最简iOS播放器(二)

作者: 因缺思婷 | 来源:发表于2018-11-08 14:51 被阅读55次

    前言

    上篇最简iOS播放器(一)利用ffmpeg和SDL构建了最简iOS播放器,但视频数据是渲染到了SDLWindow上,这个结果肯定不是我们想要的,渲染到UIView上我们才能更好的操作控制视频的播放,本篇的目的便是把数据渲染到UIView上。

    正文

    一、思路分析

    以上篇博客中构建好的项目为基础来改造项目,用UIView代替SDLWindow,用openGL来渲染代替SDLRender。总体架构依然是ffplay的架构,解码线程read_thread基本不变,AVPacket、AVFrame依然用原来的队列管理。由于不再使用SDLEvent,我们创建一个线程video_refresh_thread来刷新一帧画面(ijkplayer便是这么做的)。原来负责刷新、音视频同步等函数基本不变,只修改video_image_display函数,在这个函数里把解码得到的AVFrame数据传到UIView,并在UIView里编写openGL代码渲染视频数据。

    二、关于音频

    音频的播放可以使用苹果的<AudioToolbox/AudioToolbox.h>库里的AudioQueue或者AudioUnit,也可以直接使用SDLSDL_audio.h来处理播放音频,为了省事,我这里还是和ffplay一样使用SDL_audio,使用时必须调用的一个函数SDL_SetMainReady();,不然会导致无法播放出声音。

    static int audio_open(void *opaque, int64_t wanted_channel_layout, int wanted_nb_channels, int wanted_sample_rate, struct AudioParams *audio_hw_params){
        SDL_SetMainReady();
        SDL_AudioSpec wanted_spec, spec;
        const char *env;
        ……
    }
    

    这里遇到一个问题,SDL_OpenAudioDevice这个函数删除SDLWindow等代码后,竟然无法打开音频,提示错误

    SDL_OpenAudio (2 channels, 44100 Hz): Audio subsystem is not initialized

    但是使用SDL_OpenAudio却可以,不知道什么原因,只能先使用SDL_OpenAudio,找到方法后再来解决。

        while (!(audio_dev = SDL_OpenAudioDevice(NULL, 0, &wanted_spec, &spec, SDL_AUDIO_ALLOW_FREQUENCY_CHANGE | SDL_AUDIO_ALLOW_CHANNELS_CHANGE))) {
               ……
         }
        SDL_CloseAudioDevice(audio_dev);
        SDL_PauseAudioDevice(audio_dev, 0);
    
        while (SDL_OpenAudio(&wanted_spec, &spec) < 0) {
           ……
        }
        SDL_CloseAudio();
        SDL_PauseAudio(0);
    

    三、关于视频

    修改refresh_loop_wait_event函数

    static int video_refresh_thread(void *arg) {
        VideoState *is = arg;
        double remaining_time = 0.0;
        //每remaining_time运行一次循环(刷新一次屏幕)
        while (!is->abort_request) {
            if (remaining_time > 0.0) {
                av_usleep((int64_t)(remaining_time * 1000000.0));
            }
            remaining_time = REFRESH_RATE;
            if (is->show_mode != SHOW_MODE_NONE && (!is->paused || is->force_refresh)) {
                video_refresh(is, &remaining_time);
            }
        }
        return 0;
    }
    

    修改video_image_display函数

    static void video_image_display(VideoState *is){
        Frame *vp = frame_queue_peek_last(&is->pictq);
        if (vp->frame) {
            enum AVPixelFormat sw_pix_fmt = is->viddec.avctx->sw_pix_fmt;
            if (sw_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P || sw_pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUVJ420P){
                VideoFrame *videoFrame = (VideoFrame *)malloc(sizeof(VideoFrame));
                videoFrame->width = vp->width;
                videoFrame->height = vp->height;
                videoFrame->format = AV_PIX_FMT_YUV420P;
                videoFrame->planar = 3;
    
                videoFrame->pixels[0] = malloc(vp->width * vp->height);
                videoFrame->pixels[1] = malloc(vp->width * vp->height);
                videoFrame->pixels[2] = malloc(vp->width * vp->height);
                copyYUVFrameData(vp->frame->data[0], videoFrame->pixels[0], vp->frame->linesize[0], vp->width, vp->height);
                copyYUVFrameData(vp->frame->data[1], videoFrame->pixels[1], vp->frame->linesize[1], vp->width / 2, vp->height / 2);
                copyYUVFrameData(vp->frame->data[2], videoFrame->pixels[2], vp->frame->linesize[2], vp->width / 2, vp->height / 2);
                display_frame(glkView, videoFrame);
                free(videoFrame->pixels[0]);
                free(videoFrame->pixels[1]);
                free(videoFrame->pixels[2]);
                free(videoFrame);
            }
        }
    }
    

