【FFmpeg】Filter 过滤器 ⑥ ( 九宫格画面拼接 | nullsrc 过滤器 | setpts 过滤器 | scale 过滤器 | 内置输入/输出流表示 )

青旅半醒 2024-05-28 10:06 77阅读 0赞

#### 文章目录 ####

*  一、九宫格画面拼接
 *  二、命令涉及的过滤器简介
 *   *  1、nullsrc 过滤器
     *  2、setpts 过滤器
     *  3、scale 过滤器
     *  4、内置输入/输出流表示
 *  三、命令解析
 *   *  1、命令分解
     *  2、设置输入文件 -i 参数
     *  3、设置复杂过滤器参数 -filter\_complex 参数

**在本博客中 , 通过一个九宫格案例 , 学习如何进行视频画面拼接 ;**

**九宫格画面拼接效果 :**

![在这里插入图片描述][082cf93dac28488dbacc5330d1a5aee1.gif]

**博客资源下载地址 :** [https://download.csdn.net/download/han1202012/89320137][https_download.csdn.net_download_han1202012_89320137] , 本博客的视频资源 ;

## 一、九宫格画面拼接 ##

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准备 9 个输入文件 , 分别命名为 1.mp4 , 2.mp4 , 3.mp4 , 4.mp4 , 5.mp4 , 6.mp4 , 7.mp4 , 8.mp4 , 9.mp4 ;

![在这里插入图片描述][3a0f3367d0ed4f30ab79d5c30919755f.png]

然后进入命令行模式 , 进入上述目录 , 执行如下命令 , 即可生成九宫格画面拼接效果 ;’

ffmpeg -i 1.mp4 -i 2.mp4 -i 3.mp4 -i 4.mp4 -i 5.mp4 -i 6.mp4 -i 7.mp4 -i 8.mp4 -i 9.mp4 -filter_complex "nullsrc=size=900x900[base];[0:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio0];[1:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio1];[2:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio2];[3:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio3];[4:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio4];[5:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio5];[6:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio6];[7:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio7];[8:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio8];[base][vedio0]overlay=shortest=1:x=0:y=0[tmp1];[tmp1][vedio1]overlay=shortest=1:x=0:y=300[tmp2];[tmp2][vedio2]overlay=shortest=1:x=0:y=600[tmp3];[tmp3][vedio3]overlay=shortest=1:x=300:y=0[tmp4];[tmp4][vedio4]overlay=shortest=1:x=300:y=300[tmp5];[tmp5][vedio5]overlay=shortest=1:x=300:y=600[tmp6];[tmp6][vedio6]overlay=shortest=1:x=600:y=0[tmp7];[tmp7][vedio7]overlay=shortest=1:x=600:y=300[tmp8];[tmp8][vedio8]overlay=shortest=1:x=600:y=600" output.mp4

**执行效果如下 :** 上述命令 , 将九个 输入 视频文件 , 拼接到了一个输出文件中 , 执行效果如下图所示 ;

![在这里插入图片描述][bfe66083e3e546af90bcc5de76836d89.gif]

左侧命令行窗口中就是执行的命令 , 另起一个窗口 , 执行 `ffplay output.mp4` 命令 , 播放生成的 九宫格视频 文件 ;

![在这里插入图片描述][9355f9636f0e4ffab0f13ebd99c86a64.png]

## 二、命令涉及的过滤器简介 ##

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### 1、nullsrc 过滤器 ###

nullsrc 过滤器 是 用于生成 空白视频帧 或者 指定大小的黑色视频帧 的 特殊过滤器 ;

一般使用场景是 :

*  创建空白的视频片段
 *  作为视频合成中的一个空白源

在 九宫格画面拼接 命令中 , 使用 `nullsrc=size=900x900[base]` 参数 , 创建了一个 900x900 像素大小的 空白画布 , 将该画布命名为 base , 这个命名是一个任意字符串 , 也可以起其它的名字 ;

下面命令的作用是 , 创建一个 900x900 大小的空白黑色视频 , 视频时长是 10 秒 ;

ffmpeg -f lavfi -i nullsrc=900x900 -t 10 output.mp4

*  `-f lavfi` 参数的作用是 指定输入文件的格式为 lavfi 输入设备 , 该设备是 FFmpeg 的内置滤镜 ;
 *  `-i nullsrc=900x900` 参数的作用是 指定 lavfi 输入设备 的参数 , 这里设置为 画面分辨率为 900x900 像素 ;
 *  `-t 10` 参数 指定 lavfi 输入设备 生成 10 秒的 黑色视频 ;

