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using System;
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using FFmpeg.AutoGen;
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using MelonLoader;
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using Unity.Collections;
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using Unity.Collections.LowLevel.Unsafe;
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namespace ADOFAIRenderer.Util.FFmpeg
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{
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/// <summary>
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/// FFmpeg의 C 네이티브 API를 사용하여 비디오 파일을 스트리밍 방식으로 디코딩하는 클래스입니다.
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||||
/// 플레이어 형태가 아니며, 필요할 때 프레임을 순차적으로 읽거나 앞으로 탐색(Seek/Skip)할 수 있습니다.
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||||
/// </summary>
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public sealed unsafe class FFmpegVideoDecoder : IDisposable
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{
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private AVFormatContext* _pFormatContext = null;
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||||
private AVCodecContext* _pCodecContext = null;
|
||||
private AVFrame* _pDecodedFrame = null;
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||||
private AVFrame* _pConvertedFrame = null;
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||||
private SwsContext* _pSwsContext = null;
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private AVPacket* _pPacket = null;
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private int _videoStreamIndex = -1;
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private long _currentFrameIndex;
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private AVRational _timeBase;
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private bool _isOpened;
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private bool _disposed;
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private bool _isDraining;
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private readonly object _lock = new();
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// 탐색(Seek) 후 매칭되는 프레임을 보관하기 위한 캐시 프레임
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private AVFrame* _pCachedFrame = null;
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private bool _hasCachedFrame;
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// SwsContext 갱신 감지용 필드
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private AVPixelFormat _srcPixFmt = AVPixelFormat.AV_PIX_FMT_NONE;
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private int _srcWidth;
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private int _srcHeight;
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/// <summary>비디오 가로 해상도 (픽셀).</summary>
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public int Width { get; private set; }
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/// <summary>비디오 세로 해상도 (픽셀).</summary>
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||||
public int Height { get; private set; }
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/// <summary>초당 프레임 수.</summary>
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||||
public double FPS { get; private set; }
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/// <summary>전체 재생 시간 (초).</summary>
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||||
public double Duration { get; private set; }
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/// <summary>전체 프레임 수 (추정치).</summary>
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||||
public long TotalFrames { get; private set; }
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/// <summary>현재 읽은 프레임의 인덱스.</summary>
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||||
public long CurrentFrameIndex => _currentFrameIndex;
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/// <summary>현재 재생 시간 (초).</summary>
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public double CurrentTime => _currentFrameIndex / FPS;
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public FFmpegVideoDecoder(string videoPath)
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{
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Open(videoPath);
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}
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private void Open(string videoPath)
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{
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lock (_lock)
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{
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if (_isOpened || _disposed) return;
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try
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{
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fixed (AVFormatContext** ppFormatCtx = &_pFormatContext)
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{
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int ret = ffmpeg.avformat_open_input(ppFormatCtx, videoPath, null, null);
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if (ret < 0)
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throw new Exception($"비디오 파일을 열 수 없습니다: {videoPath} ({GetFFmpegErrorString(ret)})");
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}
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||||
if (ffmpeg.avformat_find_stream_info(_pFormatContext, null) < 0)
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||||
throw new Exception("스트림 정보를 읽을 수 없습니다.");
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||||
_videoStreamIndex = -1;
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for (int i = 0; i < _pFormatContext->nb_streams; i++)
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{
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if (_pFormatContext->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMediaType.AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
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||||
{
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||||
_videoStreamIndex = i;
