Android 实现 视频 转 字符画效果
我们看一下实现出来的效果图：
效果图有点糊，原文的效果图会更好
实现的效果还是让人挺满意的。我们下面说一下具体的实现步骤，
- 视频取帧
- 对帧图片进行字符画转换
- 对获取到的字符画合成视频
我们分开一步一步的讲：
视频取帧
视频取帧的整个功能最麻烦的一步，目前Android视频取帧的方法有好几种。其中有使用SDK自带的MediaMetadataRetriever直接获取bimap的，但是缺点就是慢。
也有使用强大的FFmpeg库的，但是需要针对编译不同架构的CPU编译不同的so文件十分的麻烦。
也有人推荐使用一个名为Jcodec的库，开发效率上来说这个工具确实十分的好，但是运行起来真的十分的慢，我写了个Demo取一帧大概要我4s的时间（测试手机是Redmi note 7 pro）,所以只用他的视频合成功能（虽然仍然很慢具体的解决办法还没找到）。
后来在别的大佬博客里面找到一篇使用原生接口MediaCodec硬解码视频的文章，用该方法取帧完美解决对不同机型的兼容性问题，因为使用的原生接口速度也是可以保证的。
但主要的问题点是 MediaCodec 解码返回的帧图片数据是YUV格式的，它跟我们平时使用的 RGB 格式很不一样的是它的三个值表示的是亮度，色度，饱和度。
YUV下也分不同的格式分别有：Y'UV, YUV, YCbCr，YPbPr等，安卓设备因为 API 21 统一的原因都能使用 COLOR_FormatYUV420Flexible 格式，使得 MediaCodec 的所有硬件解码都支持这种格式。
但这样解码后得到的 YUV420 的具体格式又会因设备而异，有：YUV420Planar，YUV420SemiPlanar，YUV420PackedSemiPlanar 等，我们可以使用 Image 类来处理这些格式统一处理向 NV21 进行转换。
然后我们可以对 Image 类进行转换成 Bitmap，再对 Bimap 的进行像素转换成字符数组再绘制成图片保存作为转换字符画视频 的其中一帧。
具体实现，首先我们在解码的过程的中需要获取设备是否支持 COLOR_FormatYUV420Flexible 帧格式，然后初始化几个重要的对象：
...
MediaExtractor extractor = null;
MediaFormat mediaFormat = null;
MediaCodec decoder = null;
extractor = initMediaExtractor(file);//使用视频文件对象初始化extractor
mediaFormat = initMediaFormat(videoPath, extractor);
decoder = initMediaCodec(mediaFormat);
//初始化解码配置
decoder.configure(mediaFormat, null, null, 0);
decoder.start();
//开始解码
...
static private MediaExtractor initMediaExtractor(File path) throws IOException {
MediaExtractor extractor = null;
extractor = new MediaExtractor();
extractor.setDataSource(path.toString());
return extractor;
}
static private MediaFormat initMediaFormat(String path, MediaExtractor extractor) {
//选择解码通道
int trackIndex = selectTrack(extractor);
if (trackIndex < 0) {
throw new RuntimeException("No video track found in " + path);
}
extractor.selectTrack(trackIndex);
MediaFormat mediaFormat = extractor.getTrackFormat(trackIndex);
return mediaFormat;
}
static public MediaCodec initMediaCodec(MediaFormat mediaFormat) throws IOException {
MediaCodec decoder = null;
String mime = mediaFormat.getString(MediaFormat.KEY_MIME);
decoder = MediaCodec.createDecoderByType(mime);
//showSupportedColorFormat(decoder.getCodecInfo().getCapabilitiesForType(mime));
if (isColorFormatSupported(decodeColorFormat, decoder.getCodecInfo().getCapabilitiesForType(mime))) {
// 设置 解码格式
mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT, decodeColorFormat);
} else {
}
return decoder;
}
初始化完成后我们可以利用这三个对象进行关键帧获取：
private static Bitmap getBitmapBySec(MediaExtractor extractor, MediaFormat mediaFormat, MediaCodec decoder, long sec) throws IOException {
MediaCodec.BufferInfo info = new MediaCodec.BufferInfo();
Bitmap bitmap = null;
boolean sawInputEOS = false;
boolean sawOutputEOS = false;
boolean stopDecode = false;
final int width = mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_WIDTH);
final int height = mediaFormat.getInteger(MediaFormat.KEY_HEIGHT);
long presentationTimeUs = -1;
int outputBufferId;
Image image = null;
//视频定位到指定的时间的上一帧
extractor.seekTo(sec, MediaExtractor.SEEK_TO_PREVIOUS_SYNC);
//因为extractor定位的帧不是准确的，所以我们要用一个循环不停读取下一帧来获取我们想要的时间画面。
while (!sawOutputEOS && !stopDecode) {
if (!sawInputEOS) {
int inputBufferId = decoder.dequeueInputBuffer(-1);
if (inputBufferId >= 0) {
ByteBuffer inputBuffer = decoder.getInputBuffer(inputBufferId);
int sampleSize = extractor.readSampleData(inputBuffer, 0);
if (sampleSize < 0) {
decoder.queueInputBuffer(inputBufferId, 0, 0, 0L, MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM);
sawInputEOS = true;
} else {
//获取定位的帧的时间
presentationTimeUs = extractor.getSampleTime();
//把定位的帧压入队列
decoder.queueInputBuffer(inputBufferId, 0, sampleSize, presentationTimeUs, 0);
//跳到下一帧
extractor.advance();
}
}
}
outputBufferId = decoder.dequeueOutputBuffer(info, DEFAULT_TIMEOUT_US);
if (outputBufferId >= 0) {
//能够有效输出
if ((info.flags & MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM) != 0 | presentationTimeUs >= sec) {
//时间是指定时间或者已经是视频结束时间，停止循环
sawOutputEOS = true;
boolean doRender = (info.size != 0);
if (doRender) {
//获取指定时间解码出来的Image对象。
image = decoder.getOutputImage(outputBufferId);
//将Image转换成Bimap
stream.close();
image.close();
}
}
decoder.releaseOutputBuffer(outputBufferId, true);
}
}
return bitmap;
}
获取到了帧画面数据，下面我们可以做关于 Image 对 Bimap 的转换，主要是用到 YuvImage 这个类，在使用 YuvImage 这个类前需要把 YUV_420_888 的编码格式转成 NV21 格式：
...
