FFmpeg是一套可以用来记录、转换数字音频、视频,并能将其转化为流的开源计算机程序。它提供了录制、转换以及流化音视频的完整解决方案。同时,FFmpeg是一套跨平台的方案,所以我们可以在iOS开发中使用它来进行一些视频与GIF的开发。

接下来,我们从编译FFmpeg开始,到使用FFmpeg,再到使用中的一些注意事项进行总结。

一、编译FFMpeg

在这个过程中,我们需要以下几个资源:

1.gas-preprocessor

2.yasm

3.FFmpeg-iOS-build-script

1.gas-preprocessor

gas-preprocessor 其实就是我们要编译FFmpeg所需的脚本文件。

1).下载并解压

2).将 gas-preprocessor.pl 文件复制到 /usr/sbin/ 目录下,如果该目录无法修改,那么可将文件复制到 /usr/local/bin/ 目录下。

3).为 gas-preprocessor.pl 文件开启可执行权限,在终端中进行如下命令:

chmod 777 /usr/sbin/gas-preprocessor.pl

chmod 777 /usr/local/bin/gas-preprocessor.pl

2.yasm

yasm 是一个完全重写的 NASM 汇编。目前,它支持 x86 和 AMD64 指令集,接受 NASM 和气体汇编语法,产出二进制,ELF32,ELF64,COFF,Mach-O 的(32和64),RDOFF2的 Win32 和 Win64 对象的格式,并生成 STABS 调试信息的来源,DWARF 2 ,CodeView 8格式。

MAC上可以使用homebrew来安装:

brew install yasm

3.FFMpeg-iOS-build-script

在build-ffmpeg.sh这个文件中,我们可以对要进行编译的FFmpeg进行一系列的设置。

1).设置FFmpeg的版本

FF_VERSION="3.4.2"

2).设置所要支持的架构,查找到 ARCHS 关键字

ARCHS="arm64 armv7"

3).设置所需要的FFmpeg功能配置 
该设置可在 CONFIGURE_FLAGS= 中进行,通过禁用一些不必要的功能,可以有效地减小最终库文件的大小,格式如下:

禁用交叉编译:

--disable-cross-compile

支持交叉编译:

--enable-cross-compile

4).确保该脚本所在路径中不包含有空格

5).需要为该脚本所在文件夹赋予权限
chmod 777 /Users/mdm/Desktop/ffmpeg

6).进入脚本所在文件夹目录,执行脚本
./build-ffmpeg.sh

此过程可能会出现各种问题,大多数问题可以通过前往执行脚本过程中生成的 scratch 文件夹下的 config.log 中查看对应原因。

另外,如果遇到

xcrun -sdk iphoneos clang is unable to create an executable file.
C compiler test failed.

这是由于系统安装了多个Xcode环境或者没有选定指定的Xcode环境所致,可使用下面方法选定一个Xcode环境来解决问题:

sudo xcode-select -s /Applications/Xcode.app

7).脚本执行完毕,生成所需文件

ffmpeg-3.3.6 FFmpeg源文件

scratch 编译过程中生成的文件

thin 对应各个架构下的库文件

FFmpeg-iOS 合并各个架构之后的库文件

 

三.集成FFmpeg命令行功能

我们在使用ffmpeg时,可以直接使用该功能,通过设置命令参数,从而避免编写大量c语言代码来调用ffmpeg库。

1.找到如下文件放入同一个文件夹下,并拷贝至工程目录中:

1).从 ffmpeg-3.3.6 中找到以下文件:

ffmpeg.h

ffmpeg.c

cmdutils.h

cmdutils.c

ffmpeg_filter.c

ffmpeg_opt.c

cmdutils_common_opts.h

2).从 scratch 文件夹下随便一个架构文件夹中找到如下文件:

config.h

2.修改文件

1).前往 cmdutils.c 文件中,注释以下内容:

