【Qt】之音视频编程1：QtAV的背景和安装篇

news2025/5/15 3:39:58

QtAV 背景与核心概念

1. 什么是 QtAV？

QtAV 是一个基于 Qt 框架 和 FFmpeg 的多媒体播放库，旨在为 Qt 应用程序提供高性能、跨平台的音视频播放、处理及渲染功能。它封装了 FFmpeg 的底层编解码能力，并通过 Qt 的图形系统（如 QML、OpenGL）实现高效的视频渲染。

2. 开发背景
  • 起源：
    QtAV 由开发者 Wang Bin 于2013年发起，初衷是解决 Qt 原生多媒体模块（如 Phonon 或 Qt Multimedia）的局限性：
    • 功能不足：原生模块对现代视频格式（如 H.264/H.265）支持有限，且性能较低。
    • 依赖复杂：直接使用 FFmpeg 需要处理复杂的底层 API，而 QtAV 提供了更友好的 Qt 风格接口。
  • 目标用户：
    需要嵌入音视频功能的 Qt 开发者（如视频编辑器、监控系统、流媒体播放器等）。
3. 核心特性
  • 跨平台支持：
    支持 Windows、Linux、macOS、Android 和 iOS，依赖 Qt 的跨平台能力。
  • 高性能渲染：
    利用硬件加速（如 DXVA2、VAAPI、VDPAU、OpenGL）提升解码和渲染效率。
  • 灵活的渲染方式：
    支持多种后端：
    • OpenGL（默认，适合高性能场景）
    • QPainter（纯软件渲染，兼容性强）
    • Direct2D（Windows 专属）
    • GDI（传统方式，性能较低）
  • 功能丰富：
    支持音视频同步、字幕加载、逐帧播放、滤镜（如旋转、裁剪）、网络流媒体（RTMP/HTTP）等。
  • 易用的 API：
    提供 C++ 和 QML 两种接口，适合快速集成到 Qt 项目中。
4. 技术栈依赖
  • FFmpeg：
    负责音视频解码（核心依赖 libavcodec、libavformat 等）。
  • Qt：
    提供跨平台 GUI 支持和信号槽机制（需 Qt 5 或更高版本）。
  • 可选硬件加速库：
    如 CUDA（NVIDIA）、MediaCodec（Android）等。
5. 与类似库的对比
库/模块优势局限性
QtAV功能全面，性能高，支持硬件加速需手动编译 FFmpeg 依赖
Qt Multimedia官方维护，简单易用功能较少，性能一般
VLC-Qt基于 VLC，格式支持广泛体积较大，License 限制（LGPL）
GStreamer管道化设计，灵活性强配置复杂，学习曲线高
6. 典型应用场景
  • 桌面播放器：如基于 Qt 的本地/网络视频播放器。
  • 视频监控：实时解码多路摄像头流。
  • 教育/会议系统：支持屏幕共享、字幕同步。
  • 嵌入式设备：如车载娱乐系统、工业控制界面。
7. 快速体验
// QML 示例：快速集成一个播放器
import QtAV 1.7
VideoOutput {
    source: "video.mp4"
    anchors.fill: parent
}

// C++ 示例：基本播放控制
QAVPlayer player;
player.setFile("video.mp4");
player.play();
8. 现状与未来
  • 维护状态：
    目前 QtAV 更新较慢（最新版本为 1.13.0，2021年），但核心功能稳定。部分开发者转向基于 FFmpeg 的其他现代方案（如 QtMultimedia + FFmpeg 组合）。
  • 替代方案：
    Qt 6 的 Qt Multimedia 模块已逐步增强，但对高级功能仍需第三方库补充。

实际应用

在实际手机应用开发中，QtAV 的使用场景有限，但并非完全不可行。是否选择它取决于具体需求和技术栈。以下是详细分析：

1. 手机端使用 QtAV 的可行性

适用场景
  • 跨平台 Qt 应用：
    如果手机应用本身基于 Qt/QML 开发（如使用 Qt for Android/iOS），且需要高级音视频功能（如硬解码、自定义渲染），QtAV 是一个可选方案。
  • 功能需求复杂：
    需要处理特殊视频格式（如 RTSP 监控流）、逐帧控制、滤镜等超出 Qt Multimedia 能力的场景。
不适用场景
  • 原生开发主导：
    大多数手机应用采用原生开发（Android/Kotlin 或 iOS/Swift），直接使用平台专属库更高效（如 Android 的 MediaCodec/ExoPlayer 或 iOS 的 AVFoundation）。
  • 性能敏感场景：
    QtAV 的跨平台抽象层可能带来额外性能开销，不如原生库优化彻底。

