Android 使用FFmpeg解析RTSP流,ANativeWindow渲染 使用SurfaceView播放流程详解

news2024/9/21 16:27:30

文章目录

    • ANativeWindow 介绍
      • `ANativeWindow` 的主要功能和特点
      • `ANativeWindow` 的常用函数
      • 工作流程原理图
      • 通过ANativeWindow渲染RGB纯色示例
    • 播放RTSP流工作流程图
    • 关键步骤解析
      • 自定义SurfaceView组件
      • native 层解码渲染
    • 效果展示
    • 注意事项

这篇文章涉及到jni层，以及Ffmpeg编解码原理，不了解相关观念的，可以先看相关技术介绍

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ANativeWindow 介绍

ANativeWindow 是 Android NDK 中的一个类，用于在 Native 层处理和渲染窗口。它提供了一组函数，用于在本地代码中直接操作 Android 视图系统，以便更高效地进行图像和视频渲染。ANativeWindow 通常与 Surface、SurfaceView 和 SurfaceTexture 等一起使用。

ANativeWindow 的主要功能和特点

  1. 窗口抽象层：
    ANativeWindow 提供了一个窗口抽象层，使得本地代码能够直接操作窗口的像素数据。它可以从 Java 层的 Surface 对象获取，并用于渲染图像或视频。

  2. 锁定和解锁缓冲区：
    通过 ANativeWindow_lock 和 ANativeWindow_unlockAndPost 函数，开发者可以锁定窗口的缓冲区进行像素操作，完成后解锁并提交缓冲区进行显示。

  3. 设置缓冲区属性：
    可以使用 ANativeWindow_setBuffersGeometry 来设置缓冲区的大小和像素格式，以适应不同的渲染需求。

  4. 高效渲染：
    直接在 Native 层操作窗口的缓冲区，可以减少数据传输和转换的开销，提高渲染性能。

ANativeWindow 的常用函数

  1. 获取 ANativeWindow 对象：
    从 Java 层的 Surface 对象获取 ANativeWindow 对象。

    ANativeWindow* ANativeWindow_fromSurface(JNIEnv* env, jobject surface);

  2. 设置缓冲区属性：
    设置缓冲区的大小和像素格式。

    int ANativeWindow_setBuffersGeometry(ANativeWindow* window, int width, int height, int format);

  3. 锁定缓冲区：
    锁定窗口的缓冲区以进行像素操作。

    int ANativeWindow_lock(ANativeWindow* window, ANativeWindow_Buffer* outBuffer, ARect* inOutDirtyBounds);

  4. 解锁缓冲区并提交：
    解锁并提交缓冲区，显示内容。

    int ANativeWindow_unlockAndPost(ANativeWindow* window);

  5. 释放 ANativeWindow 对象：
    释放 ANativeWindow 对象以释放资源。

    void ANativeWindow_release(ANativeWindow* window);

工作流程原理图

在这里插入图片描述

通过ANativeWindow渲染RGB纯色示例

ANativeWindow通常和SurfaceView一块使用,首先自定义一个SurfaceView组件

public class RtspPlayerView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {
    private SurfaceHolder holder;
    public RtspPlayerView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }
    public RtspPlayerView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        init();
    }
    private void init() {
        holder = getHolder();
        holder.addCallback(this);
        holder.setFormat(PixelFormat.RGBA_8888);  //设置像素格式
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        Log.i("RtspPlayerView", "Surface 创建成功");
        //传入 RGB数据给Native层
        String bufferedImage = rgb2Hex(255, 255, 0);
        String substring = String.valueOf(bufferedImage).substring(3);
        int color = Integer.parseInt(substring,16);
        drawToSurface(holder.getSurface(),color);
    }
    public void play(String uri) {
        this.url = uri;
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
        Log.i("RtspPlayerView", "Surface 大小或格式变化");
    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        Log.i("RtspPlayerView", "Surface 销毁");