#include "compat/va_copy.h"
#include "libavdevice/avdevice.h"
#include "libavresample/avresample.h"
#include "libpostproc/postprocess.h"
#include "libavutil/libm.h"
PRINT_LIB_INFO(avdevice, AVDEVICE, flags, level);
PRINT_LIB_INFO(avresample, AVRESAMPLE, flags, level);
PRINT_LIB_INFO(postproc, POSTPROC, flags, level);

2).前往 ffmpeg_filter.c 文件中,注释以下内容:
#include "libavresample/avresample.h"

3).前往 ffmpeg.c 文件中,注释以下内容:

#include "libavdevice/avdevice.h"
#include "libavutil/internal.h"
#include "libavutil/libm.h"
#include "libavformat/os_support.h" ff_dlog(NULL, "force_key_frame: n:%f n_forced:%f prev_forced_n:%f t:%f prev_forced_t:%f -> res:%f\n", ost->forced_keyframes_expr_const_values[FKF_N], ost->forced_keyframes_expr_const_values[FKF_N_FORCED], ost->forced_keyframes_expr_const_values[FKF_PREV_FORCED_N], ost->forced_keyframes_expr_const_values[FKF_T], ost->forced_keyframes_expr_const_values[FKF_PREV_FORCED_T], res); 
同时,将 ffmpeg-3.3.6/libavcodec/mathops.h 和 ffmpeg-3.3.6/libavutil/reverse.h 两个文件复制至项目对应位置

4).前往 ffmpeg_opt.c 文件中,注释掉以下内容:

{ "videotoolbox_pixfmt", HAS_ARG | OPT_STRING | OPT_EXPERT, { &videotoolbox_pixfmt}, "" },
{ "vda", videotoolbox_init, HWACCEL_VDA, AV_PIX_FMT_VDA },
{ "videotoolbox", videotoolbox_init, HWACCEL_VIDEOTOOLBOX, AV_PIX_FMT_VIDEOTOOLBOX },

5).前往 ffmpeg.h 文件下增加函数声明:

int ffmpeg_main(int argc, char **argv);

6).修改 ffmpeg.c 文件中

int main(int argc, char **argv)
改为
int ffmpeg_main(int argc, char **argv)

7).修改 ffmpeg.c 文件中
#include "libavutil/time.h" 为 #include "libavutil/ffmpegtime.h"

同时修改 FFmpeg-iOS/include/libavutil/time.h 为 ffmpegtime.h

8).修改执行一次 ffmpeg_main 方法后 App 退出问题 
前往 cmdutils.h 中,将

void exit_program(int ret) av_noreturn; 
方法声明为
int exit_program(int ret);
并前往 cmdutils.c 中,将对应实现改为:
int exit_program(int ret) {
  if (program_exit)
   program_exit(ret);
  // exit(ret);
  return ret; }

9).修改多次调用 ffmpeg_main 时,访问空指针的问题 
前往 ffmpeg.c 中,在 ffmpeg_cleanup 方法中,增加处理。


term_exit();
之前 增加
 nb_filtergraphs = ;
nb_output_files = ;
nb_output_streams = ;
nb_input_files = ;
nb_input_streams = ;

四.使用ffmpeg

至此,我们已经集成了 ffmpeg 和 ffmpeg 的命令行工具,接下来我们就可以使用命令行来调起ffmpeg了。

使用ffmpeg命令行的大致格式如下:

ffmpeg [global_options] {[input_file_options] -i input_url} ... {[output_file_options] output_url}



对应于 ffmpeg 工具中,就是如下格式: 

