一、前言
ffmpeg的版本众多,从2010年开始计算的项目的话,基本上还在使用的有ffmpeg2/3/4/5/6,最近几年版本彪的比较厉害,直接4/5/6,大版本之间接口有一些变化,特别是一些废弃接口被彻底删除了,而网络上的各种文章几乎都是ffmpeg3左右为主的,所以本人在写这个全功能播放组件的时候,也特别注意了兼容性的问题。编写这个全能播放组件,面对用户各种各样的需求,当然需要从ffmpeg2兼容到ffmpeg6以及后续的版本,现在用的最多的还是ffmpeg4版本,目测三五年后会陆续切换到ffmpeg5/ffmpeg6,主要是支持的格式多了,尤其是某些新标准的编解码的效率更高。在ffmpeg提供的头文件接口中,并没有提供ffmpeg的大版本号,只提供了字符串版本,所以需要通过子库的主版本号来定义一个ffmpeg的版本号,比如编解码库LIBAVCODEC_VERSION_MAJOR,56=ffmpeg2/57=ffmpeg3/58=ffmpeg4/59=ffmpeg5/60=ffmpeg6,这个编解码库就是ffmpeg的核心,看家的本领都在里面,个人觉得ffmpeg最牛逼的就是编解码和滤镜。在兼容各个版本的这条路上,大致整理了以下几条:
- 以前AVStream带了解码器参数,stream->codec,现在去掉了,对应放在stream->codecpar中。
- 拷贝上下文参数以前是avcodec_copy_context,现在对应avcodec_parameters_copy。
- 参数拷贝以前是avcodec_copy_context,现在对应avcodec_parameters_from_context/avcodec_parameters_to_context。
- 编码以前是avcodec_encode_video2/avcodec_encode_audio2,现在对应avcodec_send_frame后avcodec_receive_packet(视音频步骤一样)。
- 解码以前是avcodec_decode_video2/avcodec_decode_audio4,现在对应avcodec_send_packet后avcodec_receive_frame(视音频步骤一样)。
- 打印解码编码器名称以前是av_codec_next,现在对应av_codec_iterate。
- 获取和设置旋转角度以前是av_dict_get(stream->metadata, “rotate”, NULL, 0)/av_dict_set(&stream->metadata, “rotate”, “90”, 0),现在对应av_stream_get_side_data后av_display_rotation_get/av_stream_new_side_data后av_display_rotation_set。
二、效果图
三、体验地址
- 国内站点:https://gitee.com/feiyangqingyun
- 国际站点:https://github.com/feiyangqingyun
- 个人作品:https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
- 体验地址:https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取码:01jf 文件名:bin_video_demo。
四、功能特点
4.1 基础功能
- 支持各种音频视频文件格式,比如mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等。
- 支持本地摄像头设备,可指定分辨率、帧率。
- 支持各种视频流格式,比如rtp、rtsp、rtmp、http等。
- 本地音视频文件和网络音视频文件,自动识别文件长度、播放进度、音量大小、静音状态等。
- 文件可以指定播放位置、调节音量大小、设置静音状态等。
- 支持倍速播放文件,可选0.5倍、1.0倍、2.5倍、5.0倍等速度,相当于慢放和快放。
- 支持开始播放、停止播放、暂停播放、继续播放。
- 支持抓拍截图,可指定文件路径,可选抓拍完成是否自动显示预览。
- 支持录像存储,手动开始录像、停止录像,部分内核支持暂停录像后继续录像,跳过不需要录像的部分。
- 支持无感知切换循环播放、自动重连等机制。
- 提供播放成功、播放完成、收到解码图片、收到抓拍图片、视频尺寸变化、录像状态变化等信号。
- 多线程处理,一个解码一个线程,不卡主界面。
4.2 特色功能
- 同时支持多种解码内核,包括qmedia内核(Qt4/Qt5/Qt6)、ffmpeg内核(ffmpeg2/ffmpeg3/ffmpeg4/ffmpeg5)、vlc内核(vlc2/vlc3)、mpv内核(mpv1/mp2)、监控厂家sdk内核等。
- 非常完善的多重基类设计,新增一种解码内核只需要实现极少的代码量,就可以应用整套机制。
- 同时支持多种画面显示策略,自动调整(原始分辨率小于显示控件尺寸则按照原始分辨率大小显示,否则等比例缩放)、等比例缩放(永远等比例缩放)、拉伸填充(永远拉伸填充)。所有内核和所有视频显示模式下都支持三种画面显示策略。
- 同时支持多种视频显示模式,句柄模式(传入控件句柄交给对方绘制控制)、绘制模式(回调拿到数据后转成QImage用QPainter绘制)、GPU模式(回调拿到数据后转成yuv用QOpenglWidget绘制)。
- 支持多种硬件加速类型,ffmpeg可选dxva2、d3d11va等,mpv可选auto、dxva2、d3d11va,vlc可选any、dxva2、d3d11va。不同的系统环境有不同的类型选择,比如linux系统有vaapi、vdpau,macos系统有videotoolbox。
