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FFmpeg使用实例详解第二节，下载和编译 SDL-1.2.15 库，编写C语言程序，制作自己的视...

 4 years ago
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上一节简要的介绍了如何编写C语言程序调用 FFmpeg 库，读取视频文件，并将之逐帧转换为 ppm 图片，最后通过 save_frame() 函数将转换后的 ppm 图片保存到磁盘。本节将在上一节的基础上，编写C语言程序，将拆解的视频帧直接输送到屏幕上（取代save_frame()函数），实现所谓的“视频播放器”。

下载和编译 SDL-1.2.15

本文计划使用多媒体库 SDL 将视频帧输送到屏幕。SDL 的全称是 Simple Direct Layer，是业界常用的跨平台的多媒体库，例如 FFmpeg 的子应用 ffplay 就是基于 SDL 工作的。要使用 SDL 库，首先需要做的工作就是下载和编译它，相关资源可以从其官网获得。

SDL 库

考虑到经典版本 SDL-1.2.15 的学习资源更加丰富，所以本文并未使用最新版 SDL-2.0，读者可以自行下载和编译自己感兴趣的版本（编译步骤都是类似的，只不过使用过程中的某些 API 有一定的改动，详情可参考官网）。下载 SDL 库后，执行下面的命令编译和安装：

$ tar xf SDL-1.2.15.tar.gz
$ cd SDL-1.2.15
$ mkdir build
$ cd build
$ ../configure --prefix=<安装目录>

同样的，configure时的--prefix选项可以指定安装目录，若是不指定，接下来 SDL 库将被安装到系统目录。执行完上面几条命令，不出意外的话将得到 makefile，继续执行下面两条命令即可完成 SDL-1.2.15 库的编译和安装：

$ make -j
$ make install
SDL-1.2.15 安装目录树形图

SDL-1.2.15 安装目录树形图

初始化 SDL 库

我们的目标是使用 SDL 库，编写C语言播放视频函数，替代上一节中的 save_frame() 函数，制作自己的视频播放器。要实现这一目标，首先需要明白如何使用 SDL 库，请看下面这段C语言代码：

#include <SDL.h>
#include <SDL_thread.h>

if(SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_TIMER)) {
  fprintf(stderr, "Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());
  exit(1);
}

SDL_Init()函数可以以掩码的形式接收若干选项，以确定 SDL 库接下来将要使用的功能，SDL_GetError()函数用来获取出错原因信息。如果初始化没有问题，就可以使用 SDL 库的其他功能了。

请注意，本文仅从使用实例出发，并不会详细介绍每一个 API，那样太枯燥乏味了，详细信息可以从官网获得。

创建播放区域

在 SDL 中，用来播放视频图像的区域被称为surface，创建 surface 的C语言代码可以按照下面这样写：

SDL_Surface *surface;

surface= SDL_SetVideoMode(width, height, 0, 0);
if(!surface) {
  fprintf(stderr, "SDL: could not set video mode - exiting\n");
  exit(1);
}

上面的SDL_SetVideoMode()函数创建一个宽为 width，高为 height 的 surface 用于播放视频，可以通过它的后面两个参数指定单位像素位数和其他选项，这里使用默认值了。成功创建 surface 后，便可在屏幕上创建 YUV 播放区域 overlay，之后的视频帧数据都将传递给 overlay 处理，这一过程的C语言代码可以如下实现：

SDL_Overlay *overlay = SDL_CreateYUVOverlay(width, height, SDL_YV12_OVERLAY, surface);

从SDL_CreateYUVOverlay()函数的第三个参数可以看出，我们创建的overlay 将接收 YV12 类型的数据，所以应该通过 FFmpeg 库将源视频数据转换为对应类型，这一过程在上一节已经熟悉，相应的C语言代码可以如下写：

struct SWSContext *sws_ctx = NULL;
sws_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width,
                         pCodecCtx->height,
             pCodecCtx->pix_fmt,
             pCodecCtx->width,
             pCodecCtx->height,
             PIX_FMT_YUV420P,
             SWS_BILINEAR,
             NULL,
             NULL,
             NULL
             );

