_video.front().frame || frame > (_decoded_video.back().frame + 1)) {
  81                 seek (ContentTime::from_frames (frame, _video_content->video_frame_rate()), accurate);
  82         }
  83
  84         list<ContentVideo> dec;
  85
  86         /* Now enough pass() calls should either:
  87          *  (a) give us what we want, or
  88          *  (b) give us something after what we want, indicating that we will never get what we want, or
  89          *  (c) hit the end of the decoder.
  90          */
  91         if (accurate) {
  92                 /* We are being accurate, so we want the right frame.
  93                  * This could all be one statement but it's split up for clarity.
  94                  */
  95                 while (true) {
  96                         if (!decoded_video(frame).empty ()) {
  97                                 /* We got what we want */
  98                                 break;
  99                         }
 100
 101                         if (pass ()) {
 102                                 /* The decoder has nothing more for us */
 103                                 break;
 104                         }
 105
 106                         if (!_decoded_video.empty() && _decoded_video.front().frame > frame) {
 107                                 /* We're never going to get the frame we want.  Perhaps the caller is asking
 108                                  * for a video frame before the content's video starts (if its audio
 109                                  * begins before its video, for example).
 110                                  */
 111                                 break;
 112                         }
 113                 }
 114
 115                 dec = decoded_video (frame);
 116         } else {
 117                 /* Any frame will do: use the first one that comes out of pass() */
 118                 while (_decoded_video.empty() && !pass ()) {}
 119                 if (!_decoded_video.empty ()) {
 120                         dec.push_back (_decoded_video.front ());
 121                 }
 122         }
 123
 124         /* Clean up _decoded_video; keep the frame we are returning (which may have two images
 125            for 3D), but nothing before that */
 126         while (!_decoded_video.empty() && _decoded_video.front().frame < dec.front().frame) {
 127                 _decoded_video.pop_front ();
 128         }
 129
 130         return dec;
 131 }
 132
 133 /** Fill _decoded_video from `from' up to, but not including, `to' with
 134  *  a frame for one particular Eyes value (which could be EYES_BOTH,
 135  *  EYES_LEFT or EYES_RIGHT)
 136  */
 137 void
 138 VideoDecoder::fill_one_eye (Frame from, Frame to, Eyes eye)
 139 {
 140         if (to == 0) {
 141                 /* Already OK */
 142                 return;
 143         }
 144
 145         /* Fill with black... */
 146         shared_ptr<const ImageProxy> filler_image (new RawImageProxy (_black_image));
 147         Part filler_part = PART_WHOLE;
 148
 149         /* ...unless there's some video we can fill with */
 150         if (!_decoded_video.empty ()) {
 151                 filler_image = _decoded_video.back().image;
 152                 filler_part = _decoded_video.back().part;
 153         }
 154
 155         for (Frame i = from; i < to; ++i) {
 156 #ifdef DCPOMATIC_DEBUG
 157                 test_gaps++;
 158 #endif
 159                 _decoded_video.push_back (
 160                         ContentVideo (filler_image, eye, filler_part, i)
 161                         );
 162         }
 163 }
 164
 165 /** Fill _decoded_video from `from' up to, but not including, `to'
 166  *  adding both left and right eye frames.
 167  */
 168 void
 169 VideoDecoder::fill_both_eyes (Frame from, Frame to, Eyes eye)
 170 {
 171         if (to == 0 && eye == EYES_LEFT) {
 172                 /* Already OK */
 173                 return;
 174         }
 175
 176         /* Fill with black... */
 177         shared_ptr<const ImageProxy> filler_left_image (new RawImageProxy (_black_image));
 178         shared_ptr<const ImageProxy> filler_right_image (new RawImageProxy (_black_image));
 179         Part filler_left_part = PART_WHOLE;
 180         Part filler_right_part = PART_WHOLE;
 181
 182         /* ...unless there's some video we can fill with */
 183         for (list<ContentVideo>::const_reverse_iterator i = _decoded_video.rbegin(); i != _decoded_video.rend(); ++i) {
 184                 if (i->eyes == EYES_LEFT && !filler_left_image) {
 185                         filler_left_image = i->image;
 186                         filler_left_part = i->part;
 187                 } else if (i->eyes == EYES_RIGHT && !filler_right_image) {
 188                         filler_right_image = i->image;
 189                         filler_right_part = i->part;
 190                 }
 191
 192                 if (filler_left_image && filler_right_image) {
 193                         break;
 194                 }
 195         }
 196
 197         Frame filler_frame = from;
 198         Eyes filler_eye = _decoded_video.empty() ? EYES_LEFT : _decoded_video.back().eyes;
 199
 200         if (_decoded_video.empty ()) {
 201                 filler_frame = 0;
 202                 filler_eye = EYES_LEFT;
 203         } else if (_decoded_video.back().eyes == EYES_LEFT) {
 204                 filler_frame = _decoded_video.back().frame;
 205                 filler_eye = EYES_RIGHT;
 206         } else if (_decoded_video.back().eyes == EYES_RIGHT) {
 207                 filler_frame = _decoded_video.back().frame + 1;
 208                 filler_eye = EYES_LEFT;
 209         }
 210
 211         while (filler_frame != to || filler_eye != eye) {
 212
 213 #ifdef DCPOMATIC_DEBUG
 214                 test_gaps++;
 215 #endif
 216
 217                 _decoded_video.push_back (
 218                         ContentVideo (
 219                                 filler_eye == EYES_LEFT ? filler_left_image : filler_right_image,
 220                                 filler_eye,
 221                                 filler_eye == EYES_LEFT ? filler_left_part : filler_right_part,
 222                                 filler_frame
 223                                 )
 224                         );
 225
 226                 if (filler_eye == EYES_LEFT) {
 227                         filler_eye = EYES_RIGHT;
 228                 } else {
 229                         filler_eye = EYES_LEFT;
 230                         ++filler_frame;
 231                 }
 232         }
 233 }
 234
 235 /** Called by subclasses when they have a video frame ready */
 236 void
 237 VideoDecoder::video (shared_ptr<const ImageProxy> image, Frame frame)
 238 {
 239         if (_ignore_video) {
 240                 return;
 241         }
 242
 243         _video_content->film()->log()->log (String::compose ("VD receives %1", frame), Log::TYPE_DEBUG_DECODE);
 244
 245         /* We may receive the same frame index twice for 3D, and we need to know
 246            when that happens.