- 解码线程和显示窗体分离,可指定任意解码内核挂载到任意显示窗体,动态切换。
- 支持共享解码线程,默认开启并且自动处理,当识别到相同的视频地址,共享一个解码线程,在网络视频环境中可以大大节约网络流量以及对方设备的推流压力。国内顶尖视频厂商均采用此策略。这样只要拉一路视频流就可以共享到几十个几百个通道展示。
- 自动识别视频旋转角度并绘制,比如手机上拍摄的视频一般是旋转了90度的,播放的时候要自动旋转处理,不然默认是倒着的。
- 自动识别视频流播放过程中分辨率的变化,在视频控件上自动调整尺寸。比如摄像机可以在使用过程中动态配置分辨率,当分辨率改动后对应视频控件也要做出同步反应。
- 音视频文件无感知自动切换循环播放,不会出现切换期间黑屏等肉眼可见的切换痕迹。
- 视频控件同时支持任意解码内核、任意画面显示策略、任意视频显示模式。
- 视频控件悬浮条同时支持句柄、绘制、GPU三种模式,非绝对坐标移来移去。
- 本地摄像头设备支持指定设备名称、分辨率、帧率进行播放。
- 录像文件同时支持打开的视频文件、本地摄像头、网络视频流等。
- 瞬间响应打开和关闭,无论是打开不存在的视频或者网络流,探测设备是否存在,读取中的超时等待,收到关闭指令立即中断之前的操作并响应。
- 支持打开各种图片文件,支持本地音视频文件拖曳播放。
- 视频控件悬浮条自带开始和停止录像切换、声音静音切换、抓拍截图、关闭视频等功能。
- 音频组件支持声音波形值数据解析,可以根据该值绘制波形曲线和柱状声音条,默认提供了声音振幅信号。
- 代码框架和结构优化到极致,性能彪悍,持续迭代更新升级。
- 源码支持Qt4、Qt5、Qt6,兼容所有版本。
4.3 视频控件
- 可动态添加任意多个osd标签信息,标签信息包括名字、是否可见、字号大小、文本文字、文本颜色、标签图片、标签坐标、标签格式(文本、日期、时间、日期时间、图片)、标签位置(左上角、左下角、右上角、右下角、居中、自定义坐标)。
- 可动态添加任意多个图形信息,这个非常有用,比如人工智能算法解析后的图形区域信息直接发给视频控件即可。图形信息支持任意形状,直接绘制在原始图片上,采用绝对坐标。
- 图形信息包括名字、边框大小、边框颜色、背景颜色、矩形区域、路径集合、点坐标集合等。
- 每个图形信息都可指定三种区域中的一种或者多种,指定了的都会绘制。
- 内置悬浮条控件,悬浮条位置支持顶部、底部、左侧、右侧。
- 悬浮条控件参数包括边距、间距、背景透明度、背景颜色、文本颜色、按下颜色、位置、按钮图标代码集合、按钮名称标识集合、按钮提示信息集合。
- 悬浮条控件一排工具按钮可自定义,通过结构体参数设置,图标可选图形字体还是自定义图片。
- 悬浮条按钮内部实现了录像切换、抓拍截图、静音切换、关闭视频等功能,也可以自行在源码中增加自己对应的功能。
- 悬浮条按钮对应实现了功能的按钮,有对应图标切换处理,比如录像按钮按下后会切换到正在录像中的图标,声音按钮切换后变成静音图标,再次切换还原。
- 悬浮条按钮单击后都用名称唯一标识作为信号发出,可以自行关联响应处理。
- 悬浮条空白区域可以显示提示信息,默认显示当前视频分辨率大小,可以增加帧率、码流大小等信息。
- 视频控件参数包括边框大小、边框颜色、焦点颜色、背景颜色(默认透明)、文字颜色(默认全局文字颜色)、填充颜色(视频外的空白处填充黑色)、背景文字、背景图片(如果设置了图片优先取图片)、是否拷贝图片、缩放显示模式(自动调整、等比例缩放、拉伸填充)、视频显示模式(句柄、绘制、GPU)、启用悬浮条、悬浮条尺寸(横向为高度、纵向为宽度)、悬浮条位置(顶部、底部、左侧、右侧)。
4.4 内核ffmpeg
- 支持各种音视频文件、本地摄像头设备,各种视频流网络流。
- 支持开始播放、暂停播放、继续播放、停止播放、设置播放进度、倍速播放。
- 可设置音量、静音切换、抓拍图片、录像存储。
- 自动提取专辑信息比如标题、艺术家、专辑、专辑封面,自动显示专辑封面。
- 完美支持音视频同步和倍速播放。
- 解码策略支持速度优先、质量优先、均衡处理、最快速度。
- 支持手机视频旋转角度显示,比如一般手机拍摄的视频是旋转了90度的,解码显示的时候需要重新旋转90度才是正的。
- 自动转换yuv420格式,比如本地摄像头是yuyv422格式,有些视频文件是xx格式,统一将非yuv420格式转换,然后再进行处理。
- 支持硬解码dxva2、d3d11va等,性能极高尤其是大分辨率比如4K视频。
- 视频响应极低延迟0.2s左右,极速响应打开视频流0.5s左右,专门做了优化处理。
- 硬解码和GPU绘制组合,极低CPU占用,比海康大华等客户端更优。
- 支持视频流中的各种音频格式,AAC、PCM、G.726、G.711A、G.711Mu、G.711ulaw、G.711alaw、MP2L2等都支持,推荐选择AAC兼容性跨平台性最好。
- 视频存储支持yuv、h264、mp4多种格式,音频存储支持pcm、wav、aac多种格式。默认视频mp4格式、音频aac格式。
- 支持分开存储音频视频文件,也支持合并到一个mp4文件,默认策略是无论何种音视频文件格式存储,最终都转成mp4及aac格式,然后合并成音视频一起的mp4文件。
- 支持本地摄像头实时视频显示带音频输入输出,音视频录制合并到一个mp4文件。
- 支持H265编码(现在越来越多的监控摄像头是H265视频流格式)生成视频文件,内部自动识别切换编码格式。
- 自动识别视频流动态分辨率改动,重新打开视频流。
- 纯qt+ffmpeg解码,非sdl等第三方绘制播放依赖,gpu绘制采用qopenglwidget,音频播放采用qaudiooutput。
- 同时支持ffmpeg2、ffmpeg3、ffmpeg4、ffmpeg5版本,全部做了兼容处理。如果需要支持xp需要选用ffmpeg3及以下。
五、相关代码
