【Web技术】1079- 120 行代码实现纯 Web 剪辑视频

叁歲伎倆 2022-09-11 06:26 172阅读 0赞

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> 翁佳瑞：微医前端技术部前端工程师，一个爱玩 dota2 的咸鱼。

## 前言    ##

前几天偶尔看到一篇 webassembly 的相关文章，对这个技术还是挺感兴趣的，在了解一些相关知识的基础上，看下自己能否小小的实践下。

## 什么是 webasembly? ##

WebAssembly（wasm）就是一个可移植、体积小、加载快并且兼容 Web 的全新格式。可以将 C,C++等语言编写的模块通过编译器来创建 wasm 格式的文件，此模块通过二进制的方式发给浏览器，然后 js 可以通过 wasm 调用其中的方法功能。

## WebAssembly 的优势 ##

网上对于这个相关的介绍应该有很多了，WebAssembly 优势性能好，运行速度远高于 Js,对于需要高计算量、对性能要求高的应用场景如图像/视频解码、图像处理、3D/WebVR/AR 等，优势非常明显，们可以将现有的用 C、C++等语言编写的库直接编译成 WebAssembly 运行到浏览器上，并且可以作为库被 JavaScript 引用。那就意味着我们可以将很多后端的工作转移到前端，减轻服务器的压力。.........

## WebAssembly 最简单的实践调用 ##

我们编写一个最简单的 c 文件

int add(int a,int b) {
      return a + b;
    }

然后安装对于的 Emscripten 编译器Emscripten 安装指南

emcc test.c -Os -s WASM=1 -s SIDE_MODULE=1 -o test.wasm

然后我们在 html 中引入使用即可

fetch('./test.wasm').then(response =>
      response.arrayBuffer()
    ).then(bytes =>
      WebAssembly.instantiate(bytes)
    ).then(results => {
      const add = results.instance.exports.add
      console.log(add(11,33))
    });

这时我们即可在控制台看到对应的打印日志,成功调用我们编译的代码啦

## 正式开动 ##

既然我们已经知道如何能快速的调用到一些已经成熟的 C,C++的类库，那我们离在线剪辑视频预期目标更进一步了。

## 最终 demo 演示 ##

由于录制操作的电脑 cpu 不太行，所以可能耗时比较久，但整体的效果还是能看的到滴

demo 仓库地址(https://github.com/Dseekers/clip-video-by-webassembly)

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## FFmpeg ##

在这个之前你得稍微的了解下啥是 FFmpeg? 以下根据维基百科的目录解释

> FFmpeg 是一个开放源代码的自由软件，可以运行音频和视频多种格式的录影、转换、流功能\[1\]，包含了 libavcodec——这是一个用于多个项目中音频和视频的解码器库，以及 libavformat——一个音频与视频格式转换库。

简单的说这个就是由 C 语言编写的视频处理软件，它的用法也是相当滴简单

我主要将这次需要用到的命令给调了出来，如果你还可能用到别的命令，可以根据他的官方文档查看 ，还可以了解下阮一峰大佬的文章 (https://www.ruanyifeng.com/blog/2020/01/ffmpeg.html)

ffmpeg -ss [start] -i [input] -to [end] -c copy [output]

start 为开始时间 end 为结束时间 input 为需要操作的视频源文件 output 为输出文件的位置名称

这一行代码就是我们需要用到的剪辑视频的命令了

## 获取相关的FFmpeg的wasm ##

由于通过 Emscripten 编译 ffmpeg 成 wasm 存在较多的环境问题，所以我们这次直接使用在线已经编译好的 CDN 资源

这边就直接使用了这个比较成熟的库 https://github.com/ffmpegwasm/ffmpeg.wasm

为了本地调试方便，我把其相关的资源都下了下来 一共 4 个资源文件

ffmpeg.min.js
    ffmpeg-core.js
    ffmpeg-core.wasm
    ffmpeg-core.worker.js

我们使用的时候只需引入第一个文件即可，其它文件会在调用时通过 fetch 方式去拉取资源

## 最小的功能实现 ##

前置功能实现: 在我们本地需要实现一个 node 服务，因为使用 ffmpeg 这个模块会出现如果没在服务器端设置响应头， 会报错 `SharedArrayBuffer is not defined`，这个是因为系统的安全漏洞，浏览器默认禁用了该 api，若要启用则需要在 header 头上设置

Cross-Origin-Opener-Policy: same-origin
    Cross-Origin-Embedder-Policy: require-corp

我们启动一个简易的 node 服务

const Koa = require('koa');
    const path = require('path')
    const fs = require('fs')
    const router = require('koa-router')();
    const static = require('koa-static')
    const staticPath = './static'
    const app = new Koa();
    app.use(static(
        path.join(__dirname, staticPath)
    ))
    // log request URL:
    app.use(async (ctx, next) => {
        console.log(`Process ${ctx.request.method} ${ctx.request.url}...`);
        ctx.set('Cross-Origin-Opener-Policy', 'same-origin')
        ctx.set('Cross-Origin-Embedder-Policy', 'require-corp')
        await next();
    });
    
    router.get('/', async (ctx, next) => {
        ctx.response.body = '<h1>Index</h1>';
    });
    router.get('/:filename', async (ctx, next) => {
        console.log(ctx.request.url)
        const filePath = path.join(__dirname, ctx.request.url);
        console.log(filePath)
        const htmlContent = fs.readFileSync(filePath);
        ctx.type = "html";
        ctx.body = htmlContent;
    });
    app.use(router.routes());
    app.listen(3000);
    console.log('app started at port 3000...');

