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【雷霄骅课程笔记】3 SDL 视频播放器-进阶

跟着雷神的课程学习写的一些笔记

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2770 字
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SDL 视频播放器-进阶

视频链接

SDL 中事件和多线程

SDL 多线程

多个函数同时运行

  • 函数
    SDL_CreateThread():创建一个线程
  • 数据结构
    SDL_Thread:线程的句柄

SDL 事件

在SDL中,事件是用于处理用户输入和系统通知的机制

  • 函数
    SDL_WaitEvent():等待一个事件
    SDL_PushEvent():发送一个事件
  • 数据结构 SDL_Event:代表一个事件

流程图

flowchart TD A[主线程] --> B[初始化] B --> C[创建子线程] C --> D[进入主事件循环] subgraph 子线程 C --> E[进入循环] E --> F{检查退出标志} F -- 否 --> G[推送REFRESH_EVENT] G --> H[延时40ms] H --> F F -- 是 --> I[推送BREAK_EVENT] end D --> J{等待事件} J -->|REFRESH_EVENT| K[读取YUV数据] K --> L[更新纹理] L --> M[渲染到窗口] J -->|SDL_WINDOWEVENT| N[更新窗口尺寸] J -->|SDL_QUIT| O[设置退出标志] J -->|BREAK_EVENT| P[退出循环] O -->|通知子线程| F I -->|触发| P

主线程:负责处理所有 SDL 事件(窗口关闭,窗口大小改变,视频刷新等)

函数介绍

SDL_CreateThread():创建一个线程
SDL_WaitEvent():等待事件 SDL_GetWindowSize():获取窗口大小

  • 这里第一个参数 screen 是播放的窗口大小,
  • 第二第三个参数 screen_wscreen_h 是获得的宽高,这里获得了宽高能直接赋值给前面的刷新事件使用,用来渲染新的窗口

代码运行

代码

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#include <stdio.h>

extern "C"
{
#include "SDL2/SDL.h"
};

const int bpp = 12;

int screen_w = 500, screen_h = 500;
const int pixel_w = 320, pixel_h = 180;

unsigned char buffer[pixel_w * pixel_h * bpp / 8];

// SDL_USEREVENT是SDL库中预定义的一个用户事件起始值
// 刷新事件
#define REFRESH_EVENT (SDL_USEREVENT + 1)
// 中断事件
#define BREAK_EVENT (SDL_USEREVENT + 2)

// 线程退出标志
int thread_exit = 0;

int refresh_video(void *opaque)
{
    thread_exit = 0;
    while (!thread_exit)
    {
        SDL_Event event;
        event.type = REFRESH_EVENT;
        SDL_PushEvent(&event);
        SDL_Delay(40);
    }
    thread_exit = 0;
    // 推送一个退出主线程的事件
    SDL_Event event;
    event.type = BREAK_EVENT;
    SDL_PushEvent(&event);

    return 0;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    // 初始化 SDL 库
    if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO))
    {
        printf("Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());
        return -1;
    }

    // 创建一个窗口
    SDL_Window *screen;
    // SDL 2.0 Support for multiple windows
    screen =
        SDL_CreateWindow("Simplest Video Play SDL2", SDL_WINDOWPOS_CENTERED, SDL_WINDOWPOS_CENTERED,
                         screen_w, screen_h, SDL_WINDOW_OPENGL | SDL_WINDOW_RESIZABLE);
    if (!screen)
    {
        printf("SDL: could not create window - exiting:%s\n", SDL_GetError());
        return -1;
    }
    // 创建一个渲染器,将窗口与渲染器关联
    SDL_Renderer *sdlRenderer = SDL_CreateRenderer(screen, -1, 0);

    Uint32 pixformat = 0;

    // IYUV: Y + U + V  (3 planes)
    // YV12: Y + V + U  (3 planes)
    // 设置像素格式
    // SDL_PIXELFORMAT_IYUV 表示使用 YUV420
    pixformat = SDL_PIXELFORMAT_IYUV;

    // 创建纹理,用于存储视频数据
    SDL_Texture *sdlTexture =
        SDL_CreateTexture(sdlRenderer, pixformat, SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING, pixel_w, pixel_h);

    // 打开 YUV 文件
    FILE *fp = NULL;
    fp = fopen("../video/test_yuv420p_320x180.yuv", "rb+");
    if (fp == NULL)
    {
        printf("cannot open this file\n");
        return -1;
    }

    SDL_Rect sdlRect;

    // 创建一个子线程,用于定时触发视频刷新事件
    // 第一个参数是函数指针
    SDL_Thread *refresh_thread = SDL_CreateThread(refresh_video, NULL, NULL);
    SDL_Event event;
    while (1)
    {
        // 等待事件
        SDL_WaitEvent(&event);
        if (event.type == REFRESH_EVENT)
        {
            if (fread(buffer, 1, pixel_w * pixel_h * bpp / 8, fp) != pixel_w * pixel_h * bpp / 8)
            {
                // Loop
                fseek(fp, 0, SEEK_SET);
                fread(buffer, 1, pixel_w * pixel_h * bpp / 8, fp);
            }

