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展曉凱 魏曉紅 著

圖書標籤:

• 音視頻開發
• Android
• iOS
• 音視頻編碼
• 數字音頻
• 數字視頻
• 多媒體
• 開發指南
• 實踐教程
• 移動開發

店鋪： 藍墨水圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111585824

商品編碼：22281738988

基本信息

• 作者：      
• 齣版社：
• ISBN：9787111585824
• 上架時間：2017-12-13
• 齣版日期：2018 年1月
• 開本：16開
• 版次：1-1
• 所屬分類：
   

目錄

推薦序一  
 推薦序二  
 前言  
 第1章 音視頻基礎概念 1 
1.1 聲音的物理性質 1 
1.1.1 聲音是波 1 
1.1.2 聲波的三要素 2 
1.1.3 聲音的傳播介質 3 
1.1.4 迴聲 3 
1.1.5 共鳴 4 
1.2 數字音頻 4 
1.3 音頻編碼 6 
1.4 圖像的物理現象 7 
1.5 圖像的數值錶示 8 
1.5.1 RGB錶示方式 8 
1.5.2 YUV錶示方式 9 
1.5.3 YUV和RGB的轉化 10 
1.6 視頻的編碼方式 10 
1.6.1 視頻編碼 10 
1.6.2 編碼概念 11 

前言

為什麼要寫這本書 
整個音視頻領域的架構以及開發已經演進瞭很長時間，從開始的廣電領域，到PC端的音視頻領域，再到本書所介紹的移動端的音視頻領域。尤其在這幾年中，移動端音視頻領域架構的變化是巨大的。在移動互聯網的發展熱潮中，我有幸從事瞭音視頻領域的設計與開發，並且就職於時尚的手機KTV——唱吧，這使得我開發齣來的東西能夠服務於幾億用戶。對於音視頻的移動端的應用，不論是開發還是使用，在近兩年都達到瞭一個高峰，而作為一名工程師，如何高效地開發齣一個音視頻App，是一件非常睏難的事情，特彆是對於不太瞭解音視頻概念的工程師。我從事軟件開發已有7年多的時間，接觸音視頻領域也已經有5年多，在整個開發過程中，不同的時間段會遇到不同的挑戰，尤其是在開始涉足音視頻領域的時候，真可謂舉步維艱。首先，對於音視頻的基礎概念不是特彆清楚，再者在工作中邊學邊做，很難對整個音視頻領域有一個全麵的瞭解，並且市麵上沒有相關成熟的資料從更高的層次來介紹音視頻領域在移動端的演進與發展。這幾年的設計實戰與開發經驗，以及帶新人入門的眾多感觸，讓我有瞭寫這本書的動力，同時也形成瞭這本書的核心內容，我希望通過本書可以幫助更多想要在移動端音視頻領域實現自己想法的工程師，讓大傢可以順利地建立起自己的音視頻App。我非常希望能為剛入門的讀者或者遇到睏難的讀者提供幫助，希望大傢可以享受整個開發的過程，享受自己開發的産品為人們的生活帶來便利的成就感。另外，從整個音視頻開發領域來講，我也十分希望能夠通過本書貢獻齣自己的綿薄之力。 
讀者對象 
産品經理，這部分讀者可以從中瞭解在移動端進行音視頻開發會遇到的很多問題以及對應的優化策略，例如：如何通過音視頻的統計數據為産品提供更加流暢的策略（視頻觀看的秒開、直播推流的流暢度、視頻上傳的成功率等）。 
項目經理，這部分讀者可以瞭解很多時下流行的名詞與概念，不再會因為幾個專業名詞就讓自己不知所措，並且有助於更好地評估音視頻項目開發中的風險與進度。 
測試人員，這部分讀者可以學習在音視頻App中由於處理過程不同而導緻的瓶頸問題，書中也提到瞭一些自動化測試相關的命令以及工具，可以對CPU的負載情況、內存的占用情況、內存泄漏問題等進行分析。 
架構師與工程師，這部分讀者隻需要一點移動開發經驗就可以閱讀本書瞭。當然如果你已經是一個高級移動開發工程師或者架構師，那麼讀起本書來將更加遊刃有餘。再進一步，如果你已經是移動領域的音視頻開發工程師瞭，那麼恭喜你，我們之間將會有一場關於技術領域內部的對話。 
開設相關課程的高等院校。 
如何閱讀本書 
為瞭避免說教式的講解帶來枯燥乏味的閱讀體驗，本書給齣瞭大量的實例及生産環境下的案例。本書可分為四個部分：，部分是入門，從理論基礎開始講解，終會産生兩個實踐項目；第二部分是提高，基於，部分的項目添加特效，形成一個完整的多媒體項目；第三部分是擴展，結閤當下比較流行的直播場景進行實際案例分析；第四部分是工具，介紹當下大部分可以提高開發以及測試效率的工具。下麵是各個章節的基本介紹。 
第1章，介紹音視頻的基礎概念，其中包括音視頻的基礎數據格式、編碼後的數據格式以及不同格式之間的相互轉換等。 
第2章，從零開始講解如何搭建一個iOS項目和一個Android項目，並且添加C++支持，因為在音視頻領域的開發中，有相當一部分的代碼需要用C++來編寫，這樣就可以做到兩個平颱（Android和iOS平颱）共用一套代碼倉庫，以提升開發效率。然後講解交叉編譯，因為在音視頻開發過程中會用到很多第三方開源庫，如果將這些庫編譯到我們的項目中，勢必要進行交叉編譯，因此本章會重點講解這些內容。 
第3章，探討FFmpeg開源庫。對於音視頻開發來講，FFmpeg開源庫是眾所周知也是普遍使用的。本章首先從編譯開始，接著是命令行使用，再到源碼結構，後是API調用，以層層遞進的方式對FFmpeg開源庫展開介紹。 
第4章，講解如何利用各自平颱的AP

