基于 Android 的 3D 视频样本代码

作者：Mark Liu

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简单介绍

在 Android 中，创建一个可以播放视频剪辑的应用很easy；创建一个採用 3D 图形平面的游戏应用也很easy。可是，创建一个可以在 3D 图形对象上播放视频的应用却不easy。本文介绍了我为应对该挑战创建的应用。该应用可在 3D 平面上渲染视频，并支持用户以交互的方式在视频平面上播放。

该应用须要解决三大实施问题：

1. 怎样构建代码以支持用户在播放视频时变更 3D 平面？
2. 尽管 Android 中默认的 MediaPlayer 配备了全面的播放操作，可是难以获得视频图像数据并以定制的方式对其进行渲染。
3. 怎样设计图形组件以运行视频数据渲染？

此外，该应用还面临设备功能的挑战，由于它须要视频和图形对象同一时候执行。本文将对该款应用的特性和使用进行介绍，然后对其设计进行简要的介绍。

特性

该应用具备下面特性：

1. 它支持用户从其本地媒体库中选择视频剪辑。
2. 该应用支持横向和纵向两种方向；当方向转换时，视频可以持续播放。
3. 它可提供三种播放模式：
   1. 默认模式：这是常规播放模式；视频剪辑如同在常规媒体播放器中一样播放。
   2. 随机旋转：视频的平面可随横向和纵向随机旋转；其颜色也可在红色色调和正常颜色之间切换。
   3. 触摸旋转：用户能够使用触摸功能向左、右滑动并旋转平面，详细取决于速度。
   4. 当将应用移动至后台或关闭时，可将当前的视频剪辑保存并在应用又一次激活时进行播放。

注：应用中没有视频会话控制；因此用户无法停止、快进或回放视频。假设将应用移动至后台或关闭，视频仅仅能从头開始播放。

使用模式

開始播放视频剪辑

该应用未包括不论什么视频，因此用户能够选择 Android 平台支持的随意视频剪辑进行播放。可是，建议使用採用 H.264AVC 编解码器以 MPEG-4 标准处理的视频编辑，由于我们在开发时是採用这样的格式。应用首次启动时，将会显示文件选择器界面（请见上一页的截图）。

用户选择首选的文件选择器后，系统将会提供屏幕指示。选择视频剪辑后，将開始播放。
注：有时，视频開始前须要等待一段时间 — 约 5 ~ 10 秒。

选择不同的模式

应用開始播放时是使用常规模式。如要更改模式，用户可点击 UI 上的选项button，启动选项菜单。

选项菜单有四个选项：前三个是播放模式选项；最后一个选项可支持用户选择不同的视频剪辑。

 

随机旋转

该选择可支持渲染视频的平面随着横、纵轴呈 3D 效果随机旋转。此外，它还可定期在屏幕上呈现红色色调。

 

触摸旋转

在触摸旋转模式中，用户能够向左、右滑动，从而让平面沿着纵轴左、右旋转。当滑动更快时，旋转将会加快；当用户停止滑动时，旋转将会随之减速。

 

设计

该应用中的三个主要组件包含：为用户提供交互式应用演示的 UI 组件；进行视频播放的视频组件；渲染视频帧缓冲区并在特殊模式下创建 3D 效果的OpenGL* 平面。

该视频播放组件有两个线程。视频引擎线程使用MediaCodec 类。该类在 Android JellyBean 版本号（API 16）中推出。它能够提供低级别的 Android 媒体框架 API，因此您能够在帧层面控制播放。在每一个视频帧上，图形组件能够控制图像数据，并更改渲染图像的方式。

此外，播放组件还可运行播放视频剪辑音轨的音频引擎线程。为使视频和音频线程同步，从而让人物的口型与其说出的声音相匹配，我们实施了 AV 同步算法。视频播放可使其时间戳与音频时间戳时刻保持一致。它能够对播放速度进行微调，以便将视频帧控制在 30 毫秒的时间范围内。

图形组件可加入一个 GLSurfaceView，从而在该类中嵌入一个定制的渲染类。渲染类可实施渲染器接口来运行 OpenGL 渲染算法。该算法可在纹理平面上实施 3D 旋转效果，还可依据用户的输入将模式更改为其它算法。

在渲染器中，对视频帧旋转和着色是通过一个简单的顶点和像素着色器来控制的。视频平面的旋转通过应用一系列的欧拉角旋转来实现。帧的着色通过将视频帧内容与固定颜色（在本案例中为红色）在像素着色器中进行线性混合来实现。

此外，图形组件还可用作视频引擎的视频帧监听器，并可在实施过程中传送至 MediaCodec 对象，这样每当有可用帧时便可调用渲染功能。图形组件可在 UI 组件中提供一个选项，这样用户便可以更改播放模式。

MediaCodec 编解码流程与视频帧保持同步，图形组件中的渲染器功能与图形帧保持同步。因此，当訪问帧缓冲区时，两个组件中的功能必须保持同步。

相关链接与资源：

• 将 OpenGL* 游戏移植到基于英特尔凌动处理器的 Android* 系统
• 英特尔架构上的 Android* MediaPlayer 样本代码走查
• 英特尔处理器显卡上的 3D 游戏
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作者简单介绍

Mark Liu 是英特尔超便携设备事业部 (Intel Ultra-Mobile Group) 的软件project师，负责开发基于 Android 设备的验证框架。此外，他还參与英特尔超便携设备事业部的多个其它 Android 项目，包含智能手机和平板电脑设备。他所做的大部分工作都与媒体播放、视频会议和软件栈性能调优相关。

增加英特尔软件和设备事业部基于英特尔® 凌动™ 处理器的设备软件支持团队后，他负责多项不同的任务，包含 Android 样本媒体应用的开发、Windows* 8 媒体框架的系统优化以及用于编写媒体应用的文档。

Chris Kirkpatrick 是英特尔软件与服务事业部的软件project师，负责为视觉与交互式计算project设计团队提供英特尔图形解决方式开发支持。他拥有俄勒冈州立大学计算机科学理学士学位。

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