一、前言
近期遇到個使用者需要多級聯的儲存和推流,在ffmpegsave多線程儲存類中實作這個功能,越簡單越好,就是在推流的同時,能夠開啟自動轉儲功能,一邊推流的同時一邊錄像儲存到本地視訊檔案。最初設想的一個方案是new兩個ffmpegsave類,一個專門推流,一個專門錄像,可以肯定是可以,但是性能低,因為本來一路推流就以及拿到了packet資料包,或者編碼後的packet,無論是源頭264/265的資料包還是編碼後的,都已經拿到了,隻需要一個存儲動作就可以,為什麼要另外一個儲存類再來一遍這個動作,完全多餘的處理,而且多餘的占用CPU,是以方案二就是直接ffmpegsave類設定個标志位,該标志位标記是否需要重新發送packet資料包出去,開啟的話就在推流前将已經是合法的完整的packet信号發出去,另外那個儲存類隻需要調用writepacket接口函數就行,直接寫入到檔案,這樣是最高效的處理,如果源頭就是rtsp視訊流(一般是264/265/aac),那麼在推流的同時錄像存儲,占用的CPU幾乎是0%,開了兩路1080P才0.1%左右飄動,性能高到不要太牛逼,因為不需要編碼這個過程,相當于就是一直寫檔案或者寫流資料,主要的性能瓶頸在網絡和硬碟讀寫速度。
二、效果圖
三、體驗位址
- 國内站點:https://gitee.com/feiyangqingyun
- 國際站點:https://github.com/feiyangqingyun
- 個人作品:https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
- 體驗位址:https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取碼:01jf 檔案名:bin_video_demo。
四、功能特點
4.1 基礎功能
- 支援各種音頻視訊檔案格式,比如mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等。
- 支援本地攝像頭裝置,可指定分辨率、幀率。
- 支援各種視訊流格式,比如rtp、rtsp、rtmp、http等。
- 本地音視訊檔案和網絡音視訊檔案,自動識别檔案長度、播放進度、音量大小、靜音狀态等。
- 檔案可以指定播放位置、調節音量大小、設定靜音狀态等。
- 支援倍速播放檔案,可選0.5倍、1.0倍、2.5倍、5.0倍等速度,相當于慢放和快放。
- 支援開始播放、停止播放、暫停播放、繼續播放。
- 支援抓拍截圖,可指定檔案路徑,可選抓拍完成是否自動顯示預覽。
- 支援錄像存儲,手動開始錄像、停止錄像,部分核心支援暫停錄像後繼續錄像,跳過不需要錄像的部分。
- 支援無感覺切換循環播放、自動重連等機制。
- 提供播放成功、播放完成、收到解碼圖檔、收到抓拍圖檔、視訊尺寸變化、錄像狀态變化等信号。
- 多線程處理,一個解碼一個線程,不卡主界面。
4.2 特色功能
- 同時支援多種解碼核心,包括qmedia核心(Qt4/Qt5/Qt6)、ffmpeg核心(ffmpeg2/ffmpeg3/ffmpeg4/ffmpeg5)、vlc核心(vlc2/vlc3)、mpv核心(mpv1/mp2)、監控廠家sdk核心等。
- 非常完善的多重基類設計,新增一種解碼核心隻需要實作極少的代碼量,就可以應用整套機制。
- 同時支援多種畫面顯示政策,自動調整(原始分辨率小于顯示控件尺寸則按照原始分辨率大小顯示,否則等比例縮放)、等比例縮放(永遠等比例縮放)、拉伸填充(永遠拉伸填充)。所有核心和所有視訊顯示模式下都支援三種畫面顯示政策。
- 同時支援多種視訊顯示模式,句柄模式(傳入控件句柄交給對方繪制控制)、繪制模式(回調拿到資料後轉成QImage用QPainter繪制)、GPU模式(回調拿到資料後轉成yuv用QOpenglWidget繪制)。
- 支援多種硬體加速類型,ffmpeg可選dxva2、d3d11va等,mpv可選auto、dxva2、d3d11va,vlc可選any、dxva2、d3d11va。不同的系統環境有不同的類型選擇,比如linux系統有vaapi、vdpau,macos系統有videotoolbox。
- 解碼線程和顯示窗體分離,可指定任意解碼核心挂載到任意顯示窗體,動态切換。
- 支援共享解碼線程,預設開啟并且自動處理,當識别到相同的視訊位址,共享一個解碼線程,在網絡視訊環境中可以大大節約網絡流量以及對方裝置的推流壓力。國内頂尖視訊廠商均采用此政策。這樣隻要拉一路視訊流就可以共享到幾十個幾百個通道展示。
