100行代码实现最简单的基于FFMPEG+SDL的视频播放器(SDL1.x)
2014-11-08 18:41
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简介
FFMPEG工程浩大,可以参考的书籍又不是很多,因此很多刚学习FFMPEG的人常常感觉到无从下手。我刚接触FFMPEG的时候也感觉不知从何学起。因此我把自己做项目过程中实现的一个非常简单的视频播放器(大约100行代码)源代码传上来,以作备忘,同时方便新手学习FFMPEG。
该播放器虽然简单,但是几乎包含了使用FFMPEG播放一个视频所有必备的API,并且使用SDL显示解码出来的视频。
并且支持流媒体等多种视频输入,处于简单考虑,没有音频部分,同时视频播放采用直接延时40ms的方式
平台使用VC2010,使用了新版的FFMPEG类库
该工程已经传到SourceForge上(该工程会时刻更新):
https://sourceforge.net/projects/simplestffmpegplayer/
注:本文SDL采用1.x版本。另一版本采用SDL2.0,可参考:
基于FFMPEG+SDL的视频播放器 ver2 (采用SDL2.0):/article/1379090.html
流程图
没想到这篇文章中介绍的播放器挺受FFMPEG初学者的欢迎,因此再次更新两张流程图,方便大家学习。此外在源代码上添加了注释,方便理解。该播放器解码的流程用图的方式可以表示称如下形式:
SDL显示YUV图像的流程图:
简单解释几句:
SDL_Surface就是使用SDL的时候弹出的那个窗口。在SDL1.x版本中,只可以创建一个SDL_Surface。
SDL_Overlay用于显示YUV数据。一个SDL_Overlay对应一帧YUV数据。
SDL_Rect用于确定SDL_Overlay显示的位置。注意:一个SDL_Overlay可以指定多个不同的SDL_Rect,这样就可以在SDL_Surface不同位置显示相同的内容。
它们的关系如下图所示:
下图举了个例子,指定了4个SDL_Rect,可以实现4分屏的显示。
simplest_ffmpeg_player(标准版)代码
[cpp] viewplaincopy
/**
* 最简单的基于FFmpeg的视频播放器
* Simplest FFmpeg Player
*
* 雷霄骅 Lei Xiaohua
* leixiaohua1020@126.com
* 中国传媒大学/数字电视技术
* Communication University of China / Digital TV Technology
* http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
*
* 本程序实现了视频文件的解码和显示(支持HEVC,H.264,MPEG2等)。
* 是最简单的FFmpeg视频解码方面的教程。
* 通过学习本例子可以了解FFmpeg的解码流程。
* This software is a simplest video player based on FFmpeg.
* Suitable for beginner of FFmpeg.
*
* Version:1.0
*/
#include "stdafx.h"
extern "C"
{
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
//新版里的图像转换结构需要引入的头文件
#include "libswscale/swscale.h"
//SDL
#include "sdl/SDL.h"
#include "sdl/SDL_thread.h"
};
//Full Screen
#define SHOW_FULLSCREEN 0
//Output YUV420P
#define OUTPUT_YUV420P 0
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
AVFormatContext *pFormatCtx;
int i, videoindex;
AVCodecContext *pCodecCtx;
AVCodec *pCodec;
char filepath[]="src01_480x272_22.hm10";
av_register_all();
avformat_network_init();
pFormatCtx = avformat_alloc_context();
if(avformat_open_input(&pFormatCtx,filepath,NULL,NULL)!=0){
printf("Couldn't open input stream.(无法打开输入流)\n");
return -1;
}
if(av_find_stream_info(pFormatCtx)<0)
{
printf("Couldn't find stream information.(无法获取流信息)\n");
return -1;
}
videoindex=-1;
for(i=0; i<pFormatCtx->nb_streams; i++)
if(pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
{
videoindex=i;
break;
}
if(videoindex==-1)
{
printf("Didn't find a video stream.(没有找到视频流)\n");
return -1;
}
pCodecCtx=pFormatCtx->streams[videoindex]->codec;
pCodec=avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id);
if(pCodec==NULL)
{
printf("Codec not found.(没有找到解码器)\n");
return -1;
}
if(avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL)<0)
{
printf("Could not open codec.(无法打开解码器)\n");
return -1;
}
AVFrame *pFrame,*pFrameYUV;
pFrame=avcodec_alloc_frame();
pFrameYUV=avcodec_alloc_frame();
uint8_t *out_buffer=(uint8_t *)av_malloc(avpicture_get_size(PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height));
avpicture_fill((AVPicture *)pFrameYUV, out_buffer, PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);
//------------SDL----------------
if(SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_TIMER)) {
printf( "Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());