我们做一个最小化的 demo 来实现下这个剪辑功能,剪辑视频的前一秒钟 新建一个 demo.html 文件，引入相关资源

let originFile
    $(document).ready(function () {
      $('#select_origin_file').on('change', (e) => {
        const file = e.target.files[0]
        originFile = file
        const url = window.webkitURL.createObjectURL(file)
        $('#origin-video').attr('src', url)
      })
      $('#start_clip').on('click', async function () {
        const { fetchFile, createFFmpeg } = FFmpeg;
        ffmpeg = createFFmpeg({
          log: true,
          corePath: './assets/ffmpeg-core.js',
        });
        const file = originFile
        const { name } = file;
        if (!ffmpeg.isLoaded()) {
          await ffmpeg.load();
        }
        ffmpeg.FS('writeFile', name, await fetchFile(file));
        await ffmpeg.run('-i', name, '-ss', '00:00:00', '-to', '00:00:01', 'output.mp4');
        const data = ffmpeg.FS('readFile', 'output.mp4');
        const tempURL = URL.createObjectURL(new Blob([data.buffer], { type: 'video/mp4' }));
        $('#handle-video').attr('src', tempURL)
      })
    });

其代码的含义也是相当简单，通过引入的 FFmpeg 去创建一个实例，然后通过 ffmpeg.load()方法去加载对应的 wasm 和 worker 资源 没有进行优化的 wasm 的资源是相当滴大，本地文件竟有 23MB，这个若是需要投入生产的可是必须通过 emcc 调节打包参数的方式去掉无用模块。然后通 fetchFile 方法将选中的 input file 加载到内存中去，接下来就可以通过 ffmpeg.run 运行和 本地命令行一样的 ffmpeg 命令行参数了参数基本一致

这时我们的核心功能已经实现完毕了。

## 做一点小小的优化 ##

剪辑的话最好是可以选择时间段，我这为了方便直接把 element 的以 cdn 方式引入使用 通过 slider 来截取视频区间,我这边就只贴 js 相关的代码了，具体代码可以去 github 仓库里面仔细看下

class ClipVideo {
        constructor() {
            this.ffmpeg = null
            this.originFile = null
            this.handleFile = null
            this.vueInstance = null
            this.currentSliderValue = [0, 0]
            this.init()
        }
        init() {
            console.log('init')
            this.initFfmpeg()
            this.bindSelectOriginFile()
            this.bindOriginVideoLoad()
            this.bindClipBtn()
            this.initVueSlider()
        }
        initVueSlider(maxSliderValue = 100) {
            console.log(`maxSliderValue ${maxSliderValue}`)
            if (!this.vueInstance) {
                const _this = this
                const Main = {
                    data() {
                        return {
                            value: [0, 0],
                            maxSliderValue: maxSliderValue
                        }
                    },
                    watch: {
                        value() {
                            _this.currentSliderValue = this.value
                        }
                    },
                    methods: {
                        formatTooltip(val) {
                            return _this.transformSecondToVideoFormat(val);
                        }
                    }
                }
                const Ctor = Vue.extend(Main)
                this.vueInstance = new Ctor().$mount('#app')
            } else {
                this.vueInstance.maxSliderValue = maxSliderValue
                this.vueInstance.value = [0, 0]
            }
        }
        transformSecondToVideoFormat(value = 0) {
            const totalSecond = Number(value)
            let hours = Math.floor(totalSecond / (60 * 60))
            let minutes = Math.floor(totalSecond / 60) % 60
            let second = totalSecond % 60
            let hoursText = ''
            let minutesText = ''
            let secondText = ''
            if (hours < 10) {
                hoursText = `0${hours}`
            } else {
                hoursText = `${hours}`
            }
            if (minutes < 10) {
                minutesText = `0${minutes}`
            } else {
                minutesText = `${minutes}`
            }
            if (second < 10) {
                secondText = `0${second}`
            } else {
                secondText = `${second}`
            }
            return `${hoursText}:${minutesText}:${secondText}`
        }
        initFfmpeg() {
            const { createFFmpeg } = FFmpeg;
            this.ffmpeg = createFFmpeg({
                log: true,
                corePath: './assets/ffmpeg-core.js',
            });
        }
        bindSelectOriginFile() {
            $('#select_origin_file').on('change', (e) => {
                const file = e.target.files[0]
                this.originFile = file
                const url = window.webkitURL.createObjectURL(file)
                $('#origin-video').attr('src', url)
    
