一、前言
共享解碼線程主要是爲了降低CPU佔用，重複利用解碼，畢竟在一個監控系統中，很可能打開了同一個地址，需要在多個不同的窗口中播放，形成多屏渲染的效果，做到真正的完全的畫面同步，在主解碼線程中切換了播放進度，所有關聯的同一個解碼線程的播放窗體也會立即同步畫面，使得感官上看起來非常的舒服。
無論何種內核的解碼線程，除了句柄不能重複利用以外（除非廠家提供的api接口就支持多個窗口渲染），只要是能夠解碼拿到的yuv數據或者image圖片數據，都會以信號的形式發出來，這就給共享解碼線程提供了極大的便利性，視頻控件只管拿到數據繪製即可，至於源頭數據，誰發信號過來就行，所以思路就是，搞一個線程隊列記住新建過的解碼線程，在視頻控件中打開播放的時候，判斷是否和之前已經打開過的線程的地址相同，如果相同，只需要增加一個關聯信號槽就行，也就是同一個解碼線程後面對應的信號會發給多個不同的視頻控件，這就實現瞭解耦。可以大幅度降低資源的佔用。很多著名的或者行業做的比較好的軟件都是這樣設計。
二、效果圖
三、體驗地址
- 國內站點：https://gitee.com/feiyangqingyun
- 國際站點：https://github.com/feiyangqingyun
- 個人作品：https://blog.csdn.net/feiyangqingyun/article/details/97565652
- 體驗地址：https://pan.baidu.com/s/1d7TH_GEYl5nOecuNlWJJ7g 提取碼：01jf 文件名：bin_video_demo。
- 視頻主頁：https://space.bilibili.com/687803542
四、功能特點
4.1. 基礎功能
- 支持各種音頻視頻文件格式，比如mp3、wav、mp4、asf、rm、rmvb、mkv等。
- 支持本地攝像頭設備和本地桌面採集，支持多設備和多屏幕。
- 支持各種視頻流格式，比如rtp、rtsp、rtmp、http、udp等。
- 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。
- 文件可以指定播放位置、調節音量大小、設置靜音狀態等。
- 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。
- 支持開始播放、停止播放、暫停播放、繼續播放。
- 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。
- 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。
- 支持無感知切換循環播放、自動重連等機制。
- 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。
- 多線程處理，一個解碼一個線程，不卡主界面。
4.2. 特色功能
- 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/ffmpeg6）、vlc內核（vlc2/vlc3）、mpv內核（mpv1/mp2）、mdk內核、海康sdk、easyplayer內核等。
- 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，極易拓展。
- 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，否則等比縮放）、等比縮放（永遠等比縮放）、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。
- 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）。
- 支持多種硬件加速類型，ffmpeg可選dxva2、d3d11va等，vlc可選any、dxva2、d3d11va，mpv可選auto、dxva2、d3d11va，mdk可選dxva2、d3d11va、cuda、mft等。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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 本地攝像頭設備支持指定設備名稱、分辨率、幀率進行播放。
- 本地桌面採集支持設定採集區域、偏移值、指定桌面索引、幀率、多個桌面同時採集等。還支持指定窗口標題採集固定窗口。
- 錄像文件同時支持打開的視頻文件、本地攝像頭、本地桌面、網絡視頻流等。
- 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。
- 支持打開各種圖片文件，支持本地音視頻文件拖曳播放。
- 視頻流通信方式可選tcp/udp，有些設備可能只提供了某一種協議通信比如tcp，需要指定該種協議方式打開。
- 可設置連接超時時間（視頻流探測用的超時時間）、讀取超時時間（採集過程中的超時時間）。
- 支持逐幀播放，提供上一幀/下一幀函數接口，可以逐幀查閱採集到的圖像。
- 音頻文件自動提取專輯信息比如標題、藝術家、專輯、專輯封面，自動顯示專輯封面。
- 視頻響應極低延遲0.2s左右，極速響應打開視頻流0.5s左右，專門做了優化處理。
- 支持H264/H265編碼（現在越來越多的監控攝像頭是H265視頻流格式）生成視頻文件，內部自動識別切換編碼格式。
- 支持用戶信息中包含特殊字符（比如用戶信息中包含+#@等字符）的視頻流播放，內置解析轉義處理。
- 支持濾鏡，各種水印及圖形效果，支持多個水印和圖像，可以將OSD標籤信息和各種圖形信息寫入到MP4文件。
- 支持視頻流中的各種音頻格式，AAC、PCM、G.726、G.711A、G.711Mu、G.711ulaw、G.711alaw、MP2L2等都支持，推薦選擇AAC兼容性跨平臺性最好。
- 內核ffmpeg採用純qt+ffmpeg解碼，非sdl等第三方繪製播放依賴，gpu繪製採用qopenglwidget，音頻播放採用qaudiooutput。
- 內核ffmpeg和內核mdk支持安卓，其中mdk支持安卓硬解碼，性能非常兇殘。
