QT + FFMPEG实现浅显播放器

QT + FFMPEG实现浅显播放器

   项目环境：vs2022 + QT5.14 + ffmpeg5.0(第三方库文件已上传到源码中)
  项目技能：要求有QT基础（信号槽、变乱机制）、音视频解码操作中对FFMPEG相关API库的调用
  项目阐明：接纳ffmpeg库对视频流进行解封装后转成QImage格式，再通过paintEvent变乱将其绘画到窗口。
  源码：https://github.com/say-Hai/FFmpeg-videoPlayDemo
  项目详细运行流程请检察github源码的md文档（先把代码跑起来再说）
  一、代码文件阐明

• FFmpegvideoPlayDemo.cpp：程序的窗口类（正常名称为mainwindow，只是vs中会自动根据项目改名）
  
• main.cpp：QT运行程序的入口（啥也没改）
  
• PlayImage.cpp：程序视频播放的窗口，继承QWidget，实现对QImage（解码器返回的参数）的更新和重写paintEvent绘图变乱
  
• readThread.cpp：继承QThread的线程类，负责开启/暂停视频的解码操作
  
• ★videoDecode.cpp：本程序重点，视频的解码类，通过调用FFmpeg的相关库来解码视频得到AVFrame原始格式，并最后通过sws_scale()转换为RGBA格式，再赋值给QImage类后返回。
  

二、FFmpegvideoPlayDemo

   此函数逻辑很简朴，很容易看懂，就是通过QT的信号槽机制，调用对应的操作逻辑（如：调用线程执行open函数）
  重要成员变量：readThread* m_readThread = NULL;

1. FFmpegvideoPlayDemo::FFmpegvideoPlayDemo(QWidget* parent)
2.         : QWidget(parent)
3. {
4.         ui.setupUi(this);
5.         //设置标题
6.         this->setWindowTitle(QString("VideoPlay Version 1.00"));
7.         //实例化视频解码线程
8.         m_readThread = new readThread();
9.         将解码线程的自定义信号updateImage信号与PlayImage绑定,直接调用槽函数，槽函数不执行完，阻塞
10.         connect(m_readThread, &readThread::updateImage, ui.playimage, &PlayImage::updateImage, Qt::DirectConnection);
11.         将解码线程的自定义播放状态改变的信号与窗口线程的on_PlayState槽函数绑定
12.         connect(m_readThread, &readThread::playState, this, &FFmpegvideoPlayDemo::on_playState);
13. }

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三、readThread

   代码逻辑：调用open函数开启QThread的线程（QThread的线程启动机制：调用start()会新建一个新线程执行run()函数）；在run()中调用videoDecode类的open函数进行解码；最后通过while循环来不断发送updateImage信号来让PlayImage类来更新图片

1. //关键代码：
2. void readThread::run()
3. {
4.         //首先调用open函数,开始视频解码
5.         bool ret = m_videoDecode->open(m_url);
6.         if (ret)
7.         {
8.                 //视频解码成功；设置播放标志位为真
9.                 m_play = true;
10.                 //以当前线程的时间为起点，计算时间
11.                 m_etime2.start();
12.                 //给窗口线程发送视频状态变为play的信号
13.                 emit playState(play);
14.         }
15.     //异常处理逻辑
16.     //...
17.    
18.         while (m_play)
19.         {
20.                 while (m_pause)
21.                 {
22.                         sleepMesc(200);
23.                 }
24.                 QImage image = m_videoDecode->read();
25.                 if (!image.isNull())
26.                 {
27.                         sleepMesc(int(m_videoDecode->pts() - m_etime2.elapsed()));
28. //★关键代码：
29.                         emit(updateImage(image));
30.                 }
31.                 else
32.                 {
33.                         if (m_videoDecode->isEnd())
34.                         {
35.                                 qDebug() << "read Thread over";
36.                                 break;
37.                         }
38.                         sleepMesc(1);
39.                 }
40.         }
42.         //全部搞完了
43.         qDebug() << "播放结束";
44.         //关掉视频解码
45.         m_videoDecode->close();
46.         //发送视频播放完的信号
47.         emit playState(end);
48.         //到这里，视频解码线程的主要逻辑已经实现完毕
49. }

