Qt绘制音频波纹图

本文实现Qt绘制FFmpeg解码音频的波纹.

绘制流程为：

• 音频解码
• 绘图

解码部分

首先创建一个空白带UI的Qt工程。

在UI上添加一个按钮

对应的click函数中添加解码代码，参考

void MainWindow::on_btnPlay_clicked()
{
    AVFormatContext	*pFormatCtx=avformat_alloc_context();
    size_t				i;
    int audioStream=-1;
    AVCodecContext	*pCodecCtx=NULL;
    AVCodec			*pCodec=NULL;
    AVCodecParameters *pCodecPara=NULL;
    AVPacket *packet=av_packet_alloc(); // 分配AVPacket结构体
    AVFrame	*pFrame=av_frame_alloc();
    char filename[]="/home/jackey/Music/test.mp3";

    //支持网络流
    avformat_network_init();
    //Open
    if(avformat_open_input(&pFormatCtx,filename,NULL,NULL)!=0){
        printf("Couldn't open file.\n");
        return;
    }

    // Retrieve stream information
    if(avformat_find_stream_info(pFormatCtx,NULL)<0){
        printf("Couldn't find stream information.\n");
        return;
    }
    // Dump valid information onto standard error
    av_dump_format(pFormatCtx, 0, filename, false);

    // Find the first audio stream
    for(i=0; i < pFormatCtx->nb_streams; i++){
        if(pFormatCtx->streams[i]->codecpar->codec_type==AVMEDIA_TYPE_AUDIO){
            audioStream=i;
            break;
        }
    }

    if(audioStream==-1){
        printf("Didn't find a audio stream.\n");
        return;
    }

    // Find the decoder for the audio stream
    pCodecPara = pFormatCtx->streams[audioStream]->codecpar;
    pCodec=avcodec_find_decoder(pCodecPara->codec_id);
    if(pCodec==NULL){
        printf("Codec not found.\n");
        return;
    }

    //创建解码器
    pCodecCtx = avcodec_alloc_context3(pCodec);
    if(avcodec_parameters_to_context(pCodecCtx,pCodecPara)<0){
        printf("Cannot alloc context.");
        return;
    }

    // Open codec
    if(avcodec_open2(pCodecCtx, pCodec,NULL)<0){
        printf("Could not open codec.\n");
        return;
    }

    printf("Bitrate: %3ld\n", pFormatCtx->bit_rate);
    printf("Codec Name: %s\n", pCodecCtx->codec->long_name);
    printf("Channels:  %d \n", pCodecCtx->channels);
    printf("Sample per Second  %d \n", pCodecCtx->sample_rate);
    pCodecCtx->channels = 1;
    while(av_read_frame(pFormatCtx, packet)>=0){
        if(packet->stream_index==audioStream){
            if(avcodec_send_packet(pCodecCtx,packet)>=0){
                while(avcodec_receive_frame(pCodecCtx,pFrame)>=0){
                    uint8_t *ptr =pFrame->data[0];
                    for (int i = 0; i < pFrame->linesize[0]; i += 1024)
                    {
                        vdata[length] = ptr[i];
                        length++;
                    }
                }
            }
        }
        av_packet_unref(packet);
    }
    // Close the codec
    avcodec_close(pCodecCtx);
    // Close the video file
    avformat_close_input(&pFormatCtx);
    av_packet_free(&packet);
    av_frame_free(&pFrame);
    drawWave();
    return ;
}

问题在于如何进行采样，一般的MP3格式的文件采样率为44.1KHz，即每秒采集44100个点作为MP3格式文件的新数据。普通的音乐三分钟，那么就是3 * 60 * 44100 = 7938000，普通的屏幕为1080P，即1920 * 1080 。肯定显示不了那么多点。

那么我们就对于解码的每一帧数据，每1024个点取一个值。

绘图部分

如果直接绘在软件界面，数据量非常大，没有那么大的界面。所以我们将其绘制在QImage上，然后缩放显示在界面上。

void MainWindow::drawWave()
{
    QPainter painter(&image);
    painter.setPen(QPen(Qt::green));
    int index = 0;
    int length = this->length;
    if (length>0)
    {
        int winterval = ceil(length/image.width()+0.5);
        int halfHeight = image.height()>>1;
        int hinterval = 600/halfHeight;
        int indexWave = 0;
        int yValue = 0;
        int yValue2 = 0;
        int stepIndex = 0;
        for (index = 0; index<length ; index+=winterval){
            int value = 0;
            for (stepIndex = 1; stepIndex < winterval; stepIndex++){
                value++;
                yValue = vdata[indexWave*winterval+stepIndex];
                yValue2 = vdata[indexWave*winterval+stepIndex+1];
                yValue = yValue/hinterval;
                yValue2 = yValue2/hinterval;
                if (yValue<0){
                    yValue = halfHeight+abs(yValue);
                }else{
                    yValue = halfHeight-yValue;
                }

                if (yValue2<0){
                    yValue2 = halfHeight+abs(yValue2);
                }else{
                    yValue2 = halfHeight-yValue2;
                }
                painter.drawLine(indexWave,yValue,indexWave,yValue2);
            }
            indexWave++;
        }
    }
    image.save("1","png");
}

显示部分

将图片绘制在图片上后，就要把图片显示在图片上。

void MainWindow::paintEvent(QPaintEvent *)
{
    QPainter painter(this);
    painter.drawImage(0,0,image);
    update();
}

编译、运行

点击播放按钮，会自动解码并绘图

绘图的QImage大小为3000 * 600 ，窗口大小为800 * 600 。将窗口像右拉会看见没有显示的部分。

同时在程序所在文件夹保存了一个完整的图片结果。

完整的Qt工程在QtApps下的pcmwave中。