Encoder编码器
#include <libavutil/log.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
static int encode(AVCodecContext *ctx, AVFrame *frame, AVPacket *pkt, FILE *out){
int ret = -1;
ret = avcodec_send_frame(ctx, frame);
if(ret < 0) {
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Failed to send frame to encoder!\n");
goto _END;
}
while( ret >= 0){
ret = avcodec_receive_packet(ctx, pkt);
if(ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF){
return 0;
} else if( ret < 0) {
return -1; //退出tkyc
}
fwrite(pkt->data, 1, pkt->size, out);
av_packet_unref(pkt);
}
_END:
return 0;
}
int main(int argc, char* argv[]){
int ret = -1;
FILE *f = NULL;
char *dst = NULL;
char *codecName = NULL;
const AVCodec *codec = NULL;
AVCodecContext *ctx = NULL;
AVFrame *frame = NULL;
AVPacket *pkt = NULL;
av_log_set_level(AV_LOG_DEBUG);
//1. 输入参数
if(argc < 3){
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "arguments must be more than 3\n");
goto _ERROR;
}
dst = argv[1];
codecName = argv[2];
//2. 查找编码器
codec = avcodec_find_encoder_by_name(codecName);
if(!codec){
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "don't find Codec: %s", codecName);
goto _ERROR;
}
//3. 创建编码器上下文
ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
if(!ctx){
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "NO MEMRORY\n");
goto _ERROR;
}
//4. 设置编码器参数
ctx->width = 640;
ctx->height = 480;
ctx->bit_rate = 500000;
ctx->time_base = (AVRational){1, 25};
ctx->framerate = (AVRational){25, 1};
ctx->gop_size = 10;
ctx->max_b_frames = 1;
ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P;
if(codec->id == AV_CODEC_ID_H264){
av_opt_set(ctx->priv_data, "preset", "slow", 0);
}
//5. 编码器与编码器上下文绑定到一起
ret = avcodec_open2(ctx, codec , NULL);
if(ret < 0) {
av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Don't open codec: %s \n", av_err2str(ret));
goto _ERROR;
}
//6. 创建输出文件
f = fopen(dst, "wb");
if(!f){
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Don't open file:%s", dst);
goto _ERROR;
}
//7. 创建AVFrame
frame = av_frame_alloc();
if(!frame){
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "NO MEMORY!\n");
goto _ERROR;
}
frame->width = ctx->width;
frame->height = ctx->height;
frame->format = ctx->pix_fmt;
ret = av_frame_get_buffer(frame, 0);
if(ret < 0) {
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate the video frame \n");
goto _ERROR;
}
//8. 创建AVPacket
pkt = av_packet_alloc();
if(!pkt){
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "NO MEMORY!\n");
goto _ERROR;
}
//9. 生成视频内容
for(int i=0; i<25; i++){
ret = av_frame_make_writable(frame);
if(ret < 0) {
break;
}
//Y分量
for(int y = 0; y < ctx->height; y++){
for(int x=0; x < ctx->width; x++){
frame->data[0][y*frame->linesize[0]+x] = x + y + i * 3;
}
}
//UV分量
for(int y=0; y< ctx->height/2; y++){
for(int x=0; x < ctx->width/2; x++){
frame->data[1][y * frame->linesize[1] + x ] = 128 + y + i * 2;
frame->data[2][y * frame->linesize[2] + x ] = 64 + x + i * 5;
}
}
frame->pts = i;
//10. 编码
