Rust多媒体处理库core-video的使用，高效视频编解码与图形渲染功能的Rust实现

core-video简介

core-video是Rust对苹果CoreVideo框架的安全绑定库，提供了高效的视频处理和图形渲染能力。该库采用双许可证(MIT或Apache-2.0)发布。

安装方法

在项目目录中运行以下Cargo命令：

cargo add core-video

或在Cargo.toml中添加：

core-video = "0.4.3"

示例代码

以下是使用core-video进行视频处理的完整示例：

use core_video::{
    display::kCGDirectMainDisplay,
    pixel_buffer::{CVPixelBuffer, CVPixelBufferRef},
    display_link::{CVDisplayLink, CVDisplayLinkOutputCallback},
};

// 显示链接回调函数
extern "system" fn display_link_callback(
    _display_link: CVDisplayLink,
    _in_now: *const core_video::time::CVTimeStamp,
    _in_output_time: *const core_video::time::CVTimeStamp,
    _flags_in: u64,
    _flags_out: *mut u64,
    _display_link_context: *mut std::os::raw::c_void,
) -> i32 {
    // 在这里处理视频帧
    0
}

fn main() {
    // 创建显示链接
    let mut display_link = CVDisplayLink::new_with_active_cg_display(kCGDirectMainDisplay).unwrap();
    
    // 设置回调函数
    display_link.set_output_callback(display_link_callback, std::ptr::null_mut());
    
    // 启动显示链接
    display_link.start().unwrap();
    
    // 创建像素缓冲区
    let pixel_buffer = CVPixelBuffer::new(
        1920,  // 宽度
        1080,  // 高度
        core_video::pixel_format_type::kCVPixelFormatType_32BGRA,
        None,  // 属性
    ).unwrap();
    
    // 获取像素缓冲区引用
    let pixel_buffer_ref: CVPixelBufferRef = pixel_buffer.as_ref();
    
    // 锁定像素缓冲区以进行读写
    pixel_buffer_ref.lock_base_address(0).unwrap();
    
    // 在这里可以对像素缓冲区进行操作
    
    // 解锁像素缓冲区
    pixel_buffer_ref.unlock_base_address(0).unwrap();
    
    // 保持程序运行
    std::thread::sleep(std::time::Duration::from_secs(10));
    
    // 停止显示链接
    display_link.stop().unwrap();
}

主要功能

1. 视频显示管理：通过CVDisplayLink管理视频显示时序
2. 像素缓冲区处理：使用CVPixelBuffer高效处理视频帧数据
3. 时间管理：精确控制视频时间戳
4. 图像格式支持：支持多种像素格式，如kCVPixelFormatType_32BGRA等

完整示例代码

use core_video::{
    display::kCGDirectMainDisplay,
    pixel_buffer::{CVPixelBuffer, CVPixelBufferRef},
    display_link::{CVDisplayLink, CVDisplayLinkOutputCallback},
    time::CVTimeStamp,
};

// 全局帧计数器
static mut FRAME_COUNT: u64 = 0;

// 显示链接回调函数
extern "system" fn display_link_callback(
    display_link: CVDisplayLink,
    in_now: *const CVTimeStamp,
    in_output_time: *const CVTimeStamp,
    _flags_in: u64,
    _flags_out: *mut u64,
    _display_link_context: *mut std::os::raw::c_void,
) -> i32 {
    unsafe {
        FRAME_COUNT += 1;
        println!("Frame {} processed", FRAME_COUNT);
        
        // 获取当前时间戳
        let now = &*in_now;
        let output_time = &*in_output_time;
        
        // 打印时间信息
        println!("Now: {}, Output: {}", now.video_time, output_time.video_time);
    }
    
    // 创建临时像素缓冲区处理帧数据
    let temp_buffer = CVPixelBuffer::new(
        1280,
        720,
        core_video::pixel_format_type::kCVPixelFormatType_32BGRA,
        None,
    ).unwrap();
    
    // 处理像素缓冲区数据...
    
    0
}

fn main() {
    // 初始化显示链接
    let mut display_link = CVDisplayLink::new_with_active_cg_display(kCGDirectMainDisplay)
        .expect("Failed to create display link");
    
    // 设置回调函数
    display_link.set_output_callback(display_link_callback, std::ptr::null_mut())
        .expect("Failed to set callback");
    
    // 启动显示链接
    display_link.start().expect("Failed to start display link");
    
    println!("Display link started, processing frames...");
    
    // 主循环保持程序运行
    loop {
        std::thread::sleep(std::time::Duration::from_millis(100));
        
        // 这里可以添加其他处理逻辑或退出条件
    }
    
    // 正常情况下不会执行到这里
    display_link.stop().expect("Failed to stop display link");
}

代码说明：

1. 使用全局变量FRAME_COUNT跟踪处理的帧数
2. 在回调函数中获取并打印时间戳信息
3. 创建临时像素缓冲区用于处理帧数据
4. 主循环保持程序运行，实际应用中可添加退出条件
5. 错误处理使用expect简化示例，实际应用中应更健壮

适用场景

该库主要适用于macOS平台的多媒体应用开发，特别是需要高效视频处理能力的场景，如：

• 实时视频处理应用
• 高性能视频播放器
• 视频编辑软件
• 计算机视觉应用
• 屏幕录制工具