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break;
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}
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}
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||||
if (_videoStreamIndex == -1)
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||||
throw new Exception("비디오 스트림을 찾을 수 없습니다.");
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var stream = _pFormatContext->streams[_videoStreamIndex];
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||||
_timeBase = stream->time_base;
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||||
// FPS 계산
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||||
if (stream->r_frame_rate.num > 0 && stream->r_frame_rate.den > 0)
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||||
{
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FPS = ffmpeg.av_q2d(stream->r_frame_rate);
|
||||
}
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||||
else if (stream->avg_frame_rate.num > 0 && stream->avg_frame_rate.den > 0)
|
||||
{
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||||
FPS = ffmpeg.av_q2d(stream->avg_frame_rate);
|
||||
}
|
||||
else
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{
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||||
FPS = 30.0; // 기본값 폴백
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}
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||||
var codecId = stream->codecpar->codec_id;
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var decoder = ffmpeg.avcodec_find_decoder(codecId);
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if (decoder == null)
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throw new Exception($"지원하지 않는 비디오 코덱입니다: {codecId}");
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||||
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||||
_pCodecContext = ffmpeg.avcodec_alloc_context3(decoder);
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||||
if (_pCodecContext == null)
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||||
throw new Exception("코덱 컨텍스트를 할당할 수 없습니다.");
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||||
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||||
if (ffmpeg.avcodec_parameters_to_context(_pCodecContext, stream->codecpar) < 0)
|
||||
throw new Exception("코덱 파라미터를 복사할 수 없습니다.");
|
||||
|
||||
// 디코딩 성능 향상을 위한 멀티스레딩 설정 (자동)
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||||
_pCodecContext->thread_count = 0;
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||||
_pCodecContext->thread_type = ffmpeg.FF_THREAD_FRAME;
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||||
|
||||
if (ffmpeg.avcodec_open2(_pCodecContext, decoder, null) < 0)
|
||||
throw new Exception("코덱을 열 수 없습니다.");
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||||
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||||
Width = _pCodecContext->width;
|
||||
Height = _pCodecContext->height;
|
||||
|
||||
// 총 프레임 수 및 재생 시간 계산
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||||
if (stream->nb_frames > 0)
|
||||
{
|
||||
TotalFrames = stream->nb_frames;
|
||||
}
|
||||
else if (stream->duration > 0)
|
||||
{
|
||||
TotalFrames = (long)Math.Round(stream->duration * ffmpeg.av_q2d(stream->time_base) * FPS);
|
||||
}
|
||||
else if (_pFormatContext->duration > 0)
|
||||
{
|
||||
TotalFrames = (long)Math.Round((_pFormatContext->duration / (double)ffmpeg.AV_TIME_BASE) * FPS);
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
TotalFrames = 0;
|
||||
}
|
||||
|
||||
Duration = _pFormatContext->duration > 0
|
||||
? _pFormatContext->duration / (double)ffmpeg.AV_TIME_BASE
|
||||
: (stream->duration > 0 ? stream->duration * ffmpeg.av_q2d(stream->time_base) : 0);
|
||||
|
||||
_pDecodedFrame = ffmpeg.av_frame_alloc();
|
||||
_pConvertedFrame = ffmpeg.av_frame_alloc();
|
||||
_pCachedFrame = ffmpeg.av_frame_alloc();
|
||||
_pPacket = ffmpeg.av_packet_alloc();
|
||||
|
||||
_currentFrameIndex = 0;
|
||||
_isOpened = true;
|
||||
_isDraining = false;
|
||||
}
|
||||
catch (Exception)
|
||||
{
|
||||
Dispose();
|
||||
throw;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private bool ReadAndSendPacket()
|
||||
{
|
||||
while (true)
|
||||
{
|
||||
ffmpeg.av_packet_unref(_pPacket);
|
||||
int ret = ffmpeg.av_read_frame(_pFormatContext, _pPacket);
|
||||
if (ret < 0) return false; // EOF 또는 에러
|
||||
|
||||
if (_pPacket->stream_index == _videoStreamIndex)
|
||||
{
|
||||
ret = ffmpeg.avcodec_send_packet(_pCodecContext, _pPacket);
|
||||
ffmpeg.av_packet_unref(_pPacket);
|
||||
if (ret < 0)
|
||||
{
|
||||
throw new Exception($"디코더에 패킷을 전송하는 중 오류 발생: {GetFFmpegErrorString(ret)}");
|
||||
}
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private void InitOrUpdateSwsContext(AVPixelFormat srcFormat, int srcWidth, int srcHeight)
|
||||
{
|
||||
if (_pSwsContext != null && _srcPixFmt == srcFormat && _srcWidth == srcWidth && _srcHeight == srcHeight)
|
||||
{
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (_pSwsContext != null)
|
||||
{
|
||||
ffmpeg.sws_freeContext(_pSwsContext);
|
||||
_pSwsContext = null;
|
||||
}
|
||||
|
||||
_srcPixFmt = srcFormat;
|
||||
_srcWidth = srcWidth;
|
||||
_srcHeight = srcHeight;
|
||||
|
||||
// Unity 표준인 RGBA32(AV_PIX_FMT_RGBA) 포맷으로 변환하도록 설정
|
||||
_pSwsContext = ffmpeg.sws_getContext(
|
||||
srcWidth, srcHeight, srcFormat,
|
||||
Width, Height, AVPixelFormat.AV_PIX_FMT_RGBA,
|
||||
(int)SwsFlags.SWS_BILINEAR, null, null, null
|
||||
);
|
||||
|
||||
if (_pSwsContext == null)
|
||||
{
|
||||
throw new Exception("SwsContext를 초기화할 수 없습니다.");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
private double GetTimestampAndUpdateIndex(AVFrame* frame)
|
||||
{
|
||||
long ptsValue = frame->best_effort_timestamp;
|
||||
if (ptsValue == ffmpeg.AV_NOPTS_VALUE)
|
||||
{
|
||||
ptsValue = frame->pts;
|
||||
}
|
||||
|
||||
double timestamp;
|
||||
if (ptsValue == ffmpeg.AV_NOPTS_VALUE)
|
||||
{
|
||||
timestamp = _currentFrameIndex / FPS;
|
||||
_currentFrameIndex++;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
timestamp = ptsValue * ffmpeg.av_q2d(_timeBase);
|
||||
_currentFrameIndex = (long)Math.Round(timestamp * FPS);
|
||||
}
|
||||
return timestamp;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// 다음 비디오 프레임을 읽고 RGBA 형태로 복사합니다.
