По вашему запросу ничего не найдено :(
Убедитесь, что запрос написан правильно, или посмотрите другие
наши статьи:
Bellman-Ford - один из наиболее простых для понимания протоколов, поскольку он обычно реализуется путем сравнения недавно полученной информации о пункте назначения с существующей информацией о том же пункте назначения. Если вновь обнаруженный маршрут лучше, чем известный в настоящее время, маршрут с более высокой стоимостью просто заменяется в списке путей - в соответствии с правилом кратчайшего пути для поиска путей без петель в сети. Таким образом, перебирая всю топологию, можно найти набор кратчайших путей к каждому месту назначения. Рисунок 7 используется для иллюстрации этого процесса.
Примечание. Хотя Bellman-Ford в основном известен своим распределенным вариантом, реализованным в широко распространенных протоколах, таких как Routing Information Protocol (RIP), он изначально был разработан как алгоритм поиска, выполняемый в единой структуре, описывающей топологию узлов и ребер. Беллман-Форд рассматривается здесь как алгоритм.
Алгоритм Bellman-Ford
Bellman-Ford рассчитывает Shortest Path Tree к каждому достижимому пункту назначения в наихудшем случае O (V * E), где V - количество узлов (вершин) в сети, а E - количество каналов (ребер). По сути, это означает, что время, необходимое Bellman-Ford для работы с топологией и вычисления Shortest Path Tree, линейно зависит от количества устройств и каналов. Удвоение количества любого из них удвоит время, необходимое для выполнения. Удвоение обеих одновременно увеличит время работы в 4 раза.
Таким образом, алгоритм Bellman-Ford является умеренно медленным при использовании против более крупных топологий, когда узлы в таблице топологии начинаются в порядке от самого дальнего от корня до ближайшего к корню. Если таблица топологии отсортирована от ближайшего к корню до самого дальнего, Bellman-Ford может завершить работу за O(E), что намного быстрее. В реальном мире трудно обеспечить любой порядок, поэтому фактическое время, необходимое для построения Shortest Path Tree, обычно находится где-то между O(V * E) и O(E).
Bellman-Ford - это greedy алгоритм, предполагающий, что каждый узел в сети, кроме локального, доступен только по бесконечным стоимостям, и заменяющий эти бесконечные стоимости фактическими стоимостями по мере прохождения топологии. Предположение, что все узлы бесконечно удалены, называется ослаблением вычислений, так как он использует приблизительное расстояние для всех неизвестных пунктов назначения в сети, заменяя их реальной стоимостью после ее расчета.
Фактическое время выполнения любого алгоритма, используемого для расчета Shortest Path Tree, обычно ограничивается количеством времени, требуемым для передачи информации об изменениях топологии по сети. Реализации всех этих протоколов, особенно в их распределенной форме, будут содержать ряд оптимизаций, чтобы сократить время их выполнения до уровня, намного меньшего, чем наихудший случай, поэтому, хотя наихудший случай дается в качестве контрольной точки, он часто имеет мало влияющие на производительность каждого алгоритма в реальных развернутых сетях.
Чтобы запустить алгоритм Bellman-Ford в этой топологии, ее необходимо сначала преобразовать в набор векторов и расстояний и сохранить в структуре данных, такой как показано в Таблице 1.
В этой таблице девять записей, потому что в сети девять звеньев (граней). Алгоритмы кратчайшего пути вычисляют однонаправленное дерево (в одном направлении вдоль графа). В сети на рисунке 7 показано, что SPT берет начало в узле 1, а расчет показан удаленным от узла 1, который будет точкой, из которой будут выполняться вычисления. Алгоритм в псевдокоде следующий:
// создаем набор для хранения ответа, по одной записи для каждого узла
// первый слот в результирующей структуре будет представлять узел 1,
// второй узел 2 и т. д.
define route[nodes] {
predecessor // как узел
cost // как целое число
}
// установите для источника (меня) значение 0
// позиция 1 в массиве - это запись исходной точки.
