2024年 C++音视频开发学习路线（ffmpeg/rtsp/srs/webrtc/hls）

本文主要是介绍2024年 C++音视频开发学习路线（ffmpeg/rtsp/srs/webrtc/hls），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

在音视频工作领域，很多人可能会陷入徘徊和迷茫的境地。音视频的知识纷繁复杂，自己学习非常困难，既需要非常扎实的基础知识，又需要有很多的工程经验；不知道如何学，怎样才能查漏补缺自己的技术短板。

对于音视频工作领域，我总结了九个前景不不错的方向：直播、传输、算法、视频播放器、流媒体后端、短视频、音频播放、视频编辑、图像处理。具体的方向如下：

音视频自学的难点

音视频自学非常困难，网上通俗易懂的难找到
网上部分资源是对应的开源版本较低，比如雷霄骅(雷神)博客的FFmpeg版本较低
音视频涉及大量的开源库和协议
比如ffmpeg的编译，如果不熟悉各种编译报错
Janus编译涉及各种开源组件编译不通过
比如WebRTC涉及的RTP RTCP SDP STUN等协议
部分嵌入式音视频的朋友技术面窄，技术不深入
比如有同学做了2年的音视频驱动，一帧音频能持续播放多久都不明白

2024全新，音视频流媒体高级开发学习路线

一、音视频基础

1.1、音频基础知识

声音的采集原理及模数转换
高品质音频采样率必须大于等于44.1KHz的原因
什么是PCM（脉冲编码调制）
用多少位来表示一个采样点
采样值是用整数还是浮点数来表示
音量大小与采样值的关系
每个音频帧包含多少个采样点
左右通道的采样数据如何排列
音频编码原理

1.2、视频基础知识

RGB彩色原理
YUV格式的必要性
什么是像素
分辨率、帧率、码率的概念
不同的YUV数据存储格式的区别
YUV内存对齐问题
为什么会出现绿屏画面
H264编码原理
H264中I、P和B帧的关系（IPB帧）

1.3、解复用基础知识

解复用的概念，例如MP4格式
不同复用格式的必要性
常见的复用格式：MP4、FLV、TS

1.4、FFmpeg开发环境搭建

在Windows、Ubuntu和MAC三大平台下搭建开发环境
QT的安装
FFmpeg命令行环境的配置
FFmpeg API环境的配置
FFmpeg的编译方法
在Windows平台下安装vs2019

1.5、音视频开发常用工具

使用Medialnfo分析视频文件
使用mp4box分析MP4文件
使用VLC播放器进行测试播放
使用audacity分析音频PCM数据
使用EasyICE分析TS流
使用Elecard_ streamEye分析H264视频
使用flvAnalyser分析FLV文件
使用海康YUVPlayer分析YUV数据

二、FFmpeg实战教程

2.1、FFmpeg命令

提取音频PCM/AAC文件
提取视频YUV/H264文件
解复用和复用
音视频录制
视频裁剪和合并
图片/视频转换
直播推流和拉流
水印/画中画/九宫格滤镜目的：快速掌握FFmpeg的功能，加深对音视频的理解。

2.2、SDL跨平台

多媒体开发库实战
SDL环境搭建
SDL事件处理
SDL线程处理
视频YUV画面渲染
音频PCM声音输出 SDL兼容Win、Ubuntu、Mac等平台，用于项目的画面显示和声音输出。

2.3、FFmpeg基石精讲

FFmpeg框架
FFmpeg内存引用计数模型
解复用相关AVFormat
编解码相关AVCodec
压缩数据AVPacket
未压缩数据AVFrame
FFmpeg面向对象思想
Packet/Frame数据零拷贝目的：熟悉FFmpeg常用结构体和函数接口。

2.4、FFmpeg过滤器

FFmpeg过滤链框架
音频过滤器框架
视频过滤器框架
多路音频混音amix
视频水印watermark
视频区域裁剪和翻转
视频添加logo

2.5、FFmpeg音视频解复用+解码

解复用流程
音频解码流程
视频解码流程
FLV封装格式分析
MP4封装格式分析
FLV和MP4 seek的区别
FLV格式用于直播的原因
MP4不能用于直播的原因
MP4用于点播的可能性
AAC ADTS分析
H264 NALU分析
AVIO内存输入模式
音频重采样实战
重采样后的数据播放时长一致性
重采样后PTS的表示方式
视频解码后YUV内存对齐问题
音频解码后PCM排列格式问题
硬件解码dxva2/nvdec/cuvid/qSV
硬件GPU数据转移到CPU
H265解码目的：学习FFmpeg API，掌握音视频解复用、解码和复用合成视频。

