Qt音視頻開發23-視頻繪製QPainter方式(佔用CPU)

一、前言

採集到的圖片,用painter繪製是最基礎的方式,初學者可能第一次嘗試顯示圖片用的qlabel的setpixmap,用下來會發現卡成屎,第二次嘗試用樣式表設置背景圖,依然卡成屎,最終選用painter的方式,直接drawImage函數繪製解析好的圖片,可以通過定義一個信號receiveImage,關聯該函數繪製即可,通過調用update方法主動觸發paintevent事件,在裏面按照需要繪製圖片,如果是大量頻繁的觸發update,Qt內部會合並一些繪製,這樣可以大大節約CPU資源。無論是setpixmap還是樣式表或者是調色板來設置圖片,中間經歷過很多的運算,絕大部分都是無關的,而且最終都是調用painter來觸發繪製到上面,所以通過painter的方式在這幾種選項的情況下是最優的。

繪製圖片基本上有三種策略,0-自動調整(超過顯示區域尺寸則等比例縮放,不超過則原尺寸) 1-等比縮放(永遠等比例縮放,小圖會拉伸變模糊) 2-拉伸填充(永遠拉伸填充,把這個顯示區域填滿),爲此用戶可以自行設定圖片拉伸策略,在繪製的時候還要考慮到邊框大小的問題,最終繪製的區域要減去邊框的大小。

二、效果圖





三、體驗地址

  1. 國內站點:https://gitee.com/feiyangqingyun
  2. 國際站點:https://github.com/feiyangqingyun
  3. 個人作品:https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
  4. 體驗地址:https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取碼:01jf 文件名:bin_video_demo/bin_linux_video。

四、相關代碼

bool AbstractVideoWidget::eventFilter(QObject *watched, QEvent *event)
{
    if (watched == coverWidget && event->type() == QEvent::Paint) {
        //矯正顏色
        if (widgetPara.borderColor == Qt::transparent) {
            widgetPara.borderColor = palette().shadow().color();
        }
        if (widgetPara.textColor == Qt::transparent) {
            widgetPara.textColor = palette().windowText().color();
        }

        QPainter painter;
        //開始繪製
        painter.begin(coverWidget);
        //開啓抗鋸齒
        painter.setRenderHints(QPainter::Antialiasing);

        //繪製邊框
        drawBorder(&painter);

        //如果圖片不爲空則繪製圖片否則繪製背景
        if (!image.isNull()) {
            drawImage(&painter);
        } else {
            drawBg(&painter);
        }

        //繪製標籤和圖形信息
        drawInfo(&painter);

        //結束繪製
        painter.end();
    }

    return QWidget::eventFilter(watched, event);
}

void AbstractVideoWidget::drawBorder(QPainter *painter)
{
    painter->save();

    QPen pen;
    pen.setWidth(widgetPara.borderWidth);
    pen.setColor(hasFocus() ? widgetPara.focusColor : widgetPara.borderColor);
    //沒有邊框則不繪製邊框
    painter->setPen(widgetPara.borderWidth == 0 ? Qt::NoPen : pen);

    //順帶把背景顏色這裏也一併處理(有些場景需要某個控件特殊背景顏色顯示)
    if (widgetPara.bgColor != Qt::transparent) {
        painter->setBrush(widgetPara.bgColor);
    }

    painter->drawRect(rect());
    painter->restore();
}

void AbstractVideoWidget::drawBg(QPainter *painter)
{
    //已經獲取到了寬高不用繪製背景
    if (videoWidth != 0) {
        return;
    }

#ifdef openglx
    //GPU控件可見不用繪製背景
    if (rgbWidget->isVisible() || yuvWidget->isVisible() || nv12Widget->isVisible()) {
        return;
    }
#endif

    painter->save();

    //背景圖片爲空則繪製文字否則繪製背景圖片
    if (widgetPara.bgImage.isNull()) {
        painter->setPen(widgetPara.textColor);
        QFont font;
        font.setPixelSize(widgetPara.bgTextSize);
        painter->setFont(font);
        painter->drawText(rect(), Qt::AlignCenter, widgetPara.bgText);
    } else {
        QRect rect = WidgetHelper::getCenterRect(widgetPara.bgImage.size(), this->rect());
        painter->drawImage(rect, widgetPara.bgImage);
    }

    painter->restore();
}

void AbstractVideoWidget::drawInfo(QPainter *painter)
{
    //只有音頻和句柄模式不用繪製OSD
    if (videoWidth == 0 || onlyAudio || widgetPara.videoMode == VideoMode_Hwnd) {
        return;
    }

    //標籤位置儘量偏移多一點避免遮擋
    QRect rect = image.isNull() ? coverWidget->rect() : image.rect();
    int borderWidth = widgetPara.borderWidth + 5;
    rect = QRect(rect.x() + borderWidth, rect.y() + borderWidth, rect.width() - (borderWidth * 2), rect.height() - (borderWidth * 2));

