iOS音视频开发（二）开发库的选择及Mac/Windows环境搭建

一、各平台特有音视频开发库

iOS：AVFoundation，AudioUnit等
Android：MediaPlayer、MediaCodec等
Windows：Directshow等

二、跨平台开发库：FFmpeg

音视频开发选择基于C语言的FFmpeg
GUI图形界面的开发选择基于C++的Qt(QtCreator)

三、Mac环境配置

1. FFmpeg安装

在Mac环境中，直接使用Homebrew安装FFmpeg即可: brew install ffmpeg

FFmpeg版本查看: ffmpeg -version

目录结构：

通过brew install安装的软件会存放到 /usr/local/Cellar 目录中，通过以下命令可以打开FFmpeg的安装目录：

cd /usr/local/Cellar/ffmpeg

bin：有编译好的可执行程序：ffmpeg、ffplay等，可以直接在命令行上使用，比如:

ffplay xx.mp4：可以直接播放某个视频

ffmpeg -version：可以查看FFmpeg的版本号

include：开发时需要包含的头文件

lib：链接时需要用到的库文件

2. Qt安装

通过brew install安装Qt，最终被安装在/usr/local/Cellar/qt目录:

brew install qt

通过brew install –cask安装Qt Creator，最终被安装在/usr/local/Caskroom/qt-creator目录

brew install –cask qt-creator

相关配置：通过brew安装的Qt和Qt Creator是分开的，需要在Qt Creator中设置一下Qt的路径,将两者联系起来

具体配置流程：

点击Qt Creator的偏好设置：在Qt Versions中添加本地对应的Qt路径

Qt的路径是在/usr/local中，默认是隐藏的:

可以使用快捷键Command + Shift + .显示隐藏文件和文件夹
可以使用快捷键Command + Shift + G手动输入Qt的文件夹：/usr/local/Cellar/qt

选择bin目录下的qmake:

设置64bit那一项为默认开发环境:在Kits选项下设置默认的开发环境，并选择之前设置的指定版本的Qt

滚动到底下，选择刚才设置的Qt版本:

3. 开发

3.1新建项目：如图选择

运行后的效果如下图所示：

3.2 集成FFmpeg到Qt项目中

集成FFmpeg的操作，修改.pro文件：

# 设置头文件路径
INCLUDEPATH += /usr/local/Cellar/ffmpeg/4.4/include

# 设置库文件路径
LIBS += -L/usr/local/Cellar/ffmpeg/4.3.2/lib \
        -lavcodec \
        -lavdevice \
        -lavfilter \
        -lavformat \
        -lavutil \
        -lpostproc \
        -lswscale \
        -lswresample \
        -lavresample

打印FFmpeg版本号：

#include "mainwindow.h"

#include <QApplication>
#include <QDebug>

extern "C" {
#include <libavcodec/avcodec.h>
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 打印版本号
    qDebug() << av_version_info();

    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    w.show();
    return a.exec();
}

Windows环境配置

下载

网上已经有编译好的FFmpeg，目前最新的Release版本是4.3.2，可以直接下载到项目中进行开发使用。

Windows版本下载：ffmpeg-4.3.2-2021-02-27-full_build-shared.7z
源码下载：ffmpeg-4.3.2.tar.xz
- 网上编译好的FFmpeg一般是完整版，体积比较大
- 日后我们可以根据实际需要，对FFmpeg的源码进行裁剪后再进行重新编译

解压ffmpeg-4.3.2-2021-02-27-full_build-shared.7z文件后，目录结构如下所示：

bin
- 有编译好的可执行程序：ffmpeg.exe、ffplay.exe、ffprobe.exe，可以直接在命令行上使用，比如
  - ffplay xx.mp4：可以直接播放某个视频
  - ffmpeg -version：可以查看FFmpeg的版本号
- 有运行时需要用到的动态库文件（*.dll）
doc：FFmpeg的使用文档
include：开发时需要包含的头文件
lib：链接时需要用到的库文件

目录结构

Qt

如果要想开发一个播放器，肯定得编写界面，同样为了保证跨平台开发，这里采用的GUI库是Qt，官方的开发工具QtCreator是跨平台的（支持Windows、Mac、Linux）。Qt开发采用的编程语言是C++。

下载

本教程中选择5.14.2版本（从5.15版本开始是收费版本）。

下载地址：https://download.qt.io/archive/qt/5.14/5.14.2/
Windows系统选择下载：qt-opensource-windows-x86-5.14.2.exe

qt安装包

安装

需要先注册，再进行登录。
先注册，再登录

下一步

选择安装路径

勾选MinGW 64bit编译器（我电脑的系统是64bit）。
勾选编译器

如果后期想阅读Qt源码，就选择勾选Qt源码。
勾选源码

默认已经勾选了QtCreator。
默认已经勾选QtCreator

许可协议

开始菜单快捷方式

解决控制台中文乱码

工具 -> 选项。

文本编辑器 -> 行为 -> 文本编码 -> 默认编码。

设置为UTF-8

开发初探

第一个Qt项目

打开QtCreator，文件 -> 新建文件或项目。

新建项目

Application -> Qt Widgets Application。

Qt Widgets Application

设置项目名称和项目的存放路径。

下一步

QtCreator默认会创建一个MainWindow类（主窗口）。
下一步

勾选MinGW编译器。
下一步

双击打开mainwindow.ui文件，可以往右边的主窗口中添加一些界面元素（比如按钮）。
双击打开mainwindow.ui文件

点击左下角的运行按钮（绿色三角形），即可看到一个窗口界面，这个就是QtCreator默认创建的主窗口（MainWindow对象）。

消除警告

每次运行Qt程序，你的控制台可能都会出现以下警告信息：QT_DEVICE_PIXEL_RATIO已经过期。

Warning: QT_DEVICE_PIXEL_RATIO is deprecated. Instead use:
   QT_AUTO_SCREEN_SCALE_FACTOR to enable platform plugin controlled per-screen factors.
   QT_SCREEN_SCALE_FACTORS to set per-screen DPI.
   QT_SCALE_FACTOR to set the application global scale factor.