- 自動識别視訊旋轉角度并繪制,比如手機上拍攝的視訊一般是旋轉了90度的,播放的時候要自動旋轉處理,不然預設是倒着的。
- 自動識别視訊流播放過程中分辨率的變化,在視訊控件上自動調整尺寸。比如錄影機可以在使用過程中動态配置分辨率,當分辨率改動後對應視訊控件也要做出同步反應。
- 音視訊檔案無感覺自動切換循環播放,不會出現切換期間黑屏等肉眼可見的切換痕迹。
- 視訊控件同時支援任意解碼核心、任意畫面顯示政策、任意視訊顯示模式。
- 視訊控件懸浮條同時支援句柄、繪制、GPU三種模式,非絕對坐标移來移去。
- 本地攝像頭裝置支援指定裝置名稱、分辨率、幀率進行播放。
- 錄像檔案同時支援打開的視訊檔案、本地攝像頭、網絡視訊流等。
- 瞬間響應打開和關閉,無論是打開不存在的視訊或者網絡流,探測裝置是否存在,讀取中的逾時等待,收到關閉指令立即中斷之前的操作并響應。
- 支援打開各種圖檔檔案,支援本地音視訊檔案拖曳播放。
- 視訊控件懸浮條自帶開始和停止錄像切換、聲音靜音切換、抓拍截圖、關閉視訊等功能。
- 音頻元件支援聲音波形值資料解析,可以根據該值繪制波形曲線和柱狀聲音條,預設提供了聲音振幅信号。
- 代碼架構和結構優化到極緻,性能彪悍,持續疊代更新更新。
- 源碼支援Qt4、Qt5、Qt6,相容所有版本。
4.3 視訊控件
- 可動态添加任意多個osd标簽資訊,标簽資訊包括名字、是否可見、字号大小、文本文字、文本顔色、标簽圖檔、标簽坐标、标簽格式(文本、日期、時間、日期時間、圖檔)、标簽位置(左上角、左下角、右上角、右下角、居中、自定義坐标)。
- 可動态添加任意多個圖形資訊,這個非常有用,比如人工智能算法解析後的圖形區域資訊直接發給視訊控件即可。圖形資訊支援任意形狀,直接繪制在原始圖檔上,采用絕對坐标。
- 圖形資訊包括名字、邊框大小、邊框顔色、背景顔色、矩形區域、路徑集合、點坐标集合等。
- 每個圖形資訊都可指定三種區域中的一種或者多種,指定了的都會繪制。
- 内置懸浮條控件,懸浮條位置支援頂部、底部、左側、右側。
- 懸浮條控件參數包括邊距、間距、背景透明度、背景顔色、文本顔色、按下顔色、位置、按鈕圖示代碼集合、按鈕名稱辨別集合、按鈕提示資訊集合。
- 懸浮條控件一排工具按鈕可自定義,通過結構體參數設定,圖示可選圖形字型還是自定義圖檔。
- 懸浮條按鈕内部實作了錄像切換、抓拍截圖、靜音切換、關閉視訊等功能,也可以自行在源碼中增加自己對應的功能。
- 懸浮條按鈕對應實作了功能的按鈕,有對應圖示切換處理,比如錄像按鈕按下後會切換到正在錄像中的圖示,聲音按鈕切換後變成靜音圖示,再次切換還原。
- 懸浮條按鈕單擊後都用名稱唯一辨別作為信号發出,可以自行關聯響應處理。
- 懸浮條空白區域可以顯示提示資訊,預設顯示目前視訊分辨率大小,可以增加幀率、碼流大小等資訊。
- 視訊控件參數包括邊框大小、邊框顔色、焦點顔色、背景顔色(預設透明)、文字顔色(預設全局文字顔色)、填充顔色(視訊外的空白處填充黑色)、背景文字、背景圖檔(如果設定了圖檔優先取圖檔)、是否拷貝圖檔、縮放顯示模式(自動調整、等比例縮放、拉伸填充)、視訊顯示模式(句柄、繪制、GPU)、啟用懸浮條、懸浮條尺寸(橫向為高度、縱向為寬度)、懸浮條位置(頂部、底部、左側、右側)。
4.4 核心ffmpeg
- 支援各種音視訊檔案、本地攝像頭裝置,各種視訊流網絡流。
- 支援開始播放、暫停播放、繼續播放、停止播放、設定播放進度、倍速播放。
- 可設定音量、靜音切換、抓拍圖檔、錄像存儲。
- 自動提取專輯資訊比如标題、藝術家、專輯、專輯封面,自動顯示專輯封面。
- 完美支援音視訊同步和倍速播放。
- 解碼政策支援速度優先、品質優先、均衡處理、最快速度。
- 支援手機視訊旋轉角度顯示,比如一般手機拍攝的視訊是旋轉了90度的,解碼顯示的時候需要重新旋轉90度才是正的。
- 自動轉換yuv420格式,比如本地攝像頭是yuyv422格式,有些視訊檔案是xx格式,統一将非yuv420格式轉換,然後再進行處理。
- 支援硬解碼dxva2、d3d11va等,性能極高尤其是大分辨率比如4K視訊。
- 視訊響應極低延遲0.2s左右,極速響應打開視訊流0.5s左右,專門做了優化處理。
- 硬解碼和GPU繪制組合,極低CPU占用,比海康大華等用戶端更優。
- 支援視訊流中的各種音頻格式,AAC、PCM、G.726、G.711A、G.711Mu、G.711ulaw、G.711alaw、MP2L2等都支援,推薦選擇AAC相容性跨平台性最好。