            SDL_UpdateTexture(sdlTexture, NULL, buffer, pixel_w);

            // FIX: If window is resize
            sdlRect.x = 0;
            sdlRect.y = 0;
            sdlRect.w = screen_w/2;
            sdlRect.h = screen_h/2;

            SDL_RenderClear(sdlRenderer);
            SDL_RenderCopy(sdlRenderer, sdlTexture, NULL, &sdlRect);
            SDL_RenderPresent(sdlRenderer);
        }
        // SDL_WINDOWEVENT 当窗口大小改变时,更新屏幕宽度和高度
        else if (event.type == SDL_WINDOWEVENT)
        {
            // window 
            SDL_GetWindowSize(screen, &screen_w, &screen_h);
        }
        // 当用户关闭窗口时,设置退出标志使子线程退出
        else if (event.type == SDL_QUIT)
        {
            thread_exit = 1;
        }
        // 当接收到退出事件时,退出主循环并释放资源
        // 这个退出事件由子线程提供
        else if (event.type == BREAK_EVENT)
        {
            break;
        }
    }
    SDL_Quit();
    return 0;
}

CMakeLists.txt

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# 指定 CMake 的最低版本要求
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)

# 设置项目名称和版本
project(MyProject VERSION 1.0)

# 设置 C++ 标准
set(CMAKE_CXX_STANDARD 11)
set(CMAKE_CXX_STANDARD_REQUIRED ON)
set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)

# 依赖 compile_commands.json 文件来理解项目的编译环境
set(CMAKE_EXPORT_COMPILE_COMMANDS ON)

# 添加头文件路径
include_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/include)

# 添加库文件路径
link_directories(${PROJECT_SOURCE_DIR}/lib)

# 添加可执行文件
add_executable(main src/videoPlayer.cpp)

# 链接 FFmpeg 库
target_link_libraries(main avcodec avformat avutil)

# 链接 SDL2 库·
target_link_libraries(main SDL2 SDL2main)

练习

空格暂停功能

这里还添加了加速功能

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#include "SDL2/SDL_events.h"
#include "SDL2/SDL_keycode.h"
#include <stdio.h>

extern "C"
{
#include "SDL2/SDL.h"
};

const int bpp = 12;

int screen_w = 500, screen_h = 500;
const int pixel_w = 320, pixel_h = 180;

unsigned char buffer[pixel_w * pixel_h * bpp / 8];

// SDL_USEREVENT是SDL库中预定义的一个用户事件起始值
// 刷新事件
#define REFRESH_EVENT (SDL_USEREVENT + 1)
// 中断事件
#define BREAK_EVENT (SDL_USEREVENT + 2)
// 暂停事件
#define PAUSE_EVENT (SDL_USEREVENT + 3)

// 线程退出标志
int thread_exit = 0;
// 暂停标志
bool video_paused = false;
bool video_fast = false;
int refresh_video(void *opaque)
{
    thread_exit = 0;
    while (!thread_exit)
    {
        SDL_Event event;
        if (!video_fast && !video_paused)
        {
            event.type = REFRESH_EVENT;
            SDL_PushEvent(&event);
            SDL_Delay(40);
        }
        else if(video_paused)
        {
            event.type = PAUSE_EVENT;
            SDL_PushEvent(&event);
        }
        else if (video_fast)
        {
            event.type = REFRESH_EVENT;
            SDL_PushEvent(&event);
            SDL_Delay(1);
        }
    }
    // 确保线程成功退出
    thread_exit = 0;
    // 推送一个退出主线程的事件
    SDL_Event event;
    event.type = BREAK_EVENT;
    SDL_PushEvent(&event);

    return 0;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
    // 初始化 SDL 库
    if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO))
    {
        printf("Could not initialize SDL - %s\n", SDL_GetError());
        return -1;
    }

    // 创建一个窗口
    SDL_Window *screen;
    // SDL 2.0 Support for multiple windows
    screen =
        SDL_CreateWindow("Simplest Video Play SDL2", SDL_WINDOWPOS_CENTERED, SDL_WINDOWPOS_CENTERED,
                         screen_w, screen_h, SDL_WINDOW_OPENGL | SDL_WINDOW_RESIZABLE);
    if (!screen)
    {
        printf("SDL: could not create window - exiting:%s\n", SDL_GetError());
        return -1;
    }
    // 创建一个渲染器,将窗口与渲染器关联
    SDL_Renderer *sdlRenderer = SDL_CreateRenderer(screen, -1, 0);

    Uint32 pixformat = 0;

    // IYUV: Y + U + V  (3 planes)
    // YV12: Y + V + U  (3 planes)
    // 设置像素格式
    // SDL_PIXELFORMAT_IYUV 表示使用 YUV420
    pixformat = SDL_PIXELFORMAT_IYUV;