route[1].predecessor = NULL
route[1].cost = 0
// таблица 1, приведенная выше, содержится в массиве под именем topo
// Обходим таблицу вершин (граней) один раз для каждой записи в маршруте
// (результаты) таблица, замены более длинных записей на более короткие
i = nodes
while i > 0 {
j = 1
while j <= nodes { // перебирает каждую строку в топологии
table
source_router = topo[j].s
destination_router = topo[j].d
link_cost = topo[j].cost
if route[source_router].cost == NULL {
source_router_cost = INFINITY
} else {
source_router_cost = route[source_router].cost
}
if route[destination_router].cost == NULL {
destination_router_cost = INFINITY
} else {
destination_router_cost = route[destination_router].cost
}
if source_router_cost + link_cost <= destination_router_cost {
route[destination_router].cost = source_router_cost + link_
cost
route[destination_router].predecessor = source_router
}
j = j + 1 //or j++ depending on what pseudocode this is
representing
}
i = i - 1
}
Этот код обманчиво выглядит сложнее, чем есть на самом деле. Ключевой строкой является сравнение if route [topo [j] .s] .cost + topo [j] .cost route [topo [j] .d] .cost. Полезно сосредоточиться на этой строке в примере. При первом прохождении внешнего цикла (который выполняется один раз для каждой записи в таблице результатов, здесь называется маршрутом):
Для первой строки topo-таблицы:
j равно 1, поэтому topo[j] .s - это узел 6 (F), источник вектора в таблице граней
j равно 1, поэтому topo[j] .d - это узел 7 (G), адресат вектора в таблице граней.
route[6].cost = infinity, topo[1].cost = 1, and route[7].cost = infinity (где infinity - бесконечность)
infinity + 1 == infinity, поэтому условие не выполняется и больше ничего не происходит
Любая запись в topo-таблице с исходной стоимостью infinity даст тот же результат, что и infinity + все, что всегда будет равно infinity. Остальные строки, содержащие источник со стоимостью infinity, будут пропущены.
Для восьмой строки topo-таблицы (восьмая грань):
j равно 8, поэтому topo[j].s - это узел 1 (A), источник вектора в таблице граней
j равно 8, поэтому topo[j].d - это узел 2 (B), место назначения вектора в таблице граней.
route [1].cost = 0, topo[8].cost=2 и route[2].cost = infinity.
0 + 2 = infinity, поэтому условие выполняется
route[2].predecessor установлен на 1, а route [2].cost установлен на 2
Для девятой строки topo -таблицы (девятая грань):
j равно 9, поэтому topo[j].s - это узел 1 (A), источник вектора в таблице граней
j равно 9, поэтому topo[j].d - это узел 3 (C), место назначения вектора в таблице граней.
route[1].cost=0, topo[9].cost=1 и route[3].cost = infinity.
0 + 1 = infinity, поэтому условие выполняется
route[3].predecessor установлен на 1, а route[3].cost установлен на 1
Во втором прогоне внешнего цикла:
Для пятой строки topo-таблицы (пятая грань):
j равно 5, поэтому topo[j].s - это узел 2 (B), источник вектора в таблице граней
j равно 5, поэтому topo[j].d - это узел 6 (F), место назначения вектора в таблице граней.
route[2].cost=2,topo[5].cost=1 и route[6].cost = infinity.
2 + 1 = infinity, поэтому условие выполняется
route[6].predecessor установлен на 2, а route[6].cost установлен на 3
Для шестой строки topo -таблицы (шестая грань):
j равно 6, поэтому topo[j].s равно 2 (B), источник вектора в таблице граней
j равно 6, поэтому topo[j].d равно 5 (E), место назначения вектора в таблице граней
route[2].cost=2, topo[6].cost=2 и route[5].cost = infinity.
2 + 2 = infinity, поэтому условие выполняется
route[5].predecessor установлен на 2, а route[5].cost установлен на 4
Окончание этого прогона показан в Таблице 2.
В третьем прогоне внешнего цикла узел 8 представляет особый интерес, поскольку есть два пути к этому месту назначения. Для второй строки topo -таблицы (вторая грань):
j равно 2, поэтому topo[j].s - это узел 5 (E), источник вектора в таблице граней
j равно 2, поэтому topo[j].d - это узел 8 (H), место назначения вектора в таблице граней
route[5].cost=4, topo[2].cost=1 и route[8].cost = infinity.
4 + 1 = infinity, поэтому условие выполняется
route[8].predecessor установлен на 5, а route[8].cost установлен на 5
Для третьей строки topo -таблицы (третья грань):
j равно 3, поэтому topo[j].s - это узел 4 (D), источник вектора в в таблице граней
j равно 3, поэтому topo[j].d - это узел 8 (H), источник вектора в таблице граней
route[4].cost=2,topo[3].cost=2 и route[8].cost = 5.