- 視訊存儲支援yuv、h264、mp4多種格式,音頻存儲支援pcm、wav、aac多種格式。預設視訊mp4格式、音頻aac格式。
- 支援分開存儲音頻視訊檔案,也支援合并到一個mp4檔案,預設政策是無論何種音視訊檔案格式存儲,最終都轉成mp4及aac格式,然後合并成音視訊一起的mp4檔案。
- 支援本地攝像頭實時視訊顯示帶音頻輸入輸出,音視訊錄制合并到一個mp4檔案。
- 支援H265編碼(現在越來越多的監控攝像頭是H265視訊流格式)生成視訊檔案,内部自動識别切換編碼格式。
- 自動識别視訊流動态分辨率改動,重新打開視訊流。
- 純qt+ffmpeg解碼,非sdl等第三方繪制播放依賴,gpu繪制采用qopenglwidget,音頻播放采用qaudiooutput。
- 同時支援ffmpeg2、ffmpeg3、ffmpeg4、ffmpeg5版本,全部做了相容處理。如果需要支援xp需要選用ffmpeg3及以下。
五、相關代碼
void FFmpegPushClient::receivePlayStart(int time)
{
//打開後才能啟動錄像
ffmpegThread->recordStart(pushUrl);
//推流以外還單獨存儲
if (!fileName.isEmpty() && !ffmpegSave) {
//源頭儲存沒成功就不用繼續
FFmpegSave *saveFile = ffmpegThread->getSaveFile();
if (!saveFile->getIsOk()) {
return;
}
ffmpegSave = new FFmpegSave(this);
//重新編碼過的則取視訊儲存類的對象
AVStream *videoStreamIn = saveFile->getEncodeVideo() ? saveFile->getVideoStream() : ffmpegThread->getVideoStream();
AVStream *audioStreamIn = saveFile->getEncodeAudio() ? saveFile->getAudioStream() : ffmpegThread->getAudioStream();
ffmpegSave->setPara(ffmpegThread->getVideoType(), SaveVideoType_Mp4, videoStreamIn, audioStreamIn);
ffmpegSave->open(fileName);
}
}
void FFmpegPushClient::receivePacket(AVPacket *packet)
{
if (ffmpegSave) {
ffmpegSave->writePacket2(packet);
}
FFmpegHelper::freePacket(packet);
}
void FFmpegPushClient::recorderStateChanged(const RecorderState &state, const QString &file)
{
int width = 0;
int height = 0;
int videoStatus = 0;
int audioStatus = 0;
if (ffmpegThread) {
width = ffmpegThread->getVideoWidth();
height = ffmpegThread->getVideoHeight();
FFmpegSave *saveFile = ffmpegThread->getSaveFile();
if (saveFile->getIsOk()) {
if (saveFile->getVideoIndexIn() >= 0) {
if (saveFile->getVideoIndexOut() >= 0) {
videoStatus = (saveFile->getEncodeVideo() ? 3 : 2);
} else {
videoStatus = 1;
}
}
if (saveFile->getAudioIndexIn() >= 0) {
if (saveFile->getAudioIndexOut() >= 0) {
audioStatus = (saveFile->getEncodeAudio() ? 3 : 2);
} else {
audioStatus = 1;
}
}
}
}
//隻有處于錄制中才表示正常推流開始