 247         */
 248         bool const same = (!_decoded_video.empty() && frame == _decoded_video.back().frame);
 249
 250         /* Work out what we are going to push into _decoded_video next */
 251         list<ContentVideo> to_push;
 252         switch (_video_content->video_frame_type ()) {
 253         case VIDEO_FRAME_TYPE_2D:
 254                 to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_BOTH, PART_WHOLE, frame));
 255                 break;
 256         case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_ALTERNATE:
 257                 to_push.push_back (ContentVideo (image, same ? EYES_RIGHT : EYES_LEFT, PART_WHOLE, frame));
 258                 break;
 259         case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_LEFT_RIGHT:
 260                 to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_LEFT, PART_LEFT_HALF, frame));
 261                 to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_RIGHT, PART_RIGHT_HALF, frame));
 262                 break;
 263         case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_TOP_BOTTOM:
 264                 to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_LEFT, PART_TOP_HALF, frame));
 265                 to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_RIGHT, PART_BOTTOM_HALF, frame));
 266                 break;
 267         case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_LEFT:
 268                 to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_LEFT, PART_WHOLE, frame));
 269                 break;
 270         case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_RIGHT:
 271                 to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_RIGHT, PART_WHOLE, frame));
 272                 break;
 273         default:
 274                 DCPOMATIC_ASSERT (false);
 275         }
 276
 277         /* Now VideoDecoder is required never to have gaps in the frames that it presents
 278            via get_video().  Hence we need to fill in any gap between the last thing in _decoded_video
 279            and the things we are about to push.
 280         */
 281
 282         optional<Frame> from;
 283         optional<Frame> to;
 284
 285         if (_decoded_video.empty() && _last_seek_time && _last_seek_accurate) {
 286                 from = _last_seek_time->frames_round (_video_content->video_frame_rate ());
 287                 to = to_push.front().frame;
 288         } else if (!_decoded_video.empty ()) {
 289                 from = _decoded_video.back().frame + 1;
 290                 to = to_push.front().frame;
 291         }
 292
 293         /* If we've pre-rolled on a seek we may now receive out-of-order frames
 294            (frames before the last seek time) which we can just ignore.
 295         */
 296
 297         if (from && to && from.get() > to.get()) {
 298                 return;
 299         }
 300
 301         if (from) {
 302                 switch (_video_content->video_frame_type ()) {
 303                 case VIDEO_FRAME_TYPE_2D:
 304                         fill_one_eye (from.get(), to.get (), EYES_BOTH);
 305                         break;
 306                 case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_LEFT_RIGHT:
 307                 case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_TOP_BOTTOM:
 308                 case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_ALTERNATE:
 309                         fill_both_eyes (from.get(), to.get(), to_push.front().eyes);
 310                         break;
 311                 case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_LEFT:
 312                         fill_one_eye (from.get(), to.get (), EYES_LEFT);
 313                         break;
 314                 case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_RIGHT:
 315                         fill_one_eye (from.get(), to.get (), EYES_RIGHT);
 316                 }
 317         }
 318
 319         copy (to_push.begin(), to_push.end(), back_inserter (_decoded_video));
 320
 321         /* We can't let this build up too much or we will run out of memory.  We need to allow
 322            the most frames that can exist between blocks of sound in a multiplexed file.
 323         */
 324         DCPOMATIC_ASSERT (_decoded_video.size() <= 96);
 325 }
 326
 327 void
 328 VideoDecoder::seek (ContentTime s, bool accurate)
 329 {
 330         _decoded_video.clear ();
 331         _last_seek_time = s;
 332         _last_seek_accurate = accurate;
 333 }
 334
 335 /** Set this player never to produce any video data */
 336 void
 337 VideoDecoder::set_ignore_video ()
 338 {
 339         _ignore_video = true;
 340 }