FFMPEG+SDL2.0流媒体开发3---简易MP4视频播放器,提取MP4的H264视频序列解码并且显示

简介

之前写了一遍提取MP4中的音视频并且解码,这一篇引入SDL2.0来显示解码后的视频序列 实现一个简易的 视频播放器。 

我这里用的FFMPEG和SDL2.0都是最新版的 可能网上的资料不是很多,API接口也变了很多,不过大体的思路还是一样的。

分析几个FFMPEG函数 

在这之前我们分析几个代码中可能引起疑问的FFMPEG几个函数的源代码,我已经尽我的能力添加了注释,因为实在没有文档可能有的地方也不是很详尽  不过大体还是能看懂的

av_image_alloc (分配图片缓冲区) 

我们在FFMPEG中引用了此函数,下面列举的函数都是这个函数里所引用到的 我都 添加了注释  这里注意下面的

pointers 参数是一个指针数组  实际上他在初始化完毕之后会被赋值成连续的内存序列 具体看源代码

int av_image_alloc(uint8_t *pointers[4], int linesizes[4],
                   int w, int h, enum AVPixelFormat pix_fmt, int align)
{
     //获取描述符
    const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
    //
    int i, ret;
    uint8_t *buf;
    //如果不存在描述符那么返回错误
    if (!desc)
        return AVERROR(EINVAL);
     //检测图像宽度 高度
    if ((ret = av_image_check_size(w, h, 0, NULL)) < 0)
        return ret;
    //填充line sizes
    if ((ret = av_image_fill_linesizes(linesizes, pix_fmt, align>7 ? FFALIGN(w, 8) : w)) < 0)
        return ret;

     //初始化0
    for (i = 0; i < 4; i++)
        linesizes[i] = FFALIGN(linesizes[i], align);
    //如果计算的缓冲区尺寸<0
    if ((ret = av_image_fill_pointers(pointers, pix_fmt, h, NULL, linesizes)) < 0)
        return ret;
    //如果失败 重新分配buf
    buf = av_malloc(ret + align);
    if (!buf)
        return AVERROR(ENOMEM);
        //再次调用 分配连续缓冲区  赋值给 pointers
    if ((ret = av_image_fill_pointers(pointers, pix_fmt, h, buf, linesizes)) < 0) {
        //如果分配失败那么释放 缓冲区
        av_free(buf);
        return ret;
    }
    //检测像素描述符 AV_PIX_FMT_FLAG_PAL 或AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL
    //Pixel format has a palette in data[1], values are indexes in this palette.
    /**
        The pixel format is "pseudo-paletted". This means that FFmpeg treats it as
        * paletted internally, but the palette is generated by the decoder and is not
        * stored in the file. *
    */
    if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL)
         //设置系统调色板
        avpriv_set_systematic_pal2((uint32_t*)pointers[1], pix_fmt);

    return ret;
}

avpriv_set_systematic_pal2(设置系统调色板）

//设置系统化调色板根据不同像素格式 

int avpriv_set_systematic_pal2(uint32_t pal[256], enum AVPixelFormat pix_fmt)
{
    int i;

    for (i = 0; i < 256; i++) {
        int r, g, b;

        switch (pix_fmt) {
        case AV_PIX_FMT_RGB8:
            r = (i>>5    )*36;
            g = ((i>>2)&7)*36;
            b = (i&3     )*85;
            break;
        case AV_PIX_FMT_BGR8:
            b = (i>>6    )*85;
            g = ((i>>3)&7)*36;
            r = (i&7     )*36;
            break;
        case AV_PIX_FMT_RGB4_BYTE:
            r = (i>>3    )*255;
            g = ((i>>1)&3)*85;
            b = (i&1     )*255;
            break;
        case AV_PIX_FMT_BGR4_BYTE:
            b = (i>>3    )*255;
            g = ((i>>1)&3)*85;
            r = (i&1     )*255;
            break;
        case AV_PIX_FMT_GRAY8:
            r = b = g = i;
            break;
        default:
            return AVERROR(EINVAL);
        }
        pal[i] = b + (g << 8) + (r << 16) + (0xFFU << 24);
    }

    return 0;
}

av_image_fill_pointers(填充av_image_alloc传递的unsigned char** data和linesize)

