Qt音視頻開發(fā)之怎么實現ffmpeg視頻旋轉顯示

這篇文章主要介紹了Qt音視頻開發(fā)之怎么實現ffmpeg視頻旋轉顯示的相關知識，內容詳細易懂，操作簡單快捷，具有一定借鑒價值，相信大家閱讀完這篇Qt音視頻開發(fā)之怎么實現ffmpeg視頻旋轉顯示文章都會有所收獲，下面我們一起來看看吧。

一、前言

用手機或者平板拍攝的視頻文件，很可能是旋轉的，比如分辨率是1280x720，確是垂直的，相當于分辨率變成了720x1280，如果不做旋轉處理的話，那腦袋必須歪著看才行，這樣看起來太難受，所以一定要想辦法解析到視頻的旋轉角度，然后根據這個角度重新繪制。在窗體那邊也需要調整對應的分辨率，一般都是寬度高度互換。其實早期的很多播放器比如vlc2版本的播放器也是不支持旋轉的，從vlc3開始內置會自動給旋轉，估計這種場景越來越多，畢竟現在智能手機大行其道，用手機拍攝的視頻很多都是豎屏的。

在ffmpeg中旋轉frame幀數據，有多種方式，方式一是直接通過運算逐行取出數據，重新組織旋轉后的視頻幀數據；方式二通過濾鏡來實現。最開始還沒學會用ffmpeg的濾鏡的時候，用的就是方式一，通俗易懂，但是很傻，尤其是運算很占CPU，畢竟for循環(huán)來個很多次挨個取數據又重新組織數據。自從學會用ffmpeg濾鏡以后，從濾鏡大全中找到了居然也支持旋轉，而且任意角度旋轉都可以，甚至鏡像操作，這就非常強大了，馬上將這個架構的旋轉部分全部換成了濾鏡旋轉，連之前用于旋轉的中間過渡幀數據變量都不需要，代碼更精簡，功能更強大，拓展性更好，這其實就是一個不斷精進迭代的過程，第一步解決從無到有的過程，后面才是持續(xù)不斷的完善。

二、相關代碼

int FFmpegFilter::initFilter(AbstractVideoThread *thread, AVStream *stream, AVCodecContext *avctx, FilterData &filterData)
{
    int result = -1;
    if (!filterData.enable) {
        return result;
    }

    //貌似硬解碼不支持濾鏡
    if (filterData.formatIn == AV_PIX_FMT_NV12) {
        return result;
    }

    //先釋放相關資源
    freeFilter(filterData);

    //獲取濾鏡字符串
    QString filters = getFilter(filterData);
    if (filters.isEmpty()) {
        return result;
    }

    //輸入幀序列的參數信息
    QStringList listArg;
    listArg << QString("video_size=%1x%2").arg(avctx->width).arg(avctx->height);
    listArg << QString("pix_fmt=%1").arg(avctx->pix_fmt);
    listArg << QString("time_base=%1/%2").arg(stream->time_base.num).arg(stream->time_base.den);
    listArg << QString("pixel_aspect=%1/%2").arg(avctx->sample_aspect_ratio.num).arg(avctx->sample_aspect_ratio.den);
    QString args = listArg.join(":");

    //輸入幀格式
    enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {filterData.formatIn, AV_PIX_FMT_NONE};

    //獲取要使用的濾鏡
    const AVFilter *filterSrc = avfilter_get_by_name("buffer");
    const AVFilter *filterSink = avfilter_get_by_name("buffersink");

    //創(chuàng)建輸入輸出濾鏡參數
    AVFilterInOut *inputs = avfilter_inout_alloc();
    AVFilterInOut *outputs = avfilter_inout_alloc();

    //創(chuàng)建濾鏡容器
    filterData.filterGraph = avfilter_graph_alloc();
    if (!inputs || !outputs || !filterData.filterGraph) {
        result = AVERROR(ENOMEM);
        goto end;
    }

    //創(chuàng)建輸入濾鏡
    result = avfilter_graph_create_filter(&filterData.filterSrcCtx, filterSrc, "in", args.toUtf8().constData(), NULL, filterData.filterGraph);
    if (result < 0) {
        thread->debug("濾鏡處理", QString("創(chuàng)建輸入濾鏡失敗: %1").arg(FFmpegHelper::getError(result)), "");
        goto end;
    }

    //創(chuàng)建輸出濾鏡
    result = avfilter_graph_create_filter(&filterData.filterSinkCtx, filterSink, "out", NULL, NULL, filterData.filterGraph);
    if (result < 0) {
        thread->debug("濾鏡處理", QString("創(chuàng)建輸出濾鏡失敗: %1").arg(FFmpegHelper::getError(result)), "");
        goto end;
    }

