FFmpeg的C++封装：FFmpegWrapper

下面介绍的API已过时，请下载最新版本的源代码，并参考其注释。新版本主要由John编写，在旧版本的基础上做了很多改进。

什么是FFmpeg？

FFmpeg是一套完整的录制、转换、流化音视频的解决方案，也是一个在LGPL协议下的开源项目。它包含了业界领先的音视频编解码库。FFmpeg是在Linux操作系统下开发的，但它也能在其他操作系统下编译，包括Windows。

整个项目由以下几个部分组成：

• ffmpeg：一个用来转换视频文件格式的命令行工具，它也支持从电视卡中实时的抓取和编码视频。
• ffserver：一个基于HTTP协议（基于RTSP的版本正在开发中）用于实时广播的多媒体服务器，它也支持实时广播的时间平移。
• ffplay：一个用SDL和FFmpeg库开发的简单的媒体播放器。
• libavcodec：一个包含了所有FFmpeg音视频编解码器的库。为了保证最优的性能和高可复用性,大多数编解码器都是从头开发的。
• libavformat：一个包含了所有的普通音视频格式的解析器和产生器的库。

FFmpegWrapper仅使用了libavcodec和libavformat这两部分。

什么是FFmpegWrapper？

FFmpegWrapper：

• 是一个在Windows下用VS2005编写的C++ Win32动态库。
• 用面向对象的方法封装了FFmpeg库中常用的API，使之易于使用，不需要开发人员了解很多音视频编解码的知识。
• 其中99%的代码符合C++标准，很容易移植到其他平台。
• 由farthinker开发和维护。

 

为什么要使用FFmpegWrapper？

对于一个对视频编解码不太了解的开发者来说，用FFmpeg的库来编写应用绝对是一件痛苦的事情。首先需要编译从SVN下载的源代码（FFmpeg官方只提供源代码……）。如果是在Windows下编译，麻烦就开始了（当然你也可以直接使用别人编译好的SDK，跳过这一步）。当你好不容易编译好一个可以使用的动态库之后，你会发现很难找到合适的文档来学习如何使用FFmpeg的库，你只能一边参考示例代码一边摸索使用方法。然后你会发现问题一个接一个的出现，你又不知从何处下手来解决。总之，使用FFmpeg的学习成本是很高的。

FFmpegWrapper的目的就在于让FFmpeg的调用过程简单化、面向对象化，降低使用FFmpeg的学习成本，让对视频编解码不太了解的开发人员也能轻松的使用FFmpeg。但是，简化使用的同时也在一定程度上简化了功能，FFmpegWrapper很难继承FFmpeg库的所有功能。所以FFmpegWrapper适合一些编解码需求相对简单的应用，而不适合那些需求复杂灵活、扩展性很强的应用。

如何使用FFmpegWrapper来编解码音视频？

准备工作

首先下载FFmpegWrapper的库文件（若是在非Windows平台下使用，则需要下载源代码自己编译），然后将FFmpegWrapper部署到项目中。部署的过程中需要注意的是，最好不要改变ffmpeg文件夹相对于FFmpegWrapper.h的路径，若必须要改变，组需要修改FFmpegWrapper.h中#include “ffmpeg/include/avformat.h”的路径。调用动态库的具体方法这里就不赘述了。

使用FFmpegWrapper编码音视频

指定音视频参数

首先需要指定一些音视频的参数。FFmpegWrapper中用FFmpegVideoParam和FFmpegAudioParam这两个类来表示音视频的参数。下面的例子指定了一个flv视频的参数：

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1. //指定视频参数，从左到右分别是：宽、高、像素格式、比特率、帧率
2. FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);
3. //指定视频参数，从左到右分别是：比特率、采样率、声道数
4. FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);

//指定视频参数，从左到右分别是：宽、高、像素格式、比特率、帧率FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);//指定视频参数，从左到右分别是：比特率、采样率、声道数FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);

若视频中没有视频流（音频流），则可以初始化一个空的FFmpegVideoParam（FFmpegAudioParam）：

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1. FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);
2. //没有音频流，初始化一个空的音频参数对象
3. FFmpegAudioParam audioParam();

FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);//没有音频流，初始化一个空的音频参数对象FFmpegAudioParam audioParam();

