作者:字节流动
来源:https://blog.csdn.net/Kennethdroid/article/details/108425267
FFmpeg 开发系列连载:
- FFmpeg 开发(01):FFmpeg 编译和集成
- FFmpeg 开发(02):FFmpeg + ANativeWindow 实现视频解码播放
- FFmpeg 开发(03):FFmpeg + OpenSLES 实现音频解码播放
- FFmpeg 开发(04):FFmpeg + OpenGLES 实现音频可视化播放
- FFmpeg 开发(05):FFmpeg + OpenGLES 实现视频解码播放和视频滤镜
- FFmpeg 开发(06):FFmpeg 播放器实现音视频同步的三种方式
前文中,我们已经利用 FFmpeg + OpenGLES + OpenSLES 实现了一个多媒体播放器,本文将基于此播放器实现一个酷炫的 3D 全景播放器。
全景播放器原理
全景视频是由多台摄像机在一个位置同时向四面八方拍摄,最后经过后期拼接处理生成的。
用普通的多媒体播放器播放全景视频,画面会呈现出严重的拉伸和扭曲变形。
全景播放器将视频画面渲染到球面上,相当于从球心去观察内部球面,观察到的画面 360 度无死角,这也就是市面上大多数“ VR 盒子”的实现原理。
构建球面网格
全景播放器原理与普通播放器的本质区别在渲染图像部分,普通播放器只需将视频画面渲染到一个矩形平面上,而全景播放器需要将视频画面渲染到球面。
为实现全景播放器,我们只需要利用 OpenGL 构建一个球体,然后将 FFmpeg 解码的视频画面渲染到这个球体表面即可。
OpenGL ES 中所有 3D 物体均是由三角形构成的,构建一个球体只需要利用球坐标系中的经度角、维度角以及半径计算出球面点的三维坐标,最后这些坐标点构成一个个小矩形,每个矩形就可以分成 2 个三角形。
在球坐标系中,利用经度角、维度角和半径计算出球面点坐标公式如下:
根据上述公式计算球面顶点坐标的代码实现, 其中 ANGLE_SPAN 为步长,RADIUS 为半径,RADIAN 用于弧度转换 。
//构建顶点坐标 for (float vAngle = 90; vAngle > -90; vAngle = vAngle - ANGLE_SPAN) {//垂直方向每隔 ANGLE_SPAN 度计算一次 for (float hAngle = 360; hAngle > 0; hAngle = hAngle - ANGLE_SPAN) {//水平方向每隔 ANGLE_SPAN 度计算一次 double xozLength = RADIUS * cos(RADIAN(vAngle)); float x1 = (float) (xozLength * cos(RADIAN(hAngle))); float z1 = (float) (xozLength * sin(RADIAN(hAngle))); float y1 = (float) (RADIUS * sin(RADIAN(vAngle))); xozLength = RADIUS * cos(RADIAN(vAngle - ANGLE_SPAN)); float x2 = (float) (xozLength * cos(RADIAN(hAngle))); float z2 = (float) (xozLength * sin(RADIAN(hAngle))); float y2 = (float) (RADIUS * sin(RADIAN(vAngle - ANGLE_SPAN))); xozLength = RADIUS * cos(RADIAN(vAngle - ANGLE_SPAN)); float x3 = (float) (xozLength * cos(RADIAN(hAngle - ANGLE_SPAN))); float z3 = (float) (xozLength * sin(RADIAN(hAngle - ANGLE_SPAN))); float y3 = (float) (RADIUS * sin(RADIAN(vAngle - ANGLE_SPAN))); xozLength = RADIUS * cos(RADIAN(vAngle)); float x4 = (float) (xozLength * cos(RADIAN(hAngle - ANGLE_SPAN))); float z4 = (float) (xozLength * sin(RADIAN(hAngle - ANGLE_SPAN))); float y4 = (float) (RADIUS * sin(RADIAN(vAngle))); //球面小矩形的四个点 vec3 v1(x1, y1, z1); vec3 v2(x2, y2, z2); vec3 v3(x3, y3, z3); vec3 v4(x4, y4, z4); //构建第一个三角形 m_VertexCoords.push_back(v1); m_VertexCoords.push_back(v2); m_VertexCoords.push_back(v4); //构建第二个三角形 m_VertexCoords.push_back(v4); m_VertexCoords.push_back(v2); m_VertexCoords.push_back(v3); } }
对应球面坐标的纹理坐标计算,实际上就是计算固定行和列的网格点。
//构建纹理坐标,球面展开后的矩形 int width = 360 / ANGLE_SPAN;//列数 int height = 180 / ANGLE_SPAN;//行数 float dw = 1.0f / width; float dh = 1.0f / height; for (int i = 0; i < height; i++) { for (int j = 0; j < width; j++) { //每一个小矩形,由两个三角形构成,共六个点 float s = j * dw; float t = i * dh; vec2 v1(s, t); vec2 v2(s, t + dh); vec2 v3(s + dw, t + dh); vec2 v4(s + dw, t); //构建第一个三角形 m_TextureCoords.push_back(v1); m_TextureCoords.push_back(v2); m_TextureCoords.push_back(v4); //构建第二个三角形 m_TextureCoords.push_back(v4); m_TextureCoords.push_back(v2); m_TextureCoords.push_back(v3); } }
用 OpenGL 划线渲染球状网格,测试构建的球体是否准确。
渲染全景视频
计算好顶点坐标和纹理坐标后,剩下的就是简单的纹理映射(纹理贴图),不了解纹理映射的同学可以查看这篇文章纹理映射,篇幅有限,这里不展开讲述。
顶点坐标和纹理坐标初始化 VAO 。
// Generate VBO Ids and load the VBOs with data glGenBuffers(2, m_VboIds); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_VboIds[0]); glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vec3) * m_VertexCoords.size(), &m_VertexCoords[0], GL_STATIC_DRAW); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_VboIds[1]); glBufferData(GL_ARRAY_BUFFER, sizeof(vec2) * m_TextureCoords.size(), &m_TextureCoords[0], GL_STATIC_DRAW); // Generate VAO Id glGenVertexArrays(1, &m_VaoId); glBindVertexArray(m_VaoId); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_VboIds[0]); glEnableVertexAttribArray(0); glVertexAttribPointer(0, 3, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(vec3), (const void *)0); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, GL_NONE); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, m_VboIds[1]); glEnableVertexAttribArray(1); glVertexAttribPointer(1, 2, GL_FLOAT, GL_FALSE, sizeof(vec2), (const void *)0); glBindBuffer(GL_ARRAY_BUFFER, GL_NONE); glBindVertexArray(GL_NONE);
绘制视频画面。
// Use the program object glUseProgram (m_ProgramObj); glBindVertexArray(m_VaoId); GLUtils::setMat4(m_ProgramObj, "u_MVPMatrix", m_MVPMatrix); //绑定纹理 glActiveTexture(GL_TEXTURE0); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, m_TextureId); GLUtils::setFloat(m_ProgramObj, "s_TextureMap", 0); glDrawArrays(GL_TRIANGLES, 0, m_VertexCoords.size());
先绘制普通视频,看看是啥样儿。
最后绘制全景视频。
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