解决方案：设置环境变量QT_SCALE_FACTOR为1即可。

#include "mainwindow.h"

#include <QApplication>

// 导入头文件【也可以不导入，因为<QApplication>中已经包含了<QByteArray>】
// #include <QByteArray>

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 通过qputenv函数设置QT_SCALE_FACTOR为1
    qputenv("QT_SCALE_FACTOR", QByteArray("1"));

    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    w.show();
    return a.exec();
}

集成FFmpeg到Qt项目中

在Windows中，我们最终是通过调用FFmpeg动态库（dll）中的函数来操作音视频数据，使用dll的其中一种方式是需要用到3种文件：

.h：头文件（Header File）
- 包含了函数的声明
- 通过*#include*去导入相应的头文件
.dll：动态链接库（Dynamic Link Library）
- 包含了函数的具体实现代码
- Windows程序会在运行过程中，动态调用dll中的函数
.lib或**.dll.a**：（动态链接库的）导入库（Import Library）
- .lib：用于MSVC编译器中
- .dll.a：用于MinGW编译器中
- 包含了dll中函数的入口，用于辅助找到并调用dll中的函数
- 最终需要链接到Windows程序中（比如合并到exe文件中）

值得一提的是，在Windows中，静态链接库（Static Link Library）的扩展名也是**.lib、.dll.a**。静态链接库和导入库的区别是：

静态链接库：包含了函数的具体实现代码
导入库：不包含函数的具体实现代码（函数的具体实现代码存储在dll中）

修改.pro文件

# 设置头文件的目录，以便编译器能够找到头文件
INCLUDEPATH += %FFMPEG_HOME%/include

# 设置导入库的目录和需要链接的导入库
LIBS += -L%FFMPEG_HOME%/lib \
        -lavcodec \
        -lavdevice \
        -lavfilter \
        -lavformat \
        -lavutil \
        -lpostproc \
        -lswscale \
        -lswresample

#号后面的内容是注释
%FFMPEG_HOME%表示ffmpeg-4.3.2-2021-02-27-full_build-shared.7z解压后的目录
- 需要根据你的实际情况修改为真实的路径
-L：设置导入库的目录，以便编译器能够找到导入库
-l：设置需要链接的导入库名称
- 导入库名称需要去掉文件名前面的lib，比如libavcodec.dll.a就写成avcodec

调用函数

在main.cpp中调用av_version_info函数，获取FFmpeg的版本信息。

#include "mainwindow.h"

#include <QApplication>

// 为了使用qDebug函数
#include <QDebug>

// FFmpeg是C语言库
// 有了extern "C"，才能在C++中导入C语言函数
extern "C" {
#include <libavcodec/avcodec.h>
}

int main(int argc, char *argv[]) {
    // 打印版本信息
    qDebug() << av_version_info();
    
    QApplication a(argc, argv);
    MainWindow w;
    w.show();
    return a.exec();
}

拷贝dll文件

Qt程序编译成功后，会生成一个exe文件

exe是Windows中的一种可执行文件
我们编写的程序代码最终都存在了exe文件中

为了保证exe在运行时能成功调用FFmpeg的函数，那么就得让exe能够找到FFmpeg的dll文件（动态库文件）。可以将**%FFMPEG_HOME%/bin**目录中的所有dll文件拷贝到exe文件所在的目录中，exe在运行的时候，能自动找到跟它同一目录下的dll文件。

可以通过查看构建目录得知exe文件所在的目录。

运行程序后，如果能在控制台看到4.3.2字样的输出信息，说明FFmpeg已经集成成功。

根据dll在Windows中的搜索顺序，将所需的动态库设置成“系统动态库”

exe在寻找dll文件时，大概按照以下优先级顺序去查找（这里只列出了大概的搜索路径，并没有写全）：

exe所在的目录
Windows的System目录
- C:/Windows/System
- C:/Windows/System32
Windows目录
- C:/Windows
环境变量Path中的路径
- 所以可以考虑将**%FFMPEG_HOME%/bin**目录配置到Path变量中
- 置于如何配置Windows的环境变量Path，这是基本开发常识了，就不再讲解了
  
  Windows的环境变量Path: 此电脑—-属性—–高级—-环境变量：添加路径

第1种方式需要在每一个Qt程序中都拷贝一份FFmpeg的dll文件，第2~4种方式可以让多个Qt程序共用同一份FFmpeg的dll文件。

.pro文件

.pro文件是Qt项目的 主配置文件 。

# 包含了core、gui两个模块
QT       += core gui

# 高于4版本，就包含widgets模块
greaterThan(QT_MAJOR_VERSION, 4): QT += widgets

# 启用c++11版本语法
CONFIG += c++11

# 源代码
SOURCES += \
    main.cpp \
    mainwindow.cpp

# 头文件
HEADERS += \
    mainwindow.h

# ui文件
FORMS += \
    mainwindow.ui