2 + 2 = 4, поэтому условие выполняется
route[8].predecessor установлен на 4, а route[8].cost установлен на 4
Интересным моментом в третьем цикле в topo-таблице является то, что запись для грани [5,8] обрабатывается первой, которая устанавливает передатчик 8 (H) на 5 и стоимость на 5. Однако когда обрабатывается следующая строка в таблице topo [4,8], алгоритм обнаруживает более короткий путь к узлу 8 и заменяет существующий. Таблица 2 показывает состояние таблицы маршрутов при каждом проходе через таблицу topo.
В таблице 2 верхняя строка представляет запись в таблице маршрутизации и узел, доступный в сети. Например, A (1) представляет лучший путь к A, B (2) представляет лучший путь к B и т. д. Столбец P представляет предшественника или узел, через который A должен пройти, чтобы достичь указанного пункта назначения. C представляет собой стоимость достижения этого пункта назначения. Рассмотренный пример сети может быть завершен за три цикла, если алгоритм настроен так, чтобы обнаруживать завершение дерева. Псевдокод, как показано, не имеет никакого теста для этого завершения и в любом случае будет выполнять полные 8 циклов (по одному для каждого узла).
Теперь почитайте про алгоритм диффузного обновления DUAL.
В этом подробном руководстве показано, как установить ffmpeg в Ubuntu и других дистрибутивах Linux. Он также демонстрирует некоторые полезные команды ffmpeg для практического использования.
ffmpeg - это утилита командной строки (CLI) для обработки мультимедийных файлов. Это фреймворк с множеством функций и, благодаря лицензии с открытым исходным кодом, является основой для многих распространенных приложений, таких как VLC, YouTube, iTunes и многих других. Ряд видеоредакторов для Linux используют ffmpeg под GUI.
В этом руководстве мы расскажем, как установить ffmpeg, и как использовать его базовые и продвинутые функции.
Установка ffmpeg в Linux
Установка ffmpeg - это простой процесс. Это популярное приложение, которое доступно в большинстве дистрибутивов Linux через менеджер пакетов.
Установка ffmpeg в Ubuntu
В Ubuntu ffmpeg доступен в репозитории Universe , поэтому убедитесь, что он включен. а затем обновите список пакетов и установите ffmpeg. Вы можете сделать все это, используя следующие команды в терминале:
sudo add-apt-repository universe
sudo apt update
sudo apt install ffmpeg
Готово! Чтобы проверить установку выполните:
ffmpeg
Вы должны увидеть вывод, описывающий вашу конфигурацию ffmpeg, включая версию.
Как вы можете видеть на скриншоте выше, установлена версия 3.4.4. Однако последняя версия ffmpeg на момент написания этой статьи - 4.2. Чтобы установить любую версию 4.x, вы должны установить ffmpeg через PPA (персональный архив пакетов).
Существует неофициальный PPA, который вы можете использовать для установки последней версии ffmpeg. Просто используйте эти команды:
sudo add-apt-repository ppa:jonathonf/ffmpeg-4
sudo apt update
sudo apt install ffmpeg -y
Установка ffmpeg в дистрибутивах на основе Arch
Чтобы установить ffmpeg в дистрибутивах на основе Arch, используйте следующую команду:
sudo pacman -S ffmpeg
Установка ffmpeg в дистрибутивах на основе Fedora
Чтобы установить ffmpeg в дистрибутивы Linux на основе Fedora, вы можете использовать эту команду:
sudo dnf install ffmpeg
Установка ffmpeg в CentOS/RHEL
FFmpeg недоступен в репозиториях CentOS 8 по умолчанию. Вы можете собрать инструменты ffmpeg из исходного кода или установить его с помощью утилиты dnf из репозитория Negativo17.
Репозиторий Negativo17 зависит от репозиториев EPEL (Extra Packages for Enterprise Linux) и PowerTools. Для их включения используйте:
sudo dnf install epel-release
sudo yum config-manager --set-enabled PowerTools
sudo yum-config-manager --add-repo=https://negativo17.org/repos/epel-multimedia.repo
После включения этих репозиториев уже можно установить сам ffmpeg:
sudo dnf install ffmpeg
Установка ffmpeg в Debian
Официальные репозитории Debian содержат пакеты FFmpeg, которые можно установить с помощью менеджера пакетов apt.
sudo apt install ffmpeg
Как использовать ffmpeg: Основы
С установленным ffmpeg перейдем к основным командам, чтобы вы начали использовать этот мощный инструмент.