从第 6 个参数可以看出，接下来传递给 overlay 的将会是 YUV420P 格式的数据。

SDL 库支持若干种将图像显示到屏幕的方法，但是最常用的还是 YUV 方式。YUV 类似于 RGB，是一种存放图像数据的格式。简略来说，“Y”是图像数据的亮度分量，“U”和“V”则是颜色分量，不过 YUV 格式比 RGB 格式更加复杂一些，因为 Y/U/V 可能不是 1：1：1 等比例分布的，它有 4 种常用的分布，YV12 一般是最快的类型，YUV420P 则类似于 YV12，420 是指几个分量的比例为 4：2：0，即每 1 个颜色分量对应 4 个亮度分量。这里只需理解 YUV 是一种图像存储格式即可，关于 YUV 以后有机会再详谈。

填充图像数据

准备工作做好，就可以将图像数据显示到屏幕，也即播放视频了。这一工作的首要条件是获取完整的一帧数据，回忆下上一节，我们定义了 frame_finished 变量用于标记视频帧是否获取完整，因此要播放视频，检查此标记变量即可。一旦获取到完整的视频帧，就把相应的数据塞入前面创建的 overlay，这一过程的C语言代码可以如下写：

while (av_read_frame(pctx, &pkt) >= 0) {
        if (pkt.stream_index != video_stream) {
            continue;
        }
        avcodec_decode_video2(pcodec_ctx, pframe, &frame_finished, &pkt);
        if (!frame_finished)
            continue;

        // 只有 frame_finished 为真才可到达此处

        SDL_LockYUVOverlay(overlay);
        sws_scale(sws_ctx, pframe->data, pframe->linesize,
            0, pcodec_ctx->height, pict.data, pict.linesize);
        SDL_UnlockYUVOverlay(overlay);
        SDL_DisplayYUVOverlay(overlay, &play_rect);
    }

请注意，我们希望获得的是 YUV420P 格式的数据，因此上述C语言代码中用于填充数据的是 sws_scale() 函数，其中的 sws_ctx 由前文创建，我们已经指定将图像数据转换为 YUV420P。转换后的数据被塞入 pict ，它是一个 AVPicture 类型的结构体，通过以下C语言代码与前面创建的 overlay 建立联系：

    AVPicture pict;
    pict.data[0] = overlay->pixels[0];
    pict.data[1] = overlay->pixels[2];
    pict.data[2] = overlay->pixels[1];
    pict.linesize[0] = overlay->pitches[0];
    pict.linesize[1] = overlay->pitches[2];
    pict.linesize[2] = overlay->pitches[1];

这里一定要注意，pict 的顺序与 overlay 的顺序并不完全一致。另外值得说明的是在填充 overlay 数据（显式填充的是 pict）的过程中，上述C语言代码调用了 SDL_LockYUVOverlay() 锁函数用于确保数据安全。

现在图像数据也填充好了，终于可以在屏幕上播放了：

SDL_Rect rect;
rect.x = 0;
rect.y = 0;
rect.w = pCodecCtx->width;
rect.h = pCodecCtx->height;

SDL_DisplayYUVOverlay(overlay, &rect);

从上述C语言代码可以看出，SDL_DisplayYUVOverlay() 函数可以通过一个 rect 结构体最终指定播放区域的位置和缩放尺寸，本例将播放器置于屏幕的左上角，缩放比例为 1，也即以视频的原始尺寸播放。

完整C语言代码可以参考：

编译后，指定一个视频文件，即可播放视频：

$ test.out tmp/test.mp4

我们的播放器播放效果如下：

视频播放器效果

视频播放器效果

本文主要介绍了如何使用 SDL-1.2.15 库以及C语言，编写自己的视频播放器。但是应该明白，本文的视频播放器只是一个雏形，它还不能播放声音，甚至不能在播放期间与用户交互，这些都是需要改进的部分，我们将在之后的文章中实现这些改进，敬请关注。


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