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="outBuffer">RGBA 데이터를 저장할 버퍼의 포인터</param>
|
||||
/// <param name="outStride">출력 버퍼의 가로 한 행의 바이트 크기 (일반적으로 Width * 4)</param>
|
||||
/// <param name="vflip">Unity 텍스처 시스템에 맞게 상하 flip을 적용할지 여부</param>
|
||||
/// <param name="timestamp">출력된 프레임의 타임스탬프 (초)</param>
|
||||
/// <returns>프레임을 성공적으로 디코딩하여 복사했으면 true, 재생이 끝났거나 실패했으면 false</returns>
|
||||
public bool TryReadFrame(byte* outBuffer, int outStride, bool vflip, out double timestamp)
|
||||
{
|
||||
timestamp = 0;
|
||||
lock (_lock)
|
||||
{
|
||||
if (!_isOpened || _disposed) return false;
|
||||
|
||||
if (_hasCachedFrame)
|
||||
{
|
||||
timestamp = GetTimestampAndUpdateIndex(_pCachedFrame);
|
||||
InitOrUpdateSwsContext(_pCodecContext->pix_fmt, _pCachedFrame->width, _pCachedFrame->height);
|
||||
|
||||
if (vflip)
|
||||
{
|
||||
_pConvertedFrame->data[0] = outBuffer + outStride * (Height - 1);
|
||||
_pConvertedFrame->linesize[0] = -outStride;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
_pConvertedFrame->data[0] = outBuffer;
|
||||
_pConvertedFrame->linesize[0] = outStride;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ffmpeg.sws_scale(
|
||||
_pSwsContext,
|
||||
_pCachedFrame->data, _pCachedFrame->linesize,
|
||||
0, _pCachedFrame->height,
|
||||
_pConvertedFrame->data, _pConvertedFrame->linesize
|
||||
);
|
||||
|
||||
ffmpeg.av_frame_unref(_pCachedFrame);
|
||||
_hasCachedFrame = false;
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
while (true)
|
||||
{
|
||||
int ret = ffmpeg.avcodec_receive_frame(_pCodecContext, _pDecodedFrame);
|
||||
if (ret == 0)
|
||||
{
|
||||
timestamp = GetTimestampAndUpdateIndex(_pDecodedFrame);
|
||||
InitOrUpdateSwsContext(_pCodecContext->pix_fmt, _pDecodedFrame->width, _pDecodedFrame->height);
|
||||
|
||||
if (vflip)
|
||||
{
|
||||
_pConvertedFrame->data[0] = outBuffer + outStride * (Height - 1);
|
||||
_pConvertedFrame->linesize[0] = -outStride;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
_pConvertedFrame->data[0] = outBuffer;
|
||||
_pConvertedFrame->linesize[0] = outStride;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ffmpeg.sws_scale(
|
||||
_pSwsContext,
|
||||
_pDecodedFrame->data, _pDecodedFrame->linesize,
|
||||
0, _pDecodedFrame->height,
|
||||
_pConvertedFrame->data, _pConvertedFrame->linesize
|
||||
);
|
||||
|
||||
ffmpeg.av_frame_unref(_pDecodedFrame);
|
||||
return true;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (ret == ffmpeg.AVERROR(ffmpeg.EAGAIN))
|
||||
{
|
||||
if (_isDraining) return false;
|
||||
|
||||
if (!ReadAndSendPacket())
|
||||
{
|
||||
_isDraining = true;
|
||||
ffmpeg.avcodec_send_packet(_pCodecContext, null);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else if (ret == ffmpeg.AVERROR_EOF)
|
||||
{
|
||||
return false;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
throw new Exception($"디코딩 중 오류 발생: {GetFFmpegErrorString(ret)}");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
public bool TryReadFrame(IntPtr outBuffer, int outStride, bool vflip, out double timestamp)
|
||||
{
|
||||
return TryReadFrame((byte*)outBuffer.ToPointer(), outStride, vflip, out timestamp);
|
||||
}
|
||||
|
||||
public bool TryReadFrame(NativeArray<byte> outBuffer, bool vflip, out double timestamp)