return -1;
}
int screen_w=0,screen_h=0;
SDL_Surface *screen;
#if SHOW_FULLSCREEN
const SDL_VideoInfo *vi = SDL_GetVideoInfo();
screen_w = vi->current_w;
screen_h = vi->current_h;
screen = SDL_SetVideoMode(screen_w, screen_h, 0,SDL_FULLSCREEN);
#else
screen_w = pCodecCtx->width;
screen_h = pCodecCtx->height;
screen = SDL_SetVideoMode(screen_w, screen_h, 0,0);
#endif
if(!screen) {
printf("SDL: could not set video mode - exiting:%s\n",SDL_GetError());
return -1;
}
SDL_Overlay *bmp;
bmp = SDL_CreateYUVOverlay(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height,SDL_YV12_OVERLAY, screen);
SDL_Rect rect;
int ret, got_picture;
AVPacket *packet=(AVPacket *)av_malloc(sizeof(AVPacket));
//输出一下信息-----------------------------
printf("File Information(文件信息)---------------------\n");
av_dump_format(pFormatCtx,0,filepath,0);
printf("-------------------------------------------------\n");
#if OUTPUT_YUV420P
FILE *fp_yuv=fopen("output.yuv","wb+");
#endif
struct SwsContext *img_convert_ctx;
img_convert_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, PIX_FMT_YUV420P, SWS_BICUBIC, NULL, NULL, NULL);
//------------------------------
while(av_read_frame(pFormatCtx, packet)>=0)
{
if(packet->stream_index==videoindex)
{
ret = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, packet);
if(ret < 0)
{
printf("Decode Error.(解码错误)\n");
return -1;
}
if(got_picture)
{
sws_scale(img_convert_ctx, (const uint8_t* const*)pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height, pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize);
#if OUTPUT_YUV420P
int y_size=pCodecCtx->width*pCodecCtx->height;
fwrite(pFrameYUV->data[0],1,y_size,fp_yuv); //Y
fwrite(pFrameYUV->data[1],1,y_size/4,fp_yuv); //U
fwrite(pFrameYUV->data[2],1,y_size/4,fp_yuv); //V
#endif
SDL_LockYUVOverlay(bmp);
bmp->pixels[0]=pFrameYUV->data[0];
bmp->pixels[2]=pFrameYUV->data[1];
bmp->pixels[1]=pFrameYUV->data[2];
bmp->pitches[0]=pFrameYUV->linesize[0];
bmp->pitches[2]=pFrameYUV->linesize[1];
bmp->pitches[1]=pFrameYUV->linesize[2];
SDL_UnlockYUVOverlay(bmp);
rect.x = 0;
rect.y = 0;
rect.w = screen_w;
rect.h = screen_h;
//测试自己填充数据----------------
SDL_DisplayYUVOverlay(bmp, &rect);
//延时40ms
SDL_Delay(40);
}
}
av_free_packet(packet);
}
sws_freeContext(img_convert_ctx);
#if OUTPUT_YUV420P
fclose(fp_yuv);
#endif
SDL_Quit();
av_free(out_buffer);
av_free(pFrameYUV);
avcodec_close(pCodecCtx);
avformat_close_input(&pFormatCtx);
return 0;
}
1.1版之后,新添加了一个工程:simplest_ffmpeg_player_su(SU版)。
标准版在播放视频的时候,画面显示使用延时40ms的方式。这么做有两个后果:
(1)SDL弹出的窗口无法移动,一直显示是忙碌状态
(2)画面显示并不是严格的40ms一帧,因为还没有考虑解码的时间。SU(SDL Update)版在视频解码的过程中,不再使用延时40ms的方式,而是创建了一个线程,每隔40ms发送一个自定义的消息,告知主函数进行解码显示。这样做之后:
(1)SDL弹出的窗口可以移动了
(2)画面显示是严格的40ms一帧
simplest_ffmpeg_player_su(SU版)代码
[cpp] viewplaincopy
/**
* 最简单的基于FFmpeg的视频播放器SU(SDL升级版)
* Simplest FFmpeg Player (SDL Update)
*
* 雷霄骅 Lei Xiaohua
* leixiaohua1020@126.com
* 中国传媒大学/数字电视技术
* Communication University of China / Digital TV Technology
* http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
*
* 本程序实现了视频文件的解码和显示(支持HEVC,H.264,MPEG2等)。
* 是最简单的FFmpeg视频解码方面的教程。
* 通过学习本例子可以了解FFmpeg的解码流程。
* 本版本中使用SDL消息机制刷新视频画面。
* This software is a simplest video player based on FFmpeg.
