Android录屏并利用FFmpeg转换成gif（一）录屏

写博客时经常会希望用一段动画来演示app的行为，目前大多数的做法是在电脑上开模拟器，然后用gif录制软件录制模拟器屏幕，对于非开发人员来讲这种方式还是比较困难的。本来我以为应该也有能直接在手机上录屏并生成gif文件这样的app，下载一个这样的APP来录gif要方便得多。结果发现目前几乎没有此类APP，我就想能不能自己写一个，然后查了查资料，感觉应该能做出来，于是就撸起袖子干起来了。总的来讲要实现这个功能可以分成两个部分（当然，如果有更好的实现方式欢迎大家提出来，谢谢！）：

录屏，生成mp4文件
利用ffmpeg开源软件将mp4转换成gif

第一点比较容易实现，已有现成的开源代码供参考。难点在第二点，涉及到NDK开发相关的知识，及FFmpeg的集成，这方面知识我之前从未接触过，还是比较有挑战性的。

功能虽然很简单，但要讲解起来感觉还是要费点篇幅的，所以我分成了4篇文章来介绍，分别是：

Android录屏并利用FFmpeg转换成gif（一）录屏，讲讲怎样录屏生成mp4文件
Android录屏并利用FFmpeg转换成gif（二）交叉编译FFmpeg源码，说说如何根据我们的需求裁剪FFmepg并编译出可在android下运行的so包
Android录屏并利用FFmpeg转换成gif（三）在Android中使用ffmpeg命令，说说如何在Android中使用ffmpeg命令，简化C代码的编写难度
Android录屏并利用FFmpeg转换成gif（四）将mp4文件转换成gif文件，将2、3两步生成的so文件集成到android工程中，实现将mp4文件转换成gif文件，完成最终的工程。

本文是第一篇，下面就来说说录屏是怎么实现的。

原理

从数据处理的角度来讲，录屏一般要经历这样一个流程：

数据采集 ----> 编码 ----> 多路复用 ----> 封装成文件

数据采集：就是收集音视频的原始数据，包括从摄像头采集，从屏幕上采集等，我们这里是要从屏幕上采集
编码：就是将收集起来的音视频原始数据按一定的规则进行压缩
复用：就是将音频和视频同步起来，做什么事就说什么话，要对应起来
封装：就是将同步好的数据封装成播放格式，如mp4，avi等

那么在android中与以上几点对应的主要的API是哪些呢？

数据采集（屏幕上的数据）主要由 MediaProjection 类来负责
编码主要由 MediaCodec 类来负责
复用和封装由 MediaMuxer 类来负责

到这里我们应该对我们要做的事有大概的了解了，要怎么做也有个线索了，只要沿着这条线索慢慢细化，应该就能实现我们的需求。下面详细介绍一下如何用代码来实现以上的一个个流程。

一、数据采集

上面说了采集屏幕上的数据主要由 MediaProjection 类来负责的。 MediaProjection是一个使应用程序能够捕获屏幕内容和/或录制系统音频的Token。MediaProjection 对象要借助于 MediaProjectionManager 类来创建。具体如下：

先通过MediaProjectionManager 的 createScreenCaptureIntent()方法创建一个Intent, 然后用这个intent启动一个带返回结果的Activity。

MediaProjectionManager mMediaProjectionManager = (MediaProjectionManager) getSystemService(MEDIA_PROJECTION_SERVICE);
Intent captureIntent = mMediaProjectionManager.createScreenCaptureIntent();
startActivityForResult(captureIntent, REQUEST_CODE);

然后在onActivityResult()方法中创建MediaProjection对象。

@Overrideprotected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {MediaProjection mediaProjection = mMediaProjectionManager.getMediaProjection(resultCode, data);if (mediaProjection == null) {Log.e(TAG, "media projection is null");return;}}

然后再用这个MediaProjection对象创建一个虚拟显示（VirtualDisplay），这个虚拟显示相当于是对物理屏幕的一个投影，它将会渲染到一个Surface中，这个Surface是创建虚拟显示时传进去的参数，它承载了表示虚拟显示的数据，在编码时其输入数据就来自这个Surface。

mVirtualDisplay = mMediaProjection.createVirtualDisplay(TAG + "-display",mWidth, mHeight, mDpi, DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_PUBLIC,mSurface, null, null);
//注意上面的代码有一个'mSurface'的参数，这个参数实际上是由编码器创建的，
//用于从'mSurface'中接收输入数据进行编码