            })
        }
        bindOriginVideoLoad() {
            $('#origin-video').on('loadedmetadata', (e) => {
                const duration = Math.floor(e.target.duration)
                this.initVueSlider(duration)
            })
        }
        bindClipBtn() {
            $('#start_clip').on('click', () => {
                console.log('start clip')
                this.clipFile(this.originFile)
            })
        }
        async clipFile(file) {
            const { ffmpeg, currentSliderValue } = this
            const { fetchFile } = FFmpeg;
            const { name } = file;
            const startTime = this.transformSecondToVideoFormat(currentSliderValue[0])
            const endTime = this.transformSecondToVideoFormat(currentSliderValue[1])
            console.log('clipRange', startTime, endTime)
            if (!ffmpeg.isLoaded()) {
                await ffmpeg.load();
            }
            ffmpeg.FS('writeFile', name, await fetchFile(file));
            await ffmpeg.run('-i', name, '-ss', startTime, '-to', endTime, 'output.mp4');
            const data = ffmpeg.FS('readFile', 'output.mp4');
            const tempURL = URL.createObjectURL(new Blob([data.buffer], { type: 'video/mp4' }));
            $('#handle-video').attr('src', tempURL)
        }
    }
    $(document).ready(function () {
        const instance = new ClipVideo()
    });

这样文章开头的效果就这样实现啦

## 小结 ##

webassbembly 还是比较新的一项技术，我这边只是应用了其中一小部分功能，值得我们探索的地方还有很多，欢迎大家多多交流哈

## 参考资料 ##

*  WebAssembly 完全入门——了解 wasm 的前世今生
    
    (https://juejin.cn/post/6844903709806182413)
 *  使用 FFmpeg 与 WebAssembly 实现纯前端视频截帧 (https://toutiao.io/posts/7as4kva/preview)
 *  前端视频帧提取 ffmpeg + Webassembly (https://juejin.cn/post/6854573219454844935)

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[1. JavaScript 重温系列（22篇全）][1. JavaScript _22]

[2. ECMAScript 重温系列（10篇全）][2. ECMAScript _10]

[3. JavaScript设计模式 重温系列（9篇全）][3. JavaScript_ _9]

4. [正则 / 框架 / 算法等 重温系列（16篇全）][_ _ _ _ _16]

5. [Webpack4 入门（上）][Webpack4]|| [Webpack4 入门（下）][Webpack4 1]

6. [MobX 入门（上）][MobX] || [MobX 入门（下）][MobX 1]

7. 120[\+篇原创系列汇总][Link 1]

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[1. JavaScript _22]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDc4MzgxNA%3D%3D&chksm=b1c224ea86b5adfc10c3aa1841be3879b9360d671e98cc73391c2490246f1348857b9821d32c&idx=1&mid=2458453187&scene=21&sn=a69b4d7d991867a07a933f86e66b9f55#wechat_redirect
[2. ECMAScript _10]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDc4MzgxNA%3D%3D&chksm=b1c224e086b5adf6dad41a0d36b77a9bfb4bc9f0d29a816266b3e28c892e54274967dbce380b&idx=1&mid=2458453193&scene=21&sn=e5392cb77bc17c9e94b6c826b5f52a83#wechat_redirect
[3. JavaScript_ _9]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDc4MzgxNA%3D%3D&chksm=b1c224e386b5adf554ab928cdeaf7ee16dbb2d895be17f2a12a59054a75b913470ca7649bbc7&idx=1&mid=2458453194&scene=21&sn=e7f0734b04484bee5e10a85a7cbb85c1#wechat_redirect
[_ _ _ _ _16]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDc4MzgxNA%3D%3D&chksm=b1c224e286b5adf432850f82db18cc8647d639836798cf16b478d9a6f7c81df87c6da5257684&idx=1&mid=2458453195&scene=21&sn=1e0c8b7ea8ddc207b523ec0a636a5254#wechat_redirect
[Webpack4]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDc4MzgxNA%3D%3D&chksm=b1c2251f86b5ac09dbbbb7c8e1d80c6cbd793a523cdfa690f8734def57812e616b9906aeec79&idx=1&mid=2458453302&scene=21&sn=904e40a421024ea0d394e9850b674012#wechat_redirect
[Webpack4 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDc4MzgxNA%3D%3D&chksm=b1c2251e86b5ac08464872cd880811423e0d1bbcebbe11dcac9d99fa38c5332c089c06d65d95&idx=1&mid=2458453303&scene=21&sn=422f2b5e22c3b0e91a8353ee7e53fed9#wechat_redirect
[MobX]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDc4MzgxNA%3D%3D&chksm=b1c2264c86b5af5aa7300a04d55efead6223e310d68e10222cd3577a25c783d3429f00767960&idx=1&mid=2458453605&scene=21&sn=0a506769d5eeb7953f676e93fb4d18eb#wechat_redirect
[MobX 1]: http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MDc4MzgxNA%3D%3D&chksm=b1c2264086b5af5611524eedb0d409afe86d859dce6ceff1c17ddab49d353c385e45611a73fa&idx=1&mid=2458453609&scene=21&sn=f0c22e82f2537204d9b173161bae6b82#wechat_redirect
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[3e94d070ec1875f83109a31fa3207a1a.gif]: /images/20220828/7464c2c99158418f932d6dd27065ec40.png