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[dcpomatic.git] / src / lib / video_decoder.cc
index 43b1049ccaf5f89920147f040cf5e96635f66675..81991b88298f7c89c2571a656960abede3b1f9b7 100644 (file)
@@ -1,52 +1,66 @@
 /*
-    Copyright (C) 2012-2014 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
+    Copyright (C) 2012-2016 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
 
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+    This file is part of DCP-o-matic.
+
+    DCP-o-matic is free software; you can redistribute it and/or modify
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     (at your option) any later version.
 
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+    DCP-o-matic is distributed in the hope that it will be useful,
     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
     GNU General Public License for more details.
 
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-    along with this program; if not, write to the Free Software
-    Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+    along with DCP-o-matic.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 
 */
 
 #include "video_decoder.h"
 #include "image.h"
-#include "content_video.h"
+#include "raw_image_proxy.h"
+#include "film.h"
+#include "log.h"
+#include "compose.hpp"
+#include <boost/foreach.hpp>
+#include <iostream>
 
 #include "i18n.h"
 
 using std::cout;
 using std::list;
+using std::max;
+using std::back_inserter;
 using boost::shared_ptr;
 using boost::optional;
 
-VideoDecoder::VideoDecoder (shared_ptr<const VideoContent> c)
+VideoDecoder::VideoDecoder (Decoder* parent, shared_ptr<const Content> c, shared_ptr<Log> log)
 #ifdef DCPOMATIC_DEBUG
        : test_gaps (0)
-       , _video_content (c)
+       , _parent (parent),
+         _content (c)
 #else
-       : _video_content (c)
+        : _parent (parent)
+       , _content (c)
 #endif
+       , _log (log)
+       , _last_seek_accurate (true)
+       , _ignore (false)
 {
-
+       _black_image.reset (new Image (AV_PIX_FMT_RGB24, _content->video->size(), true));
+       _black_image->make_black ();
 }
 
 list<ContentVideo>
-VideoDecoder::decoded_video (VideoFrame frame)
+VideoDecoder::decoded (Frame frame)
 {
        list<ContentVideo> output;
-       
-       for (list<ContentVideo>::const_iterator i = _decoded_video.begin(); i != _decoded_video.end(); ++i) {
-               if (i->frame == frame) {
-                       output.push_back (*i);
+
+       BOOST_FOREACH (ContentVideo const & i, _decoded) {
+               if (i.frame == frame) {
+                       output.push_back (i);
                }
        }
 
@@ -59,35 +73,49 @@ VideoDecoder::decoded_video (VideoFrame frame)
  *  @return Frames; there may be none (if there is no video there), 1 for 2D or 2 for 3D.
  */
 list<ContentVideo>
-VideoDecoder::get_video (VideoFrame frame, bool accurate)
+VideoDecoder::get (Frame frame, bool accurate)
 {
-       if (_decoded_video.empty() || (frame < _decoded_video.front().frame || frame > (_decoded_video.back().frame + 1))) {
-               /* Either we have no decoded data, or what we do have is a long way from what we want: seek */
-               seek (ContentTime::from_frames (frame, _video_content->video_frame_rate()), accurate);
+       if (_no_data_frame && frame >= _no_data_frame.get()) {
+               return list<ContentVideo> ();
+       }
+
+       /* At this stage, if we have get_video()ed before, _decoded will contain the last frame that this
+          method returned (and possibly a few more).  If the requested frame is not in _decoded and it is not the next
+          one after the end of _decoded we need to seek.
+       */
+
+       _log->log (String::compose ("VD has request for %1", frame), LogEntry::TYPE_DEBUG_DECODE);
+
+       if (_decoded.empty() || frame < _decoded.front().frame || frame > (_decoded.back().frame + 1)) {
+               _parent->seek (ContentTime::from_frames (frame, _content->active_video_frame_rate()), accurate);
        }
 
        list<ContentVideo> dec;
 