bool start = (state == RecorderState_Recording);
emit pushStart(videoUrl, width, height, videoStatus, audioStatus, start);
}
void FFmpegPushClient::start()
{
if (ffmpegThread || videoUrl.isEmpty() || pushUrl.isEmpty()) {
return;
}
//執行個體化視訊采集線程
ffmpegThread = new FFmpegThread;
//關聯播放開始信号用來啟動推流
connect(ffmpegThread, SIGNAL(receivePlayStart(int)), this, SLOT(receivePlayStart(int)));
//關聯錄制信号變化用來判斷是否推流成功
connect(ffmpegThread, SIGNAL(recorderStateChanged(RecorderState, QString)), this, SLOT(recorderStateChanged(RecorderState, QString)));
//設定播放位址
ffmpegThread->setVideoUrl(videoUrl);
//設定解碼核心
ffmpegThread->setVideoCore(VideoCore_FFmpeg);
//設定視訊模式
ffmpegThread->setVideoMode(VideoMode_Opengl);
//設定硬解碼(和推流無關/隻是為了加速顯示/推流隻和寫死有關)
//ffmpegThread->setHardware("dxva2");
//設定解碼政策(推流的位址再拉流建議開啟最快速度)
//ffmpegThread->setDecodeType(DecodeType_Fastest);
//設定讀取逾時時間逾時後會自動重連
ffmpegThread->setReadTimeout(5 * 1000);
//設定連接配接逾時時間(0表示一直連)
ffmpegThread->setConnectTimeout(0);
//設定重複播放相當于循環推流
ffmpegThread->setPlayRepeat(true);
//設定預設不播放音頻(界面上切換到哪一路就開啟)
ffmpegThread->setPlayAudio(false);
//設定預設不預覽視訊(界面上切換到哪一路就開啟)
ffmpegThread->setPushPreview(false);
//設定儲存視訊類将資料包信号發出來用于儲存檔案
FFmpegSave *saveFile = ffmpegThread->getSaveFile();
saveFile->setSendPacket(!fileName.isEmpty(), false);
connect(saveFile, SIGNAL(receivePacket(AVPacket *)), this, SLOT(receivePacket(AVPacket *)));
connect(saveFile, SIGNAL(receiveSaveStart()), this, SLOT(receiveSaveStart()));
connect(saveFile, SIGNAL(receiveSaveFinsh()), this, SLOT(receiveSaveFinsh()));
connect(saveFile, SIGNAL(receiveSaveError(int)), this, SLOT(receiveSaveError(int)));
//示範添加OSD(可以多個)後推流
//this->initOsd();
//如果是本地裝置或者桌面錄屏要取出其他參數
VideoHelper::initVideoPara(ffmpegThread, videoUrl, encodeVideoScale);
//設定編碼政策/視訊壓縮比率/視訊縮放比例
ffmpegThread->setEncodeType((EncodeType)encodeType);
ffmpegThread->setEncodeVideoRatio(encodeVideoRatio);
ffmpegThread->setEncodeVideoScale(encodeVideoScale);
//啟動播放
ffmpegThread->play();
}