2.6、ffplay播放器

ffplay.c的意义
ffplay框架分析
解复用线程
音频解码线程
视频解码线程
声音输出回调
画面渲染时间间隔
音频重采样
画面尺寸格式变换
音频、视频、外部时钟同步的区别
以视频为基准时音频重采样补偿
音量静音、调节大小的本质
音视频packet队列大小限制
音视频packet队列的线程安全性
音视频frame队列大小限制
音视频frame队列的线程安全性
暂停、播放实现机制
seek播放导致的画面卡住问题
seek播放数据队列、同步时钟处理
逐帧播放实现方法
播放器退出的流程要点目的：掌握ffplay.c源码，对自己开发播放器有事半功倍的效果。

2.7、FFmpeg音视频编码+复用合成视频

AAC音频编码
H264视频编码
PCM+YUV复用合成MP4/FLV
H264编码原理
IDR帧和帧的区别
动态修改编码码率
GOP间隔参考值
复用合成MP4音视频不同步问题
编码、复用timebase问题
MP4合成IOS不能播放问题
重采样后PTS的表示方式
视频编码YUV内存对齐问题
硬件编码dxva2/nvenc/cuvid/qsv
H265编码原理
H264、H265编码互转

2.8、ffmpeg多媒体

视频处理工具
ffmpeg.c的意义
ffmpeg框架分析
音视频编码
封装格式转换
提取音频
提取视频
logo叠加
音视频文件拼接
filter机制
命令行解析流程
MP4转FLV不重新编码逻辑
MP4转FLV重新编码逻辑
MP4转FLV scale

注: ffmpeg.c是ffmpeg命令的源码,掌握ffmpeg.c的大体框架对于我们要实现一些不知道怎么编写代码的功能(用ffmepg命令行可以但不知道怎么调用ffmpeg api时可以参考ffmepg.c的逻辑)有极大的帮助,比如要裁剪视频长度。

2.9、FFmpeg+ QT播放器

常见开源播放器分析
CUVID/D3D11VA硬解
界面和播放核心分离框架分析
音量频谱展示
播放器模块划分
音频均衡器
解复用模块
画面旋转、翻转
音视频解码
画面亮度、饱和度调节
播放器控制
画面4:3 16:9切换
音视频同步
码流信息分析

3、流媒体客户端

3.1、RTMP推拉流项目实战

RTMP协议分析
使用wireshark进行抓包分析
H264 RTMP封装
AAC RTMP封装
RTMP拉流实战
H264 RTMP解析
AAC RTMP解析
RTMP推流实战
判断无MetaData时是否能播放
RTMP推流是否会导致延迟
如何动态调整RTMP推流的码率
如何动态调整RTMP推流的帧率
RTMP拉流是否会导致延迟
如何检测RTMP拉流的延迟
如何解决RTMP播放的延迟问题
ffplay和vlc是否适合用来测试播放延迟
RTMP拉流播放变速策略设置

3.2、RTSP流媒体实战

RTSP协议分析
RTP协议分析
H264 RTP封装
H264 RTP解析
AAC RTP封装
AAC RTP解析
RTCP协议分析
RTSP流媒体服务器搭建
RTSP推流实战
RTSP拉流实战
使用wireshark进行抓包分析
RTP头部序号的作用
RTCP的NTP和RTP的TS的区别
RTSP交互过程
花屏可能的原因
如何发送SPS和PPS
SDP封装音视频信息

3.3、HLS拉流分析

HLS协议分析
HLS拉流实战
HTTP协议分析
FFmpeg HLS源码分析
TS格式分析
HLS多码率机制
m3u8文件解析
如何解决HLS高延迟问题
使用wireshark进行抓包分析注：理解HLS的拉流机制有助于解决HLS播放延迟过高的问题。

4、流媒体服务器

4.1、SRS源码剖析协程

整体框架分析
连接和协程的关系
RTMP推流分析
如何更快速掌握SRS源码
RTMP拉流分析
流媒体服务器是否导致延迟
HLS拉流分析
如何降低流媒体服务器的延迟
HTTP-FLV拉流分析
怎么获取流媒体服务器推流信息
FFmpeg转码分析
怎么获取流媒体服务器拉流信息
首屏秒开技术分析
首屏秒开能降低延迟吗
forward集群源码分析
推流->服务器转发->拉流延迟分析
edge集群源码分析
负载均衡部署方式