好，到这里数据采集就完成了，下面来看编码。

二、编码

编码主要是由 MediaCodec 类来负责，MediaCodec功能很强大，它既可以编码也可以解码，要创建一个编码器可以调用createEncoderByType(String type)方法来创建，而创建一个解码器则用createDecoderByType(String type)方法来创建，我们这里只使用它的编码功能，所以先创建一个视频编码器：

String MIME_TYPE = "video/avc"; // 代表要编码出 H.264/AVC 格式的视频数据
MediaCodec mEncoder = MediaCodec.createEncoderByType(MIME_TYPE);

然后要配置一下：

mEncoder.configure(format, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);

format里面设置了输出的数据类型和一些其它的编码参数，有好多参数，具体见源码，这里主要讲流程。
MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE 代表这是一个编码器，如果是当编码器用必须要传这个参数。

编码的话肯定要有输入输出，到这里为止我们还没看到是从哪里输入数据的呢，其中的一种方式就是通过一个Surface来输入的，下面来创建一个输入Surface，很简单，调一下 createInputSurface() 方法即可：

mSurface = mEncoder.createInputSurface();

那这个Surface又是怎么得到数据的呢？刚才在数据采集我们说，屏幕上的视频数据已经通过一个虚拟显示渲染到了一个Surface上了，那么那个Surface跟我们现在这里创建的这个Surface有什么关系呢，其实就是同一个，我们先创建这个Surface，然后再创建虚拟显示，创建的时候将这个Surface当作参数传进去。这样原始数据就通过这个surface与编码器关联起来了，等编码器开始工作了就会自动从surface获取原始数据，不用我们干预了。编好码之后会将编码后的数据放到输出缓冲器中，我们就从输出缓冲器中拿到编码后的数据去复用。

现在编码器的代码还没完成，创建了输入Surface之后，还要调一下start方法才可以工作。

mEncoder.start();

好，现在编码器可以开始工作了。

有个地方要注意一下：
MediaCodec中的createInputSurface()方法只能在configure（MediaFormat，Surface，MediaCrypto，int）和start（）之间调用。
也就是这个样子：

mEncoder.configure(format, null, null,  MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);
mSurface = mEncoder.createInputSurface(); // 只能在 configure() 和start() 之间调用
mEncoder.start();

三、复用与封装

复用和封装都是由 MediaMuxer 类来处理，而且很智能化，我们只要设置一些参数，然后把编码器中的数据取出来传给复用器就可以了。

先创建一个复用器：

 mMuxer = new MediaMuxer(mDstPath, MediaMuxer.OutputFormat.MUXER_OUTPUT_MPEG_4);

第一个参数是输出文件的路径，包含文件名

第二个参数是输出文件的格式，只支持三种格式，mpeg4、3gpp、webm

然后做一些基本的设置并启动复用器：

MediaFormat newFormat = mEncoder.getOutputFormat();
mVideoTrackIndex = mMuxer.addTrack(newFormat); //添加指定格式的轨道（音轨或视频轨道）
mMuxer.start();

上面第一行代码取得的 MediaFormat 是配置编码器的时候传进去的媒体格式。

接下来就在一个死循环中不断去取编码器中输出的数据，然后传给复用器，最后由复用器输出到mp4文件中，直到人为终止的时候停止取数据，当终止后要手动释放相关资源。

while (!quit) {int index = mEncoder.dequeueOutputBuffer(mBufferInfo, TIMEOUT_US);Log.i(TAG, "dequeue output buffer index=" + index);ByteBuffer encodedData = mEncoder.getOutputBuffer(index);if (encodedData != null) {encodedData.position(mBufferInfo.offset);encodedData.limit(mBufferInfo.offset + mBufferInfo.size);mMuxer.writeSampleData(mVideoTrackIndex, encodedData, mBufferInfo);Log.i(TAG, "sent " + mBufferInfo.size + " bytes to muxer...");}mEncoder.releaseOutputBuffer(index, false);
}

当终止录屏后，就可以在指定的目录中看到生成的mp4文件了，更详细的可以查看源码。至此，录屏部分就介绍完了。下一篇开始将介绍如何将mp4转换成gif。

###最后，上源码：

https://github.com/MingHuang1024/GifRecorder

注意：源码是完整的源码，即实现了从录屏到转换成gif的全部功能的，不仅仅是录屏，录屏的代码主要在 ScreenRecorder.java 类中，MainActivity.java中也有一点。如果要一个单独的录屏app源码，可以参考 https://github.com/yrom/ScreenRecorder，这个源码也是我参考的原型。

由于水平有限，如果文中存在错误之处，请大家批评指正，欢迎大家一起来分享、探讨！

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