当然需要导入 #import "ffmpeg.h"

int result = ;
int argc = ;
int i = ;
char **arguments = calloc(argc, sizeof(char *));
if(arguments != NULL) {
arguments[i++] = "ffmpeg";
arguments[i++] = "-r";
arguments[i++] = (char *)[fps UTF8String];
arguments[i++] = "-i";
arguments[i++] = (char *)[gifPath UTF8String];
arguments[i++] = "-i";
arguments[i++] = (char *)[globalPalettePath UTF8String];
arguments[i++] = "-lavfi";
arguments[i++] = "paletteuse";
arguments[i++] = "-s";
arguments[i++] = (char *)[[NSString stringWithFormat:@"%dx%d", (int)size.width, (int)size.height] UTF8String];
arguments[i++] = "-t";
arguments[i++] = (char *)[[self p_formatFloat:[gifInfo[kFFmpegToolGifDuration] floatValue]] UTF8String];
arguments[i++] = "-r";
arguments[i++] = "";
arguments[i++] = "-b:v";
arguments[i++] = "1024k";
arguments[i++] = "-y";
arguments[i++] = (char *)[resizeGifPath UTF8String]; result = ffmpeg_main(argc, arguments);
free(arguments);
}

其中,一些常见的参数配置如下:

-f 强制指定编码格式

-i 输出源

-t 指定输入输出时长

-r 指定帧率,即1S内的帧数

-threads 指定线程数

-c:v 指定视频的编码格式

-ss 指定持续时长

-b:v 指定比特率

-s 指定分辨率

-y 覆盖输出

-filter 指定过滤器

-vf 指定视频过滤器

-an 指定去除对音频的影响

五.常见的命令及注意事项

1.GIF转为同等长度视频

ffmpeg -t 3.0 -i /Users/mdm/Desktop/water.gif -t 3.0 -b:v 1024k -y /User/mdm/Desktop/water.mp4

1).如果需要添加水印,可以增加 -vf 过滤器

ffmpeg -t 3.0 -i /Users/mdm/Desktop/water.gif -vf movie=/Users/mdm/Desktop/mark.png[watermark];[in][watermark]overlay=:[out] -t 3.0 -b:v 1024k -y /User/mdm/Desktop/water.mp4

其中 overlay 指定水印图片所处的位置

2).如果需要指定输出的分辨率,可为输出指定 -s 参数,若不指定,则默认输出为输入源同等大小分辨率

ffmpeg -t 3.0 -i /Users/mdm/Desktop/water.gif -s 480x480 -t 3.0 -b:v 1024k -y /User/mdm/Desktop/water.mp4

注意:-s之后的参数需指定为整数

2.将一组照片生成为视频

ffmpeg -r  -threads  -c:v png -i /Users/mdm/Desktop/resources/image%d.png -t 3.0 -b:v 1024k -y /Users/mdm/Desktop/water.mp4

注意:

  • 该方法指定的是一个文件夹下的图片路径,ffmpeg是支持正则判断的,所以该路径下的图片命名需要满足 image%d.png 格式。
  • 该方法需指定输入的编码格式,即 -c:v png ,所以读取目录下的所有图片必须为 png 格式。

1).如果输入的图片尺寸不一致,那么所有的图片都会从左上角开始绘制,如果需要居中展示,可以进行输出的边界设置,提前指定一个输出尺寸:

ffmpeg -r  -threads  -c:v png -i /Users/mdm/Desktop/resources/image%d.png -filter scale=::force_original_aspect_ratio=decrease, pad=::(-in_w)/:(-in_h)/:white -t 3.0 -b:v 1024k -y /Users/mdm/Desktop/water.mp4

其中scale指定绘制画布大小,pad格式为pad=w:h:x:y:color,其中可以使用in_w,in_h表示输入宽高,color指定边界颜色。

3.对视频进行调速

ffmpeg -t 3.0 -i /Users/mdm/Desktop/water.mp4 -an -r  -filter:v setpts=0.5*PTS -t 6.0 -b:v 1024k -y /Users/mdm/Desktop/newWater.mp4

注意:

  • 该方法中,假设调为x倍速,则setpts=1.0 / x*PTS。
  • 该调速方法,最多支持在[0.25, 4]区间内调整。

4.根据视频生成GIF

ffmpeg -i /Users/mdm/Desktop/water.mp4 -f gif -r  -t 3.0 -b:v 1024k -y /Users/mdm/Desktop/water.gif