//返回图像所需的大小
//并且分配了连续缓冲区  将 data 拼接成一个内存连续的 序列
int av_image_fill_pointers(uint8_t *data[4], enum AVPixelFormat pix_fmt, int height,
                           uint8_t *ptr, const int linesizes[4])
{
    int i, total_size, size[4] = { 0 }, has_plane[4] = { 0 };
    //获取描述符
    const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
    //清空指针数组
    memset(data  , 0, sizeof(data[0])*4);
   //如果不存在描述符 返回错误
    if (!desc || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL)
        return AVERROR(EINVAL);
    //data[0]初始化为ptr
    data[0] = ptr;
    //如果每行的像素 大于INT类型最大值 -1024/高度 返回
    if (linesizes[0] > (INT_MAX - 1024) / height)
        return AVERROR(EINVAL);
    //初始化size[0]
    size[0] = linesizes[0] * height;
    //如果 描述符的标志是AV_PIX_FMT_FLAG_PAL或者AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL 那么表明调色板放在data[1]并且是 256 32位置
    if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||
        desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL)
    {
        size[0] = (size[0] + 3) & ~3;
        data[1] = ptr + size[0];
        return size[0] + 256 * 4;
    }
     /**
     * Parameters that describe how pixels are packed.
     * If the format has 2 or 4 components, then alpha is last.
     * If the format has 1 or 2 components, then luma is 0.
     * If the format has 3 or 4 components,
     * if the RGB flag is set then 0 is red, 1 is green and 2 is blue;
     * otherwise 0 is luma, 1 is chroma-U and 2 is chroma-V.

     */
    for (i = 0; i < 4; i++)
        has_plane[desc->comp[i].plane] = 1;
    //下面是计算总的需要的缓冲区大小
    total_size = size[0];
    for (i = 1; i < 4 && has_plane[i]; i++) {
        int h, s = (i == 1 || i == 2) ? desc->log2_chroma_h : 0;
        data[i] = data[i-1] + size[i-1];
        h = (height + (1 << s) - 1) >> s;
        if (linesizes[i] > INT_MAX / h)
            return AVERROR(EINVAL);
        size[i] = h * linesizes[i];
        if (total_size > INT_MAX - size[i])
            return AVERROR(EINVAL);
        total_size += size[i];
    }
   //返回总的缓冲区 大小
    return total_size;
}

av_image_fill_linesizes(填充行线宽)

//填充LineSize数组 ,linesize代表每一刚的线宽 像素为单位
int av_image_fill_linesizes(int linesizes[4], enum AVPixelFormat pix_fmt, int width)
{
    int i, ret;
    //获取格式描述符
    const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
    int max_step     [4];       /* max pixel step for each plane */
    int max_step_comp[4];       /* the component for each plane which has the max pixel step */
    //初始化指针数组 0
    memset(linesizes, 0, 4*sizeof(linesizes[0]));
    //如果不存在那么返回错误
    if (!desc || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL)
        return AVERROR(EINVAL);
    //下面的代码都是填充线宽的代码
    av_image_fill_max_pixsteps(max_step, max_step_comp, desc);
    for (i = 0; i < 4; i++) {
        if ((ret = image_get_linesize(width, i, max_step[i], max_step_comp[i], desc)) < 0)
            return ret;
        linesizes[i] = ret;
    }

    return 0;
}

例子 提取MP4文件的视频,并播放实现简易视频播放器

#include "stdafx.h"
/************************************************************************/
/* 利用分流器分流MP4文件音视频并进行解码输出
Programmer小卫-USher 2014/12/17
/************************************************************************/
//打开
#define __STDC_FORMAT_MACROS
#ifdef _CPPRTTI
extern "C"
{
#endif
#include "libavutil/imgutils.h"    //图像工具
#include "libavutil/samplefmt.h"  // 音频样本格式
#include "libavutil/timestamp.h"  //时间戳工具可以 被用于调试和日志目的
#include "libavformat/avformat.h" //Main libavformat public API header  包含了libavf I/O和   Demuxing  和Muxing 库
#include "SDL.h"
#ifdef _CPPRTTI
};
#endif