2. 手机端音视频的常见技术方案

平台/场景推荐方案优势
Android 原生MediaCodec + MediaPlayer/ExoPlayer官方支持，硬件加速完善，生态成熟
iOS 原生AVFoundation/AVPlayer低延迟，系统级优化
跨平台框架Flutter（video_player 插件）快速集成，适合简单播放需求
Qt 应用QtAV 或 Qt Multimedia + FFmpeg 定制适合已有 Qt 代码库的项目

3. QtAV 在手机端的局限性

  • 性能问题：
    • 移动端硬件碎片化严重，QtAV 的硬件加速可能不如原生方案稳定。
    • 功耗优化较差，长时间解码可能增加电量消耗。
  • 依赖复杂度：
    • 需要手动编译 FFmpeg 并链接到移动端项目（尤其是 iOS 需处理静态库和许可问题）。
    • 增加应用体积（FFmpeg 库通常较大）。
  • 维护风险：
    QtAV 更新缓慢，对最新手机系统（如 Android 14/iOS 17）的适配可能滞后。

4. 实际案例参考

  • Qt 开发的工业/车载应用：
    部分车载娱乐系统（基于 Qt）使用 QtAV 播放本地或网络视频。
  • 跨平台监控应用：
    需要同时支持桌面和移动端的监控软件，可能选择 QtAV 保持代码统一。
  • 淘汰案例：
    普通社交/短视频 App 通常转向原生方案（如 ExoPlayer）以获得更好的用户体验。

5. 替代建议

  • 若坚持 Qt 技术栈：
    • 简单播放：优先尝试 Qt 6 的 Qt Multimedia（已支持更多格式）。
    • 高级功能：QtAV + 自定义 FFmpeg 编译（需权衡维护成本）。
  • 若可接受原生开发：
    • Android：ExoPlayer（Google 推荐，支持 DASH/HLS/DRM）。
    • iOS：AVPlayer + AVAssetReader（精准帧控制）。
  • 跨平台框架：
    • Flutter：video_player + ffmpeg_kit_flutter 插件。
    • React Native：react-native-video。

总结

  • 能用但慎用：QtAV 适合已有 Qt 基础且需要复杂音视频功能的手机应用，但需面对性能和维护挑战。
  • 推荐原生方案：大多数情况下，手机端音视频开发应优先选择平台专属库（Android/iOS），它们在性能、功耗和生态支持上更具优势。

QtAV 编译与安装指南

QtAV 是一个基于 Qt 和 FFmpeg 的多媒体播放库，支持跨平台（Windows、Linux、macOS、Android、iOS）。以下是详细的编译安装步骤：

1. 环境准备

1.1 依赖安装

(1) 安装 Qt
  • 下载 Qt：从 Qt 官网 安装 Qt 5.15+ 或 Qt 6.x（建议使用 Qt 5.15 LTS）。
  • 确保包含以下模块：
    • QtCore、QtGui、QtWidgets（C++ 开发）
    • QtQuick、QtQml（QML 开发）
    • QtMultimedia（可选，用于对比测试）
(2) 安装 FFmpeg

QtAV 依赖 FFmpeg 进行音视频解码，需要手动编译或安装预编译版本：

  • Linux (Ubuntu/Debian):
    sudo apt install libavcodec-dev libavformat-dev libavutil-dev libswscale-dev
  • macOS (Homebrew):
    brew install ffmpeg
  • Windows：
    • 下载 FFmpeg shared 或 static 版本（如 gyan.dev）。
    • 解压后添加 bin 目录到系统 PATH。
(3) 可选依赖（硬件加速）
  • OpenGL（默认渲染方式）
  • CUDA（NVIDIA GPU 加速）
  • VAAPI/VDPAU（Linux 视频加速）

2. 获取 QtAV 源码

git clone https://github.com/wang-bin/QtAV.git
cd QtAV
git submodule update --init  # 更新子模块（如果有）

3. 编译 QtAV

3.1 使用 qmake 编译（推荐）

(1) 生成 Makefile
mkdir build
cd build
qmake ../QtAV.pro  # 默认使用系统 FFmpeg

自定义 FFmpeg 路径（如果 FFmpeg 不在系统路径）：

qmake ../QtAV.pro "FFMPEG_HOME=/path/to/ffmpeg"
(2) 编译并安装
make -j4       # 多线程编译（根据 CPU 核心数调整）
sudo make install  # 安装到系统（Linux/macOS）
  • Windows 下直接运行 nmake（MSVC）或 mingw32-make（MinGW）。
(3) 验证安装
  • 头文件默认安装到 /usr/local/include/QtAV（Linux/macOS）或 C:\QtAV（Windows）。
  • 动态库（.so/.dll）安装到系统库目录。

3.2 使用 CMake 编译（可选）

mkdir build
cd build
cmake .. -DQt5_DIR=/path/to/Qt5 -DFFMPEG_HOME=/path/to/ffmpeg
cmake --build . --parallel
sudo cmake --install .