int FFmpegHelper::getRotate(AVStream *stream)
{int rotate = 0;//测试发现ffmpeg2不支持旋转滤镜
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 3)return rotate;
#endif#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 5)AVDictionaryEntry *tag = NULL;tag = av_dict_get(stream->metadata, "rotate", NULL, 0);if (tag) {rotate = atoi(tag->value);}
#else//从ffplay源码中找到的方法double theta = 0;quint8 *displaymatrix = av_stream_get_side_data(stream, AV_PKT_DATA_DISPLAYMATRIX, NULL);if (displaymatrix) {theta = -av_display_rotation_get((qint32 *) displaymatrix);theta -= 360 * floor(theta / 360 + 0.9 / 360);rotate = theta;}
#endifreturn rotate;
}void FFmpegHelper::setRotate(AVStream *stream, int rotate)
{
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 5)av_dict_set(&stream->metadata, "rotate", QString::number(rotate).toUtf8().constData(), 0);
#elsequint8 *sidedata = av_stream_new_side_data(stream, AV_PKT_DATA_DISPLAYMATRIX, sizeof(qint32) * 9);if (sidedata) {av_display_rotation_set((qint32 *)sidedata, rotate);}
#endif
}AVCodecID FFmpegHelper::getCodecId(AVStream *stream)
{qint64 bitrate;int id, type, format, width, height, sampleRate, channelCount, profile;getStreamInfo(stream, id, type, format, bitrate, width, height, sampleRate, channelCount, profile);return AVCodecID(id);
}QString FFmpegHelper::getCodecName(AVStream *stream)
{AVCodecID id = getCodecId(stream);return (id == AV_CODEC_ID_NONE ? "none" : avcodec_descriptor_get(id)->name);
}qint64 FFmpegHelper::getBitRate(int width, int height)
{qint64 bitRate = 400;int size = width * height;if (size <= (640 * 360)) {bitRate = 400;} else if (size <= (960 * 540)) {bitRate = 900;} else if (size <= (1280 * 720)) {bitRate = 1500;} else if (size <= (1920 * 1080)) {bitRate = 3000;} else if (size <= (2560 * 1440)) {bitRate = 3500;} else if (size <= (3840 * 2160)) {bitRate = 6000;}return bitRate * 1000;
}qint64 FFmpegHelper::getBitRate(AVStream *stream)
{qint64 bitrate;int id, type, format, width, height, sampleRate, channelCount, profile;getStreamInfo(stream, id, type, format, bitrate, width, height, sampleRate, channelCount, profile);return bitrate;
}int FFmpegHelper::getFormat(AVStream *stream)
{qint64 bitrate;int id, type, format, width, height, sampleRate, channelCount, profile;getStreamInfo(stream, id, type, format, bitrate, width, height, sampleRate, channelCount, profile);return format;
}AVMediaType FFmpegHelper::getMediaType(AVStream *stream)