//音视频编码器上下文
static AVCodecContext *pVideoContext,*pAudioContext;
static FILE *fVideoFile,*fAudioFile;  //输出文件句柄
static AVStream *pStreamVideo,*pStreamAudio; //媒体流
static unsigned char * videoDstData[4];  //视频数据
static int videoLineSize[4]; //
static int videoBufferSize; //视频缓冲区大小
static AVFormatContext *pFormatCtx=NULL; //格式上下文
static AVFrame*pFrame=NULL ; //
static AVPacket pkt;  //解码媒体包
static int ret=0; //状态
static int gotFrame; //获取到的视频流
//音视频流的索引
static int videoStreamIndex,audioStreamIndex;
//解码媒体包
//SDL定义
SDL_Window * pWindow = NULL;
SDL_Renderer *pRender = NULL;
SDL_Texture *pTexture = NULL;
SDL_Rect dstrect = {0,0,800,600};
int frame = 0;
int indexFrameVideo=0;
static int decode_packet(int* gotFrame, int param2)
{
    int ret  = 0 ;
    //解码数据大小
    int decodedSize=pkt.size ;
    //初始化获取的数据帧为0
    *gotFrame=0;
    //如果是视频流那么 解包视频流
    if(pkt.stream_index==videoStreamIndex)
    {

        //解码数据到视频帧
        if((ret=avcodec_decode_video2(pVideoContext,pFrame,gotFrame,&pkt))<0)
        {
            //解码视频帧失败
            return ret ;
        }
        indexFrameVideo++;
        //copy 解压后的数据到我们分配的空间中
        if(*gotFrame)
        {
            //拷贝数据
            av_image_copy(videoDstData,videoLineSize, (const uint8_t **)(pFrame->data), pFrame->linesize,pVideoContext->pix_fmt, pVideoContext->width, pVideoContext->height);
            //写入数据到缓冲区
            //fwrite(videoDstData[0], 1, videoBufferSize, fVideoFile);
            printf("输出当前第%d帧,大小:%d
",indexFrameVideo,videoBufferSize);
        int n = SDL_BYTESPERPIXEL(pStreamVideo->codec->pix_fmt);

        //更新纹理

        SDL_UpdateTexture(pTexture, &dstrect, (const void*)videoDstData[0], videoLineSize[0]);

        //拷贝纹理到2D模块
        SDL_RenderCopy(pRender, pTexture,NULL, &dstrect);
        //延时 1000ms*1/25
        SDL_Delay(1000 * 1 / frame);
        //显示Render渲染曾
        SDL_RenderPresent(pRender);
        }else
        {
            printf("第%d帧,丢失
",indexFrameVideo);
        }
    }
    //音频不管
    else if(pkt.stream_index==audioStreamIndex)
    {
        ///解码音频信息
//      if ((ret = avcodec_decode_audio4(pAudioContext, pFrame, gotFrame, &pkt)) < 0)
//          return ret;
//      decodedSize = FFMIN(ret, pkt.size);
//      //算出当前帧的大小
//      size_t unpadded_linesize = pFrame->nb_samples * av_get_bytes_per_sample((AVSampleFormat)pFrame->format);
//      ///写入数据到音频文件
//      fwrite(pFrame->extended_data[0], 1, unpadded_linesize, fAudioFile);
    }
    //取消所有引用  并且重置frame字段
    av_frame_unref(pFrame);
    return decodedSize ;
}

    int Demuxing(int argc, char** argv)
    {
        if (argc < 4)
        {
            printf("Parameter Error!
");
            return 0;
        }