初始化FFmpegEncoder对象

用音视频参数初始化FFmpegEncoder对象：

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1. FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);
2. FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);
3. //参数从左到右分别是：FFmpegVideoParam、FFmpegAudioParam 、编码输出文件名
4. FFmpegEncoder testEncoder(videoParam, audioParam, "test.flv");

FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);//参数从左到右分别是：FFmpegVideoParam、FFmpegAudioParam 、编码输出文件名FFmpegEncoder testEncoder(videoParam, audioParam, "test.flv");

其中第三个参数包含了输出文件的路径、名字和后缀，并且是可选的参数，也就是说可以没有输出文件。但是在没有输出文件的时候需要音视频参数中指定codec的名称，因为FFmpegEncoder不能从文件后缀判断出使用什么codec：

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1. FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25, "flv");
2. FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2, "libmp3lame");
3. //参数从左到右分别是：FFmpegVideoParam、FFmpegAudioParam 、编码输出文件名
4. FFmpegEncoder testEncoder(videoParam, audioParam);

FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25, "flv");FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2, "libmp3lame");//参数从左到右分别是：FFmpegVideoParam、FFmpegAudioParam 、编码输出文件名FFmpegEncoder testEncoder(videoParam, audioParam);

逐帧编码音视频

开始编码之前还需要先调用FFmpegEncoder对象的open方法，打开相应的codec和输出文件：

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1. FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);
2. FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);
3. FFmpegEncoder testEncoder(videoParam, audioParam, "test.flv");
5. testEncoder.open();

FFmpegVideoParam videoParam(352, 288, PIX_FMT_YUV420P, 400000, 25);FFmpegAudioParam audioParam(64000, 44100, 2);FFmpegEncoder testEncoder(videoParam, audioParam, "test.flv");testEncoder.open();

然后就可以调用FFmpegEncoder对象的writeVideoFrame（writeAudioFrame）方法来逐帧的编码并输出视（音）频了：

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1. //其中videoFrameData是uint8_t *（unsigned char *）类型的参数
2. testEncoder.writeVideoFrame(videoFrameData);
4. //其中audioFrameData是short *类型的参数
5. testEncoder.writeAudioFrame(audioFrameData);

//其中videoFrameData是uint8_t *（unsigned char *）类型的参数testEncoder.writeVideoFrame(videoFrameData);//其中audioFrameData是short *类型的参数testEncoder.writeAudioFrame(audioFrameData);

如果编码之后不需要输出，即没有输出文件，则使用encodeVideoFrame和getVideoBuffer（encodeAudioFrame和getAudioBuffer）方法来编码和获得编码后的数据：

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1. //其中videoFrameData是uint8_t *（unsigned char *）类型的参数
2. testEncoder.encodeVideoFrame(videoFrameData);
3. uint8_t *encodedVideo = testEncoder.getVideoBuffer();
5. //其中audioFrameData是short *类型的参数
6. testEncoder.encodeAudioFrame(audioFrameData);
7. uint8_t *encodedAudio = testEncoder.getAudioBuffer();

//其中videoFrameData是uint8_t *（unsigned char *）类型的参数testEncoder.encodeVideoFrame(videoFrameData);uint8_t *encodedVideo = testEncoder.getVideoBuffer();//其中audioFrameData是short *类型的参数testEncoder.encodeAudioFrame(audioFrameData);uint8_t *encodedAudio = testEncoder.getAudioBuffer();

编码的过程中，还可以获得音视频的时间戳（pts）来处理音视频同步（暂不适用于没有输出文件的情况），下面是一个例子：

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1. short *audioData;
2. uint8_t *videoData;
3. double videoPts, audioPts;
5. videoPts = testEncoder.getVideoPts();
6. audioPts = testEncoder.getAudioPts();
8. /* output 5 seconds test video file */
9. while (audioPts < 5) {
10.     if (audioPts <= videoPts) {
11.          audioData = getTestAudioData();
12.          testEncoder.writeAudioFrame(audioData);
13.      } else {
14.          videoData = getVideoFrame();
15.          testEncoder.writeVideoFrame(videoData);
16.      }
17.      audioPts = testEncoder.getAudioPts();
18.      videoPts = testEncoder.getVideoPts();
19. }

short *audioData;uint8_t *videoData;double videoPts, audioPts;videoPts = testEncoder.getVideoPts();audioPts = testEncoder.getAudioPts();/* output 5 seconds test video file */while (audioPts < 5) { if (audioPts <= videoPts) {  audioData = getTestAudioData();  testEncoder.writeAudioFrame(audioData); } else {  videoData = getVideoFrame();  testEncoder.writeVideoFrame(videoData); } audioPts = testEncoder.getAudioPts(); videoPts = testEncoder.getVideoPts();}

完成编码后还需要调用FFmpegEncoder对象的close方法，关闭codec和输出文件并释放资源：

view plaincopy to clipboardprint?

