FFmpeg Basics学习笔记（1）ffmpeg基础

1 FFmpeg的由来

FFmpeg缩写中，FF指的是Fast Forward，mpeg是 Moving Pictures Experts Group的缩写。官网：ffmpeg.org

编译好的可执行程序也可以从官网上下载。当然你也可以自己搭建编译环境编译。

2 FFmpeg命令行工具

主要包括：

ffmpeg 快速的音频、视频编码器/解码器
ffplay 多媒体播放器
ffprobe 多媒体文件特征解析

同时FFmpeg编译之后包含libavcodec、libavformat、libavdevice、libavfilter、libavutil、libpostproc、libswresample、libswscale。

3 ffmpeg命令行格式

ffmpeg.exe [global options] [input file options] -i input_file [output file options] output_files
[]表示可选的参数

4 ffplay命令行格式

ffplay和ffmpeg命令行参数一致，只是ffplay没有输出相关的参数。
比如： ffmpeg -i input_file ... test_options ... output_files
使用ffplay可以直接预览
ffplay -i input_file ... test_options

5 ffmpeg中数值前缀或后缀语法

ffmpeg中表示数字可以使用K、M、G形式的后缀，分别表示千、兆、吉；默认是10进制的，可以使用后缀B表示以2为单位的KB、MB、GB等。比如在设置转码率的时候可以使用下面几种形式表示视频编码码率为1.5Mb：

ffmpeg -i input.avi -b:v 1500000 output.mp4

ffmpeg -i input.avi -b:v 1500K output.mp4

ffmpeg -i input.avi -b:v 1.5M output.mp4

ffmpeg -i input.avi -b:v 0.015G output.mp4

设置转码码率为10MB，形式如下：

ffmpeg -i input.mpg -b:v 10MB output.mp4

7 ffmpeg转码及filter

ffmpeg转码的基本逻辑是如下图所示：

 _______              ______________
|       |            |              |
| input |  demuxer   | encoded data |   decoder
| file  | ---------> | packets      | -----+
|_______|            |______________|      |
                                           v
                                       _________
                                      |         |
                                      | decoded |
                                      | frames  |
                                      |_________|
 ________             ______________       |
|        |           |              |      |
| output | <-------- | encoded data | <----+
| file   |   muxer   | packets      |   encoder
|________|           |______________|

ffmpeg从输入文件（input_file）中通过解复用器（demuxer，包含在libavformat库中）读取到压缩之后的编码数据（encoded data）；压缩的数据通过解码器（decoder）的解码，还原为原始的数据（decoded frame，音频PCM、视频YUV），这些数据可作为filter的输入；原始音视频数据通常可以直接传递给编码器（encoder），输出编码后的数据（encoded packet，重新编码），这个过程也可以省略；通过复用器（muxer）的处理输出指定的封装格式。

这里提到filter的概念，在ffmpeg的转码过程中filter是最复杂的。多个filter可以构成filterchain，使用逗号分隔；多个filterchain可以构成filtergraph，用分号分隔。filtergraph分为简单和复杂两种。简单的filtergraph通常是可以线形顺序描述的filtergraph，比如下图：

 _______        _____________        _______        ________
|       |      |             |      |       |      |        |
| input | ---> | deinterlace | ---> | scale | ---> | output |
|_______|      |_____________|      |_______|      |________|

复杂的filtergraph通常是具有多个输入输出文件，并有多条执行路径。比如下面的例子，

 _________
|         |
| input 0 |\                    __________
|_________| \                  |          |
             \   _________    /| output 0 |
              \ |         |  / |__________|
 _________     \| complex | /
|         |     |         |/
| input 1 |---->| filter  |\
|_________|     |         | \   __________
               /| graph   |  \ |          |
              / |         |   \| output 1 |
 _________   /  |_________|    |__________|
|         | /
| input 2 |/
|_________|

filter在实际使用中语法如下：（注意区分，前面是输出标签，后面是输出标签）

[in_label1][in_label2][...] filter_name=parameters [out_label1][out_label2][...]

举例说明下，先看下面语法：
ffplay -i i.mpg -vf split[a][b];[a]pad=2*iw[A];[b]hqdn3d[B];[A][B]overlay=w

最终的filter是这样的：

　　[a]　　[a]pad=2*iw[A]　　[A]

split　　　　　　　　　　　　　　　　overlay=w

　　[b]　　[b]hqdn3d[B]　　　 [B]

（后续部分内容会介绍不同的filter语法）

8 Lavfi virtual device

-f表示使用filter，而lavfi是libavfilter virtual input device的别名。其支持的命令行格式如下：

-f lavfi [-graph [-graph_file]]

-graph是作为输入的filtergraph，graph_file表示filtergraph文件的。

比如下面输入显示SMPTE测试图：

ffplay -f lavfi -i smptebars

9 颜色的表示方法

固定的名字（可以查看颜色表），比如red、blue；
十六进制的颜色描述0xRRGGBB[@AA]，注意透明度A必须是浮点数，范围[0.0,1.0]或者十六进制描述（0x前缀）；
#RRGGBB@AA，网页中描述颜色的格式，AA使用十六进制；
random，系统随机计算一个颜色；

可以用下面语句验证下颜色的描述：

ffplay -f lavfi -i color=c=0xff0000@0.5

ffplay -f lavfi -i color=c=blue

ffplay -f lavfi -i color=c=#0000ff@0x80

ffplay -f lavfi -i color=c=random

10 ffmpeg帮助文档查询

ffmpeg.exe支持以下命令后缀 -h、-h long、-h topic
ffmpeg -h decoder=decoder_name
ffmpeg -h encoder=encoder_name

支持的码流filter -bsfs
可用的编解码器 -codecs
可用的解码器 -decoders
可用解码器 -encoders
可用filter -filters
支持的音视频格式（后缀或文件格式） -formats
支持的音频声道layout -layouts
支持的像素格式 -pix_fmts
支持的协议类型 -protocols
支持的音频数字化精度 -sample_fmts

附加说明

本部分内容主要涉及《Ffmpeg Basic》的前两章，建议认真阅读下，这将是后续学习和扩展的基础，不需要全部搞明白，但是需要理解ffmpeg基本的转码、和libavfilter的工作原理。
至于ffmpeg的帮助文档，在需要的时候知道哪里可以找到，可以参考什么就可以了。

参考：http://ffmpeg.org/ffmpeg-filters.html#Filtering-Introduction