    //設置輸出濾鏡格式
    result = av_opt_set_int_list(filterData.filterSinkCtx, "pix_fmts", pix_fmts, filterData.formatOut, AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
    if (result < 0) {
        thread->debug("濾鏡處理", QString("設置輸出濾鏡格式: %1").arg(FFmpegHelper::getError(result)), "");
        goto end;
    }

    //設置濾鏡的參數
    outputs->name = av_strdup("in");
    outputs->filter_ctx = filterData.filterSrcCtx;
    outputs->pad_idx = 0;
    outputs->next = NULL;

    inputs->name = av_strdup("out");
    inputs->filter_ctx = filterData.filterSinkCtx;
    inputs->pad_idx = 0;
    inputs->next = NULL;

    //初始化濾鏡
    result = avfilter_graph_parse_ptr(filterData.filterGraph, filters.toUtf8().constData(), &inputs, &outputs, NULL);
    if (result < 0) {
        thread->debug("濾鏡處理", QString("初始化濾鏡失敗: %1").arg(FFmpegHelper::getError(result)), "");
        goto end;
    }

    //應用濾鏡配置
    result = avfilter_graph_config(filterData.filterGraph, NULL);
    if (result < 0) {
        thread->debug("濾鏡處理", QString("應用濾鏡配置失敗: %1").arg(FFmpegHelper::getError(result)), "");
        goto end;
    }

end:
    //釋放對應的輸入輸出
    avfilter_inout_free(&inputs);
    avfilter_inout_free(&outputs);
    filterData.isOk = (result >= 0);
    return result;
}

void FFmpegFilter::freeFilter(FilterData &filterData)
{
    if (filterData.isOk) {
        filterData.enable = true;
        filterData.init = true;
        filterData.isOk = false;

        avfilter_free(filterData.filterSrcCtx);
        avfilter_free(filterData.filterSinkCtx);
        avfilter_graph_free(&filterData.filterGraph);
        filterData.filterSrcCtx = NULL;
        filterData.filterSinkCtx = NULL;
        filterData.filterGraph = NULL;
    }
}

五、功能特點

5.1 基礎功能

• 支持各種音頻視頻文件格式，比如mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等。

• 支持本地攝像頭設備，可指定分辨率、幀率。

• 支持各種視頻流格式，比如rtp、rtsp、rtmp、http等。

• 本地音視頻文件和網絡音視頻文件，自動識別文件長度、播放進度、音量大小、靜音狀態(tài)等。

• 文件可以指定播放位置、調節(jié)音量大小、設置靜音狀態(tài)等。

• 支持倍速播放文件，可選0.5倍、1.0倍、2.5倍、5.0倍等速度，相當于慢放和快放。

• 支持開始播放、停止播放、暫停播放、繼續(xù)播放。

• 支持抓拍截圖，可指定文件路徑，可選抓拍完成是否自動顯示預覽。

• 支持錄像存儲，手動開始錄像、停止錄像，部分內核支持暫停錄像后繼續(xù)錄像，跳過不需要錄像的部分。

• 支持無感知切換循環(huán)播放、自動重連等機制。

• 提供播放成功、播放完成、收到解碼圖片、收到抓拍圖片、視頻尺寸變化、錄像狀態(tài)變化等信號。

• 多線程處理，一個解碼一個線程，不卡主界面。

5.2 特色功能

• 同時支持多種解碼內核，包括qmedia內核（Qt4/Qt5/Qt6）、ffmpeg內核（ffmpeg2/ffmpeg3/ffmpeg4/ffmpeg5）、vlc內核（vlc2/vlc3）、mpv內核（mpv1/mp2）、?？祍dk、easyplayer內核等。

• 非常完善的多重基類設計，新增一種解碼內核只需要實現極少的代碼量，就可以應用整套機制。

• 同時支持多種畫面顯示策略，自動調整（原始分辨率小于顯示控件尺寸則按照原始分辨率大小顯示，否則等比例縮放）、等比例縮放（永遠等比例縮放）、拉伸填充（永遠拉伸填充）。所有內核和所有視頻顯示模式下都支持三種畫面顯示策略。

• 同時支持多種視頻顯示模式，句柄模式（傳入控件句柄交給對方繪制控制）、繪制模式（回調拿到數據后轉成QImage用QPainter繪制）、GPU模式（回調拿到數據后轉成yuv用QOpenglWidget繪制）。

• 支持多種硬件加速類型，ffmpeg可選dxva2、d3d11va等，mpv可選auto、dxva2、d3d11va，vlc可選any、dxva2、d3d11va。不同的系統(tǒng)環(huán)境有不同的類型選擇，比如linux系統(tǒng)有vaapi、vdpau，macos系統(tǒng)有videotoolbox。