* Suitable for beginner of FFmpeg.
*
* Version:1.1
*
* 备注:
* 标准版在播放视频的时候,画面显示使用延时40ms的方式。这么做有两个后果:
* (1)SDL弹出的窗口无法移动,一直显示是忙碌状态
* (2)画面显示并不是严格的40ms一帧,因为还没有考虑解码的时间。
* SU(SDL Update)版在视频解码的过程中,不再使用延时40ms的方式,而是创建了
* 一个线程,每隔40ms发送一个自定义的消息,告知主函数进行解码显示。这样做之后:
* (1)SDL弹出的窗口可以移动了
* (2)画面显示是严格的40ms一帧
* Remark:
* Standard Version use's SDL_Delay() to control video's frame rate, it has 2
* disadvantages:
* (1)SDL's Screen can't be moved and always "Busy".
* (2)Frame rate can't be accurate because it doesn't consider the time consumed
* by avcodec_decode_video2()
* SU(SDL Update)Version solved 2 problems above. It create a thread to send SDL
* Event every 40ms to tell the main loop to decode and show video frames.
*/
#include "stdafx.h"
extern "C"
{
#include "libavcodec/avcodec.h"
#include "libavformat/avformat.h"
//新版里的图像转换结构需要引入的头文件
#include "libswscale/swscale.h"
//SDL
#include "sdl/SDL.h"
#include "sdl/SDL_thread.h"
};
//自定义事件
//刷新画面
#define SFM_REFRESH_EVENT (SDL_USEREVENT + 1)
int thread_exit=0;
//Thread
int sfp_refresh_thread(void *opaque)
{
while (thread_exit==0) {
SDL_Event event;
event.type = SFM_REFRESH_EVENT;
SDL_PushEvent(&event);
//Wait 40 ms
SDL_Delay(40);
}
return 0;
}
int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])
{
AVFormatContext *pFormatCtx;
int i, videoindex;
AVCodecContext *pCodecCtx;
AVCodec *pCodec;
char filepath[]="src01_480x272_22.hm10";
av_register_all();
avformat_network_init();
pFormatCtx = avformat_alloc_context();
if(avformat_open_input(&pFormatCtx,filepath,NULL,NULL)!=0){
printf("Couldn't open input stream.(无法打开输入流)\n");
return -1;
}
if(av_find_stream_info(pFormatCtx)<0)
{
printf("Couldn't find stream information.(无法获取流信息)\n");
return -1;
}
videoindex=-1;
for(i=0; i<pFormatCtx->nb_streams; i++)
if(pFormatCtx->streams[i]->codec->codec_type==AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
{
videoindex=i;
break;
}
if(videoindex==-1)
{
printf("Didn't find a video stream.(没有找到视频流)\n");
return -1;
}
pCodecCtx=pFormatCtx->streams[videoindex]->codec;
pCodec=avcodec_find_decoder(pCodecCtx->codec_id);
if(pCodec==NULL)
{
printf("Codec not found.(没有找到解码器)\n");
return -1;
}
if(avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL)<0)
{
printf("Could not open codec.(无法打开解码器)\n");
return -1;
}
AVFrame *pFrame,*pFrameYUV;
pFrame=avcodec_alloc_frame();
pFrameYUV=avcodec_alloc_frame();
uint8_t *out_buffer=(uint8_t *)av_malloc(avpicture_get_size(PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height));
avpicture_fill((AVPicture *)pFrameYUV, out_buffer, PIX_FMT_YUV420P, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height);
//------------SDL----------------
if(SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_TIMER)) {
printf( "Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());
return -1;
}
int screen_w=0,screen_h=0;
SDL_Surface *screen;
screen_w = pCodecCtx->width;
screen_h = pCodecCtx->height;
screen = SDL_SetVideoMode(screen_w, screen_h, 0,0);