    }

    public static String  rgb2Hex(int r,int g,int b){
        return String.format("0xFF%02X%02X%02X", r,g,b);
    }

    public static native void drawToSurface(Surface surface, int color);

}

在自定义组件中 声明一个jni接口，以便于和native层的ANativeWindow交互，注意的是需要向native传递Surface对象的引用和RGB值

    public static native void drawToSurface(Surface surface, int color);

在native层实现C++代码， 较为简单

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_marxist_firstjni_player_RtspPlayerView_drawToSurface(JNIEnv *env, jclass clazz,
        jobject surface, jint color) {
    ANativeWindow_Buffer nwBuffer;

    LOGI("ANativeWindow_fromSurface ");
    ANativeWindow *mANativeWindow = ANativeWindow_fromSurface(env, surface);

    if (mANativeWindow == NULL) {
        LOGE("ANativeWindow_fromSurface error");
        return;
    }

    LOGI("ANativeWindow_lock ");
    if (0 != ANativeWindow_lock(mANativeWindow, &nwBuffer, 0)) {
        LOGE("ANativeWindow_lock error");
        return;
    }

    LOGI("ANativeWindow_lock nwBuffer->format ");
    if (nwBuffer.format == WINDOW_FORMAT_RGBA_8888) {
        LOGI("nwBuffer->format == WINDOW_FORMAT_RGBA_8888 ");
        for (int i = 0; i < nwBuffer.height * nwBuffer.width; i++) {
            *((int*)nwBuffer.bits + i) = color;
        }
    }
    LOGI("ANativeWindow_unlockAndPost ");
    if (0 != ANativeWindow_unlockAndPost(mANativeWindow)) {
        LOGE("ANativeWindow_unlockAndPost error");
        return;
    }

    ANativeWindow_release(mANativeWindow);
    LOGI("ANativeWindow_release ");
}

运行效果：中间那块就是Surfaceview 展示了RGB颜色

在这里插入图片描述

播放RTSP流工作流程图

在这里插入图片描述

关键步骤解析

自定义SurfaceView组件

与加载纯色RGB基本一致，只有jni接口不同

package com.marxist.firstjni.player;

import android.content.Context;
import android.graphics.PixelFormat;
import android.util.AttributeSet;
import android.util.Log;
import android.view.Surface;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;

public class RtspPlayerView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {

    private SurfaceHolder holder;
    private String url;

    public RtspPlayerView(Context context, AttributeSet attrs) {
        super(context, attrs);
        init();
    }

    public RtspPlayerView(Context context, AttributeSet attrs, int defStyleAttr) {
        super(context, attrs, defStyleAttr);
        init();
    }

    private void init() {
        holder = getHolder();
        holder.addCallback(this);
        holder.setFormat(PixelFormat.RGBA_8888);

        Log.i("RtspPlayerView", "我被初始化了");
    }

    @Override
    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
        Log.i("RtspPlayerView", "Surface 创建成功");
//        decodeVideo("rtsp://192.168.31.165:8554/test",getHolder().getSurface());

        //传入 RGB数据给Native层
//        String bufferedImage = rgb2Hex(255, 255, 0);
//        String substring = String.valueOf(bufferedImage).substring(3);
//        int color = Integer.parseInt(substring,16);
//
//        drawToSurface(holder.getSurface(),color);

//
        if (url != null && !url.isEmpty()) {
            new Thread(new Runnable() {
                @Override
                public void run() {
                    decodeVideo(url, holder.getSurface());
                }
            }).start();
        }
    }
    public void play(String uri) {
        this.url = uri;
    }

    @Override
    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
        Log.i("RtspPlayerView", "Surface 大小或格式变化");
    }

    @Override
    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {
        Log.i("RtspPlayerView", "Surface 销毁");