        /* Now enough pass() calls should either:
         *  (a) give us what we want, or
-        *  (b) hit the end of the decoder.
+        *  (b) give us something after what we want, indicating that we will never get what we want, or
+        *  (c) hit the end of the decoder.
         */
        if (accurate) {
                /* We are being accurate, so we want the right frame.
                 * This could all be one statement but it's split up for clarity.
                 */
+               bool no_data = false;
+
                while (true) {
-                       if (!decoded_video(frame).empty ()) {
+                       if (!decoded(frame).empty ()) {
                                /* We got what we want */
                                break;
                        }
 
-                       if (pass ()) {
+                       if (_parent->pass (Decoder::PASS_REASON_VIDEO, accurate)) {
                                /* The decoder has nothing more for us */
+                               no_data = true;
                                break;
                        }
 
-                       if (!_decoded_video.empty() && _decoded_video.front().frame > frame) {
+                       if (!_decoded.empty() && _decoded.front().frame > frame) {
                                /* We're never going to get the frame we want.  Perhaps the caller is asking
                                 * for a video frame before the content's video starts (if its audio
                                 * begins before its video, for example).
@@ -96,77 +124,240 @@ VideoDecoder::get_video (VideoFrame frame, bool accurate)
                        }
                }
 
-               dec = decoded_video (frame);
+               dec = decoded (frame);
+
+               if (no_data && dec.empty()) {
+                       _no_data_frame = frame;
+               }
+
        } else {
                /* Any frame will do: use the first one that comes out of pass() */
-               while (_decoded_video.empty() && !pass ()) {}
-               if (!_decoded_video.empty ()) {
-                       dec.push_back (_decoded_video.front ());
+               while (_decoded.empty() && !_parent->pass (Decoder::PASS_REASON_VIDEO, accurate)) {}
+               if (!_decoded.empty ()) {
+                       dec.push_back (_decoded.front ());
                }
        }
 
-       /* Clean up decoded_video */
-       while (!_decoded_video.empty() && _decoded_video.front().frame < (frame - 1)) {
-               _decoded_video.pop_front ();
+       /* Clean up _decoded; keep the frame we are returning, if any (which may have two images
+          for 3D), but nothing before that */
+       while (!_decoded.empty() && !dec.empty() && _decoded.front().frame < dec.front().frame) {
+               _decoded.pop_front ();
        }
 
        return dec;
 }
 
+/** Fill _decoded from `from' up to, but not including, `to' with
+ *  a frame for one particular Eyes value (which could be EYES_BOTH,
+ *  EYES_LEFT or EYES_RIGHT)
+ */
+void
+VideoDecoder::fill_one_eye (Frame from, Frame to, Eyes eye)
+{
+       if (to == 0) {
+               /* Already OK */
+               return;
+       }
+
+       /* Fill with black... */
+       shared_ptr<const ImageProxy> filler_image (new RawImageProxy (_black_image));
+       Part filler_part = PART_WHOLE;
 
-/** Called by subclasses when they have a video frame ready */
+       /* ...unless there's some video we can fill with */
+       if (!_decoded.empty ()) {
+               filler_image = _decoded.back().image;
+               filler_part = _decoded.back().part;
+       }
+
+       for (Frame i = from; i < to; ++i) {
+#ifdef DCPOMATIC_DEBUG
+               test_gaps++;
+#endif
+               _decoded.push_back (
+                       ContentVideo (filler_image, eye, filler_part, i)
+                       );
+       }
+}
+
+/** Fill _decoded from `from' up to, but not including, `to'
+ *  adding both left and right eye frames.
+ */
 void
-VideoDecoder::video (shared_ptr<const ImageProxy> image, VideoFrame frame)
+VideoDecoder::fill_both_eyes (Frame from, Frame to, Eyes eye)
 {
-       /* We should not receive the same thing twice */
-       assert (_decoded_video.empty() || frame != _decoded_video.back().frame);
+       if (to == 0 && eye == EYES_LEFT) {
+               /* Already OK */
+               return;
+       }
+
+       /* Fill with black... */
+       shared_ptr<const ImageProxy> filler_left_image (new RawImageProxy (_black_image));
+       shared_ptr<const ImageProxy> filler_right_image (new RawImageProxy (_black_image));
+       Part filler_left_part = PART_WHOLE;
+       Part filler_right_part = PART_WHOLE;
 