- 可以切換音視頻軌道，也就是節目通道，可能ts文件帶了多個音視頻節目流，可以分別設置要播放哪一個，可以播放前設置好和播放過程中動態設置。
- 可以設置視頻旋轉角度，可以播放前設置好和播放過程中動態改變。
- 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。
- 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。
- 標籤和圖形信息支持三種繪製方式，繪製到遮罩層、繪製到圖片、源頭繪製（對應信息可以存儲到文件）。
- 通過傳入一個url地址，該地址可以帶上通信協議、分辨率、幀率等信息，無需其他設置。
- 保存視頻到文件支持三種策略，自動處理、僅限文件、全部轉碼，轉碼策略支持自動識別、轉264、轉265，編碼保存支持指定分辨率縮放或者等比例縮放。比如對保存文件體積有要求可以指定縮放後再存儲。
- 支持加密保存文件和解密播放文件，可以指定祕鑰文本。
- 提供的監控佈局類支持64通道同時顯示，還支持各種異型佈局，比如13通道，手機上6行2列布局。各種佈局可以自由定義。
- 支持電子放大，在懸浮條切換到電子放大模式，在畫面上選擇需要放大的區域，選取完畢後自動放大，再次切換放大模式可以復位。
- 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。
- 同時提供了簡單示例、視頻播放器、多畫面視頻監控、監控回放、逐幀播放、多屏渲染等單獨窗體示例，專門演示對應功能如何使用。
- 監控回放可選不同廠家類型、回放時間段、用戶信息、指定通道。支持切換回放進度。
- 可以從聲卡設備下拉框選擇聲卡播放聲音，提供對應的切換聲卡函數接口。
- 支持編譯到手機app使用，提供了專門的手機app佈局界面，可以作爲手機上的視頻監控使用。
- 代碼框架和結構優化到最優，性能強悍，註釋詳細，持續迭代更新升級。
- 源碼支持windows、linux、mac、android等，支持各種國產linux系統，包括但不限於統信UOS/中標麒麟/銀河麒麟等。還支持嵌入式linux。
- 源碼支持Qt4、Qt5、Qt6，兼容所有版本。
4.3. 視頻控件
- 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、背景顏色、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）。
- 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。
- 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。
- 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。
- 內置懸浮條控件，懸浮條位置支持頂部、底部、左側、右側。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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）。
五、相關代碼
QList<VideoThread *> VideoThread::videoThreads;
VideoThread *VideoThread::getVideoThread(const WidgetPara &widgetPara, const VideoPara &videoPara)
{
//句柄模式不能共用
if (!widgetPara.sharedData || widgetPara.videoMode == VideoMode_Hwnd) {
return NULL;
}
VideoThread *thread = NULL;
foreach (VideoThread *videoThread, videoThreads) {
//桌面採集永遠不共享
if (videoThread->getMediaType() == MediaType_Screen) {
break;
}
//解析內核和媒體地址一致才能唯一決定一個採集線程
if (videoThread->getVideoCore() == videoPara.videoCore && videoThread->getMediaUrl() == videoPara.mediaUrl) {
//限定純音頻不用共享
if (!videoThread->getOnlyAudio()) {
videoThread->refCount++;
thread = videoThread;
}
break;
}
}
return thread;
}
bool VideoWidget::init()
{
//媒體地址不能爲空
if (videoPara.mediaUrl.isEmpty()) {
return false;
}
//如果沒有解碼內核則不用繼續
if (videoPara.videoCore == VideoCore_None) {
return false;
}
//初始化參數
VideoHelper::initPara(widgetPara, videoPara);
//線程正在運行不用繼續
if (isRunning) {
return false;
}
//句柄模式則句柄控件在前否則遮罩控件在前
if (widgetPara.videoMode == VideoMode_Hwnd) {
coverWidget->stackUnder(hwndWidget);
} else {
hwndWidget->stackUnder(coverWidget);
}
//已經存在同名的線程則取同名線程
VideoThread *thread = VideoThread::getVideoThread(widgetPara, videoPara);
if (thread) {
isShared = true;
videoThread = thread;
//默認音量大小和靜音狀態取共享線程的