该方法可以将视频转换为GIF输出,但是在输出之后,发现GIF的图像质量不是很高。这是由于ffmpeg默认使用一个通用的全局调色板来覆盖所有的颜色区域,以此来支持含有大量内容的文件,所以生成的GIF图像质量不是很高。我们可以为视频提供一个特有的全局调色板,这样该视频转换出的GIF图像就有了特定的图片内容支持,从而可以提高图像质量。

ffmpeg -i /Users/mdm/Desktop/water.mp4 -i /Users/mdm/Desktop/waterGlobalPalette.png -lavfi paletteuse=dither=sierra2:diff_mode=rectangle -f gif -r  -t 3.0 -b:v 1024k -y /Users/mdm/Desktop/water.gif

通过制定一个输入源为全局调色板,进而来提高输出GIF图像质量。 
全局调色板生成请看下一条。

5.输出特定全局调色板

ffmpeg -i /Users/mdm/Desktop/water.mp4 -vf palettegen -vframes  -y /Users/mdm/Desktop/globalPalette.png

6.缩放GIF

ffmpeg -i /Users/mdm/Desktop/water.gif -i /Users/mdm/Desktop/globalPalette.png -lavfi paletteuse -s 480x480 -t 3.0 -y /Users/mdm/Desktop/newWater.gif

注意:

  • 在指定新的尺寸时,新尺寸不能大于输入源旧尺寸。

7.裁剪GIF

ffmpeg -t 3.0 -i /Users/mdm/Desktop/water.png -vf crop=w=:h=:x=:y= -t 3.0 -y /Users/mdm/Desktop/newWater.png

注意:

  • crop参数有以下几个可选值:输入宽 iw,输入高 ih,输出宽 ow,输出高 oh。
  • crop参数的x,y默认值为:x = (iw - ow) / 2.0;y = (ih - oh) / 2.0;
  • 在裁剪命令中,crop的参数需满足 w + x 不大于输入源宽度, h + y 不大于输入源高度。
  • 该命令需要有 crop filter 的支持,所以在FFmpeg的功能配置中,不能有 –disable-filter=crop的出现。

六.其他注意事项

  • ffmpeg 是需要对实体文件进行处理的,所以无论是输入源还是输出源,都必须对应实体文件,同时在 ffmpeg 的命令中,需指定路径。对于输出源来说,如果不指定 -y,即覆盖输出,那么如果输出源文件已经存在,ffmpeg 命令会执行失败。
  • ffmpeg 命令需要阻塞线程来处理,所以为了避免主线程的阻塞,建议放入子线程进行处理。
  • ffmpeg 的输入和输出需要知道明确的编码格式:输入编码可以通过解码来获取到,但是输入编码如果指定的话,就必须与实体文件编码一致,否则解码会出错;输出源同样需要指定编码格式,如果没有明确指定输出的编码格式,那么需要在输出路径中指定后缀,否则会出现编码出错。
  • 如果需要对 GIF 进行调速的话,直接通过指定 GIF 的 -r 来生成新的 GIF 是不合适的,因为 GIF 的帧间隔可以不一致,而通过设置 -r,就将所有帧间隔设置为一致,这样生成的效果与理想效果不一致。可通过将 GIF 转为视频,然后调整视频的速度生成新的视频,进而再生成新 GIF 来达到目的。
  • 由于 ffmpeg 的命令行工具中,有许多参数为全局变量,所以为了保证使用的正确,我们需要保证在一个时间点,只有一次 ffmpeg_main() 方法的调用。
  • 在使用全局调色板的时候,需要注意与水印的搭配处理。如果全局调色板是在添加水印之前就已经生成,那么添加水印之后,使用该全局调色板生成 GIF,水印会被全局调色板校正,从而在 GIF 上显示不出来。
https://blog.csdn.net/TuGeLe/article/details/80656262
https://www.oschina.net/translate/high-quality-gif-with-ffmpeg
http://ffmpeg.org/documentation.html
												

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