    }
    private native void decodeVideo(String rtspUrl, Surface surface);
    public static String  rgb2Hex(int r,int g,int b){
        return String.format("0xFF%02X%02X%02X", r,g,b);
    }

    public static native void drawToSurface(Surface surface, int color);

}

native 层解码渲染

extern "C"
JNIEXPORT void JNICALL
Java_com_marxist_firstjni_player_RtspPlayerView_decodeVideo(JNIEnv *env, jobject thiz,
                                                         jstring rtspUrl, jobject surface) {
    const char *uri = env->GetStringUTFChars(rtspUrl, 0);

    // 解码视频，解码音频类似，解码的流程类似，把之前的代码拷过来
    avformat_network_init();
    AVFormatContext *pFormatContext = NULL;
    int formatOpenInputRes = 0;
    int formatFindStreamInfoRes = 0;
    int audioStramIndex = -1;
    AVCodecParameters *pCodecParameters;
    AVCodec *pCodec = NULL;
    AVCodecContext *pCodecContext = NULL;
    int codecParametersToContextRes = -1;
    int codecOpenRes = -1;
    int index = 0;
    AVPacket *pPacket = NULL;
    AVFrame *pFrame = NULL;
    formatOpenInputRes = avformat_open_input(&pFormatContext, uri, NULL, NULL);

    if(formatOpenInputRes<0){
        LOGE("open url error : %s", av_err2str(formatOpenInputRes));
        return;
    }


    formatFindStreamInfoRes = avformat_find_stream_info(pFormatContext, NULL);


    // 查找视频流的 index
    audioStramIndex = av_find_best_stream(pFormatContext, AVMediaType::AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1,
                                          NULL, 0);


    // 查找解码
    pCodecParameters = pFormatContext->streams[audioStramIndex]->codecpar;
    pCodec = avcodec_find_decoder(pCodecParameters->codec_id);

    // 打开解码器
    pCodecContext = avcodec_alloc_context3(pCodec);
    codecParametersToContextRes = avcodec_parameters_to_context(pCodecContext, pCodecParameters);
    codecOpenRes = avcodec_open2(pCodecContext, pCodec, NULL);
    // 1. 获取窗体
    ANativeWindow *pNativeWindow = ANativeWindow_fromSurface(env, surface);
    if(pNativeWindow == NULL){
        LOGE("获取窗体失败");
        return ;
    }
    // 2. 设置缓存区的数据
    ANativeWindow_setBuffersGeometry(pNativeWindow, pCodecContext->width, pCodecContext->height,WINDOW_FORMAT_RGBA_8888);
    // Window 缓冲区的 Buffer
    ANativeWindow_Buffer outBuffer;
    // 3.初始化转换上下文
    SwsContext *pSwsContext = sws_getContext(pCodecContext->width, pCodecContext->height,
                                             pCodecContext->pix_fmt, pCodecContext->width, pCodecContext->height,
                                             AV_PIX_FMT_RGBA, SWS_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);
    AVFrame *pRgbaFrame = av_frame_alloc();
    int frameSize = av_image_get_buffer_size(AV_PIX_FMT_RGBA, pCodecContext->width,
                                             pCodecContext->height, 1);
    uint8_t *frameBuffer = (uint8_t *) malloc(frameSize);
    av_image_fill_arrays(pRgbaFrame->data, pRgbaFrame->linesize, frameBuffer, AV_PIX_FMT_RGBA,
                         pCodecContext->width, pCodecContext->height, 1);