if(!screen) {
printf("SDL: could not set video mode - exiting:%s\n",SDL_GetError());
return -1;
}
SDL_Overlay *bmp;
bmp = SDL_CreateYUVOverlay(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height,SDL_YV12_OVERLAY, screen);
SDL_Rect rect;
int ret, got_picture;
AVPacket *packet=(AVPacket *)av_malloc(sizeof(AVPacket));
//输出一下信息-----------------------------
printf("File Information(文件信息)---------------------\n");
av_dump_format(pFormatCtx,0,filepath,0);
printf("-------------------------------------------------\n");
struct SwsContext *img_convert_ctx;
img_convert_ctx = sws_getContext(pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, pCodecCtx->pix_fmt, pCodecCtx->width, pCodecCtx->height, PIX_FMT_YUV420P, SWS_BICUBIC, NULL, NULL, NULL);
//--------------
SDL_Thread *video_tid = SDL_CreateThread(sfp_refresh_thread,NULL);
//
SDL_WM_SetCaption("Simple FFmpeg Player (SDL Update)",NULL);
//Event Loop
SDL_Event event;
for (;;) {
//Wait
SDL_WaitEvent(&event);
if(event.type==SFM_REFRESH_EVENT){
//------------------------------
if(av_read_frame(pFormatCtx, packet)>=0){
if(packet->stream_index==videoindex){
ret = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, packet);
if(ret < 0){
printf("Decode Error.(解码错误)\n");
return -1;
}
if(got_picture){
sws_scale(img_convert_ctx, (const uint8_t* const*)pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height, pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize);
SDL_LockYUVOverlay(bmp);
bmp->pixels[0]=pFrameYUV->data[0];
bmp->pixels[2]=pFrameYUV->data[1];
bmp->pixels[1]=pFrameYUV->data[2];
bmp->pitches[0]=pFrameYUV->linesize[0];
bmp->pitches[2]=pFrameYUV->linesize[1];
bmp->pitches[1]=pFrameYUV->linesize[2];
SDL_UnlockYUVOverlay(bmp);
rect.x = 0;
rect.y = 0;
rect.w = screen_w;
rect.h = screen_h;
//测试自己填充数据----------------
SDL_DisplayYUVOverlay(bmp, &rect);
}
}
av_free_packet(packet);
}else{
//Exit Thread
thread_exit=1;
break;
}
}
}
SDL_Quit();
sws_freeContext(img_convert_ctx);
//--------------
av_free(out_buffer);
av_free(pFrameYUV);
avcodec_close(pCodecCtx);
avformat_close_input(&pFormatCtx);
return 0;
}
simplest_ffmpeg_player_su(SU版)中将simplest_ffmpeg_player(标准版)中的循环做了更改。标准版中为播放视频的循环如下代码所示。
[cpp] view
plaincopy
main(){
//...
while(av_read_frame(pFormatCtx, packet)>=0)
{
//Decode...
SDL_Delay(40);
}
//...
}
可以看出标准版中使用SDL_Delay(40)控制视频的播放速度。这样有一些问题在前文中已经叙述。SU版定义了一个函数专门用于发送“解码和显示”的Event。
[cpp] view
plaincopy
//自定义事件
//刷新画面
#define SFM_REFRESH_EVENT (SDL_USEREVENT + 1)
int thread_exit=0;
//Thread
int sfp_refresh_thread(void *opaque)
{
while (thread_exit==0) {
SDL_Event event;
event.type = SFM_REFRESH_EVENT;
SDL_PushEvent(&event);
//Wait 40 ms
SDL_Delay(40);
}
return 0;
}
主函数形式如下。使用SDL_WaitEvent()等待Event进行解码和显示。
[cpp] view
plaincopy
main(){
//...
SDL_Thread *video_tid = SDL_CreateThread(sfp_refresh_thread,NULL);
//Event Loop
SDL_Event event;
for (;;) {
//Wait
SDL_WaitEvent(&event);
if(event.type==SFM_REFRESH_EVENT){
//Decode...