执行上述命令后 , 生成一个 output.mp4 输出文件 ,

![在这里插入图片描述][1f26e80fc7e74c96b066318ede6523e5.gif]  
![在这里插入图片描述][329ea933d749425e9ad6bb1a9467813e.png]

### 2、setpts 过滤器 ###

setpts 过滤器 是 用于调整视频帧的时间戳 的过滤器 ;

通过使用 setpts 过滤器 , 可以设置 视频播放 加速 , 减速 , 视频次序翻转效果 ;

setpts 过滤器 语法如下 :

setpts=expression

*  expression 参数值 是一个表达式 , 该表达式的作用是 计算新的时间戳 ;

上述 使用 表达式 , 计算新的时间戳时 , 可使用 内置参数 , 常用的 时间戳相关的内置参数变量有 :

*  PTS 内置参数 : 表示 每个 视频帧 的原始时间戳 ;
 *  STARTPTS 内置参数 : 表示 第一个输入的视频帧的时间戳 ;

设置 `setpts=0.5*PTS` 过滤器参数值 , 其所用是将 当前的 每个视频帧的 原始时间戳 乘以 0.5 , 也就是原来 10 秒播放的视频 , 将要在 5 秒内播放完毕 , 其作用是 2 倍速度播放视频 ;

在 九宫格画面拼接 命令中 , 使用 `[0:v]setpts=PTS-STARTPTS` 参数 ,

*  `[0:v]` 表示 第一个输入文件的视频流 , 第一 对应的索引值就是 0 , 输入文件的索引值排序是从 0 开始的 ;
 *  `setpts=PTS-STARTPTS` 参数值 表示 PTS ( 每个 视频帧 的原始时间戳 ) 减去 STARTPTS ( 第一个输入的视频帧的时间戳 ) , 得到一个插值 ;
 *  该设置 的 作用是 将 所有的 视频帧 的时间戳 都从 第一个视频帧的时间戳 开始计算 ;
 *  这样的计算方式 , 在 多个视频 合成 一个视频 时 , 可以确保合成后的视频中 , 每个视频画面的时间戳是连续的 ;

### 3、scale 过滤器 ###

scale 过滤器 的 作用是 调整 视频帧大小 , 使用该过滤器 可以将视频帧的分辨率调整为指定的大小 ,

视频帧 的大小 , 可以放大 , 也可以缩小 ;

**scale 过滤器 语法 :**

scale=w:h

*  w 表示 要调整的 目标宽度 ;
 *  h 表示 要调整的 目标高度 ;
 *  w 和 h 的值 可以是 具体的像素值 , 也可以设置为 -1 , 设置为 -1 就会自动计算指定的 宽高值 , 自动保持宽高比 ;
 *  设置 `scale=400:400` 值 , 将视频的宽高设置为 400x400 像素 ;

将其中的一个值设置为 具体的像素值 , 另一个值设置为 -1 ;

*  设置 `scale=-1:400` 值 , 是将高度设置为 400 像素 , 宽度设置为 -1 , 自动根据宽高比 和 高度 400 像素 计算出 对应的 宽度 ;

### 4、内置输入/输出流表示 ###

在之前的 overlay 过滤器 中 , 使用到 `[in]` 表示输入文件 , 使用到 `[out]` 表示输出文件 ;

`[0:v]` 表示 第一个输入文件的视频流 , 该输入文件索引值为 0 ;

`[1:v]` 表示 第二个输入文件的视频流 , 该输入文件索引值为 1 ;

## 三、命令解析 ##

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### 1、命令分解 ###

**上述命令看似很多 , 但是可以分解成如下几个部分 :**

**第一部分 :** ffmpeg 命令 , 所有的 ffmpeg 命令必须有的可执行程序名称 ;

ffmpeg

**第二部分 :** 输入文件 , 设置了 9 个输入文件 , 这也是九宫格的组成部分 ;

-i 1.mp4 -i 2.mp4 -i 3.mp4 -i 4.mp4 -i 5.mp4 -i 6.mp4 -i 7.mp4 -i 8.mp4 -i 9.mp4

**第三部分 :** 使用 `-filter_complex` 参数设置的 滤镜链 , 又称为 过滤器链 , 这是一个复杂的 过滤器 , 由多个过滤器组成 ; 将上述过滤器命令行代码按行分隔开 , 可分为如下四个部分 ;

-filter_complex
    
    nullsrc=size=900x900[base];
    