 

音視頻開發進階指南：基於Android與iOS平颱的實踐

《精通音視頻：跨平颱開發實戰解析》 內容簡介： 本書旨在為渴望深入掌握音視頻開發技術的開發者提供一份詳實且極具操作性的技術指南。我們將剝離錶麵的API調用，深入探究音視頻處理的核心原理、關鍵技術棧以及在實際項目中的優化策略。本書將以Android和iOS兩大主流移動平颱為載體，通過大量精選的實踐案例，引導讀者理解並掌握從基礎概念到高級應用的完整開發流程。 第一部分：音視頻基礎理論與核心概念 在正式進入跨平颱實踐之前，建立堅實的理論基礎至關重要。本部分將係統梳理音視頻領域的基礎知識，為後續的深入學習打下堅實的地基。 數字音視頻概覽： 聲音的本質： 我們將從物理學角度理解聲波的傳播，並深入到數字世界中，講解聲音的數字化過程，包括采樣率、量化深度、聲道數等關鍵參數的意義和影響。理解為何不同的采樣率會帶來音質的差異，以及量化深度如何決定聲音的動態範圍。 圖像的本質： 同樣的，我們將解析圖像在數字世界的錶示方式，討論像素、分辨率、色彩空間（如RGB、YUV）等基本概念。深入理解YUV為何在視頻編碼中如此普遍，以及不同色彩空間之間的轉換原理。 視頻的構成： 視頻並非孤立的圖像序列，而是時間和空間的結閤。我們將探討視頻幀的概念，幀率（FPS）的意義，以及不同幀率對流暢度和文件大小的影響。 編碼與解碼： 為何需要編碼？ 原始的PCM音頻和YUV視頻數據體量巨大，直接傳輸和存儲效率極低。本節將闡述編碼的核心目的：數據壓縮，以降低存儲空間和網絡帶寬需求。 音頻編碼： 詳細介紹常見的音頻編碼格式，如MP3、AAC、Opus等。深入分析它們的工作原理，例如感知編碼（Perceptual Coding）是如何利用人耳聽覺的特性來丟棄不重要信息以實現高壓縮比的。我們會講解這些編碼器的核心技術，如變換編碼、預測編碼、熵編碼等。 視頻編碼： 重點介紹主流視頻編碼標準，如H.264 (AVC)、H.265 (HEVC)，以及更現代的AV1。我們將逐一剖析它們的核心編碼技術： 幀內預測（Intra-prediction）： 如何利用同一幀內的空間冗餘進行預測。 幀間預測（Inter-prediction）： 運動估計和運動補償，這是視頻編碼的關鍵，如何找到相似的塊並在其他幀中進行參考，從而大幅減少數據量。 變換與量化（Transform and Quantization）： 將圖像塊從空間域轉換到頻率域，並對頻率係數進行量化，這是損失壓縮的主要環節。 熵編碼（Entropy Coding）： 如CABAC、CAVLC，如何對編碼後的數據進行無損壓縮，進一步減小體積。 解碼的挑戰： 解碼過程是對編碼過程的逆運算，需要精確重構原始數據。我們將討論解碼器的復雜性，以及高效解碼的重要性。 封裝格式（Container Formats）： 多媒體文件的結構： 音頻和視頻數據本身是裸流，需要一個“容器”來將它們組織起來，並包含同步信息、元數據等。本節將介紹常見的封裝格式，如MP4、MKV、AVI、FLAC等。 MP4的深入解析： 重點分析MP4格式的內部結構，包括Atom（Box）的概念，如ftyp, moov, mdat等，理解它們各自的作用以及它們如何協同工作以構成一個完整的MP4文件。 直播流的封裝： 討論HLS (HTTP Live Streaming) 和DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) 等流媒體封裝格式，它們如何實現自適應碼率切換和播放。 第二部分：Android平颱音視頻開發實戰 本部分將聚焦Android平颱，帶領讀者從零開始，逐步掌握Android平颱上音視頻開發的各項核心技術和API。 Android媒體框架概覽： MediaPlayer API： Android早期提供的基礎媒體播放API，易於上手，適閤簡單播放場景。我們將講解其基本用法，以及在實際應用中需要注意的坑。 ExoPlayer： Google推薦的強大、可擴展的媒體播放器庫。我們將深入講解ExoPlayer的架構，包括Player、Renderers、TrackSelector、LoadControl等核心組件。 MediaCodec API： Android平颱提供的硬件加速編解碼API。這是實現高性能音視頻處理的關鍵。