    //將標籤信息繪製到遮罩層
    if (widgetPara.osdDrawMode == DrawMode_Cover) {
        foreach (OsdInfo osd, listOsd) {
            if (osd.visible) {
                painter->save();
                WidgetHelper::drawOsd(painter, osd, rect);
                painter->restore();
            }
        }
    }

    //將圖形信息繪製到遮罩層
    if (widgetPara.graphDrawMode == DrawMode_Cover) {
        foreach (GraphInfo graph, listGraph) {
            painter->save();
            if (!graph.rect.isEmpty()) {
                WidgetHelper::drawRect(painter, graph.rect, graph.borderWidth, graph.borderColor);
            }
            if (!graph.path.isEmpty()) {
                WidgetHelper::drawPath(painter, graph.path, graph.borderWidth, graph.borderColor);
            }
            if (graph.points.size() > 0) {
                WidgetHelper::drawPoints(painter, graph.points, graph.borderWidth, graph.borderColor);
            }
            painter->restore();
        }
    }
}

void AbstractVideoWidget::drawImage(QPainter *painter)
{
    if (image.isNull()) {
        return;
    }

    //標籤位置儘量偏移多一點避免遮擋
    QRect rect = image.isNull() ? coverWidget->rect() : image.rect();
    int borderWidth = widgetPara.borderWidth + 5;
    rect = QRect(rect.x() + borderWidth, rect.y() + borderWidth, rect.width() - (borderWidth * 2), rect.height() - (borderWidth * 2));

    //將標籤信息繪製到圖片上
    if (widgetPara.osdDrawMode == DrawMode_Image) {
        foreach (OsdInfo osd, listOsd) {
            if (osd.visible) {
                QPainter painter;
                painter.begin(&image);
                //painter.setRenderHints(QPainter::Antialiasing);
                WidgetHelper::drawOsd(&painter, osd, rect);
                painter.end();
            }
        }
    }

    //將圖形信息繪製到圖片上
    if (widgetPara.graphDrawMode == DrawMode_Image) {
        foreach (GraphInfo graph, listGraph) {
            QPainter painter;
            painter.begin(&image);
            //painter.setRenderHints(QPainter::Antialiasing);
            if (!graph.rect.isEmpty()) {
                WidgetHelper::drawRect(&painter, graph.rect, graph.borderWidth, graph.borderColor);
            }
            if (!graph.path.isEmpty()) {
                WidgetHelper::drawPath(&painter, graph.path, graph.borderWidth, graph.borderColor);
            }
            if (graph.points.size() > 0) {
                WidgetHelper::drawPoints(&painter, graph.points, graph.borderWidth, graph.borderColor);
            }
            painter.end();
        }
    }

    //繪製圖片
    painter->save();
    painter->drawImage(imageRect, image);
    painter->restore();
}

五、功能特點

5.1 基礎功能

  1. 支持各種音頻視頻文件格式,比如mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等。
  2. 支持本地攝像頭設備,可指定分辨率、幀率。
  3. 支持各種視頻流格式,比如rtp、rtsp、rtmp、http等。
  4. 本地音視頻文件和網絡音視頻文件,自動識別文件長度、播放進度、音量大小、靜音狀態等。
  5. 文件可以指定播放位置、調節音量大小、設置靜音狀態等。
  6. 支持倍速播放文件,可選0.5倍、1.0倍、2.5倍、5.0倍等速度,相當於慢放和快放。
  7. 支持開始播放、停止播放、暫停播放、繼續播放。
  8. 支持抓拍截圖,可指定文件路徑,可選抓拍完成是否自動顯示預覽。
  9. 支持錄像存儲,手動開始錄像、停止錄像,部分內核支持暫停錄像後繼續錄像,跳過不需要錄像的部分。
  10. 支持無感知切換循環播放、自動重連等機制。
  11. 提供播放成功、播放完成、收到解碼圖片、收到抓拍圖片、視頻尺寸變化、錄像狀態變化等信號。
  12. 多線程處理,一個解碼一個線程,不卡主界面。

