直接Stream Video到GPU Texture 内存

在某些场合需要快速的将Video Frame stream到GPU texture, 比如要使用GPU渲染从相机过来的帧数据。这时候就可以将数据直接写入pixel unpack buffer object.


Pixel unpack buffer object

OpenGL 支持几种buffer objects, 其中用的最多的大概就是vertex buffer object (VBO) 用来存储顶点相关数据。 创建和绑定buffer object的函数:

void glGenBuffers(GLsizei n, GLuint *buffers);
void glBindBuffer(GLenum target, GLuint buffer);
  • target: 可以是以下任一个,
    • GL_ARRAY_BUFFER
    • GL_ELEMENT_ARRAY_BUFFER
    • GL_COPY_READ_BUFFER
    • GL_COPY_WRITE_BUFFER
    • GL_PIXEL_PACK_BUFFER
    • GL_PIXEL_UNPACK_BUFFER
    • GL_TRANSFORM_FEEDBACK_BUFFER
    • GL_UNIFORM_BUFFER

在绑定buffer object之后,下一步就是分配GPU存储空间了:

void glBu
<think>好的,我现在需要帮助用户在QT中使用FFmpeg实现GPU解码和GPU加速读取视频流。首先,我得回忆一下FFmpeg的硬件加速相关知识。用户之前提到了几篇引用,特别是引用[1]和引用[3],这些可能涉及软解码和RTSP流的处理,但用户现在需要的是GPU硬解。 首先,我得确定FFmpeg支持的硬件解码方法。常见的如CUDA(NVIDIA)、VAAPI(Intel)、DXVA2(Windows)等。用户可能使用的是哪种GPU?假设是NVIDIA的,那么可能需要使用CUDA或者NVDEC。不过FFmpeg中的硬件解码通常通过特定的解码器(如h264_cuvid)和硬件设备上下文来实现。 接下来,步骤应该包括初始化FFmpeg、打开输入文件或流、寻找视频流、创建硬件解码器实例、设置硬件设备上下文、解码帧,然后将数据从GPU传输到CPU进行后续处理或显示。不过用户可能希望直接GPU上处理,减少CPU负担,所以需要考虑零拷贝或者GPU内存直接访问。 在QT中显示的话,可能需要将解码后的帧从GPU内存映射到OpenGL或Vulkan纹理,这涉及到GPUGPU的传输,避免CPU复制。例如,使用OpenGL的像素缓冲区对象(PBO)或者CUDA-OpenGL互操作性。 不过具体的实现步骤可能如下: 1. 检查FFmpeg编译时是否启用了所需的硬件加速模块。例如,编译时加入--enable-cuda --enable-nvenc等选项。 2. 打开输入流,使用avformat_open_input和avformat_find_stream_info。 3. 查找视频流,确定流的编解码器ID,比如H.264。 4. 创建硬件解码器,例如使用AVCodec *decoder = avcodec_find_decoder_by_name("h264_cuvid"); 或者其他适合的硬件解码器。 5. 设置硬件设备上下文。可能需要创建AVBufferRef设备上下文,使用av_hwdevice_ctx_create,指定设备类型如AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA。 6. 配置解码器上下文的hw_device_ctx,将设备上下文关联到解码器上下文。 7. 打开解码器,avcodec_open2。 8. 在解码循环中,读取数据包,发送到解码器(avcodec_send_packet),接收帧(avcodec_receive_frame)。此时,解码后的帧可能存储在GPU内存中,AVFrame的format字段会是硬件像素格式,比如AV_PIX_FMT_CUDA。 9. 如果需要处理或显示帧,需要将帧从GPU内存传输到CPU内存,可以使用av_hwframe_transfer_data,但这样会引入CPU拷贝。为了加速,可能需要直接GPU上处理,比如使用OpenGL或CUDA进行后续渲染。 对于QT中的显示,如果使用QOpenGLWidget,可能需要将GPU中的图像数据转换为OpenGL纹理。例如,使用CUDA和OpenGL的互操作,注册OpenGL纹理作为CUDA资源,然后直接操作,避免内存拷贝。 此外,需要注意不同平台和GPU厂商的差异,比如在Windows上可能使用D3D11VA,Linux上用VAAPI或VDPAU,而NVIDIA卡则用CUDA相关的方法。 用户可能还需要配置FFmpeg的硬件设备参数,比如指定GPU设备索引,或者在多GPU情况下选择正确的设备。 可能遇到的问题包括:硬件解码器未正确初始化、帧格式不支持、内存映射失败等。需要确保FFmpeg版本支持所需的硬件解码,并且在编译时启用了相关选项。 总结步骤: - 初始化硬件设备上下文。 - 配置解码器使用硬件加速。 - 解码视频流,得到GPU内存中的帧。 - 在QT中通过OpenGL或其它GPU加速方式显示帧,避免CPU拷贝。 现在需要将这些步骤具体化,给出代码示例,并注意QT和FFmpeg的结合部分,比如如何将解码后的帧传递给QT的界面进行渲染。同时,需要引用用户提供的参考资料,比如引用[1]中提到的GPU硬解视频的方法,可能涉及到相关的代码结构。</think>在QT中使用FFmpeg实现GPU解码和视频流加速需要结合硬件编解码API与QT的图形渲染能力。以下是具体实现步骤和代码示例: ### 一、环境准备 1. 编译FFmpeg时启用GPU支持: ```bash ./configure --enable-cuda --enable-nvdec --enable-cuvid --enable-libnpp ``` 2. QT项目配置`.pro`文件添加: ```pro LIBS += -lavcodec -lavformat -lavutil -lswscale -lcuda ``` ### 二、GPU解码实现流程 #### 1. 初始化硬件设备 ```cpp AVBufferRef *hw_device_ctx = nullptr; av_hwdevice_ctx_create(&hw_device_ctx, AV_HWDEVICE_TYPE_CUDA, "0", NULL, 0); ``` #### 2. 创建解码器上下文 ```cpp AVCodec* decoder = avcodec_find_decoder_by_name("h264_cuvid"); AVCodecContext* codec_ctx = avcodec_alloc_context3(decoder); codec_ctx->hw_device_ctx = av_buffer_ref(hw_device_ctx); avcodec_open2(codec_ctx, decoder, NULL); ``` #### 3. 解码循环处理 ```cpp AVPacket* pkt = av_packet_alloc(); AVFrame* frame = av_frame_new(); while (av_read_frame(format_ctx, pkt) >= 0) { if (pkt->stream_index == video_stream_idx) { avcodec_send_packet(codec_ctx, pkt); while (avcodec_receive_frame(codec_ctx, frame) >= 0) { // 帧数据在GPU内存中,format为AV_PIX_FMT_CUDA process_gpu_frame(frame); } } av_packet_unref(pkt); } ``` ### 三、GPUGPU零拷贝显示(OpenGL互操作) ```cpp // 创建CUDA-OpenGL互操作资源 cudaGraphicsResource* cuda_resource; cudaGraphicsGLRegisterImage(&cuda_resource, opengl_texture_id, GL_TEXTURE_2D, cudaGraphicsRegisterFlagsNone); // 映射资源 cudaArray_t array; cudaGraphicsMapResources(1, &cuda_resource, 0); cudaGraphicsSubResourceGetMappedArray(&array, cuda_resource, 0, 0); // 执行CUDA内存拷贝(GPUGPU) cudaMemcpy2DToArray(array, 0, 0, frame->data[0], frame->linesize[0], width*4, height, cudaMemcpyDeviceToDevice); ``` ### 四、视频流读取优化 使用`avformat_open_input`时添加硬件加速参数: ```cpp AVDictionary* opts = NULL; av_dict_set(&opts, "hwaccel", "cuvid", 0); avformat_open_input(&format_ctx, url, NULL, &opts); ``` ### 五、QT显示集成 在QOpenGLWidget中更新纹理: ```cpp void VideoWidget::updateTexture(AVFrame* frame) { glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture_id); // 直接使用CUDA映射的纹理数据,无需CPU参与 update(); } ``` **注意要点**: 1. 帧格式转换建议使用`libnpp`实现GPU端处理[^1] 2. 多线程中需确保CUDA上下文绑定 3. 需要处理硬件解码器特有的内存对齐要求
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