從開發小白到音視頻專家

這是由一篇我的演講稿整理出來的文章,目標讀者是對音視頻開發感興趣但是又不知道如何下手的初學者們,希望把我的經驗分享出來,對大家有所幫助。

1. 成長的煩惱

經常收到一些網友的來信或者留言,反饋如下這樣的困惑:

“我是一名應屆畢業生,該如何快速地成長起來”
“我只懂 C/C++,是學 Android 開發有前途,還是 iOS 開發有前途?”
“我是一名 Android/iOS 開發,已經可以獨立完成一個完整的 App 開發上線,該如何繼續提升?”
“我想從事音視頻開發,該如何入門? 如何進階 ?”

很高興看到大家有這樣的問題,因爲這也從側面反映了你是一個積極向上,想不斷努力來提升自己的人。

我就先從一個簡單的問題聊起,“到底 Android 開發有前途還是 iOS 開發有前途?”

其實這個問題跟 “PHP 是不是世界上最好的語言一樣”,只會引發爭論,卻沒有什麼實際價值,在我看來,無論是 Windows、Linux、Android 還是 iOS 開發,都沒有什麼優劣之分,它們其實都有着很多的共同點,那就是:

  1. 都是基於操作系統提供的 API 完成特定需求的實現

當然,也有些不同的地方,比如:

  1. 系統的 API 和特性不同

  2. 編程語言不同,Windows/Linux 以 C/C++ 爲主,Android 以 Java 爲主,iOS 以 Object C 爲主

但無論什麼平臺,他們的學習曲線其實是類似的,都要經歷差不多如下的環節:

  1. 學習對應平臺的編程語言,如:C/C++,Java,Object C,Javascript 等

  2. 熟悉對應平臺提供的 API,如:UI 庫,網絡,文件,數據庫, 圖片處理,多媒體處理 等等

  3. 掌握平臺相關的特性、框架和原理,如:Windows 的 WINSOCK,ODBC,WPF 等,Unix 的設計哲學,Android 的四大組件,iOS 的 MVC 模式等等

  4. 通過具體的項目,熟悉和練手,達到可完成任意功能的開發

當你已經走到第 4 步了後,往往就會感覺遇到了瓶頸,產生如文章開頭的問題,下一步何去何從 ?

其實我一直有一個觀點,就是:

“基於平臺的 API 做應用開發,並不是一個可以走得多遠的方向,真正有價值的地方在於與具體的業務方向結合”,比如:

  • 網絡安全
  • 音視頻
  • 智能硬件
  • 深度學習
  • 大數據
  • 其他(比如:金融、通信等)

在具體的業務領域,你可以慢慢沉澱下來,用自己的努力和時間換來對領域知識的深入理解和積累,逐漸從一個開發小白走向最懂這個行業的專家。

今天呢,我就主要跟大家分享下,如果你對音視頻這個領域感興趣,應該如何入門和提高 ?

2. 音視頻開發包括哪些內容

雖然一篇文章無法把音視頻開發的知識點都介紹清楚,但是大概的學習路線還是可以梳理一下的,我們先看看下面這張圖:

從開發小白到音視頻專家

其實說白了,音視頻開發,就是要掌握圖像、音頻、視頻的基礎知識,並且學會如何對它們進行採集、渲染、處理、傳輸等一系列的開發和應用。

  • 採集:它解決的是,數據從哪裏來的問題
  • 渲染:它解決的是,數據怎麼展現的問題
  • 處理:它解決的是,數據怎麼加工的問題
  • 傳輸:它解決的是,數據怎麼共享的問題

每一個門類,都可以深挖,衍生出一個又一個充滿技術挑戰的話題,比如:如何更高效地渲染畫面、如何提高音視頻的壓縮比,如何優化弱網下的音視頻數據傳輸等等。

其實,音視頻開發的技術積累,也沒有那麼難,帶着問題去 Google,帶着任務去實踐,一切都不是問題,我們就從上面說的 4 個方向,逐個探索一下,有哪些知識點,是要我們去了解和掌握的。

2.1 採集

採集,它解決的是,數據從哪裏來的問題,那麼,數據究竟從哪裏來的呢 ?

從開發小白到音視頻專家

其實無論在哪個平臺,圖像、視頻最初都是來自攝像頭,而音頻最初都是來自麥克風,因此,做音視頻採集,就要掌握如下的技術知識:

1. 系統的攝像頭採集接口是什麼,怎麼用 ?

