spydroid-ipcamera源码分析(五):H264视频流和Surface

H264Stream类

H264Stream类集成了VideoStream类,是编码视频流H264格式的具体实现类。

    /** 
     * Tests if streaming with the given configuration (bit rate, frame rate, resolution) is possible 
     * and determines the pps and sps. Should not be called by the UI thread.
     **/
    private MP4Config testH264() throws IllegalStateException, IOException {
        if (mMode != MODE_MEDIARECORDER_API) return testMediaCodecAPI();
        else return testMediaRecorderAPI();
    }

在configure()方法中会调用testH264()方法来判断是否支持H264编码格式,如果支持则获取到H264的PPS和SPS。

    @SuppressLint("NewApi")
    private MP4Config testMediaCodecAPI() throws RuntimeException, IOException {
        createCamera();
        updateCamera();
        try {
            if (mQuality.resX>=640) {
                // Using the MediaCodec API with the buffer method for high resolutions is too slow
                mMode = MODE_MEDIARECORDER_API;
            }
            EncoderDebugger debugger = EncoderDebugger.debug(mSettings, mQuality.resX, mQuality.resY);
            return new MP4Config(debugger.getB64SPS(), debugger.getB64PPS());
        } catch (Exception e) {
            // Fallback on the old streaming method using the MediaRecorder API
            Log.e(TAG,"Resolution not supported with the MediaCodec API, we fallback on the old streamign method.");
            mMode = MODE_MEDIARECORDER_API;
            return testH264();
        }
    }

testMediaCodecAPI()方法是在MediaCodec的情况下来获得PPS和SPS,主要是调用EncoderDebugger中的方法来处理,这里就不展开讨论了。这里要注意的是,当分辨率的宽大于640时,使用MediaCodec处理高分辨率视频流会很慢,所以这里自动切换成MediaRecorder来处理。

        try {
            
            mMediaRecorder = new MediaRecorder();
            mMediaRecorder.setCamera(mCamera);
            mMediaRecorder.setVideoSource(MediaRecorder.VideoSource.CAMERA);
            mMediaRecorder.setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.THREE_GPP);
            mMediaRecorder.setVideoEncoder(mVideoEncoder);
            mMediaRecorder.setPreviewDisplay(mSurfaceView.getHolder().getSurface());
            mMediaRecorder.setVideoSize(mRequestedQuality.resX,mRequestedQuality.resY);
            mMediaRecorder.setVideoFrameRate(mRequestedQuality.framerate);
            mMediaRecorder.setVideoEncodingBitRate((int)(mRequestedQuality.bitrate*0.8));
            mMediaRecorder.setOutputFile(TESTFILE);
            mMediaRecorder.setMaxDuration(3000);
            
            // We wait a little and stop recording
            mMediaRecorder.setOnInfoListener(new MediaRecorder.OnInfoListener() {
                public void onInfo(MediaRecorder mr, int what, int extra) {
                    Log.d(TAG,"MediaRecorder callback called !");
                    if (what==MediaRecorder.MEDIA_RECORDER_INFO_MAX_DURATION_REACHED) {
                        Log.d(TAG,"MediaRecorder: MAX_DURATION_REACHED");
                    } else if (what==MediaRecorder.MEDIA_RECORDER_INFO_MAX_FILESIZE_REACHED) {
                        Log.d(TAG,"MediaRecorder: MAX_FILESIZE_REACHED");
                    } else if (what==MediaRecorder.MEDIA_RECORDER_INFO_UNKNOWN) {
                        Log.d(TAG,"MediaRecorder: INFO_UNKNOWN");
                    } else {
                        Log.d(TAG,"WTF ?");
                    }
                    mLock.release();
                }
            });

            // Start recording
            mMediaRecorder.prepare();
            mMediaRecorder.start();

            if (mLock.tryAcquire(6,TimeUnit.SECONDS)) {
                Log.d(TAG,"MediaRecorder callback was called :)");
                Thread.sleep(400);
            } else {
                Log.d(TAG,"MediaRecorder callback was not called after 6 seconds... :(");
            }
        } catch (IOException e) {
            throw new ConfNotSupportedException(e.getMessage());
        } catch (RuntimeException e) {
            throw new ConfNotSupportedException(e.getMessage());
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            try {
                mMediaRecorder.stop();
            } catch (Exception e) {}
            mMediaRecorder.release();
            mMediaRecorder = null;
            lockCamera();
            if (!cameraOpen) destroyCamera();
            // Restore flash state
            mFlashEnabled = savedFlashState;
        }

