OpenGL(二)OpenGL ES视频录制

作者: zcwfeng | 来源:发表于2020-12-04 20:07 被阅读0次

    关于录制视频,我前面RTMP(一) 录屏直播理论

    我们使用OpenGL ES将摄像头数据绘制至手机屏幕。如果我们需要对图像数据进行了美颜等处 理,这些处理都是在着色器中完成的,那么我们如何从着色器拿到数据然后进行编码生成视频呢?也就 是说一般而言,我们使用软编码库或者MediaCodec来进行编码,如果给我们图像的 byte[] 数组按照 之前的课程,把这个数据进行编码即可。但是现在我们的图像是在着色器处理的,没有 byte[] ,

    分析下怎么 将我们处理后的图像(美颜)变成一个MP4文件

    默认情况下,我们在 GLSurfaceView 中绘制的结果是显示到屏幕上,然而实际中有很多情况并不需要渲染到屏幕上。

    问题.png

    我们之前封装的ScreenFilter 功能是 将摄像头数据预览出来 。将 着色器文件读取出来,在画布画画。
    ScreenFilter尴尬场景:

    1. 开启(美颜)效果: 使用 sampler2D ;
    2. 未开启效果: 使用 samplerExternalOES。

    首先我们要明确,OpenGL 是面向过程开发的,是一个状态机。

    注意事项:我们创建的相应的资源,最后需要手动释放。

    FBO

    Frame Buffer Object 帧缓冲对象,离屏渲染。
    通过使用FBO,OpenGL 可以重定向渲染输出,让它输出到FBO而不是GLSurfaceView窗口的 framebuffer.

    1. CameraFilter使用samplerExernalOES输出FBO;
    2. 后续处理使用sampler2D输出FBO;
    3. ScreenFilter使用sampler2D输出显示窗口;
    FBO.png

    还是要回顾下 MediaCodec

    在解决上面的问题之前,我们再来回顾下之前我们课程中使用过的 MediaCodec 。 MediaCodec 是 Android SDK中为我们提供的编解码Java API。

    MediaCodec内部会有两个缓存队列,分别是:输入缓存队列与输出缓存队列。我们只需要使用 queueInputBuffer 将需要编码的 byte 数据提交到输入队列,使用 equeueOutputBuffer 从输出队列
    取出编码完成后的数据即编码后的数据。

    截屏2020-12-04 15.06.02.png

    开头处的描述,我们没法得到图像原始的 byte 数组,怎么办?

    Surface surface = mMediaCodec.createInputSurface();
    

    我们使用了上面的方法得到一个 Surface 。这 个 Surface 由编码器创建,如果我们向这个 Surface 画画,那么画在上面的图像就会自动进行编码。 所以现在问题变成了,我们怎么将OpenGL处理之后的图像再画到这个 中去?
    答案就是------->借助EGL

    EGL环境搭建

    如果说OpenGL ES是画笔,那Android的Surface就是画布。我们是可以使用OpenGL ES将图像画到 Surface中去的。但是OpenGL并不能直接在Android的Surface中画画,需要借助 EGLSurface 来将 Android的Surface关联起来。
    EGLSurface 官网描述

    在GLSurfaceView中为我们创建了EGL上下文,也包括了 。但是这个 绑定了 GLSurfaceView用于显示的Surface,负责显示到真实的手机屏幕中去。我们需要使用OpenGL ES把图 像画到与 mMediaCodec.createInputSurface() 关联的 EGLSurface 中。他们应该是这样的:

    EGL获取图像.png

    EGLSurface 可以是由 EGL 分配的离屏缓冲区,也可以是由操作系统分配的窗口。能够与Surface绑定,让OpenGL 在EGLSurface绘制,相当于在Surface绘制。

    需要在一个单独的线程中搭建一个EGL环境,创建EGLSurface与MediaCodec的Surface绑定,来绘制图像到需要编码的Surface中去。

    看下GLSuerfaceView 源码:

    bind.png

    nativeWindow 就是Surface

    我们要自己在一个单独的线程中搭建一个EGL环境,来绘制图像到需要编码的Surface中去。要完成整个 过程需要进行:

    //創建OpenGL 的 環境
            HandlerThread handlerThread = new HandlerThread("codec-gl");
            handlerThread.start();
            mHandler = new Handler(handlerThread.getLooper());
    
            mHandler.post(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    // 创建EGL环境
                    eglEnv = new EGLEnv(mContext,mGlContext, mSurface,mWidth, mHeight);
                    isStart = true;
                }
            });
    

    可以参考GLSurfaceView 源码

    1.创建Display

    // 获得显示窗口,作为OpenGL的绘制目标
            mEglDisplay = EGL14.eglGetDisplay(EGL14.EGL_DEFAULT_DISPLAY);
            if (mEglDisplay == EGL14.EGL_NO_DISPLAY) {
                throw new RuntimeException("eglGetDisplay failed");
            }
    
            // 初始化顯示窗口
            int[] version = new int[2];
            if(!EGL14.eglInitialize(mEglDisplay, version,0,version,1)) {
                throw new RuntimeException("eglInitialize failed");
            }
    
    1. 配置Display
    // 配置 属性选项
            int[] configAttribs = {
                    EGL14.EGL_RED_SIZE, 8, //颜色缓冲区中红色位数
                    EGL14.EGL_GREEN_SIZE, 8,//颜色缓冲区中绿色位数
                    EGL14.EGL_BLUE_SIZE, 8, //
                    EGL14.EGL_ALPHA_SIZE, 8,//
                    EGL14.EGL_RENDERABLE_TYPE, EGL14.EGL_OPENGL_ES2_BIT, //opengl es 2.0
                    EGL14.EGL_NONE
            };
            int[] numConfigs = new int[1];
            EGLConfig[] configs = new EGLConfig[1];
            //EGL 根据属性选择一个配置
            if (!EGL14.eglChooseConfig(mEglDisplay, configAttribs, 0, configs, 0, configs.length,
                    numConfigs, 0)) {
                throw new RuntimeException("EGL error " + EGL14.eglGetError());
            }
    
            mEglConfig = configs[0];
    
    1. 创建EGL上下文
     /**
             * EGL上下文
             */
            int[] context_attrib_list = {
                    EGL14.EGL_CONTEXT_CLIENT_VERSION,2,
                    EGL14.EGL_NONE
            };
            //與 GLSurfaceView中的EGLContext 共享數據,只有這樣才能拿到處理完之後顯示的图像纹理。
            mEglContext= EGL14.eglCreateContext(mEglDisplay,mEglConfig,mGlContext ,context_attrib_list,0);
    
            if (mEglContext == EGL14.EGL_NO_CONTEXT){
                throw new RuntimeException("EGL error " + EGL14.eglGetError());
            }
    
    
    1. 创建EGLSurface(与Surface关联)
     /**
             * 创建EGLSurface
             */
            int[] surface_attrib_list = {
                    EGL14.EGL_NONE
            };
            mEglSurface = EGL14.eglCreateWindowSurface(mEglDisplay, mEglConfig, surface, surface_attrib_list, 0);
            // mEglSurface == null
            if (mEglSurface == null){
                throw new RuntimeException("EGL error " + EGL14.eglGetError());
            }
    
            /**
             * 绑定当前线程的显示器display
             */
           if (!EGL14.eglMakeCurrent(mEglDisplay,mEglSurface,mEglSurface,mEglContext)){
               throw new RuntimeException("EGL error " + EGL14.eglGetError());
           }
    
    
    1. 绘制
     public void draw(int textureId, long timestamp) {
            recordFilter.onDraw(textureId);
            EGLExt.eglPresentationTimeANDROID(mEglDisplay,mEglSurface,timestamp);
            //EGLSurface是双缓冲模式
            EGL14.eglSwapBuffers(mEglDisplay,mEglSurface);
    
        }
    

    只要画到这个EGLSurface中,因为它与MediaCodec的Surface关联着,MediaCodec就能对画上 去的图像进行编码了。
    但是编码完成之后,还要生成mp4文件,所以还要来进行编码数据的封装。

    OpengGL摄像头获取.png

    双缓冲机制,通俗的说就是两个画布,1,2号画布,1号画布显示同时,2号在绘制,然后交换,2号显示,1号后台绘制,不断重复。

    录制具体参考 源码

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