ffmpeg录屏并保存为MP4文件

1. 概述

本文将介绍如何利用FFMPEG对桌面进行截屏，并保存成MP4的格式。

2. 基本工作流程

初始化：利用函数avformat_network_init();​ 和avdevice_register_all();​完成FFMPEG的初始化，其中avformat_network_init()​完成网络库的全局初始化，avdevice_register_all()​用于注册输入/输出设备；

截屏设置：
​AVInputFormat *pInputFormat = av_find_input_format("gdigrab");​用于寻找的gdigrab输入设备。gdigrab是FFmpeg专门用于抓取Windows桌面图像的设备。
​avformat_open_input(&pInputFormatContext, "desktop", pInputFormat, &options);​用于打开指定的视频流。
​pInputFormatContext​：用户提供的指针，类型为AVFormatContext​，可以事先通过avformat_alloc_context()​进行分配。
​"desktop"​： 提供一个可打开的流。可以是本地文件，rtmp协议、rtp协议指定的流地址，这里为“desktop”，表示对整个桌面进行截屏。
​pInputFormat​：如果该值不为NULL，则会强制使用该值作为输入流格式，否则将会进行自动检测。在前面，程序前面已经分配AVInputFormat *pInputFormat = av_find_input_format("gdigrab");​
option​包含AVFormatContext​和demuxer​私有选项的字典。

获取编码器信息：该步骤主要为了打开相应的解码器，用于对截屏的数据进行解码；
该步骤从开始到结束主要涉及的函数如下
​avformat_find_stream_info(pInputFormatContext, 0);​获取码流信息。例如帧率、视频宽高等；

videoStreamIndex = av_find_best_stream(pInputFormatContext, AVMEDIA_TYPE_VIDEO, -1, -1, &pInputCodec, 0);获取对应的数据流索引；

​pInputCodec = avcodec_find_decoder(videoStream->codecpar->codec_id);​获取对应的编码器；

​ffret = avcodec_parameters_to_context(pInputCodecContex, videoStream->codecpar);​从videoStream​中拷贝编码器信息到pInputCodecContex​中；

​fret = avcodec_open2(pInputCodecContex, pInputCodec, nullptr);​打开相应的编码器；

设置输出的编码器：

​avformat_alloc_output_context2(&pOutputFormatContext, NULL, NULL, filename_out);​在编码前需要通过这个函数申请到一个AVFormatContext​

​p_outstream = avformat_new_stream(pOutputFormatContext, NULL);​ 为这个新申请到的AVFormatContext​分配一个新的stream

​pOutCodec = avcodec_find_encoder(codec_id);​查找一个编码器

​pOutCodecContext = avcodec_alloc_context3(pOutCodec);​配置编码器

以下是编码器的设置信息，从字面的上的意义不难理解，在这里不赘述

	pOutCodecContext->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV422P;
	//size
	pOutCodecContext->width = pInputCodecContex->width;
	pOutCodecContext->height = pInputCodecContex->height;
	//目标码率
	pOutCodecContext->bit_rate = 4000000;
	//每10帧插入一个I帧,I帧越小视频越小
	pOutCodecContext->gop_size = 10;
	//Optional Param B帧
	pOutCodecContext->max_b_frames = 1;  //设置B帧为0，则DTS与PTS一致
	pOutCodecContext->time_base.num = 1;
	pOutCodecContext->time_base.den = 25;
	pOutCodecContext->framerate.num = 25;
	pOutCodecContext->framerate.den = 1;

avcodec_open2(pOutCodecContext, pOutCodec, nullptr) 打开解码器

申请数据内存及初始化尺度变换影
申请数据内存代码如下

	pFrame = av_frame_alloc();
	pFrameYUV = av_frame_alloc();//为转换来申请一帧的内存(把原始帧->YUV)

	pFrameYUV->format = AV_PIX_FMT_YUV422P;
	pFrameYUV->width = pInputCodecContex->width;
	pFrameYUV->height = pInputCodecContex->height;

	pFrame->format = pInputCodecContex->pix_fmt;
	pFrame->width = pInputCodecContex->width;
	pFrame->height = pInputCodecContex->height;
	if (av_frame_get_buffer(pFrame, 1) < 0) {
		qDebug() << "Failed: av_frame_get_buffer." << endl;
		return false;
	}

	uint8_t* out_buffer = (uint8_t*)av_malloc(av_image_get_buffer_size(AV_PIX_FMT_YUV422P, pInputCodecContex->width, pInputCodecContex->height, 1));

	if (av_image_fill_arrays(pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize, out_buffer, AV_PIX_FMT_YUV422P, pInputCodecContex->width, pInputCodecContex->height, 1) < 0) {
		qDebug() << "Failed: av_image_fill_arrays\n" << endl;
		return false;
	}

其中pFrame​是用于存放截屏后解码出来的数据，pFrameYUV​用于存储pFrame​经尺度变换后的原始数据；

​av_frame_get_buffer​用于获取存储空间；

​av_image_fill_arrays​用于将pFrameYUV​和申请到的内存进行关联；

​img_convert_ctx = sws_getContext(pInputCodecContex->width, pInputCodecContex->height, pInputCodecContex->pix_fmt, pInputCodecContex->width, pInputCodecContex->height, AV_PIX_FMT_YUV422P, SWS_BICUBIC, NULL, NULL, NULL);​用于定义获取视频和存储视频的尺寸变换关系，并返回结构件img_convert_ctx​。
到这里，关于输入视频及其解码器，输出视频及其编码器，还有两者相关联的尺寸变换关系，内存空间都已经设置完成，实现真正实现视频的获取及保存。

视频获取及保存

​av_read_frame(pInputFormatContext, packet)​从输入流中获取视频，并保存到packet​中。

​avcodec_send_packet(pInputCodecContex, packet);​，avcodec_receive_frame(pInputCodecContex, pFrame);​利用这两个函数，实现数据解码，解码的结果保存在pFrame​中。

​sws_scale(img_convert_ctx, (const unsigned char* const*)pFrame->data, pFrame->linesize, 0, pInputCodecContex->height, pFrameYUV->data, pFrameYUV->linesize);​对视频数据进行尺度变换，并将结果保存在pFrameYUV​中。

​avcodec_send_frame(pOutCodecContext, pFrameYUV)​，avcodec_receive_packet(pOutCodecContext, pkt)​，这两个函数实现数据的重新编码，编码后的数据保存在pkt中。

​ffret = avformat_write_header(pOutputFormatContext, NULL);​，ret = av_interleaved_write_frame(pOutputFormatContext, pkt);​，av_write_trailer(pOutputFormatContext);​三个函数实现视频数据的保存。

至此，视频数据完成了保存。程序结束时，再将申请的资源进行释放即完成全部工作。

3. 结束

本文的完整代码可以从这里下载。

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