詳解Android開發(fā)之MP4文件轉(zhuǎn)GIF文件

更新時間：2016年08月26日 10:05:50 投稿：daisy

這篇文章介紹的是將錄下來的視頻選取一小段轉(zhuǎn)為 GIF 文件，不僅時間段可以手動選取，而且還需要支持截取視頻的局部區(qū)域轉(zhuǎn)為 GIF，網(wǎng)上調(diào)研了一下技術(shù)方案，覺得還是有必要把實現(xiàn)過程拿出來分享下，有需要的可以直接拿過去用。下面來一起看看。

一基本實現(xiàn)原理

在介紹具體實現(xiàn)過程之前，先簡單說下基本原理和實現(xiàn)步驟，在解決相對比較復(fù)雜的問題，我習(xí)慣先理清主要原理步驟，不要一開始就被繁瑣細(xì)節(jié)絆住，待具體實現(xiàn)時再逐個攻破。下面是主要步驟：

1、視頻文件的讀?。喊ㄤ浿坪捅镜匚募x取

2、將需要轉(zhuǎn)換的視頻部分解析為 Bitmap 序列

3、將解析好的 Bitmap 序列編碼生成 GIF 文件

二視頻文件的讀取

視頻文件的讀取比較簡單，沒什么特別需要說的地方，這里簡單貼出視頻讀取的核心部分代碼，詳細(xì)實現(xiàn)可以Google一下就行了。

private View.OnClickListener clickListener = new View.OnClickListener() {
 @Override
 public void onClick(View v) {
 Intent intent = new Intent();
 intent.setType("video/*");
 intent.setAction(Intent.ACTION_GET_CONTENT);
 startActivityForResult(Intent.createChooser(intent, "Select Video"), SELECT_VIDEO);
 }
};
 
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
 if (requestCode == REQUEST_SELECT_VIDEO) {
 if (resultCode == RESULT_OK) {
  Uri videoUri = data.getData();
  filePath = getRealFilePath(videoUri);
 }
 }
}

三視頻文件的解析

視頻文件讀取成功后，接下來要做的就是解析視頻文件，選取需要轉(zhuǎn)換的視頻片段，提取Bitmap序列。下面來看下具體實現(xiàn)，提取 Bitmap 序列就是根據(jù)給定的起始時間和結(jié)束時間以及幀率從視頻文件中獲取相應(yīng)的 Bitmap，本文主要是利用 MediaMetadataRetriever 提供的 API 來實現(xiàn)的，在看代碼前可以先看下 MediaMetadataRetriever 的 API 文檔，該類的核心功能就是獲取視頻的幀和元數(shù)據(jù)，下面是核心實現(xiàn)代碼：

public List<Bitmap> createBitmaps(String path) {
 MediaMetadataRetriever mmr = new MediaMetadataRetriever();
 mmr.setDataSource(path);
 double inc = 1000 * 1000 / fps;
 
 for (double i = begin; i < end; i += inc) {
 Bitmap frame = mmr.getFrameAtTime((long) i, MediaMetadataRetriever.OPTION_CLOSEST);
 if (frame != null) {
  bitmaps.add(scale(frame));
 }
 }
 
 return bitmaps;
}
 
private Bitmap scale(Bitmap bitmap) {
 return Bitmap.createScaledBitmap(bitmap,
 width > 0 ? width : bitmap.getWidth(),
 height > 0 ? height : bitmap.getHeight(),
 true);
}

四生成 GIF 文件

拿到要生成 GIF 的 Bitmap 序列，接下來需要做的就是將 Bitmap 序列中的數(shù)據(jù)按照 GIF 的文件格式編碼，生成最終的 GIF 文件。目標(biāo)很明確，接下來就看具體實現(xiàn)過程了。

1. GIF 格式簡介

生成 GIF 文件之前有必要介紹下 GIF 的存儲格式，GIF 格式的相關(guān)文章比較多，這里也沒必要太詳細(xì)的介紹，只是簡單說下后面程序中會用到的方面。

GIF 圖象是基于顏色列表的（存儲的數(shù)據(jù)是該點的顏色對應(yīng)于顏色列表的索引值），最多只支持 8 位（256 色）。GIF 文件內(nèi)部分成許多存儲塊，用來存儲多幅圖象或者是決定圖象表現(xiàn)行為的控制塊，用以實現(xiàn)動畫和交互式應(yīng)用。GIF 文件還通過 LZW 壓縮算法壓縮圖象數(shù)據(jù)來減少圖象尺寸。

