FFMPEG核心结构体

一、核心结构体：作用 + 必记成员

1. AVFormatContext（全局总管）

• 核心作用：统领封装 / 解封装、流管理，是 FFmpeg 推流 / 拉流的 "总入口"。
• 必记成员 ：
  • iformat/oformat：输入 / 输出封装格式（推流用oformat）。
  • streams：音视频流列表（推流时存视频 / 音频流）。
  • nb_streams：流的数量（如 1 个视频流则为 1）。
  • pb：IO 上下文（关联 AVIOContext，负责数据读写）。
  • url：推流目标地址（如 RTMP://xxx）。

2. AVOutputFormat（输出格式器）

• 核心作用：指定输出文件 / 流的封装格式（如 RTMP、MP4），提供写数据接口。
• 必记成员 ：
  • name：格式名称（如 "rtmp""mp4"）。
  • video_codec/audio_codec：默认视频 / 音频编解码器 ID（如 H264、AAC）。
  • write_header()：写封装头（推流前必须调用）。
  • write_packet()：写编码后的数据包（推流核心接口）。
  • write_trailer()：写封装尾（推流结束调用）。

3. AVStream（流容器）

• 核心作用：存储单个音视频流的完整信息（如视频分辨率、音频采样率）。
• 必记成员 ：
  • index：流索引（推流时区分视频流 0 / 音频流 1）。
  • time_base：流的时间基（将 PTS/DTS 转换为实际时间，如 1/90000）。
  • duration：流总时长（以 time_base 为单位）。
  • codecpar：编解码参数（存分辨率、码率等，替代旧版codec）。
  • avg_frame_rate：平均帧率（视频流专用）。

4. AVCodec（编解码器实体）

• 核心作用：封装具体编解码算法（如 H264 编码器、AAC 解码器）。
• 必记成员 ：
  • name：编码器名称（如 "h264""aac"）。
  • type：媒体类型（AVMEDIA_TYPE_VIDEO/AUDIO）。
  • id：编解码器 ID（AV_CODEC_ID_H264/AV_CODEC_ID_AAC）。
  • encode2()：编码接口（将 AVFrame 转为 AVPacket）。
  • decode()：解码接口（将 AVPacket 转为 AVFrame）。

5. AVCodecContext（编解码上下文）

• 核心作用：配置编解码参数、管理编解码过程的 "环境变量"。
• 必记成员 ：
  • codec：关联的 AVCodec（指定用哪个编解码器）。
  • width/height：视频分辨率（编码前必须设置）。
  • bit_rate：编码码率（如 1000000=1Mbps）。
  • pix_fmt：视频像素格式（如AV_PIX_FMT_YUV420P）。
  • sample_rate/channels：音频采样率 / 声道数。
  • time_base：编解码时间基（需与 AVStream 对应）。

6. AVPacket（编码数据包）

• 核心作用：存储编解码后的压缩数据（推流传输的核心数据载体）。
• 必记成员 ：
  • data：压缩数据缓冲区（如 H264 裸流、AAC 帧）。
  • size：压缩数据长度（字节数）。
  • pts：显示时间戳（控制播放顺序，需按 time_base 转换）。
  • dts：解码时间戳（控制解码顺序）。
  • stream_index：所属流索引（标记是视频流还是音频流）。
  • flags：标记（AV_PKT_FLAG_KEY表示关键帧）。

7. AVFrame（原始数据帧）

• 核心作用：存储解码后的原始数据（如视频 YUV、音频 PCM）。
• 必记成员 ：
  • data：原始数据缓冲区（视频 YUV 分 3 个平面，音频 PCM 存 1 个平面）。
  • width/height：视频帧分辨率。
  • nb_samples：音频帧采样数。
  • format：原始数据格式（视频AV_PIX_FMT_YUV420P，音频AV_SAMPLE_FMT_S16）。
  • key_frame：是否为关键帧（1 = 是，0 = 否）。
  • pts：显示时间戳（继承自 AVPacket）。

8. AVIOContext（IO 上下文）

• 核心作用：管理 FFmpeg 的输入 / 输出 IO（如网络推流、文件读写）。
• 必记成员 ：
  • buffer：IO 缓存区（临时存储待读写数据）。
  • buf_ptr/buf_end：缓存区当前位置 / 结束位置。
  • opaque：私有指针（关联 URLContext，处理协议逻辑）。
  • read_packet/write_packet：读写数据回调（推流用write_packet）。
  • seek：定位回调（推流场景较少用）。

二、推流场景核心逻辑链路（帮你串联结构体）

1. 用AVFormatContext创建推流上下文，绑定AVOutputFormat（如 RTMP）和AVIOContext（网络 IO）。
2. 用AVStream创建视频 / 音频流，通过codecpar配置分辨率、码率等参数。
3. 用AVCodecContext初始化编解码器（如 H264），关联AVCodec。
4. 原始数据（摄像头采集）存入AVFrame，调用encode2()编码为AVPacket。
5. 给AVPacket设置pts/dts/stream_index，调用write_packet()推流。
6. 推流结束，调用write_trailer()关闭上下文。

FFmpeg 推流：结构体 + 代码调用对应表（直接套用）

按推流流程拆解，每个步骤明确核心结构体、关键成员及实战代码，贴合 RV1126 硬件编码推流场景：

一、初始化推流上下文（核心：AVFormatContext + AVOutputFormat）

关联结构体及核心成员

结构体	核心成员	作用
AVFormatContext	oformat、pb、url、streams	统领推流全局，绑定输出格式和 IO
AVOutputFormat	name、video_codec	指定推流封装格式（如 RTMP）