4. 运行测试

4.1 测试命令行播放器

QtAVPlayer  # 或直接运行编译生成的 player 示例

如果提示找不到库，设置环境变量：

  • Linux/macOS:
    export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH
  • Windows:
    set PATH=C:\path\to\QtAV\bin;%PATH%

4.2 测试 QML 播放器

import QtQuick 2.0
import QtAV 1.7

VideoOutput {
    source: "file:///path/to/video.mp4"
    anchors.fill: parent
}

5. 常见问题

5.1 FFmpeg 版本不兼容

  • 确保 FFmpeg 版本 ≥ 4.0（推荐 5.x）。
  • 如果报错 undefined symbol: avcodec_receive_frame，可能是 FFmpeg API 变更，需重新编译 QtAV。

5.2 找不到 QtAV 模块

  • QML 报错 module "QtAV" is not installed：
    sudo cp -r /usr/local/qml/QtAV /path/to/Qt/qml/  # 手动复制 QML 插件

5.3 硬件加速失败

  • 检查 OpenGL 驱动是否正常：
    glxinfo | grep OpenGL  # Linux
  • 尝试切换渲染后端：
    VideoOutput {
    renderer: OpenGL  // 可选：QPainter、Direct2D（Windows）
}

6. 卸载 QtAV

sudo make uninstall  # qmake 方式
# 或手动删除安装的文件：
sudo rm -rf /usr/local/include/QtAV /usr/local/lib/libQtAV* /usr/local/qml/QtAV

总结

步骤关键命令/操作
1. 安装依赖Qt + FFmpeg
2. 克隆源码git clone https://github.com/wang-bin/QtAV.git
3. 编译安装qmake + make + make install
4. 测试QtAVPlayer 或 QML 示例

windows的免编译安装（实测可用）

1. 环境准备

需要自己在windows环境安装QtCreator(Qt)
并按照下面的安装指导安装QtAV的库

2. 安装包下载

  • 下面这个网站可以下载自己想要的MinGW64/32 或 VS版本的成品库（或库安装包）
    https://sourceforge.net/projects/qtav/files/release/
    文章附了两个已经下载好的软件包
  • 下载注意：可能下载不到需要点击Problems Downloading? – 选择一个可用节点（需要自己试）
    在这里插入图片描述
  • 需要下载ffmpeg开发包：
    https://sourceforge.net/projects/avbuild/files/windows-desktop/

3. 头文件安装

  • 把QtAV包和ffmpeg包 中的头文件拷贝到 Qt的头文件路径中
    在这里插入图片描述

4.环境变量设置

  • 不管自己下载的是压缩包还是exe文件，把它解压到指定路径，比如D:\program\QtAV1.4.2MinGW64

目录形式

  • bin 目录 （可能带有ffmpeg库文件，也可能没带。没带是因为它把ffmpeg库和QtAV库集成在一起了所以它会很大）
    在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
  • 把bin路径添加到环境变量中
    在这里插入图片描述

测试例子

  • .pro文件添加：
    版本1：（bin目录中没带ffmpeg的库：avcodec.dll）
# 指定QtAV路径
LIBS += -L D:/program/QtAV1.4.2MinGW64/bin \
        -lQt5AV1 \
        -lQt5Widgets

版本2：（bin目录中带有ffmpeg的库：avcodec.dll）

# 指定QtAV路径
LIBS += -L D:/program/QtAV1.11.0MinGW32/bin \
        -lQtAV1 \
        -lQtAVWidgets1
        -lavcodec-57
        -lavformat-57
        -lavutil-55
        -lswscale-4
  • main.cpp：
#include <QtAV/QtAV>
#include <QtAVWidgets/QtAVWidgets>
#include <QApplication>

int main(int argc, char *argv[])
{
    QApplication a(argc, argv);

    // 1. 创建播放器和视频输出
    QtAV::AVPlayer player;
    QtAV::WidgetRenderer renderer;  // 替代旧的VideoOutput

    // 2. 设置窗口属性
    renderer.widget()->setWindowTitle("QtAV Player");
    renderer.widget()->resize(800, 600);
    renderer.widget()->show();

    // 3. 关联播放器和渲染器（新API）
    player.setRenderer(&renderer);

    // 4. 播放视频
    player.play("../player/test.mp4");

    return a.exec();
}

在这里插入图片描述

  • 效果
    注意：头文件及环境变量安装完成后 才能打开Qt软件新建项目
    在这里插入图片描述

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