FFmpeg 调用 MediaCodec 硬解码到 Surface 上

这是关于 FFmpeg 和 MediaCodec 爱恨情仇系列的第三篇文章了。

之前写了 FFmpeg 调用 MediaCodec 进行硬解码的内容。

• FFmpeg 调用 Android MediaCodec 进行硬解码

另外也给出了 FFmpeg 的编译脚本，轻松搞定编译问题。

• 老生常谈-FFmpeg 的编译问题轻松搞定

众所周知，MediaCodec 的解码能力不仅可以解码出 YUV 数据，还能直接解码到 Surface 上。

在短视频领域中，MediaCodec 解码到 Surface 上的能力反而更加常用，这样就能将画面转到 OES 纹理上，从而进行后续各种渲染操作。

之前介绍的 FFmpeg 调用 MediaCodec 进行硬解码只是解码出了 Buffer 数据，没有把解码到 Surface 上的能力用起来。

再看了更多资料之后，发现 FFmpeg 调用 MediaCodec 已经可以解码到 Surface 上。

具体参考的是这篇邮件内容：

http://mplayerhq.hu/pipermail/ffmpeg-devel/2016-March/191700.html

在这里面详细介绍了这种能力，挑重点截图一下：

图片内容介绍的很详细，按照步骤实践就好了。

代码实践

如果熟悉了 FFmpeg 调用 MediaCodec 解码 Buffer 数据的流程，那么解码到 Surface 只是在流程上稍微改动一点就行。

首先要准备好 Surface 对象，在 Java 上层构建好 Surface 对象通过 NDK 传到 Native 层，传下来的是一个 jobject 对象。

如果不熟悉 NDK 的话，可以看看我在慕课网上的录制的免费课程：

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其次是两个新的函数方法：

av_mediacodec_alloc_context 和 av_mediacodec_default_init 方法就是让 Surface 和 AVMediaCodecContext 、AVCodecContext 三者之间产生关联。

具体就是 AVCodecContext 持有 AVMediaCodecContext ，AVMediaCodecContext 持有 Surface 。

至于为什么要关联，因为在 FFmpeg 源码里要根据 Surface 是否为 nullptr 对 MediaCodec 的初始化和解码后的数据做不同处理。

感兴趣的可以阅读这块的源码，内容不多通俗易懂。

等到解码之后，FFmpeg 同样会返回一个 AVFrame 数据，只不过它的 data 字段不再是 Buffer 内容了。

AVFrame 的格式不再是 NV12 （解码 Buffer 数据的话就是 NV12），而是自定义的 AV_PIX_FMT_MEDIACODEC ，代表走的 Surface 模式。

if (s->surface) {
   // surface 不为 null 的情况下：
   // 通过 mediacodec_wrap_hw_buffer 对数据进行处理
  if ((ret = mediacodec_wrap_hw_buffer(avctx, s, index, &info, frame)) < 0) {
    av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to wrap MediaCodec buffer\n");
       return ret;
  }
}

Surface 模式下对数据的处理是 mediacodec_wrap_hw_buffer 函数，Buffer 模式就是 mediacodec_wrap_sw_buffer 函数了。

同时，真正解码后的数据存储在 AVFrame->data[3] 字段上，这个字段是个老员工了。

一般解码非 Buffer 数据的情况，都会将特殊的内容保存到 data[3] 上，比如 Window 上的硬解，部分源码如下：

static int mediacodec_wrap_hw_buffer(AVCodecContext *avctx,
                                  MediaCodecDecContext *s,
                                  ssize_t index,
                                  FFAMediaCodecBufferInfo *info,
                                  AVFrame *frame)
// 省略部分源码
// 创建   AVMediaCodecBuffer 对象
buffer = av_mallocz(sizeof(AVMediaCodecBuffer));
frame->buf[0] = av_buffer_create(NULL,
                       0,
                       mediacodec_buffer_release,
                       buffer,
                       AV_BUFFER_FLAG_READONLY);
// buffer 相关属性赋值
buffer->ctx = s;
buffer->serial = atomic_load(&s->serial);
if (s->delay_flush)
    ff_mediacodec_dec_ref(s);
// index 索引，代表 mediacodec 中 buffer 的索引
buffer->index = index;
buffer->pts = info->presentationTimeUs;
// 将 buffer 赋值给 data[3] 字段
frame->data[3] = (uint8_t *)buffer;

有了 AVFrame 数据之后，Surface 上还是没有画面。

回想一下，在 MediaCodec 上想要数据渲染到 Surface 还得调用一个 releaseOutputBuffer 方法，其中第二个参数要传 true 才可以。

public void releaseOutputBuffer (int index, boolean render)

同样，在 FFmpeg 中也有这么个方法。

int av_mediacodec_release_buffer(AVMediaCodecBuffer *buffer, int render);

buffer 就是 frame->data[3] 的内容，render 的含义和 releaseOutputBuffer 中的含义一致。

另外 releaseOutputBuffer 方法第一个参数 index 其实就已经在 buffer 中赋值过了。

这样一来，解码后就可以直接上屏渲染展示啦。

 AVMediaCodecBuffer *buffer = (AVMediaCodecBuffer *) frame->data[3];
 av_mediacodec_release_buffer(buffer, 1);

经过测试验证确实可行，不过直接不断解码上屏的速度是很快的，可不止视频播放 30ms 一帧的速度哦，想要来做播放器的话，还得自己管理控制一下了。

另外，完整代码演示中直接解码到了 SurfaceView 的 Surface 上。

除此之外，还可以解码到 SurfaceTexture 构造的 Surface 上，这样就可以用到 SurfaceTexture 的 OnFrameAvailableListener 回调方法， 并且还可以用 attachToGLContext 方法关联到 OpenGL 环境上，每次解码时通过 updateTexImage 更新画面，实现解码到 OES 纹理的目标，具体操作起来也是很容易方便。