        // Retrieve SPS & PPS & ProfileId with MP4Config
        MP4Config config = new MP4Config(TESTFILE);

上面截取的testMediaRecorderAPI()方法中的代码,使用MediaRecorder来获得PPS和SPS,其实就是使用MediaRecorder录制一点段视频文件,再有MP4Config从视频文件中分析出PPS和SPS信息。

H263Stream类中,只是用MediaRecorder进行编码,这里就不贴出代码了。

在VideoStream类中,要获得数据来源除了获得摄像头返回每一帧数据的方法以外,还有一种直接在Surface中获得数据的方式,这里我们简单介绍一下Surface作为编码数据源方式的流程:

    //截取createCamera()中的代码
    try {
        if (mMode == MODE_MEDIACODEC_API_2) {
            mSurfaceView.startGLThread();
            mCamera.setPreviewTexture(mSurfaceView.getSurfaceTexture());
        } else {
            mCamera.setPreviewDisplay(mSurfaceView.getHolder());
        }
    } catch (IOException e) {
        throw new InvalidSurfaceException("Invalid surface !");
    }
    //截取encodeWithMediaCodecMethod2()中的代码
    //这里就是将mSurfaceView中的surface作为数据源,来替代输入缓冲区
    Surface surface = mMediaCodec.createInputSurface();
    ((SurfaceView)mSurfaceView).addMediaCodecSurface(surface);
    mMediaCodec.start();
  1. 调用Camera的setPreviewTexture即把传过去的SurfaceTexture对象设置了输出载体。
  2. 执行startGLThread()方法后启动一个线程循环读取Surface中的数据(具体看SurfaceView代码)。
  3. addMediaCodecSurface()方法就是将MediaCodec创建的Surface对象与摄像头输出载体的Surface对象进行数据传输,这样MediaCodec的数据源就成了Surface,替代了原来的Buffer缓冲区。

SurfaceView类


    private SurfaceManager mViewSurfaceManager = null;
    private SurfaceManager mCodecSurfaceManager = null;
    private TextureManager mTextureManager = null;

    ...

    @Override
    public void run() {

        mViewSurfaceManager = new SurfaceManager(getHolder().getSurface());
        mViewSurfaceManager.makeCurrent();
        mTextureManager.createTexture().setOnFrameAvailableListener(this);

        mLock.release();

        try {
            long ts = 0, oldts = 0;
            while (mRunning) {
                synchronized (mSyncObject) {
                    mSyncObject.wait(2500);
                    if (mFrameAvailable) {
                        mFrameAvailable = false;

                        mViewSurfaceManager.makeCurrent();
                        mTextureManager.updateFrame();
                        mTextureManager.drawFrame();
                        mViewSurfaceManager.swapBuffer();
                        
                        if (mCodecSurfaceManager != null) {
                            mCodecSurfaceManager.makeCurrent();
                            mTextureManager.drawFrame();
                            oldts = ts;
                            ts = mTextureManager.getSurfaceTexture().getTimestamp();
                            //Log.d(TAG,"FPS: "+(1000000000/(ts-oldts)));
                            mCodecSurfaceManager.setPresentationTime(ts);
                            mCodecSurfaceManager.swapBuffer();
                        }
                        
                    } else {
                        Log.e(TAG,"No frame received !");
                    }
                }
            }
        } catch (InterruptedException ignore) {
        } finally {
            mViewSurfaceManager.release();
            mTextureManager.release();
        }
    }

循环读取摄像头输出载体Surface(mTextureManager)的数据,再把数据传输给MediaCodec的数据源Surface(mCodecSurfaceManager)。TextureManager类和SurfaceManager类主要是对OpenGl的操作,这里就不展开了。

到这里我们把视频流的采集(摄像头Camera的操作)、数据源(帧数据和Surface)、编码(MediaRecorder和MediaCodec)等整个流程全部了解了一遍。由于水平有限,对于视频原始数据的格式和OPENGL的内容没有做深入研究,只是一笔带过,有兴趣的读者请自行研究。

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