Android NDK開發（四） 將FFmpeg移植到Android平臺

FFmpeg是一套可以用來記錄、轉換數字音頻、視頻，並能將其轉化爲流的開源計算機程序。它提供了錄製、轉換以及流化音視頻的完整解決方案。

1.寫在前面

在上一篇文章《Android NDK開發（三） 在Linux環境下編譯FFmpeg》中，我們學習瞭如何將FFmpeg源碼編譯成so文件，但是這些so文件還不能直接引用到Android工程中，還需要再次編譯加工才能使用，今天就讓我們來學習下如何將FFmpeg移植到Android平臺，以及在Android項目中如何通過命令行的方式使用FFmpeg。

2.環境搭建

操作系統：Windows 10 64bit

NDK版本：android-ndk-r14b-windows-x86_64

FFmpeg版本：3.4.2

編譯器：Android Studio 3.0

NDK構建工具：CMake

創建FFmpeg項目

在創建項目時，勾選【Include C++ support】選項，然後一路下一步，到達【Customize C++ Support】設置頁：

可以看到三個選項：

• C++ Standard：C++標準，選擇【Toolchain Default】會使用默認的CMake配置。

• Exceptions Support：支持C++異常處理，標誌爲 -fexceptions。

• Runtime Type Information Support：支持運行時類型識別，標誌爲 -frtti，程序能夠使用基類的指針或引用來檢查這些指針或引用所指的對象的實際派生類型。

在這裏我們使用默認C++標準，不勾選下面的兩個選項，點擊【Finish】按鈕進入下一個環節，看下項目結構：

3.FFmpeg移植

準備工作

• 將編譯生成的include文件夾拷貝至 src\main\cpp 目錄下。

• 將FFmpeg源碼中fftools目錄下的 cmdutils.c、cmdutils.h、ffmpeg.c、ffmpeg.h、ffmpeg_filter.c、ffmpeg_opt.c 類拷貝至 src\main\cpp 目錄下。

• 將編譯生成的so文件拷貝至 src\main\jniLibs\armeabi 目錄下，如果沒有此目錄，新建就可以了。

• 將 src\main\jniLibs\armeabi 目錄下的 native-lib.cpp 重命名爲 ffmpeg_cmd.c。

• 設置ABI，本篇文章只編譯armeabi架構的so文件，所以需要在build.gradle中設置一下：

android {
    ...

    defaultConfig {
        ...

        ndk {
            abiFilters "armeabi"
        }
    }
}

看下此時的項目結構：

編譯腳本

準備工作到這裏就基本完成了，下面來寫一下CMake的構建腳本CMakeLists.txt：

# 設置Cmake版本
cmake_minimum_required(VERSION 3.4.1)

# 設置cpp目錄路徑
set(CPP_DIR ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/cpp)

# 設置jniLibs目錄路徑
set(LIBS_DIR ${CMAKE_SOURCE_DIR}/src/main/jniLibs)

# 添加庫
add_library( # 庫名稱
             ffmpeg

             # 動態庫，生成so文件
             SHARED

             # 源碼
             ${CPP_DIR}/cmdutils.c
             ${CPP_DIR}/ffmpeg.c
             ${CPP_DIR}/ffmpeg_filter.c
             ${CPP_DIR}/ffmpeg_opt.c
             ${CPP_DIR}/ffmpeg_cmd.c )

# 用於各種類型聲音、圖像編解碼
add_library( # 庫名稱
             avcodec

             # 動態庫，生成so文件
             SHARED

             # 表示該庫是引用的不是生成的
             IMPORTED )

# 引用庫文件
set_target_properties( # 庫名稱
                       avcodec

                       # 庫的路徑
                       PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
                       ${LIBS_DIR}/armeabi/libavcodec.so )

# 用於各種音視頻封裝格式的生成和解析，讀取音視頻幀等功能
add_library( avformat
             SHARED
             IMPORTED )

set_target_properties( avformat
                       PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
                       ${LIBS_DIR}/armeabi/libavformat.so )

# 包含一些公共的工具函數
add_library( avutil
             SHARED
             IMPORTED )

set_target_properties( avutil
                       PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
                       ${LIBS_DIR}/armeabi/libavutil.so )

# 提供了各種音視頻過濾器
add_library( avfilter
             SHARED
             IMPORTED )

set_target_properties( avfilter
                       PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
                       ${LIBS_DIR}/armeabi/libavfilter.so )

# 用於音頻重採樣，採樣格式轉換和混合
add_library( swresample
             SHARED
             IMPORTED )

set_target_properties( swresample
                       PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
                       ${LIBS_DIR}/armeabi/libswresample.so )

# 用於視頻場景比例縮放、色彩映射轉換
add_library( swscale
             SHARED
             IMPORTED )

set_target_properties( swscale
                       PROPERTIES IMPORTED_LOCATION
                       ${LIBS_DIR}/armeabi/libswscale.so )

# 引用源碼 ../代表上級目錄
include_directories( ../../ffmpeg-3.4.2/
                     ${CPP_DIR}/include/ )

# 關聯庫
target_link_libraries( ffmpeg
                       avcodec
                       avformat
                       avutil
                       avfilter
                       swresample
                       swscale )

腳本中已經寫了很全的註釋，不再多說，重點看下include_directories這個方法，可以看到裏面引用了FFmpeg和編譯生成的include目錄源碼，其中有很多是重複的，看到網上很多文章都是隻引用了FFmpeg源碼就可以了，但是我試了下會有幾個文件找不到，所以就兩個都引用了。