ret = encode(ctx, frame, pkt, f);
if(ret == -1){
goto _ERROR;
}
}
//10. 编码
encode(ctx, NULL, pkt, f);
_ERROR:
//ctx
if(ctx){
avcodec_free_context(&ctx);
}
//avframe
if(frame){
av_frame_free(&frame);
}
//avpacket
if(pkt){
av_packet_free(&pkt);
}
//dst
if(f){
fclose(f);
}
return 0;
}
我们来逐行分析这段新的 C 代码。这段代码的功能是创建一个视频编码器，生成一些简单的 YUV 视频帧，将这些帧编码成指定的格式（例如 H.264），并将编码后的原始码流写入一个文件。
encode 函数分析
这个辅助函数负责将一帧 AVFrame 发送给编码器，并接收所有可能产生的 AVPacket，然后将这些包写入文件。
static int encode(AVCodecContext *ctx, AVFrame *frame, AVPacket *pkt, FILE *out){
// 定义一个静态函数 encode。
// - AVCodecContext *ctx: 编码器上下文。
// - AVFrame *frame: 要编码的帧。如果为 NULL，表示要刷新编码器。
// - AVPacket *pkt: 用于接收编码后的数据包。
// - FILE *out: 输出文件指针。
// - 返回值: 成功时返回 0，失败时返回 -1。
int ret = -1; // 声明整型变量 ret 并初始化为 -1，用于存储函数返回值。
ret = avcodec_send_frame(ctx, frame); // 将 AVFrame 发送给编码器。
if(ret < 0) { // 检查发送是否成功。
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Failed to send frame to encoder!\n"); // 失败则记录错误。
goto _END; // 跳转到 _END 标签。
}
while( ret >= 0){ // 进入循环，尝试从编码器接收编码后的 AVPacket。
ret = avcodec_receive_packet(ctx, pkt); // 尝试接收一个包。
if(ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF){
// 如果返回 EAGAIN (表示编码器需要更多输入帧才能输出一个包)
// 或者 AVERROR_EOF (表示编码器已刷新完毕，没有更多包了)。
return 0; // 这两种情况都算正常，直接返回 0 (成功)。
} else if( ret < 0) { // 如果发生其他错误。
// **** 注意：这里的中文注释 "退出tkyc" 可能是拼写错误或内部术语 ****
return -1; // 返回 -1 表示发生错误。
}
fwrite(pkt->data, 1, pkt->size, out); // 将接收到的包的数据 (pkt->data) 写入输出文件。
av_packet_unref(pkt); // 释放对该包的引用，以便下次可以重用 pkt。
}
_END:
return 0; // 正常或出错（send_frame 失败）时返回 0 (这里的设计可能有点不一致，但_END 意味着返回 0)。
}
main 函数分析
这是程序的主体，负责设置编码器、生成视频帧并调用 encode 函数。
int main(int argc, char* argv[]){
int ret = -1; // 声明整型变量 ret 并初始化为 -1。
FILE *f = NULL; // 输出文件指针。
char *dst = NULL; // 输出文件名字符串指针。
char *codecName = NULL; // 编码器名称字符串指针。
const AVCodec *codec = NULL; // 指向找到的编码器。
AVCodecContext *ctx = NULL; // 编码器上下文。
AVFrame *frame = NULL; // 用于存储待编码的原始视频帧。
AVPacket *pkt = NULL; // 用于存储编码后的数据包。
av_log_set_level(AV_LOG_DEBUG); // 设置 FFmpeg 的日志级别为 DEBUG，以便看到更多信息。
// 1. 输入参数
if(argc < 3){ // 检查命令行参数数量是否足够。
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "arguments must be more than 3\n"); // 不够则打印错误。
goto _ERROR; // 跳转到 _ERROR 进行清理。
}
dst = argv[1]; // 获取输出文件名。
codecName = argv[2]; // 获取编码器名称 (例如 "libx264")。
// 2. 查找编码器
codec = avcodec_find_encoder_by_name(codecName); // 根据名称查找编码器。
if(!codec){ // 检查是否找到。
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "don't find Codec: %s", codecName); // 未找到则打印错误。
goto _ERROR;
}
// 3. 创建编码器上下文
ctx = avcodec_alloc_context3(codec); // 为找到的编码器分配上下文。
if(!ctx){ // 检查分配是否成功。
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "NO MEMRORY\n");
goto _ERROR;
}
// 4. 设置编码器参数
ctx->width = 640; // 设置视频宽度为 640。
ctx->height = 480; // 设置视频高度为 480。
ctx->bit_rate = 500000; // 设置目标比特率 (码率) 为 500 kbps。
ctx->time_base = (AVRational){1, 25}; // 设置时间基准为 1/25 (表示 PTS 的单位是 1/25 秒)。
ctx->framerate = (AVRational){25, 1}; // 设置帧率为 25/1 (25 fps)。
ctx->gop_size = 10; // 设置 GOP (Group of Pictures) 大小为 10，即每 10 帧一个 I 帧。