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四、PlayImage

   通过信号槽机制，每当readThread类发送updateImage信号时，自动调用updatePixmap函数来绘画窗口的图形

1. //关键代码
2. void PlayImage::updateImage(const QImage& image)
3. {
4.         //由于QPixmap用于绘画事件更稳定更快速，这里不处理Image格式的图片
5.         //直接转换为QPixmap再调用updatePixmap
6.         updatePixmap(QPixmap::fromImage(image));
7. }
9. void PlayImage::updatePixmap(const QPixmap& pixmap)
10. {
11.         //因为这里在多线程访问的时候，可能会对m_pixmap造成问题，给这个变量的更新上锁
12.         m_mutex.lock();
13.         m_pixmap = pixmap;
14.         m_mutex.unlock();
15.         //调用重绘函数paintEvent函数
16.         update();
17. }
18. /// 重写绘图事件
19. void PlayImage::paintEvent(QPaintEvent* event)
20. {
21.         //有图就重绘
22.         if (!m_pixmap.isNull())
23.         {
24.                 //实例化一个绘图对象
25.                 QPainter painter(this);
26.                 m_mutex.lock();
27.                 //把图像按父窗口的大小，保持宽高比缩小,原始图片可能不适配播放器尺寸
28.                 QPixmap pixmap = m_pixmap.scaled(this->size(), Qt::KeepAspectRatio);
29.                 m_mutex.unlock();
30.                 //居中绘画
31.                 int x = (this->width() - pixmap.width()) / 2;
32.                 int y = (this->height() - pixmap.height()) / 2;
33.                 painter.drawPixmap(x, y, pixmap);
34.         }
35.         //调用QWidget的绘画函数，实现绘制功能
36.         QWidget::paintEvent(event);
37. }

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五、★videoDecode

   ffmpeg相关API函数和结构体实操解码，通过ffmpeg库的解码器实现对url的视频进行解码，返回QImage
  最重要的两个函数：（已删除异常处理逻辑，专注于解码流程）有些函数看不懂也没事，可以通过GPT提问
  