-       /* Fill in gaps */
-       /* XXX: 3D */
+       /* ...unless there's some video we can fill with */
+       for (list<ContentVideo>::const_reverse_iterator i = _decoded.rbegin(); i != _decoded.rend(); ++i) {
+               if (i->eyes == EYES_LEFT && !filler_left_image) {
+                       filler_left_image = i->image;
+                       filler_left_part = i->part;
+               } else if (i->eyes == EYES_RIGHT && !filler_right_image) {
+                       filler_right_image = i->image;
+                       filler_right_part = i->part;
+               }
+
+               if (filler_left_image && filler_right_image) {
+                       break;
+               }
+       }
+
+       Frame filler_frame = from;
+       Eyes filler_eye = _decoded.empty() ? EYES_LEFT : _decoded.back().eyes;
+
+       if (_decoded.empty ()) {
+               filler_frame = 0;
+               filler_eye = EYES_LEFT;
+       } else if (_decoded.back().eyes == EYES_LEFT) {
+               filler_frame = _decoded.back().frame;
+               filler_eye = EYES_RIGHT;
+       } else if (_decoded.back().eyes == EYES_RIGHT) {
+               filler_frame = _decoded.back().frame + 1;
+               filler_eye = EYES_LEFT;
+       }
+
+       while (filler_frame != to || filler_eye != eye) {
 