注:对于SRS流媒体服务器,长期更新,从3.0->4.0->5.0

4.2、ZLMediaKit源码剖析

整体框架分析
数据转发模型
线程模块划分
SDP解析
RTSP推流连接处理
RTP H264解析
RTSP拉流连接处理
RTP AAC解析

注: ZLMediaKit主要讲解RTSP流媒体服务器相关的模块，其他模块RTMP/HLS等参考SRS。

5、WebRTC项目实战

5.1、WebRTC中级开发实践指南

理解WebRTC通话原理
搭建WebRTC开发环境
最佳coturn服务器搭建方法
音视频数据采集技巧
一对一通话时序分析
信令服务器设计技巧
SDP分析方法
Candidate类型分析
Web端一对一通话
Web和Android通话
快速演示AppRTC
设置编码器优先级技巧
最大码率限制方法
了解信令服务器的本质
Web和Android的SDP差异
如何确定通话目标存在性
新增C++和IOS客户端两个版本

注：建议从Web端入手学习WebRTC，可以直接调用JavaScript接口，先对WebRTC通话流程有清晰的理解，然后再考虑其他端的开发。

5.2、WebRTC高级开发-SRS 4.0/5.0源码分析

RTMP转发至WebRTC的逻辑分析
WebRTC转发至RTMP的逻辑分析
WebRTC音视频一对一通话
WebRTC多人通话
WebRTC SFU模型分析
SRTP协议分析
RTCP协议分析
SDP分析方法
NACK协议分析
turn服务器分析
stun服务器分析
拥塞控制算法
FEC技术
抖动缓冲区

5.3、WebRTC高级开发-MESH模型多人通话

自定义摄像头分辨率
码率限制技巧
调整编码器顺序
MESH模型多方通话分析
多人通话信令服务器开发
动态分配stun/turn服务器
Web客户端源码分析
Android客户端源码分析

5.4、WebRTC高级开发-Janus SFU模型多人通话

Janus框架分析
Janus信令设计
基于Janus实现会议系统
Janus Web客户端源码分析
Janus Android客户端源码分析
Janus Windows客户端源码分析
基于Full ICE的部署
基于Lite ICE的部署
Full ICE和Lite ICE的区别
发布订阅模型技术解析

6、Android NDK

6.1、Android NDK开发基础

So库适配总结
GDB调试技巧
Makefile_ I程组织
CMake工程组织
生成指定CPU平台的so库
JNI基础和接口生成
JNI Native层构建Java对象
JNI异常处理

6.2、Android FFmpeg编译和应用

编译x264
编译x265
编译mp3
编译fdk-aac
编译FFmpeg
使用ffmpeg实现mp4转格式
使用FFmpeg开发播放器

6.3、Android RTMP推拉流

RTMP推流协议实现
RTMP拉流协议实现
RTMP拉流音视频同步
MediaCodec硬件编码
MediaCodec硬件解码
OpenSL ES播放音频数据
MediaCodec硬件解码
OpenGL ES Shader显示视频

6.4、Android Ijkplayer源码分析

编译ijlplayer和实践
项目框架分析
播放状态转换
拉流分析
解码分析
音频播放流程
视频渲染流程
OpenSL ES播放音频数据
MediaCodec硬件解码
OpenGL ES Shader显示视
变速播放实现原理
低延迟播放实现
缓存队列设计机制分析

7、iOS音视频开发

7.1、iOS FFmpeg 6.0编译和应用

Xcode调试FFmpeg
iOS调用FFmpeg
QT调试FFmpeg

7.2、iOS FFmpeg RTMP推拉流

AVFoundation视频采集
Metal视频渲染
Audio Unit音频采集
Audio Unit音频播放
FFmpeg推流
FFmpeg拉流
直播延迟和解决方法

7.3、VideoToolbox硬件编解码

VideoToolbox框架的流程
硬件编解码步骤
CVPixelBuffer解析
如何获取SPS/PPS信息
判断是否关键帧
编码参数优化

7.4、iOS jkplayer编译和应用

本地视频播放
RTMP拉流播放
HTTP点播
音频播放流程
视频渲染流程

7.5、iOS ijkplayer编译和应用

基于Mesh一对一通话
基于SFU多人通话

8、音视频项目实战

FFmpeg
QMPlay2
ijkplayer
0OBS
AppRTC
WebRTC
Janus
SRS
ZLMediaKit

9、相关的开源网站与地址如下：

FFmpeg	https://ffmpeg.org/
WebRTC	https://webrtc.org.cn/
RTC社区	https://rtcdeveloper.agora.io/
RFC协议	https://www.rfc-editor.org/rfc/
OpenGL	https://learnopengl-cn.github.io/
GPUImage	https://github.com/BradLarson/GPUImage
VideoLan	https://www.videolan.org/projects/
AOMedia	https://aomedia.org/
http://xiph.org	https://gitlab.xiph.org/
VP9	https://www.encoding.com/vp9/
soundtouch	http://soundtouch.surina.net/
sox	http://sox.sourceforge.net/