SDL2播放YUV

本文記錄SDL播放視訊的技術。在這裡使用的版本是SDL2。實際上SDL本身並不提供視音訊播放的功能，它只是封裝了視音訊播放的底層API。在Windows平臺下，SDL封裝了Direct3D這類的API用於播放視訊；封裝了DirectSound這類的API用於播放音訊。因為SDL的編寫目的就是簡化視音訊播放的開發難度，所以使用SDL播放視訊（YUV/RGB）和音訊（PCM）資料非常的容易。下文記錄一下使用SDL播放視訊資料的技術。

SDL簡介

SDL（Simple DirectMedia Layer）是一套開放原始碼的跨平臺多媒體開發庫，使用C語言寫成。SDL提供了數種控制影象、聲音、輸出入的函式，讓開發者只要用相同或是相似的程式碼就可以開發出跨多個平臺（Linux、Windows、Mac OS X等）的應用軟體。目前SDL多用於開發遊戲、模擬器、媒體播放器等多媒體應用領域。用下面這張圖可以很明確地說明SDL的位置。

SDL實際上並不限於視音訊的播放，它將功能分成下列數個子系統（subsystem）：

Video（影象）：影象控制以及執行緒（thread）和事件管理（event）。
Audio（聲音）：聲音控制
Joystick（搖桿）：遊戲搖桿控制
CD-ROM（光碟驅動器）：光碟媒體控制
Window Management（視窗管理）：與視窗程式設計整合
Event（事件驅動）：處理事件驅動

在Windows下，SDL與DirectX的對應關係如下。

SDL	DirectX
SDL_Video、SDL_Image	DirectDraw、Direct3D
SDL_Audio、SDL_Mixer	DirectSound
SDL_Joystick、SDL_Base	DirectInput
SDL_Net	DirectPlay

SDL播放視訊的流程

SDL播放視訊的技術在此前做的FFmpeg的示例程式中已經多次用到。在這裡重新總結一下流程。

1. 初始化

1) 初始化SDL
2) 建立視窗（Window）
3) 基於視窗建立渲染器（Render）
4) 建立紋理（Texture）

2. 迴圈顯示畫面

1) 設定紋理的資料
2) 紋理複製給渲染目標
3) 顯示

下面詳細分析一下上文的流程。

1. 初始化

1) 初始化SDL

使用SDL_Init()初始化SDL。該函式可以確定希望啟用的子系統。SDL_Init()函式原型如下：

[cpp] view plain copy

int SDLCALL SDL_Init(Uint32 flags)

其中，flags可以取下列值：

SDL_INIT_TIMER：定時器
SDL_INIT_AUDIO：音訊
SDL_INIT_VIDEO：視訊
SDL_INIT_JOYSTICK：搖桿
SDL_INIT_HAPTIC：觸控式螢幕
SDL_INIT_GAMECONTROLLER：遊戲控制器
SDL_INIT_EVENTS：事件
SDL_INIT_NOPARACHUTE：不捕獲關鍵訊號（這個沒研究過）
SDL_INIT_EVERYTHING：包含上述所有選項

有關SDL_Init()有一點需要注意：初始化的時候儘量做到“夠用就好”，而不要用SDL_INIT_EVERYTHING。因為有些情況下使用SDL_INIT_EVERYTHING會出現一些不可預知的問題。例如，在MFC應用程式中播放純音訊，如果初始化SDL的時候使用SDL_INIT_EVERYTHING，那麼就會出現聽不到聲音的情況。後來發現，去掉了SDL_INIT_VIDEO之後，問題才得以解決。

2) 建立視窗（Window）
使用SDL_CreateWindow()建立一個用於視訊播放的視窗。SDL_CreateWindow()的原型如下。

[cpp] view plain copy

SDL_Window * SDLCALL SDL_CreateWindow(const char *title,
int x, int y, int w,
int h, Uint32 flags);

引數含義如下。
title ：視窗標題
x ：視窗位置x座標。也可以設定為SDL_WINDOWPOS_CENTERED或SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED。
y ：視窗位置y座標。同上。
w ：視窗的寬
h ：視窗的高
flags ：支援下列標識。包括了視窗的是否最大化、最小化，能否調整邊界等等屬性。
::SDL_WINDOW_FULLSCREEN, ::SDL_WINDOW_OPENGL,
::SDL_WINDOW_HIDDEN, ::SDL_WINDOW_BORDERLESS,
::SDL_WINDOW_RESIZABLE, ::SDL_WINDOW_MAXIMIZED,
::SDL_WINDOW_MINIMIZED, ::SDL_WINDOW_INPUT_GRABBED,
::SDL_WINDOW_ALLOW_HIGHDPI.
返回建立完成的視窗的ID。如果建立失敗則返回0。

3) 基於視窗建立渲染器（Render）
使用SDL_CreateRenderer()基於視窗建立渲染器。SDL_CreateRenderer()原型如下。

[cpp] view plain copy

SDL_Renderer * SDLCALL SDL_CreateRenderer(SDL_Window * window,
int index, Uint32 flags);

引數含義如下。
window ：渲染的目標視窗。
index ：打算初始化的渲染裝置的索引。設定“-1”則初始化預設的渲染裝置。
flags ：支援以下值（位於SDL_RendererFlags定義中）

SDL_RENDERER_SOFTWARE ：使用軟體渲染
SDL_RENDERER_ACCELERATED ：使用硬體加速
SDL_RENDERER_PRESENTVSYNC：和顯示器的重新整理率同步
SDL_RENDERER_TARGETTEXTURE ：不太懂