GIF 文件內(nèi)部是按塊劃分的，包括控制塊和數(shù)據(jù)塊兩種。控制塊是控制數(shù)據(jù)塊行為的，根據(jù)不同的控制塊包含一些不同的控制參數(shù)；數(shù)據(jù)塊只包含一些 8-bit 的字符流，由它前面的控制塊來決定它的功能，每個數(shù)據(jù)塊 0 到 255 個字節(jié)，數(shù)據(jù)塊的第一個字節(jié)指出這個數(shù)據(jù)塊大?。ㄗ止?jié)數(shù)），計算數(shù)據(jù)塊的大小時不包括這個字節(jié)，所以一個空的數(shù)據(jù)塊有一個字節(jié)，那就是數(shù)據(jù)塊的大小0x00。

2. GIF 文件寫入

剛開始接觸 GIF 文件會覺得比較復(fù)雜，存儲格式、編碼格式等都比 Bitmap 要復(fù)雜的多，但其實可以把問題簡單化理解，生成 GIF 和生成 Bitmap 原理類似，就是按照規(guī)定的格式寫文件就行了，不用太糾結(jié)內(nèi)部細(xì)節(jié)，否則就會陷入繁瑣的細(xì)節(jié)（俗稱鉆牛角尖）而忽略了最終目的只是為了生成 GIF 文件。下面就來看下有哪些文件部分需要寫入的：

提取 Bitmap 的像素值

首先需要將上面得到的 Bitmap 的像素值提取出來，方便后面把像素值寫入到 GIF 文件中，在提取像素值的同時，生成 GIF 文件所需要的顏色表，生成顏色表過程比較復(fù)雜，這里就不貼出源碼，感興趣的可以Google一下顏色量化算法，不感興趣的直接用現(xiàn)成的就好，下面是提取像素值的具體實現(xiàn)：

protected void getImagePixels() {
 int w = image.getWidth();
 int h = image.getHeight();
 pixels = new byte[w*h*3];
 for (int i = 0; i < h; i++) {
 int stride = w * 3 * i;
 for (int j = 0; j < w; j++) {
  int p = image.getPixel(j, i);
  int step = j * 3;
  int offset = stride + step;
  // blue
  pixels[offset+0] = (byte) ((p & 0x0000FF) >> 0);
  // green
  pixels[offset+1] = (byte) ((p & 0x00FF00) >> 8);
  // red
  pixels[offset+2] = (byte) ((p & 0xFF0000) >> 16); 
 }
 }
}

GIF 文件頭(Header)

文件頭部分總共 6 個字節(jié)，包括：GIF 署名和版本號，GIF 署名由 3 個字符"GIF"組成，共 3 個字節(jié)，版本號也是由 3 個字節(jié)組成，可以為"87a"或"89a"（分別為 1987 年和 1989 年版本），實現(xiàn)代碼如下：

// 寫入文件頭
protected void writeHeader() throws IOException {
 writeString("GIF89a");
}
 
protected void writeString(String s) throws IOException {
 for (int i = 0; i < s.length(); i++) {
 out.write((byte) s.charAt(i));
 }
}

邏輯屏幕標(biāo)識符(Logical Screen Descriptor)

文件頭的后面是邏輯屏幕標(biāo)識符(Logical Screen Descriptor)，這一部分由 7 個字節(jié)組成，定義了 GIF 圖象的大小、顏色深度、背景色以及有無全局顏色列表和顏色列表的索引數(shù)。實現(xiàn)代碼如下：

// 寫入邏輯屏幕標(biāo)識符
protected void writeLSD() throws IOException {
 writeShort(width); // 寫入圖像寬度
 writeShort(height); // 寫入圖像高度
 
 out.write((0x80 | // 全局顏色列表標(biāo)志置 1
    0x70 | // 確定圖象的顏色深度（7+1=8）
    0x00 | // 全局顏色列表分類排列置為 0
    0x07)); // 顏色列表的索引數(shù)（2的7+1次方）
 
 out.write(0); // 背景顏色(在全局顏色列表中的索引)
 out.write(0); // 像素寬高比默認(rèn) 1:1
}
 
protected void writeShort(int value) throws IOException {
 out.write(value & 0xff);
 out.write((value >> 8) & 0xff);
}

