Qt/C++音視頻開發75-獲取本地有哪些攝像頭名稱/Qt內置函數方式

一、前言

在需要打開本地攝像頭的場景中,有個需求繞不開,那就是如何獲取本地有哪些攝像頭設備名稱,這樣可以提供下拉框給用戶選擇,不然你讓用戶去填設備名,你覺得用戶會知道是啥,他會操作嗎?就算你提供了詳細的查看步驟,估計也很難,如果用戶是程序員還好,如果是電腦小白,鼠標都用不好,你還讓他去找攝像頭設備的名稱,那比他登上華山還要難。所以如何提供人性化的操作方式,迫在眉睫。這個也是本人在遇到無數現場環境後,總計出來的。

既然程序用Qt寫,那首先想到的就是如何用Qt內置的方法去獲取,Qt5開始提供了camera的模塊功能,在多媒體組件中,早期版本功能也是比較弱雞,後面慢慢的迭代完善,才變得更好用一些,大概從Qt5.14開始,功能比較穩定,至少也要從5.12開始,穩定好用。在Qt5中可以通過QCameraInfo::availableCameras獲取可用的本地攝像頭設備集合,對應的description函數可以獲取對應的描述,這個描述直接在ffmpeg中可以打開。在Qt6中變成了QMediaDevices::videoInputs方法。

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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。
  5. 視頻主頁:https://space.bilibili.com/687803542

四、功能特點

4.1. 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和本地桌面採集,支持多設備和多屏幕。
  3. 支持各種視頻流格式,比如rtp、rtsp、rtmp、http、udp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。

4.2. 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/ffmpeg6)、vlc內核(vlc2/vlc3)、mpv內核(mpv1/mp2)、mdk內核、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,極易拓展。
  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。
  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,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。
  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. 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。
  15. 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。
  16. 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。
  17. 支持打開各種圖片文件,支持本地音視頻文件拖曳播放。
  18. 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。
  19. 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)。
  20. 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。
  21. 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。
  22. 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。
  23. 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。
  24. 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。
  25. 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。
  26. 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。
  27. 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。
  28. 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。
  29. 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。
  30. 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。
  31. 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。
  32. 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。
  33. 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)。
  34. 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。
  35. 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。
  36. 支持加密保存文件和解密播放文件,可以指定祕鑰文本。
  37. 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。
  38. 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。
  39. 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。
  40. 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。
  41. 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。
  42. 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。
  43. 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。
  44. 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。
  45. 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。
  46. 源碼支持Qt4、Qt5、Qt6,兼容所有版本。

4.3. 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、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)。
  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

QStringList DeviceInfoHelper::getAudioDevices()
{
    QStringList names;
#ifdef multimedia
#if (QT_VERSION >= QT_VERSION_CHECK(6,2,0))
    QList<QAudioDevice> devices = QMediaDevices::audioInputs();
    foreach (QAudioDevice device, devices) {
        names << device.description();
    }
#else
    //目前發現Qt4.8會不全/尾部字符串被暴力裁剪/Qt4.7中文亂碼/一般建議Qt5使用
    QList<QAudioDeviceInfo> devices = QAudioDeviceInfo::availableDevices(QAudio::AudioInput);
    foreach (QAudioDeviceInfo device, devices) {
        //部分版本會重複比如Qt5.9會輸出兩次/需要去重
        QString name = device.deviceName();
        if (!names.contains(name)) {
            names << name;
        }
    }
#endif
#endif
    return names;
}

QStringList DeviceInfoHelper::getVideoDevices()
{
    QStringList names;
#ifdef multimedia
#if (QT_VERSION >= QT_VERSION_CHECK(6,2,0))
    QList<QCameraDevice>cameras = QMediaDevices::videoInputs();
    foreach (QCameraDevice camera, cameras) {
        names << camera.description();
    }
#elif (QT_VERSION >= QT_VERSION_CHECK(5,0,0))
    QList<QCameraInfo> cameras = QCameraInfo::availableCameras();
    foreach (QCameraInfo camera, cameras) {
        names << camera.description();
    }
#endif
#endif
    return names;
}

void DeviceInfoHelper::getInputDevices(QStringList &audioDevices, QStringList &videoDevices, bool screen)
{
    //優先用Qt自帶的方式獲取
    audioDevices << DeviceInfoHelper::getAudioDevices();
    videoDevices << DeviceInfoHelper::getVideoDevices();

    //這裏假設如果存在虛擬屏幕則假設虛擬聲卡
    if (!audioDevices.contains("virtual-audio-capturer") && videoDevices.contains("screen-capture-recorder")) {
        audioDevices << "virtual-audio-capturer";
    }

    //上面沒有獲取到則用ffmpeg內置函數再獲取
#ifdef ffmpegdevice
    FFmpegDevice::getInputDevices(false, audioDevices);
    FFmpegDevice::getInputDevices(true, videoDevices);
#endif

    //將屏幕信息加到後面
    if (screen) {
        videoDevices << DeviceInfoHelper::getScreenInfo();
    }
}
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