1. testEncoder.close();

testEncoder.close();

使用FFmpegWrapper解码音视频

初始化FFmpegDecoder对象

首先初始化一个FFmpegDecoder对象，并传入输入文件的名称（包括路径、名字和后缀）：

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1. FFmpegDecoder testDecoder("test.flv");

FFmpegDecoder testDecoder("test.flv");

逐帧解码音视频

开始解码之前还需要先调用FFmpegDecoder对象的open方法，打开相应的codec和输入文件：

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1. FFmpegDecoder testDecoder("test.flv");
3. testDecoder.open();

FFmpegDecoder testDecoder("test.flv");testDecoder.open();

然后就可以调用FFmpegDecoder对象的decodeFrame方法来逐帧的解码音视频文件了：

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1. //decodeFrame的返回值表示当前解码的帧的状态：
2. //   0 - 视频帧
3. //   1 - 音频帧
4. // -1 - 文件末尾或解码出错
5. int signal = testDecoder.decodeFrame()

//decodeFrame的返回值表示当前解码的帧的状态：//  0 - 视频帧//  1 - 音频帧// -1 - 文件末尾或解码出错int signal = testDecoder.decodeFrame()

解码之后可以通过FFmpegDecoder对象的getVideoFrame（getAudioFrame）方法来获得解码后的视（音）频数据，下面是一个完整的例子：

view plaincopy to clipboardprint?

1. int signal;
2. uint8_t *decodedVideo;
3. short *decodedAudio;
4. FFmpegDecoder testDecoder("test.flv");
5. ffencoder.open();
7. while (true) {
8.      signal = testDecoder.decodeFrame();
10.     if (signal == 0) {
11.          decodedVideo = ffdecoder.getVideoFrame();
12.         //处理解码之后的视频数据
13.      } else if (signal == 1) {
14.          decodedAudio = ffdecoder.getAudioFrame();
15.         //处理解码之后的音频数据
16.      } else if (signal == -1) {
17.         break;
18.      }
19. }

int signal;uint8_t *decodedVideo;short *decodedAudio;FFmpegDecoder testDecoder("test.flv");ffencoder.open();while (true) { signal = testDecoder.decodeFrame(); if (signal == 0) {  decodedVideo = ffdecoder.getVideoFrame();  //处理解码之后的视频数据 } else if (signal == 1) {  decodedAudio = ffdecoder.getAudioFrame();  //处理解码之后的音频数据 } else if (signal == -1) {  break; }}

完成编码后还需要调用FFmpegDecoder对象的close方法，关闭codec和输入文件并释放资源：

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1. testDecoder.close();

testDecoder.close();

注意

• FFmpegWrapper暂时没有完整的转码功能，如有需要请使用FFmpeg提供的格式转换工具ffmpeg.exe。
• 上面的介绍只涉及到一部分FFmpegWrapper的公共API，详细的API介绍和其他细节见FFmpegWrapper API参考（upcoming）。
• farthinker只是一个web开发者，对音视频的了解实在有限，所以FFmpegWrapper肯定存在一些潜在的问题，欢迎大家积极批评指正。

下载FFmpegWrapper

• 动态库文件（2008/8/5）：FFmpegWrapper (320)
• 源代码（2008/8/5）：FFmpegWrapper源代码 (426)

FFmpegWrapper的未来

就像上面提到的那样，我只是一个web开发者，不是音视频方面的专业人员。因为项目中有一些简单的编码需求，我才编写了FFmpegWrapper。我希望FFmpegWrapper能帮助像我这样的音视频的菜鸟，能让刚接触FFmpeg的朋友少走弯路。当然，我的能力和精力实在有限，今后如果没有更多的编解码需求，我可能很难抽出大把时间继续完善FFmepgWrapper。但我真心希望FFmpegWrapper能继续走下去，所以有心和我一起继续编写FFmpegWrapper朋友请和我联系。