    pPacket = av_packet_alloc();
    pFrame = av_frame_alloc();
    while (av_read_frame(pFormatContext, pPacket) >= 0) {
        if (pPacket->stream_index == audioStramIndex) {
            // Packet 包，压缩的数据，解码成 数据
            int codecSendPacketRes = avcodec_send_packet(pCodecContext, pPacket);
            if (codecSendPacketRes == 0) {
                int codecReceiveFrameRes = avcodec_receive_frame(pCodecContext, pFrame);
                if (codecReceiveFrameRes == 0) {
                    // AVPacket -> AVFrame
                    index++;
                    LOGE("解码第 %d 帧", index);
                    // 假设拿到了转换后的 RGBA 的 data 数据，如何渲染，把数据推到缓冲区
                    sws_scale(pSwsContext, (const uint8_t *const *) pFrame->data, pFrame->linesize,
                              0, pCodecContext->height, pRgbaFrame->data, pRgbaFrame->linesize);
                    // 把数据推到缓冲区
                    if (ANativeWindow_lock(pNativeWindow, &outBuffer, NULL) < 0) {
                        // Handle error
                        LOGE("ANativeWindow_lock is ERROR");
                    }
// Data copy
                    memcpy(outBuffer.bits, frameBuffer, frameSize);
                    if (ANativeWindow_unlockAndPost(pNativeWindow) < 0) {
                        // Handle error
                        LOGE("ANativeWindow_unlockAndPost is ERROR");
                    }
                }
            }
        }
        // 解引用
        av_packet_unref(pPacket);
        av_frame_unref(pFrame);
    }

    // 1. 解引用数据 data ， 2. 销毁 pPacket 结构体内存  3. pPacket = NULL
    av_packet_free(&pPacket);
    av_frame_free(&pFrame);

    __av_resources_destroy:
    if (pCodecContext != NULL) {
        avcodec_close(pCodecContext);
        avcodec_free_context(&pCodecContext);
        pCodecContext = NULL;
    }

    if (pFormatContext != NULL) {
        avformat_close_input(&pFormatContext);
        avformat_free_context(pFormatContext);
        pFormatContext = NULL;
    }
    avformat_network_deinit();

    env->ReleaseStringUTFChars(rtspUrl, uri);
}

在解码之前先创建ANativeWindow对象，设置缓冲区，设置像素格式 一般解码出来的都是yuv 因此要转为RGB，设置转换上下文

// 1. 获取窗体
ANativeWindow *pNativeWindow = ANativeWindow_fromSurface(env, surface);
if(pNativeWindow == NULL){
    LOGE("获取窗体失败");
    return ;
}
// 2. 设置缓存区的数据
ANativeWindow_setBuffersGeometry(pNativeWindow, pCodecContext->width, pCodecContext->height,WINDOW_FORMAT_RGBA_8888);
// Window 缓冲区的 Buffer
ANativeWindow_Buffer outBuffer;
// 3.初始化转换上下文
SwsContext *pSwsContext = sws_getContext(pCodecContext->width, pCodecContext->height,
                                         pCodecContext->pix_fmt, pCodecContext->width, pCodecContext->height,
                                         AV_PIX_FMT_RGBA, SWS_BILINEAR, NULL, NULL, NULL);

在解码之后

  // 假设拿到了转换后的 RGBA 的 data 数据，如何渲染，把数据推到缓冲区
                    sws_scale(pSwsContext, (const uint8_t *const *) pFrame->data, pFrame->linesize,
                              0, pCodecContext->height, pRgbaFrame->data, pRgbaFrame->linesize);
                    // 把数据推到缓冲区
                    if (ANativeWindow_lock(pNativeWindow, &outBuffer, NULL) < 0) {
                        // Handle error
                        LOGE("ANativeWindow_lock is ERROR");
                    }
// Data copy
                    memcpy(outBuffer.bits, frameBuffer, frameSize);
                    if (ANativeWindow_unlockAndPost(pNativeWindow) < 0) {
                        // Handle error
                        LOGE("ANativeWindow_unlockAndPost is ERROR");
                    }