    // 创建纹理,用于存储视频数据
    SDL_Texture *sdlTexture =
        SDL_CreateTexture(sdlRenderer, pixformat, SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING, pixel_w, pixel_h);

    // 打开 YUV 文件
    FILE *fp = NULL;
    fp = fopen("../video/test_yuv420p_320x180.yuv", "rb+");
    if (fp == NULL)
    {
        printf("cannot open this file\n");
        return -1;
    }

    SDL_Rect sdlRect;

    // 创建一个子线程,用于定时触发视频刷新事件
    // 第一个参数是函数指针
    SDL_Thread *refresh_thread = SDL_CreateThread(refresh_video, NULL, NULL);
    SDL_Event event;
    while (1)
    {
        // 等待事件
        SDL_WaitEvent(&event);
        if (event.type == REFRESH_EVENT)
        {
            if (fread(buffer, 1, pixel_w * pixel_h * bpp / 8, fp) != pixel_w * pixel_h * bpp / 8)
            {
                // Loop
                fseek(fp, 0, SEEK_SET);
                fread(buffer, 1, pixel_w * pixel_h * bpp / 8, fp);
            }

            SDL_UpdateTexture(sdlTexture, NULL, buffer, pixel_w);

            // FIX: If window is resize
            sdlRect.x = 0;
            sdlRect.y = 0;
            sdlRect.w = screen_w;
            sdlRect.h = screen_h;

            SDL_RenderClear(sdlRenderer);
            SDL_RenderCopy(sdlRenderer, sdlTexture, NULL, &sdlRect);
            SDL_RenderPresent(sdlRenderer);
        }
        // SDL_WINDOWEVENT 当窗口大小改变时,更新屏幕宽度和高度
        else if (event.type == SDL_WINDOWEVENT)
        {
            // window
            SDL_GetWindowSize(screen, &screen_w, &screen_h);
        }
        // 当用户关闭窗口时,设置退出标志使子线程退出
        else if (event.type == SDL_QUIT)
        {
            thread_exit = 1;
        }
        // 当接收到退出事件时,退出主循环并释放资源
        // 这个退出事件由子线程提供
        else if (event.type == BREAK_EVENT)
        {
            break;
        }
        else if (event.type == PAUSE_EVENT)
        {
            // 什么都不做,等待响应
        }
        else if (event.type == SDL_KEYDOWN)
        {
            if (event.key.keysym.sym == SDLK_SPACE)
            {
                video_paused = !video_paused;
            }
            if (event.key.keysym.sym == SDLK_ESCAPE)
            {
                thread_exit = 1;
            }
            if (event.key.keysym.sym == SDLK_BACKSPACE)
            {
                video_fast = !video_fast;
            }
        }
    }
    SDL_Quit();
    return 0;
}

黑白显示

在调用SDL_UpdateTexture之前,我添加代码来修改 UV 分量

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if (fread(buffer, 1, pixel_w * pixel_h * bpp / 8, fp) != pixel_w * pixel_h * bpp / 8)
{
    // Loop
    fseek(fp, 0, SEEK_SET);
    fread(buffer, 1, pixel_w * pixel_h * bpp / 8, fp);
}

// 修改UV分量为中性值(128)以实现黑白效果
int y_size = pixel_w * pixel_h;
unsigned char* u_plane = buffer + y_size;
unsigned char* v_plane = buffer + y_size + (y_size / 4); // IYUV格式下U和V各占1/4

// 将所有U分量设置为128
memset(u_plane, 0x80, y_size / 4);
// 将所有V分量设置为128
memset(v_plane, 0x80, y_size / 4);
  • y_sizeY 的大小
  • u_planeU 的起始位置(加上 Y 的大小)
  • v_planeV 的起始位置(加上 YU 的大小)

memset 用于将一块内存区域填充成指定的字符,原型:

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void *memset(void *str, int c, size_t n);
  • str: 要填充的内存地址
  • c: 填充的字符
  • n: 要填充的字符数量

YUV 颜色空间中,通过将 UV 分量设置为中性值(通常是128,即0x80)来实现黑白显示,是基于以下原理:

  1. YUV 含义:
  • Y (Luminance) : 表示图像的亮度信息
  • U (Chrominance) : 表示颜色的蓝色偏移
  • V (Chrominance) : 表示颜色的红色偏移
  1. 中性值:
  • 在大多数 YUV 格式中, UV 的中性值是 128(十六进制 0x80 )。当 U = 128 且 V = 128 时,表示没有蓝色或红色的偏移,即纯灰度信号

YUVRGB 的转换过程:

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R = Y + V - 128
G = Y - (U/2 + V/2) + 128
B = Y + U - 128

U = 128 且 V = 128 时:

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R = Y + 0
G = Y + 0
B = Y + 0

因此,R = G = B = Y ,生成灰度图像

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