{qint64 bitrate;int id, type, format, width, height, sampleRate, channelCount, profile;getStreamInfo(stream, id, type, format, bitrate, width, height, sampleRate, channelCount, profile);return AVMediaType(type);
}void FFmpegHelper::getResolution(AVStream *stream, int &width, int &height)
{qint64 bitrate;int id, type, format, sampleRate, channelCount, profile;getStreamInfo(stream, id, type, format, bitrate, width, height, sampleRate, channelCount, profile);
}void FFmpegHelper::getAudioInfo(AVStream *stream, int &sampleRate, int &channelCount, int &profile)
{qint64 bitrate;int id, type, format, width, height;getStreamInfo(stream, id, type, format, bitrate, width, height, sampleRate, channelCount, profile);
}void FFmpegHelper::getStreamInfo(AVStream *stream, int &id, int &type, int &format, qint64 &bitrate, int &width, int &height, int &sampleRate, int &channelCount, int &profile)
{
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 3)type = stream->codec->codec_type;if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {format = stream->codec->pix_fmt;} else if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {format = stream->codec->sample_fmt;}id = stream->codec->codec_id;bitrate = stream->codec->bit_rate;width = stream->codec->width;height = stream->codec->height;sampleRate = stream->codec->sample_rate;channelCount = stream->codec->channels;profile = stream->codec->profile;
#elseid = stream->codecpar->codec_id;type = stream->codecpar->codec_type;format = stream->codecpar->format;bitrate = stream->codecpar->bit_rate;width = stream->codecpar->width;height = stream->codecpar->height;sampleRate = stream->codecpar->sample_rate;channelCount = stream->codecpar->channels;profile = stream->codecpar->profile;
#endif
}int FFmpegHelper::copyContext(AVStream *streamIn, AVStream *streamOut)
{int result = -1;//设置 codec_tag = 0 这个很关键(不加保存的数据可能不正确)
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 3)result = avcodec_copy_context(streamOut->codec, streamIn->codec);streamOut->codec->codec_tag = 0;
#elseresult = avcodec_parameters_copy(streamOut->codecpar, streamIn->codecpar);streamOut->codecpar->codec_tag = 0;
#endifreturn result;
}int FFmpegHelper::copyContext(AVCodecContext *avctx, AVStream *stream, bool from)
{int result = -1;
#if (FFMPEG_VERSION_MAJOR < 3)if (from) {result = avcodec_copy_context(stream->codec, avctx);} else {result = avcodec_copy_context(avctx, stream->codec);}
#elseif (from) {result = avcodec_parameters_from_context(stream->codecpar, avctx);} else {result = avcodec_parameters_to_context(avctx, stream->codecpar);}
#endifreturn result;
}