[C] Rancang seperangkat perangkat lunak pemutaran video berdasarkan C dan C#

【C】Rancang seperangkat perangkat lunak pemutaran video berdasarkan C dan C#

2024-07-12

Masukkan deskripsi gambar di sini

Saat mengembangkan perangkat lunak yang mengintegrasikan pemutaran video dan fungsi interaktif yang kaya, merupakan pilihan yang efisien dan praktis untuk menggabungkan kinerja tinggi C++ dengan kenyamanan pengembangan antarmuka C#. Di bawah ini, kami akan menguraikan desain arsitektur, poin teknis utama, dan ide implementasi terperinci dari setiap modul fungsional sistem tersebut.
Masukkan deskripsi gambar di sini

1. Desain arsitektur sistem

1. Tinjauan Arsitektur

Keseluruhan sistem dibagi menjadi dua bagian utama: back-end (C++) bertanggung jawab atas fungsi inti seperti decoding video dan kontrol pemutaran; front-end (C#) berfokus pada presentasi antarmuka pengguna (UI) dan implementasi interaksi pengguna. Keduanya berkomunikasi melalui beberapa bentuk antarmuka (seperti komponen COM, panggilan P/Invoke atau komunikasi TCP/IP, dll.).

2. Pemilihan teknologi

Backend C++: Gunakan perpustakaan FFmpeg untuk decoding video. Qt (atau API Win32 asli) digunakan untuk merangkumnya ke dalam layanan atau DLL dan menyediakan API untuk panggilan front-end.
Front-end C#: Gunakan .NET Framework atau .NET Core, bekerja sama dengan kerangka WPF atau WinForms untuk membangun antarmuka pengguna, dan memanggil DLL yang ditulis dalam C++ melalui P/Invoke.

2. Desain back-end C++

1. Modul penguraian video

Fungsi: Gunakan perpustakaan FFmpeg untuk membaca file video, memecahkan kode bingkai video, dan mengonversinya ke format yang dapat ditampilkan (seperti YUV ke RGB).
Implementasi: Buat kelas VideoDecoder, rangkum proses decoding FFmpeg, dan sediakan antarmuka untuk decoding frame video.
Contoh cuplikan kode (pseudocode):

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. Modul kontrol pemutaran

Fungsi: Mengontrol jeda, memutar, menghentikan, memajukan cepat, memundurkan, dll. pemutaran video.
Implementasi: Berdasarkan modul decoding, manajemen status pemutaran diimplementasikan, dan perubahan status front-end diberitahukan melalui fungsi panggilan balik atau mekanisme acara.
Contoh cuplikan kode (pseudocode):

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. Desain ujung depan C#

1. Antarmuka pengguna

Fungsi: Rancang antarmuka yang sederhana dan mudah digunakan, termasuk area pemutaran video, tombol kontrol (putar/jeda, maju/mundur cepat, kontrol volume, dll.) dan area tampilan status.
Implementasi: Gunakan antarmuka tata letak WPF atau WinForms untuk merespons operasi pengguna melalui mekanisme pengikatan atau pemrosesan peristiwa.
Cuplikan kode contoh (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. Logika interaksi

Fungsi: Menangani peristiwa klik pengguna dan fungsi panggilan di C++ DLL untuk mengontrol pemutaran video.
Implementasi: Gunakan P/Invoke untuk memanggil fungsi yang diekspor di C++ DLL.
Contoh cuplikan kode (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. Pengenalan rinci tentang titik fungsi

1. Pemutaran video

Fungsi: Mendukung pemutaran berbagai format video, secara otomatis mendeteksi dan mendekode.
Implementasi: Di kelas VideoPlayer back-end, frame video yang didekode diteruskan ke front-end dengan memanggil fungsi decoding VideoDecoder. Namun, dalam pemrograman hybrid C++/C#, meneruskan data frame video secara langsung dapat menjadi rumit dan tidak efisien karena C# tidak dapat secara langsung menangani alokasi memori di C++. Oleh karena itu, praktik umum adalah menangani decoding video dalam C++ dan mengubah data bingkai yang didekodekan (seperti format YUV atau RGB) menjadi aliran byte atau file gambar (seperti BMP), dan kemudian membagikannya melalui berbagi file, file yang dipetakan memori atau transmisi jaringan atau metode lain untuk meneruskannya ke front end C#.

