linux下的tv播放器.txt

linux下的tv播放器

 今天就对我实现的linux下的tv播放器进行一个阶段性的总结吧，目前我的这个tv测试程序已经能够实现流畅播放电视，在更改视频帧缓冲设置的情况下录制效果也还不错，并且实现了频道调整和电视频道回放的功能；另外，底层电视库中也增加了亮度、对比度、饱和度、色调调整的代码，以便将来在上层GUI界面中添加对应的设置功能；

这次我先比较详细的说明电视播放和录制的原理和关键代码的实现，两个部分就不拆开了，算作是晚交文章的一个惩罚吧，录制部分就算作是补偿的那一篇啦。
要想弄清楚电视播放和录制的原理，首先得搞清楚电视播放和录制时，数据帧流的流向和数据的存储是如何完成的。
下面我就先介绍一下电视播放时视频帧流的流向：
从视频设备/dev/video采集到得视频数据帧
－－>
送到buffer存储
－－>
1、（经过YUV420P到RGB32得转换）显示；
2、如果是录制状态，则对视频帧进行压缩，准备存储；同时要从音频设备中/dev/dsp中读取音频数据，我这里采用得是压缩存储，则需要经过mp3压缩，准备存储；
－－>
1、显示部分，RGB32格式得视频帧可以直接使用QT得函数进行显示，如果你是采用SDL进行显示，那前面得RGB32格式转换都可以省略了，SDL可以直接显示YUV格式得视频帧；
2、录制状态中，在选定存储得文件格式（比如AVI）后，就进行音频和视频得数据存储了；
电视的播放和录制我想到这里你会有一个大概的数据流的概念了，这样，在以后的编码中就是以此数据流为基础，充分利用计算机的各种已有东西，进行编码实现这种理念；
下面我开始结合具体代码和文件结构进行详细说明：
首先分析几个技术难点，对于视频帧的采集、显示、压缩存储，在录制状态下这几样是同时进行的，这种并行计算在计算机中可以采用线程来实现，（由于进程消耗资源比较大，不可取），这样加上主GUI线程，在录制状态下，同时会有四个线程在运行；
其次，对 于数据帧的存储，我这里采用的方法是使用一个内存视频帧缓冲循环队列，视频帧的显示和录制都是从这个队列当中读取视频帧，而采集视频帧的线程则是将视频帧 写入这个队列中；当然了，这期间需要注意的是尽量使用指针而避免采用大量的内存拷贝操作，以便提高性能；至于具体如何操作，后面会进行详述；
最后，在视频进行全屏的实现过程中，至少要经过三个步骤－－对视频帧进行全屏大小的转换，进行YUV到RGB32的格式转换，最后进行GUI界面刷屏显示；这三个步骤中前两步是比较耗资源的，我现在实现的tv测试程序，仍然不能够很好的解决电视在进行全屏播放的视频帧刷新缓慢问题，这也是当前的一个突出的难点；
有关这个问题的解决方案，我目前是打算参考mplayer的实现全屏的方法，只是mplayer全屏实现代码太散，目前还没有找到；
好，下面我先说说我的测试程序的文件夹结构，整个程序包括以下几个文件夹－－bin、common、doc、gui、hdware、interface、image，最主要的是gui、hdware和interface三个文件夹中的东西，顾名思义，gui主要包含了和界面显示以及tv视频帧显示的代码部分，而hdware则是与硬件相关比较紧密的部分，我在这里放了电视的底层实现库，interface则是gui和hdware之间的接口部分，主要是线程的C++实现和缓冲类以及需要的几个线程类的代码；
文件结构如下图所示：

// ------------------------------------------------

# ls gui

Qtgui // 之所以有这个qt的gui文件夹，是因为以后可能还需要写其他界面的界面部分，所以这里留出扩展的余地，以方便将来进行扩展；

# find gui/qtgui

gui/qtgui/

gui/qtgui/mainwindow.cpp // 主窗口类文件；

gui/qtgui/mainwindow.h

gui/qtgui/mainwindow.moc

gui/qtgui/tvwindow.moc // 显示tv的窗口类；

gui/qtgui/tvwindow.cpp

gui/qtgui/tvwindow.h

gui/qtgui/mainwindow.o

gui/qtgui/tvwindow.o

gui/qtgui/main.cpp // 主函数；

gui/qtgui/Makefile

gui/qtgui/qttv.o

gui/qtgui/qtwindow.a // 打包成库；

// ------------------------------------------------

# ls hdware

video

# ls hdware/video/tv

hdware/video/tv/

hdware/video/tv/tv.bak.c

hdware/video/tv/tv.c // tv底层实现库；

hdware/video/tv/tv.h

hdware/video/tv/tv.o

hdware/video/tv/Makefile

hdware/video/tv/tv.a // 打包成库；方便以后将这部分单独拿出来独立成库；

// ------------------------------------------------

# find interface

interface/

interface/thread

interface/thread/Makefile

interface/thread/mthread.cpp // 一个C++封装的线程类，使用方法类似java中的线程类；

interface/thread/mthread.o

interface/thread/thread.a // 打包成库；

interface/thread/mthread.h

interface/Makefile

interface/tvgrabthread.cpp // 从mthread类继承，实现采集视频功能；

interface/tvgrabthread.h

interface/tvgrabthread.o

interface/tvrecordthread.o

interface/tvrecordthread.cpp // 从mthread类继承，实现录制视频功能；

interface/tvrecordthread.h

interface/tvthread.a // 打包成库；

interface/buffer

interface/buffer/videobuffer.o

interface/buffer/videobuffer.h

interface/buffer/Makefile

interface/buffer/buffer.a // 打包成库；

interface/buffer/videobuffer.cpp // 视频帧缓冲类；

其实看了这些，我想你对具体那一部分是做什么的，以及如何编写已经有了大概的认识了，下面我会对一些关键点进行具体的说明；

一共两个关键点－－播放和录制；

具体涉及到的技术点一共有四个，分别是：采集视频帧线程、显示视频帧线程、录制视频帧线程、视频帧缓冲队列；
下面我就分别针对这几个技术关键点进行详细说明；

电视播放－－

采集视频帧线程

视频帧采集采用线程实现的原因是为了能够提高GUI界面的响应速度，这一点我想大家都是毋庸置疑的。
详细描述：
此线程主要完成从Linux下视频设备/dev/video中读取视频帧，并将其保存在视频帧队列中（详情请看下一条说明）；本线程是继承自一个线程类， 这个线程类是自己编写的，特性和使用方法都可以参考java中的线程类；因此，本线程最关键的地方也就是重新实现线程的run方法，这里我将run中关键 代码贴出来，并把加上详细注释；
Void LtvGrabThread::run(){
    //
AVFrame *pf_frameYUV420P = NULL;
    // Allocate video frame
    pm_frame = avcodec_alloc_frame();
    pm_frame_YUV420P = pm_frame;
    // Read frames
    while ( m_tv_playing_flag ){
        // while tv is playing, read one frame from packets;
        if ( av_read_frame (pm_format_context, &f_packet) < 0 ){
            continue;
        }
        // Is this a packet from the video stream?
        if (f_packet.stream_index == m_video_stream)
        {
            // Decode video frame
            avcodec_decode_video (pm_codec_context, pm_frame,