关键代码

// 1. 分配AVFormatContext（推流核心上下文）
AVFormatContext *fmt_ctx = avformat_alloc_context();
// 2. 指定输出格式（RTMP为例，对应AVOutputFormat）
fmt_ctx->oformat = av_guess_format("flv", "rtmp://xxx", NULL); // flv是RTMP封装格式
fmt_ctx->url = av_strdup("rtmp://your_server/stream"); // 推流地址

// 3. 打开IO上下文（关联AVIOContext，负责网络读写）
if (avio_open(&fmt_ctx->pb, fmt_ctx->url, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
    printf("IO打开失败\n");
    return -1;
}

二、创建视频流 + 配置编解码（核心：AVStream + AVCodecContext + AVCodec）

关联结构体及核心成员

结构体	核心成员	作用
AVStream	index、time_base、codecpar	存储视频流参数
AVCodecContext	codec、width、height、pix_fmt、bit_rate	编解码配置（分辨率、码率等）
AVCodec	id、type	绑定硬件 / 软件编码器（如 H264）

关键代码

// 1. 创建视频流（关联AVStream）
AVStream *video_stream = avformat_new_stream(fmt_ctx, NULL);
video_stream->index = 0; // 视频流索引（音频流设为1）
video_stream->time_base = (AVRational){1, 25}; // 时间基：25帧/秒

// 2. 配置编解码参数（AVCodecContext + AVCodec）
AVCodec *codec = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H264); // H264编码器
AVCodecContext *codec_ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
codec_ctx->codec = codec;
codec_ctx->width = 1920; // 1080P
codec_ctx->height = 1080;
codec_ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_YUV420P; // 像素格式
codec_ctx->bit_rate = 2000000; // 2Mbps码率
codec_ctx->time_base = video_stream->time_base;

// 3. 绑定编解码参数到流（codecpar替代旧版codec成员）
avcodec_parameters_from_context(video_stream->codecpar, codec_ctx);

// 4. 打开编码器
if (avcodec_open2(codec_ctx, codec, NULL) < 0) {
    printf("编码器打开失败\n");
    return -1;
}

三、写入封装头（核心：AVFormatContext + AVOutputFormat）

关联结构体及核心成员

结构体	核心成员	作用
AVFormatContext	oformat、priv_data	传递配置给输出格式
AVOutputFormat	write_header()	生成封装头（推流必需步骤）

关键代码

// 写入RTMP/flv封装头（调用AVOutputFormat的write_header回调）
if (avformat_write_header(fmt_ctx, NULL) < 0) {
    printf("封装头写入失败\n");
    return -1;
}

四、编码 + 推流（核心：AVFrame + AVPacket）

关联结构体及核心成员

结构体	核心成员	作用
AVFrame	data、width、height、format、pts	存储 RV1126 硬件编码前的 YUV 数据
AVPacket	data、size、pts、dts、stream_index、flags	存储编码后的 H264 码流，用于推流

关键代码（RV1126 硬件编码适配）

AVFrame *frame = av_frame_alloc();
AVPacket *pkt = av_packet_alloc();

// 1. 填充RV1126采集的YUV数据（frame为原始数据，对应AVFrame核心成员）
frame->data[0] = yuv_buf; // Y分量数据
frame->data[1] = yuv_buf + width*height; // U分量
frame->data[2] = yuv_buf + width*height*5/4; // V分量
frame->linesize[0] = width;
frame->width = width;
frame->height = height;
frame->format = AV_PIX_FMT_YUV420P;
frame->pts = frame_idx * av_q2d(video_stream->time_base) * AV_TIME_BASE; // 计算PTS

// 2. 发送帧到编码器编码（RV1126可替换为硬件编码接口）
avcodec_send_frame(codec_ctx, frame);
// 3. 接收编码后的数据包（AVPacket为推流数据载体）
while (avcodec_receive_packet(codec_ctx, pkt) == 0) {
    // 绑定数据包到视频流（stream_index对应AVStream的index）
    pkt->stream_index = video_stream->index;
    pkt->pts = av_rescale_q(pkt->pts, codec_ctx->time_base, video_stream->time_base); // 时间基转换
    pkt->dts = av_rescale_q(pkt->dts, codec_ctx->time_base, video_stream->time_base);
    pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY; // 关键帧标记（必加，否则无法解码）
    
    // 4. 推流核心：写入数据包（调用AVOutputFormat的write_packet）
    av_interleaved_write_frame(fmt_ctx, pkt);
    av_packet_unref(pkt); // 释放数据包
}

av_frame_unref(frame);

五、推流收尾（核心：AVFormatContext）

关联结构体及核心成员

结构体	核心成员	作用
AVFormatContext	oformat、pb	写入封装尾 + 关闭 IO
AVOutputFormat	write_trailer()	生成封装尾，结束推流

关键代码

// 1. 写入封装尾
av_write_trailer(fmt_ctx);
// 2. 释放资源（按顺序释放，避免内存泄漏）
avcodec_close(codec_ctx);
avcodec_free_context(&codec_ctx);
avio_close(fmt_ctx->pb);
avformat_free_context(fmt_ctx);
av_packet_free(&pkt);
av_frame_free(&frame);

核心总结

• 推流的核心逻辑：AVFrame（原始数据）→ 编码 → AVPacket（压缩数据）→ AVFormatContext（封装）→ AVIOContext（推流）
• 每个结构体各司其职：Context 类（AVFormatContext、AVCodecContext）管配置，数据类（AVFrame、AVPacket）存数据，Format 类（AVOutputFormat）管封装
• 直接套用上述代码，替换推流地址、分辨率、码率，即可适配 RV1126 硬件编码推流场景。