ctx->max_b_frames = 1; // 设置最大 B 帧数量为 1。
ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P; // 设置输入的像素格式为 YUV420P。
if(codec->id == AV_CODEC_ID_H264){ // 如果选择的是 H.264 编码器。
av_opt_set(ctx->priv_data, "preset", "slow", 0); // 设置 H.264 的私有选项 "preset" 为 "slow"，以获得更好的压缩率。
}
// 5. 编码器与编码器上下文绑定到一起 (即打开编码器)
ret = avcodec_open2(ctx, codec , NULL); // 打开编码器，初始化它。
if(ret < 0) { // 检查是否成功。
av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Don't open codec: %s \n", av_err2str(ret)); // 失败则打印错误。
goto _ERROR;
}
// 6. 创建输出文件
f = fopen(dst, "wb"); // 以二进制写入模式打开输出文件。
if(!f){ // 检查是否成功。
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Don't open file:%s", dst);
goto _ERROR;
}
// 7. 创建AVFrame
frame = av_frame_alloc(); // 分配 AVFrame 结构体。
if(!frame){ // 检查分配是否成功。
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "NO MEMORY!\n");
goto _ERROR;
}
frame->width = ctx->width; // 设置 AVFrame 的宽度。
frame->height = ctx->height; // 设置 AVFrame 的高度。
frame->format = ctx->pix_fmt; // 设置 AVFrame 的像素格式。
ret = av_frame_get_buffer(frame, 0); // 为 AVFrame 分配实际存储像素数据的缓冲区。
if(ret < 0) { // 检查分配是否成功。
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Could not allocate the video frame \n");
goto _ERROR;
}
// 8. 创建AVPacket
pkt = av_packet_alloc(); // 分配 AVPacket 结构体。
if(!pkt){ // 检查分配是否成功。
av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "NO MEMORY!\n");
goto _ERROR;
}
// 9. 生成视频内容并编码
for(int i=0; i<25; i++){ // 循环 25 次，生成并编码 25 帧视频。
ret = av_frame_make_writable(frame); // 确保 AVFrame 的数据区是可写的。
if(ret < 0) { // 检查是否成功。
break; // 如果失败，跳出循环。
}
// Y分量 (亮度)
for(int y = 0; y < ctx->height; y++){ // 遍历 Y 分量的每一行。
for(int x=0; x < ctx->width; x++){ // 遍历 Y 分量的每一列。
frame->data[0][y*frame->linesize[0]+x] = x + y + i * 3; // 填充一个简单的渐变图案。
}
}
// UV分量 (色度) - 注意尺寸是 Y 的一半
for(int y=0; y< ctx->height/2; y++){ // 遍历 U/V 分量的每一行。
for(int x=0; x < ctx->width/2; x++){ // 遍历 U/V 分量的每一列。
frame->data[1][y * frame->linesize[1] + x ] = 128 + y + i * 2; // 填充 U 分量。
frame->data[2][y * frame->linesize[2] + x ] = 64 + x + i * 5; // 填充 V 分量。
}
}
frame->pts = i; // 设置当前帧的 PTS (显示时间戳)。这里简单地使用帧序号。
// 10. 编码
ret = encode(ctx, frame, pkt, f); // 调用 encode 函数处理这一帧。
if(ret == -1){ // 检查编码是否出错。
goto _ERROR; // 出错则跳转到 _ERROR。
}
}
// 10. 编码 (刷新编码器)
encode(ctx, NULL, pkt, f); // 发送一个 NULL 帧给 encode 函数，以刷新编码器中可能存在的缓存数据包。
_ERROR: // 错误处理和资源释放标签。
// ctx (释放编码器上下文)
if(ctx){
avcodec_free_context(&ctx);
}
// avframe (释放 AVFrame)
if(frame){
av_frame_free(&frame);
}
// avpacket (释放 AVPacket)
if(pkt){
av_packet_free(&pkt);
}
// dst (关闭文件)
if(f){
fclose(f);
}
return 0; // 程序结束，返回 0。
}
总结:
这个程序演示了 FFmpeg 视频编码的基本流程：
- 设置: 查找编码器、创建上下文、设置参数、打开编码器。
- 准备: 创建
AVFrame用于存放原始数据，创建AVPacket用于接收编码后数据，打开输出文件。 - 循环:
- 生成数据: 创建 YUV 图像数据并放入
AVFrame。 - 设置 PTS: 为
AVFrame设置时间戳。 - 编码: 调用
avcodec_send_frame和avcodec_receive_packet(通过encode函数) 进行编码。 - 写入: 将编码后的
AVPacket写入文件。
- 生成数据: 创建 YUV 图像数据并放入
- 刷新: 发送
NULL帧以获取所有剩余的包。 - 清理: 释放所有分配的资源。
它生成的是裸码流 (Raw Stream)，不包含任何容器格式（如 MP4 或 MKV）的头信息或元数据。要播放这种文件，通常需要播放器知道其编码格式，或者需要使用 FFmpeg 等工具将其封装到容器中。