    [0:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio0];
    [1:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio1];
    [2:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio2];
    [3:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio3];
    [4:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio4];
    [5:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio5];
    [6:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio6];
    [7:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio7];
    [8:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio8];
    
    [base][vedio0]overlay=shortest=1:x=0:y=0[tmp1];
    
    [tmp1][vedio1]overlay=shortest=1:x=0:y=300[tmp2];
    [tmp2][vedio2]overlay=shortest=1:x=0:y=600[tmp3];
    [tmp3][vedio3]overlay=shortest=1:x=300:y=0[tmp4];
    [tmp4][vedio4]overlay=shortest=1:x=300:y=300[tmp5];
    [tmp5][vedio5]overlay=shortest=1:x=300:y=600[tmp6];
    [tmp6][vedio6]overlay=shortest=1:x=600:y=0[tmp7];
    [tmp7][vedio7]overlay=shortest=1:x=600:y=300[tmp8];
    [tmp8][vedio8]overlay=shortest=1:x=600:y=600

**第四部分 :** 输出文件 , 这个很简单 ;

output.mp4

**上述命令中 , 只有第三部分的 滤镜链 , 比较复杂 , 其它命令参数都很简单 ;**

### 2、设置输入文件 -i 参数 ###

上述命令中 , `-i 1.mp4 -i 2.mp4 -i 3.mp4 -i 4.mp4 -i 5.mp4 -i 6.mp4 -i 7.mp4 -i 8.mp4 -i 9.mp4` 部分 , 设置了 9 个输入文件 , 这九个输入文件就是对应的 九宫格 中的 9 个拼接视频的文件 , 也是目录下的 9 个视频文件 ;

![在这里插入图片描述][35e9c425ec674cd1bd5720167aef43fa.png]  
在本博客的绑定资源中 , 可以下载这九个文件 , 这些文件的分辨率都是 500x500 , 因此将其尺寸压缩成 300x300 , 宽高比也不会失衡 ;

在 后面的 -filter\_complex 参数 , 是 本命令中最核心的内容 ;

### 3、设置复杂过滤器参数 -filter\_complex 参数 ###

ffmpeg 命令中的 -filter\_complex 参数 用来 设置 一个由 " 多个过滤器 " 组成的 " 复杂过滤器 " , 又称为 " 过滤器链 / 滤镜链 " ,

该 " 过滤器链 " 可以在单行命令中同时应用多个过滤器效果 ,

在本示例 中 , 九个 视频流数据 在这些 过滤器之间 进行数据传递 , 实现了 九个视频画面 拼接成一个视频画面的效果 ;

**在本示例中 , 该 " 过滤器链 " 使用了如下几个过滤器 :**

*  **nullsrc 过滤器 :** 用于生成 空白视频帧 或者 指定大小的黑色视频帧 的 特殊过滤器 ;
 *  **setpts 过滤器 :** 用于调整视频帧的时间戳 的过滤器 ;
 *  **scale 过滤器 :** 用于调整 视频画面帧 大小的过滤器 ;
 *  **overlay 过滤器 :** 用于 拼接 / 叠加 视频 / 图片 的过滤器 , 这也是本命令中的核心过滤器 ;

`nullsrc=size=900x900[base];` 参数 表示 创建 900x900 像素的画布 , 命名为 base , 这是一个自定义字符串 ;

`[0:v]setpts=PTS-STARTPTS,scale=300x300[vedio0]` 参数 的作用 是

*  将第 0 个输入文件的 视频流 的 每个视频帧 的 时间戳设置成 PTS ( 每个 视频帧 的原始时间戳 ) 减去 STARTPTS ( 第一个输入的视频帧的时间戳 ) , 确保多个视频文件的 时间戳 保持一致 ;
 *  将 视频帧 画面 转为 300x300 像素大小 ;
 *  将 输出的视频流 命名为 vedio0 , 这是自定义名称 ;

`[base][vedio0]overlay=shortest=1:x=0:y=0[tmp1]` 参数的作用是 将视频进行叠加 ,

*  `[base][vedio0]` 表示 将 base 画布 与 vedio0 视频流 进行合并 , vedio0 视频流 在 画布的上方 ;
 *  `shortest=1` 表示只要有一个视频流播放完毕 , 整体视频就会暂停 ;
 *  `x=0:y=0` 表示 vedio0 的 叠加 位置 在 base 画布的 (0, 0) 位置 ;
 *  `[tmp1]` 是 叠加合成后的视频流 , 这是一个自定义名称 ;

[082cf93dac28488dbacc5330d1a5aee1.gif]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/05/28/77bf28b5370247b8874056d1266d0c9b.gif
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