ffmpeg 常见数据结构之AVRational

什么是AVRational

AVRational 是 FFmpeg 中表示有理数（ratio）的数据结构，用于进行时间戳和帧率等计算。它的定义如下：

typedef struct AVRational {
    int num; ///< Numerator (分子)
    int den; ///< Denominator (分母)
} AVRational;

其中，num 表示有理数分子，den 表示有理数的分母。例如，对于一个帧率为 25fps 的视频来说，其 AVRational 可以表示为 {25, 1}。

在 FFmpeg 中，AVRational 主要用于时间戳和帧率的计算。例如，在解码视频时，视频帧的 PTS（显示时间戳）和 DTS（解码时间戳）都是基于 AVRational 进行计算的。

Why要使用AVRational

为什么要使用AVRational类型，而不使用int类型或者double类型？

使用 int 类型或者 double 类型可以表示有理数，但是存在以下问题：

1. 精度不够：int 类型只能表示整数，而 double 类型虽然可以表示小数，但是在进行浮点数计算时可能会出现精度误差，导致计算结果不准确。

2. 不便于时间单位转换：音视频处理中经常需要对时间单位进行转换，例如将微秒转换为秒、将帧率转换为时间间隔等。如果使用 int 类型或者 double 类型，需要额外的代码和计算才能完成时间单位转换。

因此，使用 AVRational 类型比使用 int 类型或 double 类型更加方便和准确，它可以表示任意的有理数，并且提供了便捷的函数用于分数/有理数的转换、计算和缩约。同时，AVRational 也支持时间单位转换，可以直接进行时间戳和帧率之间的转换，提高了音视频处理的效率和精度。

How使用AVRational

FFmpeg 提供了一些方便操作 AVRational 的函数，例如：

• av_reduce(): 将一个有理数约分成最简形式。

• av_d2q(): 将一个 double 值转换为 AVRational 类型。

• av_q2d(): 将一个 AVRational 类型转换为 double 值。

使用 AVRational 结构体可以方便地进行有理数的计算、转换和运算，在音视频处理中非常常见。

使用样例

1. 如何将AVFormatContext中的duration（以AVRational为时间基为单位）转成微秒单位

在 AVFormatContext 结构体中，duration 表示的是媒体文件的播放时长，以时间基为单位。为了将其转换为微秒单位，你需要进行如下计算：

int64_t duration_us = av_rescale_q(avFormatContext->duration, avFormatContext->streams[0]->time_base, AV_TIME_BASE_Q);

经过上述计算，duration_us 的值就是媒体文件时长的微秒表示。