往缓冲区里传递转化好的RGB数据

锁定缓冲区，提交数据，交给Surface展示

效果展示

在这里插入图片描述

FFmpeg原生操作延迟果然很低，经测试，局域网能到140ms左右，之前调用第三方库，300ms左右

注意事项

  • 如果闪退，发现ANativeWindow对象为空，说明Surface对象还没有创建完毕，一定要等SurfaceView 创建完毕再进行其他操作。

  • 如果发现解码成功，SurfaceView无法显示，缓冲区操作也正常的话，说明SurfaceView显示被堵塞了，一定要放入到子线程中进行展示

  • 上述代码也可以改成本地文件路径进行解码播放，只需要改动url即可，支持网络也支持本地

参考文章：
https://blog.csdn.net/cjzjolly/article/details/140448984
https://www.jianshu.com/p/e6f2fe8c6afd
https://blog.csdn.net/qq_45396088/article/details/124123280

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&#x1f3e8;【旅行新宠】手边酒店多商户版小程序&#xff0c;一键解锁住宿新体验&#xff01;&#x1f6cc; &#x1f308;【开篇&#xff1a;旅行新伴侣&#xff0c;尽在掌握】&#x1f308; 还在为旅行中的住宿选择而纠结吗&#xff1f;是时候告别繁琐的搜索和比价过程&a…
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js继承之构造函数继承

js继承之构造函数继承

最近在看js红宝书&#xff0c;学到了继承这一章节&#xff0c;看到了下图这段代码根据自己理解不明白为什么两次实例的colors值不一样 又是自己画图又是查找资料看别人如何理解的&#xff0c;今天才按自己的理解搞明白为啥。可能我的理解也是有偏差错误的&#xff0c;希望佬可以…
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开源防病毒工具--ClamAV

开源防病毒工具--ClamAV

产品文档&#xff1a;简介 - ClamAV 文档 开源地址&#xff1a;Cisco-Talos/clamav&#xff1a;ClamAV - 文档在这里&#xff1a;https://docs.clamav.net (github.com) 一、引言 ClamAV&#xff08;Clam AntiVirus&#xff09;是一个开源的防病毒工具&#xff0c;广泛应用…
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【Node.js】会话控制

【Node.js】会话控制

express 中操作 cookie cookie 是保存在浏览器端的一小块数据。 cookie 是按照域名划分保存的。 浏览器向服务器发送请求时&#xff0c;会自动将 当前域名下可用的 cookie 设置在请求头中&#xff0c;然后传递给服务器。 这个请求头的名字也叫 cookie &#xff0c;所以将 c…
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NVidia 的 gpu 开源 Linux Kernel Module Driver 编译 安装 使用

NVidia 的 gpu 开源 Linux Kernel Module Driver 编译 安装 使用

见面礼&#xff0c;动态查看gpu使用情况&#xff0c;每隔2秒钟自动执行一次 nvidia-smi $ watch -n 2 nvidia-smi 1&#xff0c;找一台nv kmd列表中支持的 GPU 的电脑&#xff0c;安装ubuntu22.04 列表见 github of the kmd source code。 因为 cuda sdk 12.3支持最高到 ubu…
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AMEYA360：思瑞浦推出汽车级理想二极管ORing控制器TPS65R01Q

AMEYA360：思瑞浦推出汽车级理想二极管ORing控制器TPS65R01Q

聚焦高性能模拟芯片和嵌入式处理器的半导体供应商思瑞浦3PEAK(股票代码&#xff1a;688536)发布汽车级理想二极管ORing控制器TPS65R01Q。 TPS65R01Q拥有20mV正向调节功能&#xff0c;降低系统损耗。快速反向关断(Typ&#xff1a;0.39μs)&#xff0c;在电池反向和各种汽车电气瞬…
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OCR拍照识别采购单视频介绍

OCR拍照识别采购单视频介绍

千呼新零售2.0系统是零售行业连锁店一体化收银系统&#xff0c;包括线下收银线上商城连锁店管理ERP管理商品管理供应商管理会员营销等功能为一体&#xff0c;线上线下数据全部打通。 适用于商超、便利店、水果、生鲜、母婴、服装、零食、百货、宠物等连锁店使用。 详细介绍请…
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