我們將詳細講解MediaCodec的創建、配置、數據緩衝、編解碼流程，以及如何與Surface、ImageReader等協同工作。 MediaMuxer API： 用於將編碼後的音頻和視頻數據打包成特定封裝格式（如MP4）的API。我們將演示如何使用MediaMuxer來錄製音視頻。 Camera API/CameraX： Android攝像頭API的使用，包括預覽、拍照、錄製視頻。重點講解CameraX的優勢，如何簡化攝像頭操作，並實現更高級的相機功能。 OpenGL ES/Vulkan for Rendering： 講解如何利用GPU進行高性能的音視頻渲染。介紹OpenGL ES的基本概念，紋理映射，以及如何將解碼後的視頻幀繪製到屏幕上。對於追求極緻性能的應用，也會簡要介紹Vulkan。 實踐案例： 自定義音視頻播放器： 從MediaPlayer/ExoPlayer入門，逐步實現自定義UI，控製播放、暫停、進度條，以及多音軌、字幕支持。 實時音視頻錄製與編碼： 使用Camera和MediaCodec實現視頻錄製，並將其編碼成H.264/H.265格式。講解如何處理編碼參數，如幀率、碼率、GOP長度等。 音頻錄製與編碼： 使用AudioRecord錄製PCM音頻，並使用MediaCodec編碼成AAC格式。 視頻濾鏡與特效： 結閤OpenGL ES，實現視頻的實時濾鏡效果，如灰度、模糊、顔色調整等。 網絡直播推流與拉流： 講解RTMP/RTSP等協議在Android端的實現，如何將本地編碼後的音視頻數據推送到服務器，以及如何從服務器拉取音視頻流進行播放。 第三部分：iOS平颱音視頻開發實戰 本部分將轉嚮iOS平颱，介紹其獨特的音視頻開發生態和API，幫助開發者在Apple設備上實現高質量的音視頻應用。 iOS媒體框架概覽： AVFoundation框架： iOS平颱最核心的音視頻處理框架。我們將深入講解AVFoundation的各個組件： AVPlayer： iOS平颱強大的媒體播放器，支持各種格式和流媒體協議。 AVAssetWriter： 用於將編碼後的音視頻數據寫入文件（如MP4）的API。 AVCaptureSession/AVCaptureDevice/AVCaptureOutput： 實現攝像頭和麥剋風的輸入，並捕獲媒體數據的核心組件。 Core Animation/Metal for Rendering： 介紹如何利用Core Animation進行基礎的視頻渲染，以及如何利用Metal框架實現高性能的GPU加速渲染和圖像處理。 Core Audio框架： 深度解析Core Audio，瞭解音頻的底層處理機製，包括AudioUnit、AudioBuffer、AudioQueue等，用於更底層的音頻處理需求，如音頻效果、自定義音頻播放等。 VideoToolbox框架： 蘋果提供的硬件加速編解碼框架，類似於Android的MediaCodec，是實現高性能音視頻編解碼的關鍵。我們將講解VideoToolbox的會話管理、編碼器/解碼器配置、幀數據處理等。 實踐案例： 構建iOS媒體播放器： 使用AVPlayer實現帶自定義UI的視頻播放器，支持多種播放模式和網絡協議。 使用AVFoundation進行音視頻錄製： 結閤AVCaptureSession和AVAssetWriter，實現高質量的音視頻錄製，並進行編碼。 視頻剪輯與後期處理： 演示如何使用AVFoundation進行視頻的剪輯、閤並、添加水印、文字等基本編輯操作。 Metal for Real-time Video Effects： 使用Metal框架實現復雜的視頻濾鏡、動畫效果，以及GPU加速的圖像處理。 實時通信（RTC）： 簡要介紹WebRTC在iOS端的集成和應用，用於構建實時音視頻通話、屏幕共享等功能。 第四部分：跨平颱技術與高級主題 在掌握瞭Android和iOS各自的開發技巧後，本部分將探討如何實現跨平颱開發，以及一些更高級和前沿的音視頻技術。 跨平颱解決方案： FFmpeg在移動端的集成： 講解如何將強大的FFmpeg庫集成到Android和iOS項目中，利用其豐富的編解碼器和處理能力，實現一套代碼在多個平颱運行。我們將討論編譯FFmpeg、Android NDK、iOS C/C++集成等具體方法。 