widgetPara.soundValue = thread->getVolume();
widgetPara.soundMuted = thread->getMuted();
//硬件加速也要取共享線程的
hardware = thread->getHardware();
videoPara.hardware = thread->getHardware();
} else {
//創建新的採集線程
videoThread = VideoHelper::newVideoThread(hwndWidget, videoPara.videoCore, widgetPara.videoMode);
//設置視頻通道唯一標識
videoThread->setFlag(widgetPara.videoFlag);
//加入到採集線程隊列
if (widgetPara.sharedData) {
VideoThread::videoThreads << videoThread;
}
//設置對應參數
videoThread->setVideoMode(widgetPara.videoMode);
videoThread->setProperty("scaleMode", widgetPara.scaleMode);
videoThread->setProperty("sharedData", widgetPara.sharedData);
VideoHelper::initVideoThread(videoThread, videoPara);
}
//綁定信號槽
connectThreadSignal();
return true;
}
bool VideoWidget::open(const QString &mediaUrl)
{
//線程正常說明還在運行需要先停止
if (videoThread) {
this->stop();
qApp->processEvents();
}
//重新初始化和播放
videoPara.mediaUrl = mediaUrl;
if (this->init()) {
this->play();
return true;
} else {
return false;
}
}
void VideoWidget::play()
{
//如果是圖片則只顯示圖片就行
image = QImage(videoPara.mediaUrl);
if (!image.isNull()) {
videoThread->setVideoSize(QString("%1x%2").arg(image.width()).arg(image.height()));
this->setImage(image);
return;
}
//採用已經存在的採集線程/如果處於解碼正常階段則還要發幾個信號通知
if (videoThread->getIsOk()) {
QMetaObject::invokeMethod(this, "receivePlayStart", Qt::DirectConnection, Q_ARG(int, 0));
QMetaObject::invokeMethod(videoThread, "receiveSizeChanged", Qt::DirectConnection);
QMetaObject::invokeMethod(videoThread, "receiveDuration", Qt::DirectConnection, Q_ARG(qint64, videoThread->getDuration()));
}
//已經在運行階段還要發送已經開始的信號
if (videoThread->isRunning()) {
isRunning = true;
QMetaObject::invokeMethod(this, "sig_receivePlayStart", Qt::DirectConnection, Q_ARG(int, 0));
}
//啓動播放線程
videoThread->play();
this->update();
//初始化標籤信息和圖形信息
this->osdChanged();
this->graphChanged();
}
void VideoWidget::stop()
{
//立即隱藏懸浮條
bannerWidget->setVisible(false);
//關閉的時候將遮罩控件移到最前
hwndWidget->stackUnder(coverWidget);
//處於運行狀態纔可以停止
if (videoThread && videoThread->isRunning()) {
//先判斷當前線程的引用計數是0才需要真正停止
if (videoThread->refCount > 0) {
isRunning = false;
//減少引用計數
videoThread->refCount--;
//執行停止信號
QMetaObject::invokeMethod(this, "receivePlayFinsh", Qt::DirectConnection);
QMetaObject::invokeMethod(this, "sig_receivePlayFinsh", Qt::DirectConnection);
//取消信號關聯
disconnectThreadSignal();
} else {
//停止播放
videoThread->stop();
//取消信號關聯
disconnectThreadSignal();
//從隊列中移除
VideoThread::videoThreads.removeOne(videoThread);
//釋放線程
videoThread->debug("刪除線程", "");
videoThread->deleteLater();
}
}
//復位標誌位並將線程置空(沒有這個的話可能會出現野指針的情況)
isRunning = false;
isShared = false;
videoThread = NULL;
videoPara.reset();
AbstractVideoWidget::clear();
}