}
}
//...
}
结果
软件运行截图:完整工程下载地址:
http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/5122959
更新(2014.5.10)==========================
完整工程(更新版)下载地址:
http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/7319153
注1:类库版本2014.5.6,已经支持HEVC以及VP9的解码,附带了这两种视频编码的码流文件。此外修改了个别变更的API函数,并且提高了一些程序的效率。
注2:新版FFmpeg类库Release下出现错误的解决方法如下:
(注:此方法适用于所有近期发布的FFmpeg类库)
VC工程属性里,linker->Optimization->References 选项,改成No(/OPT:NOREF)即可。
更新(2014.8.25)==========================
版本升级至1.1,变为2个项目:
simplest_ffmpeg_player:标准版,FFmpeg学习的开始。
simplest_ffmpeg_player_su:SU(SDL Update)版,加入了简单的SDL的Event。
simplest_ffmpeg_player(标准版)增加了以下两个选项(当然,代码量超过了100行)
1.输出解码后的YUV420P像素数据文件
2.全屏播放
以上两项可以通过文件前面的宏进行控制:
[cpp] view
plaincopy
#define SHOW_FULLSCREEN 0
#define OUTPUT_YUV420P 0
另外修补了几个的函数,例如增加了SDL_Quit()等。
simplest_ffmpeg_player_su(SU版)具体情况在上文中已经说明。
1.1版下载地址:http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/7814403
SourceForge上已经更新。
更新(2014.10.4)==========================
版本升级至1.2。
1.新版本在原版本的基础上增加了“flush_decoder”功能。当av_read_frame()循环退出的时候,实际上解码器中可能还包含剩余的几帧数据。因此需要通过“flush_decoder”将这几帧数据输出。“flush_decoder”功能简而言之即直接调用avcodec_decode_video2()获得AVFrame,而不再向解码器传递AVPacket。参考代码如下:
[cpp] view
plaincopy
//FIX: Flush Frames remained in Codec
while (1) {
ret = avcodec_decode_video2(pCodecCtx, pFrame, &got_picture, packet);
if (ret < 0)
break;
if (!got_picture)
break;
sws_scale(img_convert_ctx, (const uint8_t* const*)pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pCodecCtx->height, pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize);
//处理...
}
2.为了更好地适应Linux等其他操作系统,做到可以跨平台,去除掉了VC特有的一些函数。比如“#include "stdafx.h"”,“_tmain()”等等。
具体信息参见文章:avcodec_decode_video2()解码视频后丢帧的问题解决
1.2版下载地址:http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/8001575
SourceForge上已经更新。
=========================================
Linux下代码下载地址:
http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/7696879
这个是Linux下的代码,在Ubuntu下测试可以运行,前提是安装了FFmpeg和SDL(版本1.2)。
编译命令:
[plain] view
plaincopy
gcc simplest_ffmpeg_player.c -g -o smp.out -lSDLmain -lSDL -lavformat -lavcodec -lavutil -lswscale
使用方法:
下列命令即可播放同一目录下的test.flv文件。
[plain] view
plaincopy
./smp.out test.flv
FFMPEG相关学习资料
SDL GUIDE 中文译本http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/6389841
ffdoc (FFMPEG的最完整教程)
http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/6377803
如何用FFmpeg编写一个简单播放器
http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/6373783
补充问题
补充1:旧版程序有一个小BUG,就是sws_getContext()之后,需要调用sws_freeContext()。否则长时间运行的话,会出现内存泄露的状况。更新版已经修复。补充2:有人会疑惑,为什么解码后的pFrame不直接用于显示,而是调用swscale()转换之后进行显示?
如果不进行转换,而是直接调用SDL进行显示的话,会发现显示出来的图像是混乱的。关键问题在于解码后的pFrame的linesize里存储的不是图像的宽度,而是比宽度大一些的一个值。其原因目前还没有仔细调查(大概是出于性能的考虑)。例如分辨率为480x272的图像,解码后的视频的linesize[0]为512,而不是480。以第1行亮度像素(pFrame->data[0])为例,从0-480存储的是亮度数据,而从480-512则存储的是无效的数据。因此需要使用swscale()进行转换。转换后去除了无效数据,linesize[0]变为480。就可以正常显示了。
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