• bool videoDecode:pen(const QString& url)：打开解码器，剥去封装格式，解析视频
  
• QImage videoDecode::read()：处明白码后的数据，天生QImage
  

1. bool videoDecode::open(const QString& url)
2. {
3.         AVDictionary* dict = NULL;
4.         //av_dict_set()函数用于向字典中添加或修改键值对，这些参数在FFmpeg库的不同功能中起到配置作用
5.         av_dict_set(&dict, "rtsp_transport", "tcp", 0);
6.         av_dict_set(&dict, "max_delay", "3", 0);//设置最大延迟复用，禁止重新排序
7.         av_dict_set(&dict, "timeout", "1000000", 0);//设置套接字超时
9.         //打开输入流，并返回解封装上下文
10.         int ret = avformat_open_input(&m_formatContext,//保存解封装上下文
11.                 url.toStdString().data(),//要打开的视频地址，要转换为char*类型
12.                 NULL,//参数设置，自动选择解码器
13.                 &dict);//参数字典里的参数传进来
14.    
15.         ret = avformat_find_stream_info(m_formatContext, NULL);
17.         m_totalTime = m_formatContext->duration / (AV_TIME_BASE / 1000);
19.         //信息流获取成功后，我们需要查找视频流ID
20.         //这里通过AVMediaType枚举查询视频流ID，当然也可以遍历查找
21.         m_videoIndex = av_find_best_stream(m_formatContext,
22.                 AVMEDIA_TYPE_VIDEO,//媒体类型
23.                 -1,//不指定流索引号，自动查找最佳的视频流
24.                 -1,//不关联其他流，只考虑视频流本身
25.                 NULL,//不需要返回找到的解码器
26.                 0//不设置搜索标准位
27.         );
28.        
29.         //根据索引来获取视频流
30.         AVStream* videoStream = m_formatContext->streams[m_videoIndex];
31.    
32.         m_size.setWidth(videoStream->codecpar->width);
33.         m_size.setHeight(videoStream->codecpar->height);
34.    
35.         m_frameRate = rationalToDouble(&videoStream->avg_frame_rate);
37.         //获取解码器
38.         const AVCodec* codec = avcodec_find_decoder(videoStream->codecpar->codec_id);
39.         m_totalFrames = videoStream->nb_frames;
40.         m_codecContext = avcodec_alloc_context3(codec);
41.    
42.         ret = avcodec_parameters_to_context(m_codecContext, videoStream->codecpar);
43.    
44.         //允许使用不符合规范的加速技巧
45.         m_codecContext->flags2 |= AV_CODEC_FLAG2_FAST;
46.         //使用8线程解码
47.         m_codecContext->thread_count = 8;
49.         ret = avcodec_open2(m_codecContext, NULL, NULL);
51.         //给原始的数据包分配空间
52.         m_packet = av_packet_alloc();
54.         //给处理后的数据分配空间
55.         m_frame = av_frame_alloc();
57.         //分配图像空间。计算大小
58.         int size = av_image_get_buffer_size(AV_PIX_FMT_RGBA,//图像格式为RGBA
59.                 m_size.width(),//图像宽度
60.                 m_size.height(),//图像的高度
61.                 4//每行像素的字节数
62.         );
63.         //多分配点图像空间
64.         m_buffer = new uchar[size + 1000];
65.         m_end = false;
66.         return true;
67.         //到此打开解码器，剥去封装格式，解析视频已经全部实现完，下面实现视频数据读取
68. }
70. QImage videoDecode::read()
71. {
73.         //有东西，读取下一帧数据
74.         int readRet = av_read_frame(m_formatContext, m_packet);
76.         else
77.         {
78.                 //如果是图像数据(视频流)，就解码
79.                 if (m_packet->stream_index == m_videoIndex)
80.                 {
81.                         //这个虽然有误差，但是适用性更强
82.                    //显示时间戳,帧在播出的时候该出现的时间,转为毫秒
83.                         m_packet->pts = qRound64(m_packet->pts * (1000 * rationalToDouble(&m_formatContext->streams[m_videoIndex]->time_base)));
84.                         //解码时间戳，帧在解码的时间。
85.                         m_packet->dts = qRound64(m_packet->dts * (1000 * rationalToDouble(&m_formatContext->streams[m_videoIndex]->time_base)));
87.                         //将读取到的原始数据帧传入解码器
88.                         int ret = avcodec_send_packet(m_codecContext, m_packet);
90.                 }
91.         }
92.         //要释放数据包
93.         av_packet_unref(m_packet);
94.         //处理解码后的数据
95.         //先接受
96.         int ret = avcodec_receive_frame(m_codecContext, m_frame);
97.         //失败
98.        
99.         m_pts = m_frame->pts;
100.         //处理图像转换上下文
101.         if (!m_swsContext)
102.         {
103.                 /*
104.                  * 获取缓存区的图像转换上下文
105.                  * 首先校验参数是否一致
106.                  * 校验不通过释放资源
107.                  * 通过，判断上下文是否存在
108.                  * 存在，直接复用
109.                  * 不存在，分配新的，初始化
110.                 */
111.                 m_swsContext = sws_getCachedContext(m_swsContext,
112.                         m_frame->width,//输入图像的宽
113.                         m_frame->height,//输入图像的高
114.                         (AVPixelFormat)m_frame->format,//输入图像的像素格式
115.                         m_size.width(),//输出图像的宽
116.                         m_size.height(),//输出图像的高
117.                         AV_PIX_FMT_RGBA,//输出图像的像素格式
118.                         SWS_BILINEAR,//选择缩放算法
119.                         NULL,//设置输入图像的滤波器信息
120.                         NULL,//设置输出图像的滤波器信息
121.                         NULL//设定缩放算法需要的参数
122.                 );
123.         }
124.         //将解码后的图像格式转换为QImage
125.         uchar* data[] = { m_buffer };
126.         int lines[4];
127.         //使用像素格式pix_fmt和宽度填充图像的平面线条大小
128.         av_image_fill_linesizes(lines, AV_PIX_FMT_RGBA, m_frame->width);
129.         //将原图像的大小和颜色空间转换为输出的图像格式
130.         ret = sws_scale(m_swsContext,//缩放上下文
131.                 m_frame->data,//原图像数据
132.                 m_frame->linesize,//包含原图像每个平面步幅的数组
133.                 0,//开始位置
134.                 m_frame->height,//行数
135.                 data,//目标图像数组
136.                 lines);//包含目标图像每个平面的步幅的数组
138.         QImage image(m_buffer,//图像数据的指针
139.                 m_frame->width,//image的宽度
140.                 m_frame->height,//image的高度
141.                 QImage::Format_RGBA8888);//图像的像素格式
142.         av_frame_unref(m_frame);
144.         return image;
146.         //到此QImage格式的图像已经处理完毕，视频解码的主要功能已经实现完毕，下面主要是对现有资源的释放关闭
147. }

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