-       while (!_decoded_video.empty () && (_decoded_video.back().frame + 1) < frame) {
 #ifdef DCPOMATIC_DEBUG
                test_gaps++;
 #endif
-               _decoded_video.push_back (
+
+               _decoded.push_back (
                        ContentVideo (
-                               _decoded_video.back().image,
-                               _decoded_video.back().eyes,
-                               _decoded_video.back().part,
-                               _decoded_video.back().frame + 1
+                               filler_eye == EYES_LEFT ? filler_left_image : filler_right_image,
+                               filler_eye,
+                               filler_eye == EYES_LEFT ? filler_left_part : filler_right_part,
+                               filler_frame
                                )
                        );
+
+               if (filler_eye == EYES_LEFT) {
+                       filler_eye = EYES_RIGHT;
+               } else {
+                       filler_eye = EYES_LEFT;
+                       ++filler_frame;
+               }
+       }
+}
+
+/** Called by decoder classes when they have a video frame ready */
+void
+VideoDecoder::give (shared_ptr<const ImageProxy> image, Frame frame)
+{
+       if (_ignore) {
+               return;
        }
-       
-       switch (_video_content->video_frame_type ()) {
+
+       _log->log (String::compose ("VD receives %1", frame), LogEntry::TYPE_DEBUG_DECODE);
+
+       /* Work out what we are going to push into _decoded next */
+       list<ContentVideo> to_push;
+       switch (_content->video->frame_type ()) {
        case VIDEO_FRAME_TYPE_2D:
-               _decoded_video.push_back (ContentVideo (image, EYES_BOTH, PART_WHOLE, frame));
+               to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_BOTH, PART_WHOLE, frame));
                break;
        case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_ALTERNATE:
-               _decoded_video.push_back (ContentVideo (image, (frame % 2) ? EYES_RIGHT : EYES_LEFT, PART_WHOLE, frame));
+       {
+               /* We receive the same frame index twice for 3D-alternate; hence we know which
+                  frame this one is.
+               */
+               bool const same = (!_decoded.empty() && frame == _decoded.back().frame);
+               to_push.push_back (ContentVideo (image, same ? EYES_RIGHT : EYES_LEFT, PART_WHOLE, frame));
                break;
+       }
        case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_LEFT_RIGHT:
-               _decoded_video.push_back (ContentVideo (image, EYES_LEFT, PART_LEFT_HALF, frame));
-               _decoded_video.push_back (ContentVideo (image, EYES_RIGHT, PART_RIGHT_HALF, frame));
+               to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_LEFT, PART_LEFT_HALF, frame));
+               to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_RIGHT, PART_RIGHT_HALF, frame));
                break;
        case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_TOP_BOTTOM:
-               _decoded_video.push_back (ContentVideo (image, EYES_LEFT, PART_TOP_HALF, frame));
-               _decoded_video.push_back (ContentVideo (image, EYES_RIGHT, PART_BOTTOM_HALF, frame));
+               to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_LEFT, PART_TOP_HALF, frame));
+               to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_RIGHT, PART_BOTTOM_HALF, frame));
                break;
        case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_LEFT:
-               _decoded_video.push_back (ContentVideo (image, EYES_LEFT, PART_WHOLE, frame));
+               to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_LEFT, PART_WHOLE, frame));
                break;
        case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_RIGHT:
-               _decoded_video.push_back (ContentVideo (image, EYES_RIGHT, PART_WHOLE, frame));
+               to_push.push_back (ContentVideo (image, EYES_RIGHT, PART_WHOLE, frame));
                break;
        default:
-               assert (false);
+               DCPOMATIC_ASSERT (false);
+       }
+
+       /* Now VideoDecoder is required never to have gaps in the frames that it presents
+          via get_video().  Hence we need to fill in any gap between the last thing in _decoded
+          and the things we are about to push.
+       */
+
+       optional<Frame> from;
+       optional<Frame> to;
+
+       if (_decoded.empty() && _last_seek_time && _last_seek_accurate) {
+               from = _last_seek_time->frames_round (_content->active_video_frame_rate ());
+               to = to_push.front().frame;
+       } else if (!_decoded.empty ()) {
+               from = _decoded.back().frame + 1;
+               to = to_push.front().frame;
+       }
+
+       /* If we've pre-rolled on a seek we may now receive out-of-order frames
+          (frames before the last seek time) which we can just ignore.
+       */
+
+       if (from && to && from.get() > to.get()) {
+               return;
+       }
+
+       if (from) {
+               switch (_content->video->frame_type ()) {
+               case VIDEO_FRAME_TYPE_2D:
+                       fill_one_eye (from.get(), to.get (), EYES_BOTH);
+                       break;
+               case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_LEFT_RIGHT:
+               case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_TOP_BOTTOM:
+               case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_ALTERNATE:
+                       fill_both_eyes (from.get(), to.get(), to_push.front().eyes);
+                       break;
+               case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_LEFT:
+                       fill_one_eye (from.get(), to.get (), EYES_LEFT);
+                       break;
+               case VIDEO_FRAME_TYPE_3D_RIGHT:
+                       fill_one_eye (from.get(), to.get (), EYES_RIGHT);
+                       break;
+               }
+       }
+
+       copy (to_push.begin(), to_push.end(), back_inserter (_decoded));
+
+       /* We can't let this build up too much or we will run out of memory.  There is a
+          `best' value for the allowed size of _decoded which balances memory use
+          with decoding efficiency (lack of seeks).  Throwing away video frames here
+          is not a problem for correctness, so do it.
+       */
+       while (_decoded.size() > 96) {
+               _decoded.pop_back ();
        }
 }
 
 void
-VideoDecoder::seek (ContentTime, bool)
+VideoDecoder::seek (ContentTime s, bool accurate)
 {
-       _decoded_video.clear ();
+       _decoded.clear ();
+       _last_seek_time = s;
+       _last_seek_accurate = accurate;
 }
 
+/** Set this decoder never to produce any data */
+void
+VideoDecoder::set_ignore ()
+{
+       _ignore = true;
+}