修改FFmpeg源碼

• src\main\cpp\ffmpeg.c

修改main方法：

// 修改前：
int main(int argc, char **argv)

// 修改後：
int run(int argc, char **argv)

執行完指令之後重新初始化：

// return之前增加：

nb_filtergraphs = 0;
progress_avio = NULL;
input_streams = NULL;
nb_input_streams = 0;
input_files = NULL;
nb_input_files = 0;
output_streams = NULL;
nb_output_streams = 0;
output_files = NULL;
nb_output_files = 0;

註釋掉下面的代碼，否則執行完指令後會crash：

exit_program(received_nb_signals ? 255 : main_return_code);

• src\main\cpp\ffmpeg.h

// 增加：
int run(int argc, char **argv);

• src\main\cpp\cmdutils.c

修改退出方法，原代碼中退出後，會直接把APP也退出，所以需要修改下：

// 修改前：
void exit_program(int ret)
{
    if (program_exit)
        program_exit(ret);

    exit(ret);
}

// 修改後：
int exit_program(int ret)
{
    return ret;
}

• src\main\cpp\cmdutils.h

// 修改前：
void exit_program(int ret) av_noreturn;

// 修改後：
int exit_program(int ret);

修改ffmpeg_cmd.c

#include <jni.h>
#include "ffmpeg.h"

JNIEXPORT jint

JNICALL
Java_com_yl_ffmpeg4android_MainActivity_run(
        JNIEnv *env, jclass obj, jobjectArray commands) {
    int argc = (*env)->GetArrayLength(env, commands);
    char *argv[argc];

    int i;
    for (i = 0; i < argc; i++) {
        jstring js = (jstring) (*env)->GetObjectArrayElement(env, commands, i);
        argv[i] = (char *) (*env)->GetStringUTFChars(env, js, 0);
    }
    return run(argc, argv);
}

方法很簡單，傳入指令（String[] 類型），然後調用ffmpeg.h中的run方法執行這些指令，點擊編譯按鈕，不出意外的話，肯定會報錯的，不要方，繼續往下看。

設置編譯模式

先看下報錯：

大概意思是編譯模式不對，話說這個報錯真的是讓人頭疼，查完百度查谷歌，也沒有查到解決方法，後來一遍又一遍的看CMake文檔，一個參數一個參數的試，終於解決了，心情瞬間舒暢了，來看下如何解決：

android {
    ...

    defaultConfig {
        ...

        externalNativeBuild {
            cmake {
                arguments '-DANDROID_ARM_MODE=arm'
            }
        }
}

把ANDROID_ARM_MOD設置爲arm就可以了，默認是thumb，OK，繼續編譯，什麼！又報錯：

有一些方法沒有定義，還好，在ffmpeg.c中加幾個空方法：

HWDevice *hw_device_get_by_name(const char *name) {
}

int hw_device_init_from_string(const char *arg, HWDevice **dev) {
}

void hw_device_free_all(void) {
}

int hw_device_setup_for_decode(InputStream *ist) {
}

int hw_device_setup_for_encode(OutputStream *ost) {
}

再次編譯：

久違的信息出現了，看下編譯出的so文件在哪裏：

4.測試

寫一個簡單的Demo來測試下編譯成功的FFmpeg，將一個視頻的前100幀截取成一個gif動圖，上代碼：

public class MainActivity extends AppCompatActivity implements View.OnClickListener {

    static {
        System.loadLibrary("ffmpeg");
    }

    private ImageView ivGif;
    private Button btnConvert;
    private ProgressDialog progressDialog;
    // 設備根目錄路徑
    private String path = Environment.getExternalStorageDirectory().getAbsolutePath();

    @Override
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(R.layout.activity_main);

        ivGif = findViewById(R.id.iv_gif);
        btnConvert = findViewById(R.id.btn_convert);
        btnConvert.setOnClickListener(this);
    }

    @Override
    public void onClick(View v) {
        // 截取視頻的前100幀
        final String cmd = "ffmpeg -i " + path + "/video.mp4 -vframes 100 -y -f gif -s 480×320 " + path + "/video_100.gif";
        // 顯示loading
        progressDialog = new ProgressDialog(this);
        progressDialog.setTitle("截取中...");
        progressDialog.show();

        new Thread() {
            @Override
            public void run() {
                super.run();
                // 執行指令
                cmdRun(cmd);

                // 隱藏loading
                runOnUiThread(new Runnable() {
                    @Override
                    public void run() {
                        progressDialog.dismiss();
                        progressDialog = null;

                        // 顯示gif
                        Glide.with(MainActivity.this)
                                .load(new File(path + "/video_500.gif"))
                                .into(ivGif);
                    }
                });
            }
        }.start();
    }

    /**
     * 以空格分割指令，生成String類型的數組
     *
     * @param cmd 指令
     * @return 執行code
     */
    private int cmdRun(String cmd) {
        String regulation = "[ \\t]+";
        final String[] split = cmd.split(regulation);
        return run(split);
    }

    /**
     * ffmpeg_cmd中定義的run方法
     *
     * @param cmd 指令
     * @return 執行code
     */
    public native int run(String[] cmd);
}

看下截取的gif：

5.寫在最後

文中如有錯誤的地方，可以給我留言指正，多謝！

文中用到的FFmpeg源碼、編譯腳本以及編譯生成的so文件已經上傳至GitHub，後續還會更新，歡迎Start、Fork！

GitHub傳送門

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