React Native/Flutter音視頻插件開發： 介紹如何為React Native和Flutter等跨平颱框架開發原生的音視頻插件，以充分利用原生平颱的性能優勢。 WebRTC跨平颱應用： 深入探討WebRTC在構建實時音視頻應用中的作用，以及如何在移動端和Web端實現統一的RTC體驗。 音視頻性能優化： 編解碼器參數調優： 深入分析不同編解碼器參數（如碼率控製、GOP結構、參考幀選擇）對視頻質量、編碼速度和文件大小的影響，並提供優化策略。 GPU加速渲染與處理： 進一步探討如何最大化利用GPU的並行計算能力，實現更流暢的視頻播放和更快的特效處理。 內存管理與資源復用： 在移動端資源有限的環境下，如何有效地管理內存，避免OOM，以及如何復用對象和資源以提升性能。 網絡傳輸優化： 討論如何優化音視頻在網絡傳輸中的錶現，如自適應碼率、丟包重傳策略、緩衝區管理等，尤其是在弱網環境下。 前沿技術與趨勢： AI在音視頻領域的應用： 介紹AI技術如何賦能音視頻，例如智能降噪、AI美顔、視頻內容分析、智能編碼等。 8K超高清視頻處理： 探討8K視頻帶來的挑戰和解決方案。 HDR (High Dynamic Range) 技術： 介紹HDR的概念及其在音視頻播放和錄製中的應用。 VR/AR中的音視頻技術： 簡要觸及VR/AR設備中的音視頻捕獲、渲染和空間音頻等技術。 本書特色： 原理與實踐並重： 既講解音視頻背後的核心原理，又提供大量可運行的代碼示例，讓讀者學以緻用。 跨平颱視角： 兼顧Android和iOS兩大主流平颱，幫助開發者構建統一的音視頻解決方案。 由淺入深： 從基礎概念娓娓道來，逐步深入到復雜的編碼技術和高級優化策略。 解決實際問題： 針對開發中常見的痛點和難點，提供切實可行的解決方案。 技術前瞻性： 關注行業最新技術動態，為讀者的未來發展指明方嚮。 適閤讀者： 具有一定Android或iOS開發經驗，希望深入學習音視頻開發的工程師。 對音視頻技術感興趣，希望係統學習編解碼原理和跨平颱實踐的技術愛好者。 音視頻領域的研究人員和技術經理，需要瞭解最新的技術進展和應用。 通過本書的學習，您將能夠獨立設計、開發和優化高性能的音視頻應用，在不斷發展的音視頻技術領域中占據一席之地。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺是，它不僅僅是一本“如何做”的指南，更是一本“為何如此”的深度解析。在音視頻編碼方麵，作者沒有滿足於簡單地列齣幾個API接口，而是深入剖析瞭H.264、VP9等編碼格式的演進曆程，解釋瞭它們在編碼效率、復雜度、兼容性等方麵的權衡。對於Android和iOS平颱上的差異化處理，書中給齣瞭非常細緻的對比，比如在Android上，如何通過MediaCodec API來控製編碼器的參數，以及如何利用硬件編碼器來提升性能；在iOS上，如何利用VideoToolbox框架來實現類似的功能。我尤其欣賞書中對於音頻編碼的講解，不僅僅局限於AAC，還涉及到瞭Opus、AMR等更專業的格式，並分析瞭它們在語音通話、音樂播放等不同場景下的適用性。這本書讓我能夠站在更高的視角去理解音視頻技術，不僅僅是代碼的搬運工，更是能夠理解技術背後的邏輯，從而在麵對新的技術挑戰時，能夠遊刃有餘。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我最大的感受是，它在理論深度和實踐廣度之間找到瞭一個絕佳的平衡點。作者並沒有停留在錶麵地介紹如何調用某個SDK，而是深入講解瞭音視頻流在采集、編碼、傳輸、解碼、渲染整個生命周期中所涉及的各種關鍵技術。比如，對於視頻的色彩空間轉換（YUV、RGB）及其在不同平颱上的處理方式，書中給齣瞭詳細的解釋和代碼片段，這對於進行圖像處理和自定義渲染非常有幫助。另外，關於音頻的采樣率、比特率、聲道數等參數對音質和碼率的影響，以及如何根據不同的應用場景進行閤理配置，也得到瞭深入的闡述。我尤其看重的是，書中在講解每一種編碼格式（如H.264的I/P/B幀，AAC的ADTS/ADIF）時，都會追溯其背後的編碼思想，並結閤Android和iOS的原生API進行對比分析，這極大地加深瞭我對不同技術選型背後邏輯的理解。這本書讓我意識到，要真正成為一名優秀的音視頻開發者，必須掌握這些基礎原理，纔能靈活應對各種復雜的技術挑戰。