返回建立完成的渲染器的ID。如果建立失敗則返回NULL。

4) 建立紋理（Texture）
使用SDL_CreateTexture()基於渲染器建立一個紋理。SDL_CreateTexture()的原型如下。

[cpp] view plain copy

SDL_Texture * SDLCALL SDL_CreateTexture(SDL_Renderer * renderer,
Uint32 format,
int access, int w,
int h);

引數的含義如下。
renderer：目標渲染器。
format ：紋理的格式。後面會詳述。
access ：可以取以下值（定義位於SDL_TextureAccess中）

SDL_TEXTUREACCESS_STATIC ：變化極少
SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING ：變化頻繁
SDL_TEXTUREACCESS_TARGET ：暫時沒有理解

w ：紋理的寬
h ：紋理的高
建立成功則返回紋理的ID，失敗返回0。

在紋理的建立過程中，需要指定紋理的格式（即第二個引數）。SDL的中的格式很多，如下所列。

[cpp] view plain copy

SDL_PIXELFORMAT_UNKNOWN,
SDL_PIXELFORMAT_INDEX1LSB =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_INDEX1, SDL_BITMAPORDER_4321, 0,
1, 0),
SDL_PIXELFORMAT_INDEX1MSB =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_INDEX1, SDL_BITMAPORDER_1234, 0,
1, 0),
SDL_PIXELFORMAT_INDEX4LSB =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_INDEX4, SDL_BITMAPORDER_4321, 0,
4, 0),
SDL_PIXELFORMAT_INDEX4MSB =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_INDEX4, SDL_BITMAPORDER_1234, 0,
4, 0),
SDL_PIXELFORMAT_INDEX8 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_INDEX8, 0, 0, 8, 1),
SDL_PIXELFORMAT_RGB332 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED8, SDL_PACKEDORDER_XRGB,
SDL_PACKEDLAYOUT_332, 8, 1),
SDL_PIXELFORMAT_RGB444 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_XRGB,
SDL_PACKEDLAYOUT_4444, 12, 2),
SDL_PIXELFORMAT_RGB555 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_XRGB,
SDL_PACKEDLAYOUT_1555, 15, 2),
SDL_PIXELFORMAT_BGR555 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_XBGR,
SDL_PACKEDLAYOUT_1555, 15, 2),
SDL_PIXELFORMAT_ARGB4444 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_ARGB,
SDL_PACKEDLAYOUT_4444, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_RGBA4444 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_RGBA,
SDL_PACKEDLAYOUT_4444, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_ABGR4444 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_ABGR,
SDL_PACKEDLAYOUT_4444, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_BGRA4444 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_BGRA,
SDL_PACKEDLAYOUT_4444, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_ARGB1555 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_ARGB,
SDL_PACKEDLAYOUT_1555, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_RGBA5551 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_RGBA,
SDL_PACKEDLAYOUT_5551, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_ABGR1555 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_ABGR,
SDL_PACKEDLAYOUT_1555, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_BGRA5551 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_BGRA,
SDL_PACKEDLAYOUT_5551, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_RGB565 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_XRGB,
SDL_PACKEDLAYOUT_565, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_BGR565 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED16, SDL_PACKEDORDER_XBGR,
SDL_PACKEDLAYOUT_565, 16, 2),
SDL_PIXELFORMAT_RGB24 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_ARRAYU8, SDL_ARRAYORDER_RGB, 0,
24, 3),
SDL_PIXELFORMAT_BGR24 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_ARRAYU8, SDL_ARRAYORDER_BGR, 0,
24, 3),
SDL_PIXELFORMAT_RGB888 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED32, SDL_PACKEDORDER_XRGB,
SDL_PACKEDLAYOUT_8888, 24, 4),
SDL_PIXELFORMAT_RGBX8888 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED32, SDL_PACKEDORDER_RGBX,
SDL_PACKEDLAYOUT_8888, 24, 4),
SDL_PIXELFORMAT_BGR888 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED32, SDL_PACKEDORDER_XBGR,
SDL_PACKEDLAYOUT_8888, 24, 4),
SDL_PIXELFORMAT_BGRX8888 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED32, SDL_PACKEDORDER_BGRX,
SDL_PACKEDLAYOUT_8888, 24, 4),
SDL_PIXELFORMAT_ARGB8888 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED32, SDL_PACKEDORDER_ARGB,
SDL_PACKEDLAYOUT_8888, 32, 4),
SDL_PIXELFORMAT_RGBA8888 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED32, SDL_PACKEDORDER_RGBA,
SDL_PACKEDLAYOUT_8888, 32, 4),
SDL_PIXELFORMAT_ABGR8888 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED32, SDL_PACKEDORDER_ABGR,
SDL_PACKEDLAYOUT_8888, 32, 4),
SDL_PIXELFORMAT_BGRA8888 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED32, SDL_PACKEDORDER_BGRA,
SDL_PACKEDLAYOUT_8888, 32, 4),
SDL_PIXELFORMAT_ARGB2101010 =
SDL_DEFINE_PIXELFORMAT(SDL_PIXELTYPE_PACKED32, SDL_PACKEDORDER_ARGB,
SDL_PACKEDLAYOUT_2101010, 32, 4),
SDL_PIXELFORMAT_YV12 = /**< Planar mode: Y + V + U (3 planes) */
SDL_DEFINE_PIXELFOURCC('Y', 'V', '1', '2'),
SDL_PIXELFORMAT_IYUV = /**< Planar mode: Y + U + V (3 planes) */
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