[C] Suunnittele C- ja C#_developdoc-pohjaisten videotoistoohjelmistojen sarja

【C】 Suunnittele C- ja C#-pohjainen videotoistoohjelmisto

2024-07-12

Lisää kuvan kuvaus tähän

Kun kehitetään ohjelmistoa, joka yhdistää videotoiston ja monipuoliset interaktiiviset toiminnot, on tehokas ja käytännöllinen valinta yhdistää C++:n korkea suorituskyky ja C#:n käyttöliittymäkehityksen mukavuus. Alla hahmotellaan tällaisen järjestelmän jokaisen toiminnallisen moduulin arkkitehtoninen suunnittelu, keskeiset tekniset kohdat ja yksityiskohtaiset toteutusideat.
Lisää kuvan kuvaus tähän

1. Järjestelmäarkkitehtuurin suunnittelu

1. Arkkitehtuurin yleiskatsaus

Koko järjestelmä on jaettu kahteen pääosaan: tausta (C++) vastaa ydintoiminnoista, kuten videon dekoodauksesta ja toiston ohjauksesta, etuosa (C#) keskittyy käyttöliittymän (UI) esittämiseen käyttäjävuorovaikutuksen toteuttaminen. Nämä kaksi kommunikoivat jonkinlaisen liitännän kautta (kuten COM-komponentit, P/Invoke-kutsut tai TCP/IP-viestintä jne.).

2. Teknologian valinta

C++-tausta: Käytä FFmpeg-kirjastoa videon dekoodaukseen. Qt:tä (tai alkuperäistä Win32-sovellusliittymää) käytetään kapseloimaan se palveluksi tai DLL:ksi ja tarjoamaan API etupään kutsumiseen.
C#-käyttöliittymä: Käytä .NET Frameworkia tai .NET Corea, tee yhteistyötä WPF- tai WinForms-kehyksen kanssa käyttöliittymän rakentamiseen ja kutsu C++-kielellä kirjoitettua DLL:ää P/Invoken kautta.

2. C++-taustasuunnittelu

1. Videon dekoodausmoduuli

Toiminto: Käytä FFmpeg-kirjastoa videotiedostojen lukemiseen, videokehysten purkamiseen ja niiden muuntamiseen näyttömuotoihin (kuten YUV RGB:ksi).
Toteutus: Luo VideoDecoder-luokka, kapseloi FFmpeg-dekoodausprosessi ja tarjoa käyttöliittymä videokehysten dekoodaamiseen.
Esimerkkikoodinpätkä (pseudokoodi):

class VideoDecoder {  
public:  
    bool open(const std::string& filePath) {  
        // 初始化FFmpeg，打开视频文件  
    }  
  
    AVFrame* decodeFrame() {  
        // 解码下一帧  
    }  
  
    void close() {  
        // 释放资源  
    }  
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

2. Toiston ohjausmoduuli

Toiminto: Ohjaa videon toiston taukoa, toistoa, pysäytystä, pikakelausta eteenpäin, taaksepäin jne..
Toteutus: Dekoodausmoduuliin perustuen toistotilan hallinta on toteutettu ja etupään tilan muutoksista ilmoitetaan takaisinsoittotoimintojen tai tapahtumamekanismien kautta.
Esimerkkikoodinpätkä (pseudokoodi):

class VideoPlayer {  
private:  
    VideoDecoder decoder;  
    // ... 其他播放控制状态变量  
  
public:  
    void play() {  
        // 设置播放状态，循环调用decoder.decodeFrame()  
    }  
  
    void pause() {  
        // 暂停播放  
    }  
  
    // 其他控制函数...  
};
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

3. C# etupään suunnittelu

1. Käyttöliittymä

Toiminto: Suunnittele yksinkertainen ja helppokäyttöinen käyttöliittymä, joka sisältää videon toistoalueen, ohjauspainikkeet (toisto/tauko, pikakelaus eteen/taakse, äänenvoimakkuuden säädin jne.) ja tilan näyttöalueen.
Toteutus: Käytä WPF- tai WinForms-asettelurajapintaa vastataksesi käyttäjän toimiin sidosmekanismin tai tapahtumakäsittelyn kautta.
Esimerkkikoodinpätkä (WPF):

<Window x:Class="MediaPlayer.MainWindow"  
        xmlns="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml/presentation"  
        xmlns:x="http://schemas.microsoft.com/winfx/2006/xaml"  
        Title="MediaPlayer" Height="450" Width="800">  
    <Grid>  
        <MediaElement Name="videoPlayer" LoadedBehavior="Manual" UnloadedBehavior="Stop" Stretch="Fill"/>  
        <StackPanel Orientation="Horizontal" HorizontalAlignment="Center" VerticalAlignment="Bottom">  
            <Button Content="Play" Click="Play_Click"/>  
            <Button Content="Pause" Click="Pause_Click"/>  
            <!-- 其他控制按钮 -->  
        </StackPanel>  
    </Grid>  
</Window>
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

2. Vuorovaikutuslogiikka

Toiminto: Käsittele käyttäjän napsautustapahtumia ja kutsutoimintoja C++ DLL:ssä ohjataksesi videon toistoa.
Toteutus: Käytä P/Invokea kutsuaksesi viedyn funktion C++ DLL:ssä.
Esimerkkikoodinpätkä (C#):

[DllImport("VideoPlayerLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]  
private static extern void PlayVideo();  
  
[DllImport("VideoPlayerLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]  
private static extern void PauseVideo();  
  
private void Play_Click(object sender, RoutedEventArgs e)  
{  
    PlayVideo();  
}  
  
private void Pause_Click(object sender, RoutedEventArgs e)  
{  
    PauseVideo();  
}
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