比如:Windows:DirectShow,Linux:V4L2,Android:Camera,iOS:AVCaptureSession 等

2. 系統的攝像頭採集的參數怎麼配置,都是什麼含義 ?

比如:分辨率、幀率、預覽方向、對焦、閃光燈 等

3. 系統的攝像頭輸出的圖像/視頻數據,是什麼格式,不同格式有什麼區別 ?

比如:圖片:JPEG,視頻數據:NV21,NV12,I420 等

4. 系統的麥克風採集接口是什麼,怎麼用 ?

比如:Windows:DirectShow,Linux:ALSA & OSS,Android:AudioRecord,iOS:Audio Unit 等

5. 系統的麥克風採集參數怎麼配置,都是什麼含義 ?

比如:採樣率,通道號,位寬 等

6. 系統的麥克風輸出的音頻數據,是什麼格式?

比如:PCM

2.2 渲染

渲染,它解決的是,數據怎麼展現的問題,那麼,數據究竟怎麼展現呢 ?

從開發小白到音視頻專家

其實無論在哪個平臺,圖像、視頻最終都是要繪製到視圖上面,而音頻最終都是要輸出到揚聲器,因此,做音視頻渲染,就要掌握如下的技術知識:

1. 系統提供了哪些 API 可以繪製一張圖片或者一幀 YUV 圖像數據的 ?

比如:

Windows:DirectDraw, Direct3D, GDI,OpenGL 等
Linux: GDI, OpenGL 等
Android:ImageView,SurfaceView,TextureView,OpenGL 等
iOS: CoreGraphics,OpenGL 等

2. 系統提供了哪些 API 可以播放一個 mp3 或者 pcm 數據 ?

比如:

Windows:DirectSound 等
Linux:ALSA & OSS 等
Android:AudioTrack 等
iOS: AudioQueue 等

2.3 處理

處理,它解決的是,數據怎麼加工的問題,那麼,數據究竟可以怎麼加工呢 ?

首先,我們看看圖像/音視頻的數據可以做哪些加工 ?

從開發小白到音視頻專家

其實無論在哪個平臺,圖像和音視頻的加工,除了系統的 API,大多數都會依賴一些跨平臺的第三方庫的,通過掌握這些第三方庫的原理和使用方法,基本上就可以滿足日常音視頻處理工作了,這些庫包括但不限於:

  1. 圖像處理:OpenGL,OpenCV,libyuv,ffmpeg 等
  2. 視頻編解碼:x264,OpenH264,ffmpeg 等
  3. 音頻處理:speexdsp,ffmpeg 等
  4. 音頻編解碼:libfaac,opus,speex,ffmpeg 等

因此,學習和掌握這些第三方庫的使用,非常有必要。

2.4 傳輸

傳輸,它解決的是,數據怎麼共享的問題,那麼,數據究竟怎麼共享呢 ?

共享,最重要的一點,就是協議。

我覺得互聯網之所以能夠如此蓬勃地發展,將整個世界都緊密聯繫在一起,其實是離不開 W3C 這個委員會的巨大貢獻的,因爲無論什麼數據,要想在不同的國家、不同設備之間互聯互通,離不開 “標準”,有了 “標準”,大家就能互相讀懂對方。

因此,研究音視頻傳輸,其實就是在研究協議,具體有哪些協議呢 ?

  1. 音視頻在傳輸前,怎麼打包的,如:FLV,ts,mpeg4 等
  2. 直播推流,有哪些常見的協議,如:RTMP,RTSP 等
  3. 直播拉流,有哪些常見的協議,如:RTMP,HLS,HDL,RTSP 等
  4. 基於 UDP 的協議有哪些?如:RTP/RTCP,QUIC 等

互聯網環境下的音視頻的傳輸,是一個非常有挑戰和價值的方向,爲了解決弱網下的傳輸延時、卡頓,提高用戶體驗,整個業界都在不斷地進行着深入的探索和優化。

3. 小結

限於篇幅原因,我的經驗分享就到這裏了,音視頻的路很長,更多的還是要靠自己去學習和實踐,帶着追求極致的精神去探索和優化,最終,我相信大家都能快速成長,成爲真正的行業專家!關於這個話題,有任何疑問歡迎來信 [email protected] 交流,另外,歡迎關注我的新浪微博 @盧_俊 或者 微信公衆號 @Jhuster 獲取最新的文章和資訊。

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章