        //注册所有混流器 过滤器
        av_register_all();
        //注册所有编码器
        avcodec_register_all();
        //媒体输入源头
        char*pInputFile = argv[1];
        //视频输出文件
        char*pOutputVideoFile = argv[3];
        //音频输出文件
        char*pOutputAudioFile = argv[2];
        //分配环境上下文
        pFormatCtx = avformat_alloc_context();
        //打开输入源  并且读取输入源的头部
        if (avformat_open_input(&pFormatCtx, pInputFile, NULL, NULL) < 0)
        {
            printf("Open Input Error!
");
            return 0;
        }
        //获取流媒体信息
        if (avformat_find_stream_info(pFormatCtx, NULL) < 0)
        {
            printf("获取流媒体信息失败!
");
            return 0;
        }
        //打印媒体信息
        av_dump_format(pFormatCtx, 0, pInputFile, 0);
        for (unsigned i = 0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++)
        {
            AVStream *pStream = pFormatCtx->streams[i];
            AVMediaType mediaType = pStream->codec->codec_type;
            //提取不同的编解码器
            if (mediaType == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
            {
                videoStreamIndex = i;
                pVideoContext = pStream->codec;
                pStreamVideo = pStream;
                fVideoFile = fopen(pOutputVideoFile, "wb");
                frame = pVideoContext->framerate.num;
                if (!fVideoFile)
                {
                    printf("con't open file!
");
                    goto end;
                }
                //计算解码后一帧图像的大小
                //int nsize = avpicture_get_size(PIX_FMT_YUV420P, 1280, 720);
                //分配计算初始化 图像缓冲区 调色板数据
                int ret = av_image_alloc(videoDstData, videoLineSize, pVideoContext->width, pVideoContext->height, pVideoContext->pix_fmt, 1);
                if (ret < 0)
                {
                    printf("Alloc video buffer error!
");
                    goto end;
                }
                //avpicture_fill((AVPicture *)pFrame, videoDstData[0], PIX_FMT_YUV420P, 1280, 720);
                videoBufferSize = ret;
            }
            else if (mediaType == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
            {
                audioStreamIndex = i;
                pAudioContext = pStream->codec;
                pStreamAudio = pStream;
                fAudioFile = fopen(pOutputAudioFile, "wb");
                if (!fAudioFile)
                {
                    printf("con't open file!
");
                    goto end;
                }
                //分配视频帧
                pFrame = av_frame_alloc();
                if (pFrame == NULL)
                {
                    av_freep(&videoDstData[0]);
                    printf("alloc audio frame error
");
                    goto end;
                }
            }
            AVCodec *dec;
            //根据编码器id查找编码器
            dec = avcodec_find_decoder(pStream->codec->codec_id);
            if (dec == NULL)
            {
                printf("查找编码器失败!
");
                goto end;
            }
            if (avcodec_open2(pStream->codec, dec, nullptr) != 0)
            {
                printf("打开编码器失败!
");
                goto end;
            }

        }
        av_init_packet(&pkt);
        pkt.data = NULL;
        pkt.size = 0;

        //读取媒体数据包  数据要大于等于0
        while (av_read_frame(pFormatCtx, &pkt) >= 0)
        {
            AVPacket oriPkt = pkt;
            do
            {
                //返回每个包解码的数据
                ret = decode_packet(&gotFrame, 0);
                if (ret < 0)
                    break;
                //指针后移  空闲内存减少
                pkt.data += ret;
                pkt.size -= ret;
                //
            } while (pkt.size > 0);
            //释放之前分配的空间  读取完毕必须释放包
            av_free_packet(&oriPkt);
        }

    end:
        //关闭视频编码器
        avcodec_close(pVideoContext);
        //关闭音频编码器
        avcodec_close(pAudioContext);
        avformat_close_input(&pFormatCtx);
        fclose(fVideoFile);
        fclose(fAudioFile);
        //释放编码帧
        avcodec_free_frame(&pFrame);
        //释放视频数据区
        av_free(videoDstData[0]);
        return 0;
    }

    int _tmain(int argc, char*argv[])
    {
        SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO);
        //创建窗口
        pWindow = SDL_CreateWindow("YUV420P", 200, 100, 800, 600, 0);
        //启用硬件加速
        pRender=SDL_CreateRenderer(pWindow, -1, 0);
        dstrect.x = 0;
        dstrect.y = 0;
        dstrect.w = 1280;
        dstrect.h = 720;
        //创建一个纹理  设置可以Lock  YUV420P 格式 1280*720
        pTexture = SDL_CreateTexture(pRender, SDL_PIXELFORMAT_IYUV, SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING, 1280, 720);
        Demuxing(argc, argv);
        //释放
        SDL_RenderClear(pRender);
        SDL_DestroyTexture(pTexture);
        SDL_DestroyRenderer(pRender);
        SDL_DestroyWindow(pWindow);
        SDL_Quit();
        return  0;
    }

代码运行界面