邏輯屏幕標(biāo)識符部分結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜些，如果不知道每一位代表什么意思可以參考：GIF圖形文件格式文檔中的邏輯屏幕標(biāo)識符部分。

全局顏色列表(Global Color Table)

全局顏色列表必須緊跟在邏輯屏幕標(biāo)識符后面，每個顏色列表索引條目由三個字節(jié)組成，按R、G、B的順序排列，具體生成顏色表的實現(xiàn)可以看源碼部分，由于生成過程比較復(fù)雜，這里就不貼顏色表生成的代碼了，下面是寫入顏色表的代碼：

// 寫入顏色表
protected void writePalette() throws IOException {
 out.write(colorTab, 0, colorTab.length);
 int n = (3 * 256) - colorTab.length;
 for (int i = 0; i < n; i++) {
 out.write(0);
 }
}

圖形控制擴(kuò)展(Graphic Control Extension)

這一部分是可選的，89a 版本才支持，可以放在一個圖象塊(包括圖象標(biāo)識符、局部顏色列表和圖象數(shù)據(jù))或文本擴(kuò)展塊的前面，用來控制跟在它后面的第一個圖象（或文本）的渲染( Render )形式，下面實現(xiàn)代碼：

protected void writeGraphicCtrlExt() throws IOException {
 out.write(0x21); // 擴(kuò)展塊標(biāo)識，固定值 0x21
 out.write(0xf9); // 圖形控制擴(kuò)展標(biāo)簽，固定值 0xf9
 out.write(4); // 塊大小，固定值 4
 out.write(0 | // 1:3 保留位
   0 | // 4:6 不使用處置方法
   0 | // 7 用戶輸入標(biāo)志置 0
   0); // 8 透明色標(biāo)志置 0
 
 writeShort(delay); // 延遲時間
 out.write(0);  // 透明色索引值
 out.write(0);  // 塊終結(jié)器，固定值 0
}

圖象標(biāo)識符(Image Descriptor)

一個 GIF 文件內(nèi)可以包含多幅圖象，一幅圖象結(jié)束之后緊接著下是一幅圖象的標(biāo)識符，圖象標(biāo)識符以 0x2C(',')字符開始，定義緊接著它的圖象的性質(zhì)，包括圖象相對于邏輯屏幕邊界的偏移量、圖象大小以及有無局部顏色列表和顏色列表大小，由10個字節(jié)組成，下面是實現(xiàn)代碼：

protected void writeImageDesc() throws IOException {
 out.write(0x2c); // 圖象標(biāo)識符開始，固定值為 0x2c
 writeShort(0);  // x 方向偏移
 writeShort(0);  // y 方向偏移
 writeShort(width); // 圖像寬度
 writeShort(height); // 圖像高度
 out.write((
  0x80 |  // 局部顏色列表標(biāo)志置 1
  0x00 |
  0x00 |
  0x07));  // 局部顏色列表的索引數(shù)（2的7+1次方）
}

圖象數(shù)據(jù)(Image Data)

GIF 圖象數(shù)據(jù)使用了 LZW 壓縮算法,大大減小了圖象數(shù)據(jù)的大小，具體的 LZW 壓縮算法可以Google一下，程序?qū)崿F(xiàn)部分可以參考文章底部的源碼鏈接。下面是圖像數(shù)據(jù)的寫入實現(xiàn)：

protected void writePixels() throws IOException {
 LZWEncoder encoder = new LZWEncoder(
  width, height, indexedPixels, colorDepth);
 encoder.encode(out);
}

文件終結(jié)器(Trailer)

這一部分只有一個字節(jié)，標(biāo)識一個GIF文件結(jié)束，固定值為 0x3B，實現(xiàn)代碼：

public void finish() throws IOException {
 out.write(0x3b);
 out.flush();
 out.close();
}

總結(jié)

到目前為止，將 MP4 文件轉(zhuǎn)換為 GIF 文件的實現(xiàn)過程基本完成，如果需要對 GIF 文件進(jìn)行裁剪、添加水印等處理的話，可以在 Bitmap 序列寫入 GIF 之前，對 Bitmap 進(jìn)行相應(yīng)的處理即可，如果有什么問題歡迎交流學(xué)習(xí)。希望本文的內(nèi)容對大家的學(xué)習(xí)工作能有所幫助。

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