Di front-end C#, gunakan kontrol MediaElement atau pustaka pihak ketiga (seperti AForge.NET) untuk menampilkan bingkai video. Jika transmisi file atau jaringan digunakan, front end perlu membaca file ini atau menerima paket data jaringan secara teratur dan memperbarui antarmuka tampilan.

Pengoptimalan: Untuk meningkatkan kinerja, pertimbangkan untuk menggunakan mekanisme pertukaran data yang lebih efisien, seperti memori bersama atau pipa bernama (Named Pipes). Mekanisme ini dapat mengurangi jumlah salinan data dan peralihan konteks, sehingga meningkatkan kelancaran pemutaran video.

2. Kontrol pemutaran

Fungsi: Menyediakan fungsi kontrol seperti putar, jeda, berhenti, maju cepat, dan mundur cepat.
Implementasi: Di backend C++, kelas VideoPlayer bertanggung jawab untuk memproses logika kontrol ini dan mempertahankan status pemutaran (seperti posisi pemutaran saat ini, kecepatan pemutaran, dll.). Front end memicu perintah kontrol yang sesuai melalui peristiwa klik tombol, dan perintah ini diteruskan ke C++ DLL melalui panggilan P/Invoke.
Di front-end C#, fungsi penanganan kejadian ditulis untuk setiap tombol kontrol, dan fungsi ini mengirimkan perintah kontrol dengan memanggil fungsi di C++ DLL. Misalnya, ketika tombol "Putar" diklik, fungsi PlayVideo() dipanggil; ketika tombol "Jeda" diklik, fungsi PauseVideo() dipanggil.

3. Kontrol volume

Fungsi: Memungkinkan pengguna untuk mengatur volume.
Implementasi: Jika kontrol MediaElement digunakan untuk pemutaran video, volume dapat disesuaikan secara langsung melalui properti Volume. Jika pemrosesan audio yang lebih kompleks diperlukan (seperti efek suara, equalizer, dll.), Anda mungkin perlu menggunakan pustaka pemrosesan audio tambahan di backend C++ dan berinteraksi dengan frontend C# dengan cara yang sama.

4. Bilah kemajuan dan tampilan status

Fungsi: Menampilkan kemajuan pemutaran video, waktu saat ini, total durasi dan informasi lainnya.
Implementasi: Di backend C++, kelas VideoPlayer perlu mencatat informasi seperti kemajuan dan total durasi pemutaran video, dan meneruskan informasi ini ke frontend C# melalui beberapa mekanisme (seperti fungsi panggilan balik, peristiwa, atau memori bersama).
Di front-end C#, gunakan kontrol bilah kemajuan (seperti Slider) untuk menampilkan kemajuan pemutaran, dan gunakan kontrol teks (seperti TextBlock) untuk menampilkan waktu saat ini, durasi total, dan informasi lainnya. Front end perlu secara teratur mendapatkan informasi ini dari back end C++ dan memperbarui elemen UI.

5. Daftar putar dan manajemen file

Fungsi: Mendukung manajemen playlist, memungkinkan pengguna untuk menambah, menghapus, dan mengedit file video dalam playlist.
Implementasi: Di ujung depan C#, gunakan kontrol daftar (seperti ListBox) untuk menampilkan daftar putar, dan sediakan tombol operasi atau item menu yang sesuai untuk mengelola daftar putar. Saat pengguna memilih file video atau melakukan operasi daftar putar, front end meneruskan operasi ini ke backend C++ melalui panggilan P/Invoke, dan backend menangani operasi file aktual dan logika pemutaran.

Singkatnya, merancang perangkat lunak pemutaran video berdasarkan C++ dan C# memerlukan pertimbangan komprehensif terhadap desain arsitektur front-end dan back-end, mekanisme pertukaran data, tata letak antarmuka dan logika interaksi, serta aspek lainnya. Melalui pembagian kerja dan kolaborasi yang wajar, perangkat lunak pemutaran video dengan fungsi yang kaya dan kinerja luar biasa dapat dikembangkan.

Berbagi teknologi