4. Toimintopisteiden yksityiskohtainen esittely

1. Videon toisto

Toiminto: Tukee useiden videomuotojen toistoa, tunnistaa ja purkaa automaattisesti.
Toteutus: Back-end VideoPlayer -luokassa dekoodatut videokehykset välitetään käyttöliittymään kutsumalla VideoDecoderin dekoodaustoiminto. Hybridi-C++/C#-ohjelmoinnissa videokehysdatan välittäminen suoraan voi kuitenkin olla monimutkaista ja tehotonta, koska C# ei pysty suoraan käsittelemään muistin varausta C++:ssa. Siksi yleinen käytäntö on käsitellä videon dekoodausta C++-kielellä ja muuntaa purettu kehysdata (kuten YUV- tai RGB-muoto) tavuvirraksi tai kuvatiedostoksi (kuten BMP) ja jakaa se sitten tiedostojen jakamisen tai muistikartoituksen kautta. tai verkkolähetystä tai muita menetelmiä sen välittämiseksi C#-käyttöliittymään.

Käytä C#-käyttöliittymässä MediaElement-ohjainta tai kolmannen osapuolen kirjastoa (kuten AForge.NET) videokehysten näyttämiseen. Jos käytetään tiedosto- tai verkkosiirtoa, käyttöliittymän on luettava nämä tiedostot tai vastaanotettava verkkodatapaketteja säännöllisesti ja päivitettävä näyttöliittymä.

Optimointi: Suorituskyvyn parantamiseksi harkitse tehokkaampien tiedonvaihtomekanismien käyttöä, kuten jaettua muistia tai nimettyjä putkia (Named Pipes). Nämä mekanismit voivat vähentää datakopioiden määrää ja kontekstin vaihtoa, mikä parantaa videon toiston sujuvuutta.

2. Toiston ohjaus

Toiminto: Tarjoaa ohjaustoiminnot, kuten toisto, tauko, pysäytys, pikakelaus eteen ja taaksepäin.
Toteutus: C++-taustajärjestelmässä VideoPlayer-luokka on vastuussa näiden ohjauslogiikkojen käsittelystä ja toistotilan ylläpitämisestä (kuten nykyinen toistopaikka, toistonopeus jne.). Käyttöliittymä laukaisee vastaavat ohjauskomennot painikkeen napsautustapahtumien kautta, ja nämä komennot välitetään C++ DLL:lle P/Invoke-kutsujen kautta.
C#-käyttöliittymässä kullekin ohjauspainikkeelle kirjoitetaan tapahtumankäsittelyfunktiot, jotka lähettävät ohjauskomentoja kutsumalla C++ DLL:n toimintoja. Esimerkiksi kun "Play"-painiketta napsautetaan, PlayVideo()-toiminto kutsutaan, kun "Pause"-painiketta napsautetaan, PauseVideo()-toiminto kutsutaan.

3. Äänenvoimakkuuden säätö

Toiminto: Antaa käyttäjien säätää äänenvoimakkuutta.
Toteutus: Jos MediaElement-säädintä käytetään videon toistoon, äänenvoimakkuutta voidaan säätää suoraan sen Volume-ominaisuuden kautta. Jos tarvitaan monimutkaisempaa äänenkäsittelyä (kuten äänitehosteet, taajuuskorjaimet jne.), saatat joutua käyttämään muita äänenkäsittelykirjastoja C++-taustajärjestelmässä ja olemaan vuorovaikutuksessa C#-käyttöliittymän kanssa samalla tavalla.

4. Edistymispalkki ja tilanäyttö

Toiminto: Näyttää videon toiston edistymisen, nykyisen ajan, kokonaiskeston ja muita tietoja.
Toteutus: C++-taustajärjestelmässä VideoPlayer-luokan on tallennettava tietoja, kuten videon toiston edistyminen ja kokonaiskesto, ja välitettävä nämä tiedot C#-käyttöliittymälle jonkin mekanismin (kuten takaisinsoittotoiminnon, tapahtuman tai jaetun muistin) kautta.
Käytä C#-käyttöliittymässä edistymispalkin säädintä (kuten liukusäädintä) näyttääksesi toiston edistymisen ja käytä tekstisäädintä (kuten TextBlock) nykyisen ajan, kokonaiskeston ja muiden tietojen näyttämiseen. Käyttöliittymän on säännöllisesti hankittava nämä tiedot C++-takaosasta ja päivitettävä käyttöliittymäelementit.

5. Soittolistan ja tiedostojen hallinta

Toiminto: Tukee soittolistojen hallintaa, jolloin käyttäjät voivat lisätä, poistaa ja muokata videotiedostoja soittolistaan.
Toteutus: Käytä C#-käyttöliittymässä luettelosäädintä (kuten ListBox) näyttääksesi soittolistan ja tarjoa vastaavia toimintopainikkeita tai valikkokohteita soittolistan hallintaan. Kun käyttäjä valitsee videotiedoston tai suorittaa soittolistatoiminnon, käyttöliittymä välittää nämä toiminnot C++-taustajärjestelmään P/Invoke-kutsujen kautta, ja taustaosa hoitaa varsinaiset tiedostotoiminnot ja toistologiikan.

Yhteenvetona voidaan todeta, että C++- ja C#-pohjaisen videotoisto-ohjelmiston suunnittelu vaatii kokonaisvaltaista etu- ja taustaarkkitehtuurin suunnittelun, tiedonvaihtomekanismin, käyttöliittymän asettelun ja vuorovaikutuslogiikan sekä muiden näkökohtien huomioon ottamista. Kohtuullisen työnjaon ja yhteistyön avulla voidaan kehittää videotoistoohjelmistoja, joissa on monipuoliset toiminnot ja erinomainen suorituskyky.

Teknologian jakaminen