    四、关于线程

    SDL里自带线程模块,我们可以直接使用。删除掉SDLEvent后,使用SDLThread创建一个画面刷新的线程,用于刷新每一帧数据。

    is->video_refresh_tid = SDL_CreateThread(video_refresh_thread, "video_refresh_thread",is);
    

    五、其他

    • main函数改成对外公布的preparePlayerWindow函数,传递三个参数:UIView、videoStare和播放地址url,解码得到的数据就要渲染到这个UIView上。
    • ffplay.c文件里定义的结构体对外公布,移动到ffplay.h头文件里。
    • 注释或者删除SDLWindow、SDLRender相关代码(要删的很多,参考ffplay.c里注释掉的代码)
    • UIView对外提供display_frame方法,接收一个视频数据VideoFrame参数,不断调用来刷新画面
    • 创建VideoFrame结构体用于存储传递给UIView的数据
    typedef struct VideoFrame VideoFrame;
    
    struct VideoFrame {
        int width;
        int height;
        UInt8 *pixels[AV_NUM_DATA_POINTERS];
        int pitches[AV_NUM_DATA_POINTERS];
        int planar;
        enum AVPixelFormat format;
    };
    

    六、shader编写

    关于openGl的知识,本人也在学习当中,并非精通,只是略知一二,可以到这里OpenGL ES文集学习

    • vertexShader
    precision highp float;
    
    varying   highp vec2 vv2_texcoord;
    
    attribute highp vec4 av4_position;
    attribute highp vec2 av2_texcoord;
    
    uniform         mat4 um4_matrix;
    
    void main(){
        gl_Position  = um4_matrix * av4_position;
        vv2_texcoord = av2_texcoord;
    }
    
    • FragmentShader
    precision highp float;
    
    uniform highp sampler2D samplerY;
    uniform highp sampler2D samplerU;
    uniform highp sampler2D samplerV;
    varying highp vec2      vv2_texcoord;
    
    void main()
    {
        highp float y = texture2D(samplerY, vv2_texcoord).r;
        highp float u = texture2D(samplerU, vv2_texcoord).r - 0.5;
        highp float v = texture2D(samplerV, vv2_texcoord).r - 0.5;
        
        highp float r = y +             1.402 * v;
        highp float g = y - 0.344 * u - 0.714 * v;
        highp float b = y + 1.772 * u;
        
        
        gl_FragColor = vec4(r, g, b, 1.0);
    }
    

    七、openGl

    openGl渲染AV_PIX_FMT_YUV420P的核心代码

        int widths[frame->planar];
        int heights[frame->planar];
        if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P){
          
            widths[0] = frame->width;
            widths[1] = frame->width / 2;
            widths[2] = frame->width / 2;
            heights[0] = frame->height;
            heights[1] = frame->height / 2;
            heights[2] = frame->height / 2;
            
        }
    
        glPixelStorei(GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1);
        for (int i = 0; i < frame->planar; ++i) {
            glActiveTexture(GL_TEXTURE0 + i);//设置当前活动的纹理单元
            glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, plane_textures[i]);//texture绑定
            if (frame->format == AV_PIX_FMT_YUV420P){
                glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_LUMINANCE, widths[i], heights[i], 0, GL_LUMINANCE, GL_UNSIGNED_BYTE, frame->pixels[i]);
            }
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MAG_FILTER, GL_LINEAR);
            glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_MIN_FILTER, GL_LINEAR);
            glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_S, GL_CLAMP_TO_EDGE);
            glTexParameterf(GL_TEXTURE_2D, GL_TEXTURE_WRAP_T, GL_CLAMP_TO_EDGE);
            
            glUniform1i(us2_sampler[i], i);
        }
    

    总结

    相比渲染到SDLWindow,渲染到UIView增加了很多工作量,特别是openGL这块儿的知识,建议先把最简iOS播放器(一)解码流程、openGL等知识了解一下,再来看本篇。本篇里的项目使用软解码解码视频数据,OpenGLES/ES2渲染YUV420,SDL_audio.h播放音频数据,SDL_threa.h管理线程,本来想把硬解码也写到项目里,不过本篇内容已经够多,下篇再专门写一下硬解码,最后再把播放时间、总时长、暂停等功能函数补全,做成一个完整的项目,可能做不怎么好,但是如果不去学习、练习,怎么进步。

    githup代码地址

    播放器参考:

    openGl的学习参考:

    OpenGL Shading Language(GLSL)学习参考:

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