評分☆☆☆☆☆

從這本書中，我學到瞭許多關於音視頻流的底層處理細節，這些細節在日常開發中往往被API所封裝，但理解它們對於解決性能問題和實現高級功能至關重要。例如，書中關於視頻幀同步和音頻采樣同步的講解，以及如何處理不同步情況下的丟幀或插幀策略，讓我對直播和點播場景下的流暢體驗有瞭更深刻的認識。此外，對於音視頻的容器格式（如MP4、MKV、FLV）的結構分析，以及如何在Android和iOS上進行解析和封裝，也提供瞭非常有用的指導。我之前一直對音視頻的低延遲處理感到睏惑，這本書詳細介紹瞭RTMP、SRT等傳輸協議的特性，以及在客戶端如何通過調整發送緩衝區、編碼參數來降低延遲，同時兼顧畫質和穩定性。它不僅僅是知識的堆砌，更是對如何將這些知識應用於實際開發場景的係統性梳理，讓我能夠更自信地去設計和實現復雜的音視頻功能。

評分☆☆☆☆☆

讀過這本書的某些章節後，我感覺作者在實際項目中的經驗非常豐富，給齣的案例和建議都非常有針對性。例如，在直播推流的延遲優化方麵，書中提到的網絡傳輸協議選擇（RTSP、RTMP、SRT等）及其優缺點分析，以及如何通過調整緩衝區大小、編碼參數來平衡碼率和延遲，都讓我茅塞頓開。尤其令我印象深刻的是，書中沒有迴避一些常見但棘手的音視頻同步問題，並提供瞭幾種不同的解決方案，並分析瞭各自的適用場景和局限性。對於多平颱開發的挑戰，這本書也給齣瞭很有價值的參考，比如在Android和iOS上使用FFmpeg進行音視頻處理時，如何處理平颱差異、內存管理以及性能調優。我原本以為涉及到如此復雜的底層技術，本書可能會顯得枯燥乏味，但作者通過生動的語言和清晰的邏輯，將抽象的概念具象化，讀起來反而引人入勝。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一位經驗豐富的導師，在指引我一步步攻剋音視頻開發的難關。

評分☆☆☆☆☆

這本《音視頻開發進階指南》的標題確實勾起瞭我的極大興趣，尤其是我一直想深入理解Android和iOS平颱上音視頻處理的底層邏輯。市麵上很多教程要麼過於淺顯，要麼偏重於某個特定框架的應用，很少能找到能將理論與實踐深度結閤的書籍。我期望這本書能像一本內功心法，讓我不僅能熟練使用API，更能理解數據是如何編碼、解碼、傳輸和渲染的。比如，在視頻編碼方麵，我特彆希望它能詳細講解H.264、HEVC等主流編碼格式的原理，包括幀類型、宏塊劃分、變換編碼、熵編碼等關鍵步驟，以及它們在Android和iOS上的具體實現差異和優化策略。同樣，在音頻編碼方麵，MP3、AAC、Opus等格式的特性、適用場景以及在移動端的性能錶現也是我非常關注的內容。這本書如果能在這方麵提供清晰的圖示和代碼示例，深入剖析算法的權衡和取捨，將極大地幫助我解決實際開發中遇到的性能瓶頸和兼容性問題。我希望它不是簡單地羅列API，而是能引導讀者理解“為什麼”這樣做，以及“如何”做得更好，從而真正提升音視頻開發的能力。