|
||||
{
|
||||
if (outBuffer.Length < Width * Height * 4)
|
||||
{
|
||||
throw new ArgumentException("출력 버퍼의 크기가 비디오 해상도보다 작습니다.", nameof(outBuffer));
|
||||
}
|
||||
int stride = Width * 4;
|
||||
return TryReadFrame((byte*)outBuffer.GetUnsafePtr(), stride, vflip, out timestamp);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// 지정한 개수만큼 프레임을 디코딩 후 바로 버립니다. (빠른 전방 탐색용)
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="count">버릴 프레임 개수</param>
|
||||
/// <returns>실제로 건너뛴 프레임 개수</returns>
|
||||
public int SkipFrames(int count)
|
||||
{
|
||||
lock (_lock)
|
||||
{
|
||||
if (!_isOpened || _disposed) return 0;
|
||||
if (count <= 0) return 0;
|
||||
|
||||
int skipped = 0;
|
||||
if (_hasCachedFrame)
|
||||
{
|
||||
ffmpeg.av_frame_unref(_pCachedFrame);
|
||||
_hasCachedFrame = false;
|
||||
skipped++;
|
||||
}
|
||||
|
||||
while (skipped < count)
|
||||
{
|
||||
int ret = ffmpeg.avcodec_receive_frame(_pCodecContext, _pDecodedFrame);
|
||||
if (ret == 0)
|
||||
{
|
||||
GetTimestampAndUpdateIndex(_pDecodedFrame);
|
||||
ffmpeg.av_frame_unref(_pDecodedFrame);
|
||||
skipped++;
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (ret == ffmpeg.AVERROR(ffmpeg.EAGAIN))
|
||||
{
|
||||
if (_isDraining) break;
|
||||
|
||||
if (!ReadAndSendPacket())
|
||||
{
|
||||
_isDraining = true;
|
||||
ffmpeg.avcodec_send_packet(_pCodecContext, null);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else if (ret == ffmpeg.AVERROR_EOF)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
throw new Exception($"프레임 건너뛰기 중 오류 발생: {GetFFmpegErrorString(ret)}");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
return skipped;
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// <summary>
|
||||
/// 특정 재생 시간(초)으로 탐색(Seek)합니다.
|
||||
/// </summary>
|
||||
/// <param name="timeSeconds">탐색할 시간 (초)</param>
|
||||
public void SeekToTime(double timeSeconds)
|
||||
{
|
||||
lock (_lock)
|
||||
{
|
||||
if (!_isOpened || _disposed) return;
|
||||
|
||||
if (timeSeconds < 0) timeSeconds = 0;
|
||||
double targetFrameIndex = timeSeconds * FPS;
|
||||
|
||||
// 이미 해당 인덱스이고 매우 인접한 미래라면 seek 대신 skip 처리 (I-프레임 찾기 오버헤드 방지)
|
||||
bool useSkip = targetFrameIndex >= _currentFrameIndex && (targetFrameIndex - _currentFrameIndex) < 60;
|
||||
if (useSkip)
|
||||
{
|
||||
SkipFrames((int)(targetFrameIndex - _currentFrameIndex));
|
||||
return;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (_hasCachedFrame)
|
||||
{
|
||||
ffmpeg.av_frame_unref(_pCachedFrame);
|
||||
_hasCachedFrame = false;
|
||||
}
|
||||
|
||||
long targetPts = (long)Math.Round(timeSeconds / ffmpeg.av_q2d(_timeBase));
|
||||
int ret = ffmpeg.av_seek_frame(_pFormatContext, _videoStreamIndex, targetPts, ffmpeg.AVSEEK_FLAG_BACKWARD);
|
||||
if (ret < 0)
|
||||
{
|
||||
// 실패 시 파일 처음부터 탐색 시도
|
||||
ret = ffmpeg.av_seek_frame(_pFormatContext, _videoStreamIndex, 0, ffmpeg.AVSEEK_FLAG_BACKWARD);
|
||||
if (ret < 0)
|
||||
{
|
||||
throw new Exception($"Seek 실패: {GetFFmpegErrorString(ret)}");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 디코더 내부 캐시 초기화
|
||||
ffmpeg.avcodec_flush_buffers(_pCodecContext);
|
||||
_isDraining = false;
|
||||
|
||||
// 지정된 시간 이후의 첫 번째 프레임을 찾을 때까지 디코딩을 진행하며 버립니다.