• 解碼線程和顯示窗體分離，可指定任意解碼內核掛載到任意顯示窗體，動態(tài)切換。

• 支持共享解碼線程，默認開啟并且自動處理，當識別到相同的視頻地址，共享一個解碼線程，在網絡視頻環(huán)境中可以大大節(jié)約網絡流量以及對方設備的推流壓力。國內頂尖視頻廠商均采用此策略。這樣只要拉一路視頻流就可以共享到幾十個幾百個通道展示。

• 自動識別視頻旋轉角度并繪制，比如手機上拍攝的視頻一般是旋轉了90度的，播放的時候要自動旋轉處理，不然默認是倒著的。

• 自動識別視頻流播放過程中分辨率的變化，在視頻控件上自動調整尺寸。比如攝像機可以在使用過程中動態(tài)配置分辨率，當分辨率改動后對應視頻控件也要做出同步反應。

• 音視頻文件無感知自動切換循環(huán)播放，不會出現切換期間黑屏等肉眼可見的切換痕跡。

• 視頻控件同時支持任意解碼內核、任意畫面顯示策略、任意視頻顯示模式。

• 視頻控件懸浮條同時支持句柄、繪制、GPU三種模式，非絕對坐標移來移去。

• 本地攝像頭設備支持指定設備名稱、分辨率、幀率進行播放。

• 錄像文件同時支持打開的視頻文件、本地攝像頭、網絡視頻流等。

• 瞬間響應打開和關閉，無論是打開不存在的視頻或者網絡流，探測設備是否存在，讀取中的超時等待，收到關閉指令立即中斷之前的操作并響應。

• 支持打開各種圖片文件，支持本地音視頻文件拖曳播放。

• 視頻控件懸浮條自帶開始和停止錄像切換、聲音靜音切換、抓拍截圖、關閉視頻等功能。

• 音頻組件支持聲音波形值數據解析，可以根據該值繪制波形曲線和柱狀聲音條，默認提供了聲音振幅信號。

• 各組件中極其詳細的打印信息提示，尤其是報錯信息提示，封裝的統(tǒng)一打印格式。針對現場復雜的設備環(huán)境測試極其方便有用，相當于精確定位到具體哪個通道哪個步驟出錯。

• 代碼框架和結構優(yōu)化到最優(yōu)，性能強悍，持續(xù)迭代更新升級。

• 源碼支持Qt4、Qt5、Qt6，兼容所有版本。

5.3 視頻控件

• 可動態(tài)添加任意多個osd標簽信息，標簽信息包括名字、是否可見、字號大小、文本文字、文本顏色、標簽圖片、標簽坐標、標簽格式（文本、日期、時間、日期時間、圖片）、標簽位置（左上角、左下角、右上角、右下角、居中、自定義坐標）。

• 可動態(tài)添加任意多個圖形信息，這個非常有用，比如人工智能算法解析后的圖形區(qū)域信息直接發(fā)給視頻控件即可。圖形信息支持任意形狀，直接繪制在原始圖片上，采用絕對坐標。

• 圖形信息包括名字、邊框大小、邊框顏色、背景顏色、矩形區(qū)域、路徑集合、點坐標集合等。

• 每個圖形信息都可指定三種區(qū)域中的一種或者多種，指定了的都會繪制。

• 內置懸浮條控件，懸浮條位置支持頂部、底部、左側、右側。

• 懸浮條控件參數包括邊距、間距、背景透明度、背景顏色、文本顏色、按下顏色、位置、按鈕圖標代碼集合、按鈕名稱標識集合、按鈕提示信息集合。

• 懸浮條控件一排工具按鈕可自定義，通過結構體參數設置，圖標可選圖形字體還是自定義圖片。

• 懸浮條按鈕內部實現了錄像切換、抓拍截圖、靜音切換、關閉視頻等功能，也可以自行在源碼中增加自己對應的功能。

• 懸浮條按鈕對應實現了功能的按鈕，有對應圖標切換處理，比如錄像按鈕按下后會切換到正在錄像中的圖標，聲音按鈕切換后變成靜音圖標，再次切換還原。

• 懸浮條按鈕單擊后都用名稱唯一標識作為信號發(fā)出，可以自行關聯(lián)響應處理。

• 懸浮條空白區(qū)域可以顯示提示信息，默認顯示當前視頻分辨率大小，可以增加幀率、碼流大小等信息。

• 視頻控件參數包括邊框大小、邊框顏色、焦點顏色、背景顏色（默認透明）、文字顏色（默認全局文字顏色）、填充顏色（視頻外的空白處填充黑色）、背景文字、背景圖片（如果設置了圖片優(yōu)先取圖片）、是否拷貝圖片、縮放顯示模式（自動調整、等比例縮放、拉伸填充）、視頻顯示模式（句柄、繪制、GPU）、啟用懸浮條、懸浮條尺寸（橫向為高度、縱向為寬度）、懸浮條位置（頂部、底部、左側、右側）。

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