5.2 特色功能

  1. 同時支持多種解碼內核,包括qmedia內核(Qt4/Qt5/Qt6)、ffmpeg內核(ffmpeg2/ffmpeg3/ffmpeg4/ffmpeg5)、vlc內核(vlc2/vlc3)、mpv內核(mpv1/mp2)、海康sdk、easyplayer內核等。
  2. 非常完善的多重基類設計,新增一種解碼內核只需要實現極少的代碼量,就可以應用整套機制。
  3. 同時支持多種畫面顯示策略,自動調整(原始分辨率小於顯示控件尺寸則按照原始分辨率大小顯示,否則等比例縮放)、等比例縮放(永遠等比例縮放)、拉伸填充(永遠拉伸填充)。所有內核和所有視頻顯示模式下都支持三種畫面顯示策略。
  4. 同時支持多種視頻顯示模式,句柄模式(傳入控件句柄交給對方繪製控制)、繪製模式(回調拿到數據後轉成QImage用QPainter繪製)、GPU模式(回調拿到數據後轉成yuv用QOpenglWidget繪製)。
  5. 支持多種硬件加速類型,ffmpeg可選dxva2、d3d11va等,mpv可選auto、dxva2、d3d11va,vlc可選any、dxva2、d3d11va。不同的系統環境有不同的類型選擇,比如linux系統有vaapi、vdpau,macos系統有videotoolbox。
  6. 解碼線程和顯示窗體分離,可指定任意解碼內核掛載到任意顯示窗體,動態切換。
  7. 支持共享解碼線程,默認開啓並且自動處理,當識別到相同的視頻地址,共享一個解碼線程,在網絡視頻環境中可以大大節約網絡流量以及對方設備的推流壓力。國內頂尖視頻廠商均採用此策略。這樣只要拉一路視頻流就可以共享到幾十個幾百個通道展示。
  8. 自動識別視頻旋轉角度並繪製,比如手機上拍攝的視頻一般是旋轉了90度的,播放的時候要自動旋轉處理,不然默認是倒着的。
  9. 自動識別視頻流播放過程中分辨率的變化,在視頻控件上自動調整尺寸。比如攝像機可以在使用過程中動態配置分辨率,當分辨率改動後對應視頻控件也要做出同步反應。
  10. 音視頻文件無感知自動切換循環播放,不會出現切換期間黑屏等肉眼可見的切換痕跡。
  11. 視頻控件同時支持任意解碼內核、任意畫面顯示策略、任意視頻顯示模式。
  12. 視頻控件懸浮條同時支持句柄、繪製、GPU三種模式,非絕對座標移來移去。
  13. 本地攝像頭設備支持指定設備名稱、分辨率、幀率進行播放。
  14. 錄像文件同時支持打開的視頻文件、本地攝像頭、網絡視頻流等。
  15. 瞬間響應打開和關閉,無論是打開不存在的視頻或者網絡流,探測設備是否存在,讀取中的超時等待,收到關閉指令立即中斷之前的操作並響應。
  16. 支持打開各種圖片文件,支持本地音視頻文件拖曳播放。
  17. 視頻控件懸浮條自帶開始和停止錄像切換、聲音靜音切換、抓拍截圖、關閉視頻等功能。
  18. 音頻組件支持聲音波形值數據解析,可以根據該值繪製波形曲線和柱狀聲音條,默認提供了聲音振幅信號。
  19. 各組件中極其詳細的打印信息提示,尤其是報錯信息提示,封裝的統一打印格式。針對現場複雜的設備環境測試極其方便有用,相當於精確定位到具體哪個通道哪個步驟出錯。
  20. 代碼框架和結構優化到最優,性能強悍,持續迭代更新升級。
  21. 源碼支持Qt4、Qt5、Qt6,兼容所有版本。

5.3 視頻控件

  1. 可動態添加任意多個osd標籤信息,標籤信息包括名字、是否可見、字號大小、文本文字、文本顏色、標籤圖片、標籤座標、標籤格式(文本、日期、時間、日期時間、圖片)、標籤位置(左上角、左下角、右上角、右下角、居中、自定義座標)。
  2. 可動態添加任意多個圖形信息,這個非常有用,比如人工智能算法解析後的圖形區域信息直接發給視頻控件即可。圖形信息支持任意形狀,直接繪製在原始圖片上,採用絕對座標。
  3. 圖形信息包括名字、邊框大小、邊框顏色、背景顏色、矩形區域、路徑集合、點座標集合等。
  4. 每個圖形信息都可指定三種區域中的一種或者多種,指定了的都會繪製。
  5. 內置懸浮條控件,懸浮條位置支持頂部、底部、左側、右側。
  6. 懸浮條控件參數包括邊距、間距、背景透明度、背景顏色、文本顏色、按下顏色、位置、按鈕圖標代碼集合、按鈕名稱標識集合、按鈕提示信息集合。
  7. 懸浮條控件一排工具按鈕可自定義,通過結構體參數設置,圖標可選圖形字體還是自定義圖片。
  8. 懸浮條按鈕內部實現了錄像切換、抓拍截圖、靜音切換、關閉視頻等功能,也可以自行在源碼中增加自己對應的功能。
  9. 懸浮條按鈕對應實現了功能的按鈕,有對應圖標切換處理,比如錄像按鈕按下後會切換到正在錄像中的圖標,聲音按鈕切換後變成靜音圖標,再次切換還原。
  10. 懸浮條按鈕單擊後都用名稱唯一標識作爲信號發出,可以自行關聯響應處理。
  11. 懸浮條空白區域可以顯示提示信息,默認顯示當前視頻分辨率大小,可以增加幀率、碼流大小等信息。
  12. 視頻控件參數包括邊框大小、邊框顏色、焦點顏色、背景顏色(默認透明)、文字顏色(默認全局文字顏色)、填充顏色(視頻外的空白處填充黑色)、背景文字、背景圖片(如果設置了圖片優先取圖片)、是否拷貝圖片、縮放顯示模式(自動調整、等比例縮放、拉伸填充)、視頻顯示模式(句柄、繪製、GPU)、啓用懸浮條、懸浮條尺寸(橫向爲高度、縱向爲寬度)、懸浮條位置(頂部、底部、左側、右側)。
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