|
||||
while (true)
|
||||
{
|
||||
ret = ffmpeg.avcodec_receive_frame(_pCodecContext, _pDecodedFrame);
|
||||
if (ret == 0)
|
||||
{
|
||||
double currentPts = GetTimestampAndUpdateIndex(_pDecodedFrame);
|
||||
|
||||
// 플로팅 포인트 오차 감안하여 하프 프레임 제외한 시간부터 체크
|
||||
if (currentPts >= timeSeconds - (0.5 / FPS))
|
||||
{
|
||||
// 매칭되는 첫 프레임을 캐시에 임시 저장하여 다음 TryReadFrame에서 소모하도록 유도
|
||||
ffmpeg.av_frame_move_ref(_pCachedFrame, _pDecodedFrame);
|
||||
_hasCachedFrame = true;
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
|
||||
ffmpeg.av_frame_unref(_pDecodedFrame);
|
||||
continue;
|
||||
}
|
||||
|
||||
if (ret == ffmpeg.AVERROR(ffmpeg.EAGAIN))
|
||||
{
|
||||
if (_isDraining) break;
|
||||
|
||||
if (!ReadAndSendPacket())
|
||||
{
|
||||
_isDraining = true;
|
||||
ffmpeg.avcodec_send_packet(_pCodecContext, null);
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
else if (ret == ffmpeg.AVERROR_EOF)
|
||||
{
|
||||
break;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
throw new Exception($"Seek 디코딩 중 오류 발생: {GetFFmpegErrorString(ret)}");
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/// <summary>
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/// 특정 프레임 인덱스로 탐색(Seek)합니다.
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/// <param name="frameIndex">탐색할 프레임 인덱스</param>
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public void SeekToFrame(long frameIndex)
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{
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SeekToTime(frameIndex / FPS);
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}
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private string GetFFmpegErrorString(int errnum)
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{
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const ulong bufferSize = 1024;
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byte* buffer = stackalloc byte[(int)bufferSize];
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if (ffmpeg.av_strerror(errnum, buffer, bufferSize) >= 0)
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{
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return System.Runtime.InteropServices.Marshal.PtrToStringAnsi((IntPtr)buffer) ?? $"알 수 없는 에러 (Code: {errnum})";
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}
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return $"알 수 없는 에러 (Code: {errnum})";
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}
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public void Dispose()
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{
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lock (_lock)
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{
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if (_disposed) return;
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_disposed = true;
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if (_pSwsContext != null)
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{
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ffmpeg.sws_freeContext(_pSwsContext);
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_pSwsContext = null;
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}
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if (_pDecodedFrame != null)
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{
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var pFrame = _pDecodedFrame;
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ffmpeg.av_frame_free(&pFrame);
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_pDecodedFrame = null;
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}
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||||
if (_pCachedFrame != null)
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{
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||||
var pFrame = _pCachedFrame;
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||||
ffmpeg.av_frame_free(&pFrame);
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||||
_pCachedFrame = null;
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}
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||||
if (_pConvertedFrame != null)
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{
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||||
var pFrame = _pConvertedFrame;
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||||
ffmpeg.av_frame_free(&pFrame);
|
||||
_pConvertedFrame = null;
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}
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if (_pPacket != null)
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{
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var pPacket = _pPacket;
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||||
ffmpeg.av_packet_free(&pPacket);
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||||
_pPacket = null;
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}
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||||
if (_pCodecContext != null)
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{
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var pCodecCtx = _pCodecContext;
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ffmpeg.avcodec_free_context(&pCodecCtx);
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||||
_pCodecContext = null;
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}
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||||
if (_pFormatContext != null)
|
||||
{
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||||
var pFormatCtx = _pFormatContext;
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||||
ffmpeg.avformat_close_input(&pFormatCtx);
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||||
_pFormatContext = null;
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}
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_isOpened = false;
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GC.SuppressFinalize(this);
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}
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}
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~FFmpegVideoDecoder()
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{
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Dispose();
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}
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}
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}
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