image = decoder.getOutputImage(outputBufferId);
YuvImage yuvImage = new YuvImage(YUV_420_888toNV21(image), ImageFormat.NV21, width, height, null);
ByteArrayOutputStream stream = new ByteArrayOutputStream();
yuvImage.compressToJpeg(new Rect(0, 0, width, height), 100, stream);
bitmap = BitmapFactory.decodeByteArray(stream.toByteArray(), 0, stream.size());
...
private static byte[] YUV_420_888toNV21(Image image) {
Rect crop = image.getCropRect();
int format = image.getFormat();
int width = crop.width();
int height = crop.height();
Image.Plane[] planes = image.getPlanes();
byte[] data = new byte[width * height * ImageFormat.getBitsPerPixel(format) / 8];
byte[] rowData = new byte[planes[0].getRowStride()];
//if (VERBOSE) Log.v("YUV_420_888toNV21", "get data from " + planes.length + " planes");
int channelOffset = 0;
int outputStride = 1;
for (int i = 0; i < planes.length; i++) {
switch (i) {
case 0:
channelOffset = 0;
outputStride = 1;
break;
case 1:
channelOffset = width * height + 1;
outputStride = 2;
break;
case 2:
channelOffset = width * height;
outputStride = 2;
break;
}
ByteBuffer buffer = planes[i].getBuffer();
int rowStride = planes[i].getRowStride();
int pixelStride = planes[i].getPixelStride();
int shift = (i == 0) ? 0 : 1;
int w = width >> shift;
int h = height >> shift;
buffer.position(rowStride * (crop.top >> shift) + pixelStride * (crop.left >> shift));
for (int row = 0; row < h; row++) {
int length;
if (pixelStride == 1 && outputStride == 1) {
length = w;
buffer.get(data, channelOffset, length);
channelOffset += length;
} else {
length = (w - 1) * pixelStride + 1;
buffer.get(rowData, 0, length);
for (int col = 0; col < w; col++) {
data[channelOffset] = rowData[col * pixelStride];
channelOffset += outputStride;
}
}
if (row < h - 1) {
buffer.position(buffer.position() + rowStride - length);
}
}
// if (VERBOSE) Log.v("", "Finished reading data from plane " + i);
}
return data;
}
这样我们就能获取到了帧图片的 Bitmap 数据了，剩下的步骤都跟上一篇文章的图片转换差不多，当我们所有的帧都转换完以后，我们就可以把这些图片按顺序合成视频了，这里我调用的是上面提到的 Jcodec 这个工具，它有支持图片合成视频的功能，代码如下：
static public String convertVideoBySourcePics(Context context, String picsDri) {
SeekableByteChannel out = null;
//找到输出目录，没有的话创建
File destDir = new File(Environment.getExternalStorageDirectory() + "/FunVideo_Video");
if (!destDir.exists()) {
destDir.mkdirs();
}
//新建输出文件
File file = new File(destDir.getPath() + "/funvideo_" + System.currentTimeMillis() + ".mp4");
try {
file.createNewFile();
// for Android use: AndroidSequenceEncoder
File _piscDri = new File(picsDri);
//创建编码对象
AndroidSequenceEncoder encoder = AndroidSequenceEncoder.createSequenceEncoder(file, 5);
for (File childFile : _piscDri.listFiles()) {
Bitmap bitmap = BitmapUtils.getBitmapByUri(context, Uri.fromFile(childFile));
encoder.encodeImage(bitmap);
bitmap.recycle();
}
//结束编码
encoder.finish();
//通知系统添加了视频文件。
Intent mediaScanIntent = new Intent(Intent.ACTION_MEDIA_SCANNER_SCAN_FILE);
Uri contentUri = Uri.fromFile(file);
mediaScanIntent.setData(contentUri);
context.sendBroadcast(mediaScanIntent);
//Log.i("addGraphToGallery", "ok");
} catch (IOException ex) {
ex.printStackTrace();
} finally {
NIOUtils.closeQuietly(out);
}
//转化完成输出文件路径
return file.getPath();
}
调用 Jcodec 的转换如果视频在 15s 以内转换的效率还是可以的，大于 15s 的视频转换就会变得十分的慢，可能是我自己的原因也可能是这个工具本来也存在一些优化的问题。
鉴于上面的视频解码取帧，最好的视频编码合成当然也是用原生的 MediaMetadataRetriever 来做。
思路大概跟上面的方法反着来，看着是不是很清晰了，具体实现方法我就不细说了，因为我也还没做，后面会基于这个思路来优化合成视频这一模块。
字符画转换的全部内容大概都到这里了，谢谢大家阅读，喜欢的话可以给个赞。
完整项目源码地址：
- https://github.com/452kinton/CharacterDance
作者：Kinton 来源：https://www.jianshu.com/p/16ef3bf9ac5c
本文参与 腾讯云自媒体分享计划，分享自微信公众号。
原始发表：2020-07-03，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除
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