安卓MediaRecorder(4)视频采集编码写入详细源码分析

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前言

通过 文2 我们知道了 MediaRecorder 各个接口 Framework 中的实现。
通过 文3 我们 知道了 MediaRecorder 底层音频的采集、编码、写入文件等详细流程。
本文主要介绍 MediaRecorder 视频的采集、编码等相关流程。

视频采集

在 文1 我们知道了如何使用 MediaRecorder 录制音频，那么如何同时录制声音和视频呢，可以参见 Demo Camera2Video，这里不再贴代码。
通过此示例，我们知道录制视频需要如下设置

val surface = MediaCodec.createPersistentInputSurface()
...
setOutputFormat(MediaRecorder.OutputFormat.MPEG_4)
setVideoSource(MediaRecorder.VideoSource.SURFACE)
setVideoEncoder(videoEncoder)
setInputSurface(surface)

也就是视频采集源，就是这个 surface = MediaCodec.createPersistentInputSurface()。
也就是 mInputSurface，也是 PreviewFragment 中 encoderSurface，最终传递到 eglEncoderSurface
eglEncoderSurface = EGL14.eglCreateWindowSurface(eglDisplay, eglConfig, encoderSurface, surfaceAttribs, 0)
在 HardwarePipeline中，可以看到添加了一路预览流：

    // 创建一个 GL_TEXTURE_EXTERNAL_OES 纹理
    cameraTexId = createTexture()
    cameraTexture = SurfaceTexture(cameraTexId)
    ...
    session.device.createCaptureRequest(CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW).apply {
        // 添加预览 surface target
        addTarget(cameraSurface)
    }.build()

基于 cameraTexture.setOnFrameAvailableListener(this), 当预览流可用时，会进行如下消费、复制操作：

private fun onFrameAvailableImpl(surfaceTexture: SurfaceTexture) {
    if (eglContext == EGL14.EGL_NO_CONTEXT) {
        return
    }

    /* 消费掉camera出来的流 ，updateTexImage 相关介绍可以参考 https://blog.csdn.net/CSqingchen/article/details/135637088 */
    cameraTexture.updateTexImage()

    /** 复制 cameraTexture 到 eglRenderSurface  */
    if (eglRenderSurface != EGL_NO_SURFACE) {
        copyCameraToRender()
    }

    /** 复制 eglRenderSurface 到 TextureView 显示*/
    copyRenderToPreview()

    /**  复制 eglRenderSurface 到 eglEncoderSurface ，通过消息 encoder.frameAvailable() 告知编码*/
    if (eglEncoderSurface != EGL_NO_SURFACE && currentlyRecording) {
        copyRenderToEncode()
    }
}

至此，我们知道了 MediaRecorder 采集视频的数据流。
这里是基于 Demo Camera2Video 分析，其它情况也差不多。

视频编码

在示例 Camera2Video 中，如果 useMediaRecorder 为 false，编码相关代码如下：

public fun drainEncoder(): Boolean {
    while (true) {
        // 编码 
        var encoderStatus: Int = mEncoder.dequeueOutputBuffer(mBufferInfo, TIMEOUT_USEC)
        ...
        // 取编码的数据
        var encodedData: ByteBuffer? = mEncoder.getOutputBuffer(encoderStatus)
        ...
        //写入编码后数据到文件
        mMuxer.writeSampleData(mVideoTrack, encodedData, mBufferInfo)
    }
}

完整代码参见 EncoderWrapper.kt
如果 useMediaRecorder 为 true ，编码及写入均在Framework，我们可以从 setInputSurface 往下底层查看。
通过 文2 ,setInputSurface的最终实现如下

status_t StagefrightRecorder::setInputSurface(
        const sp<PersistentSurface>& surface) {
    mPersistentSurface = surface;
    return OK;
}

编码器初始化创建如下：

status_t StagefrightRecorder::setupVideoEncoder(const sp<MediaSource> &cameraSource,
        sp<MediaCodecSource> *source){
    ...
    sp<MediaCodecSource> encoder = MediaCodecSource::Create(
        mLooper, format, cameraSource, mPersistentSurface, flags);
    ...
}
status_t MediaCodecSource::initEncoder() {
    ...
    if (mPersistentSurface != NULL) {
        err = mEncoder->setInputSurface(mPersistentSurface);
    }
    ...
}
status_t MediaCodec::setInputSurface(
        const sp<PersistentSurface> &surface) {
    sp<AMessage> msg = new AMessage(kWhatSetInputSurface, this);
    msg->setObject("input-surface", surface.get());
    sp<AMessage> response;
    return PostAndAwaitResponse(msg, &response);
}

通过如下代码将 Camera 数据源设置为编码

status_t StagefrightRecorder::setupCameraSource(sp<CameraSource> *cameraSource) {

    if (mCaptureFpsEnable) {
        *cameraSource = CameraSource::CreateFromCamera(
                mCamera, mCameraProxy, mCameraId, clientName, uid, pid,
                videoSize, mFrameRate,
                mPreviewSurface);
    }
}
...
setupVideoEncoder(mediaSource, &encoder);

视频编码写入

视频的编码写入流程同 文3 音频的编码、写入。

结语

到这里，通过相关文章的介绍，我们已经很清晰 MediaRecorder 底层的音、视频采集、编码、写入编码后内容等相关流程的源码实现。
希望对你有所帮助。如果你在使用 MediaRecorder 的过程中遇到了其他问题，欢迎留言讨论。
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