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呓喋 / decoder_wasm

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README.md

1 简介

借助于WebAssembly(简称Wasm)技术,实现在浏览器端调用ffmpeg接口完成H.265码流到YUV数据的解码。
总体流程如下: Decode With FFmpeg and WASM

2 依赖

2.1 WebAssembly (Wasm)

按照官网的定义,WebAssembly (wasm) 是一个可移植、体积小、加载快并且兼容 Web 的全新格式。通过wasm,可以在浏览器里执行原生代码(例如C、C++)。
目前,wasm技术已经得到主流浏览器的广泛支持(数据来源Can I Use)。 Browser Suport For WASM

2.2 FFmpeg

FFmpeg是一套可以用来记录、转换数字音频、视频,并能将其转化为流的开源计算机程序。采用LGPL或GPL许可证。它提供了录制、转换以及流化音视频的完整解决方案。
我们代码里主要使用FFmpeg来做解码(decode)。为了减小体积,最终编译生成的wasm里包含的是裁剪过的FFmpeg,主要包含以下几个库:

  • libavcodec: 编解码(最重要的库)
  • libavutil: 工具库(大部分库都需要这个库的支持)
  • libswscale: 视频像素数据格式转换

3 具体实现

3.1 接口

编译生成的wasm文件对外提供四个接口:

  • openDecoder:初始化解码器;
  • decodeData:解码传入的H.265码流数据;
  • flushDecoder:清空缓存数据;
  • closeDecoder:关闭解码器;

3.2 实现细节

解码过程中使用到的FFmpeg API及解码流程如下图所示: decoder

3.3 如何使用

最终的编译结果是两个文件,一个是包含ffmpeg库的wasm文件,另一个是胶水代码(js文件)。页面里引用js文件时,胶水代码会加载wasm。
Javascript与WASM的数据交互:

// 发送:
var cacheBuffer = Module._malloc(data.length);
Module.HEAPU8.set(data, cacheBuffer);
var ret = Module._decodeData(cacheBuffer, data.length, pts);

// 接收:
var videoSize = 0;
var videoCallback = Module.addFunction(function (addr_y, addr_u, addr_v, stride_y, stride_u, stride_v, width, height, pts) {
    console.log("[%d]In video callback, size = %d * %d, pts = %d", ++videoSize, width, height, pts)
    let out_y = HEAPU8.subarray(addr_y, addr_y + stride_y * height)
    let out_u = HEAPU8.subarray(addr_u, addr_u + (stride_u * height) / 2)
    let out_v = HEAPU8.subarray(addr_v, addr_v + (stride_v * height) / 2)
    let buf_y = new Uint8Array(out_y)
    let buf_u = new Uint8Array(out_u)
    let buf_v = new Uint8Array(out_v)
    let data = new Uint8Array(buf_y.length + buf_u.length + buf_v.length)
    data.set(buf_y, 0)
    data.set(buf_u, buf_y.length)
    data.set(buf_v, buf_y.length + buf_u.length)
    var obj = {
        data: data,
        width,
        height
    }
    displayVideoFrame(obj);
});
var codecType = 1; // 0 - H.264, 1 - H.265
var ret = Module._openDecoder(codecType, videoCallback, LOG_LEVEL_WASM)
// 需要把回调通过openDecoder方法传入C层,在C层调用。

4 编译

4.1 安装Wasm工具链Emscripten

安装步骤可参考其官方文档,目前支持 Windows, MacOS, Linux。

4.2 下载FFmpeg

mkdir goldvideo
cd goldvideo
git clone https://git.ffmpeg.org/ffmpeg.git
cd ffmpeg
git checkout -b 4.1 origin/release/4.1

这里切到了4.1分支。

4.3 下载本文的代码

保证FFmpeg目录和代码目录平级。

git clone http://github.com/goldvideo/decoder_wasm.git
cd decoder_wasm

目录结构:

├─goldvideo
│  ├─ffmpeg
│  ├─decoder_wasm

4.4 编译

进入代码目录,根据需要,以下命令三选一执行:

./build_decoder_264.sh      //支持解码 H.264
./build_decoder_265.sh      //支持解码 H.265
./build_decoder_264_265.sh  //支持解码 H.264 和 H.265

5 测试

5.1 WebGL

H5使用Canvas来绘图,但是默认的2d模式只能绘制RGB格式,使用FFmpeg解码出来的视频数据是YUV格式,想要渲染出来需要进行颜色空间转换,可以使用FFmpeg的libswscale模块进行转换。 为了提升性能,这里使用了WebGL来硬件加速,主要参考了这个项目,做了一些修改: https://github.com/p4prasoon/YUV-Webgl-Video-Player

5.2 启动:

npm install
npm start

5.3 测试页面:

http://localhost:3000/test/main.html

6 参考项目

WasmVideoPlayer.

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借助于WebAssembly技术,基于ffmpeg的H.265解码器。 expand collapse
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