Основные строительные блоки ffmpeg:
ffmpeg - инструмент командной строки для конвертации мультимедийных файлов между форматами
ffplay - простой медиаплеер на основе SDL и библиотек FFmpeg
ffprobe - простой мультимедийный анализатор потоков
ffmpeg также содержит библиотеки для разработчиков - libavutil, libavcodec, libavformat, libavdevice, libavfilter, libswscale и libswresample.
Процесс транскодирования в ffmpeg для может быть описан следующей схемой:
0. Команды ffmpeg
Основная форма команды ffmpeg:
ffmpeg [global_options] {[input_file_options] -i input_url} ... {[output_file_options] output_url} ...
Вы должны иметь в виду, что все параметры файла применяются только к файлу, который следует за ними (и вы должны будете записать их снова для следующего файла).
Любой файл, которому не предшествует -i, считается выходным файлом. ffmpeg использует столько входов и выходов, сколько вы предоставляете. Вы также можете использовать одно и то же имя как для входного, так и для выходного файла, но вам придется добавить тег -y перед именем выходного файла.
Вы не должны смешивать входы и выходы: сначала укажите входные файлы, затем укажите выходные файлы.
1. Получить информацию медиа файла
Первое использование ffmpeg - отображение информации о медиафайле. Это можно сделать, не вводя никаких выходных файлов. Просто введите:
ffmpeg -i file_name
Это работает для аудио и видео файлов:
ffmpeg -i video_file.mp4
ffmpeg -i audio_file.mp3
Хотя эта команда полезна, она отображает слишком много информации, которая не относится к вашему файлу (информация о ffmpeg). Чтобы пропустить это, добавьте флаг -hide_banner:
ffmpeg -i video_file.mp4 -hide_banner
ffmpeg -i audio_file.mp3 -hide_banner
Как вы можете видеть, команда теперь выводит только информацию, касающуюся указанного вами медиа-файла (кодировщик, потоки и так далее).
2. Конвертировать медиа файлы
Еще один очень полезный способ использования ffmpeg - это беспроблемное преобразование между различными форматами мультимедиа. Вам нужно только указать входные и выходные файлы, так как ffmpeg получит требуемый формат из расширений файлов. Это работает для преобразования видео в видео и аудио в аудио.
Вот некоторые примеры:
ffmpeg -i video_input.mp4 video_output.avi
ffmpeg -i video_input.webm video_output.flv
ffmpeg -i audio_input.mp3 audio_output.ogg
ffmpeg -i audio_input.wav audio_output.flac
Вы даже можете указать больше выходных файлов:
ffmpeg -i audio_input.wav audio_output_1.mp3 audio_output_2.ogg
Это преобразует входные файлы во все указанные форматы.
Чтобы увидеть список всех поддерживаемых форматов, используйте:
ffmpeg -formats
Опять же, вы можете добавить -hide_banner, чтобы опустить информацию о приложении.
Вы можете указать параметр -qscale 0 перед выходным файлом, чтобы сохранить качество видеофайла:
ffmpeg -i video_input.wav -qscale 0 video_output.mp4
Кроме того, вы можете указать кодеки, которые вы хотите использовать, добавив -c:a (для аудио) и -c:v (для видео) с последующим названием кодеков, или скопировать, если хотите использовать те же кодеки, что и оригинальный файл:
ffmpeg -i video_input.mp4 -c:v copy -c:a libvorbis video_output.avi
3. Извлечение аудио из видео
Чтобы извлечь аудио из видеофайла, вы делаете простое преобразование и добавляете флаг -vn:
ffmpeg -i video.mp4 -vn audio.mp3
Обратите внимание, что эта команда будет использовать битрейт (скорость передачи) исходного файла. Вы можете установить его вручную, и для этого использовать -ab (audio bit rate):
ffmpeg -i video.mp4 -vn -ab 128k audio.mp3
Некоторые распространенные битрейты: 96 КБ, 128 КБ, 192 КБ, 256 КБ, 320 КБ (максимальный битрейт, поддерживаемый mp3).
Другими общими параметрами являются -ar (частота звука: 22050, 441000, 48000), -ac (количество аудиоканалов), -f (формат аудио, хотя обычно определяется автоматически). -ab также можно заменить на -b:a. Например:
ffmpeg -i video.mov -vn -ar 44100 -ac 2 -b:a 128k -f mp3 audio.mp3
4. Отключение звука в видео
Как и в последнем примере, для этого мы добавим простой тег: -an (вместо -vn).
ffmpeg -i video_input.mp4 -an -video_output.mp4
Примечание: Тег -an сделает все параметры звука для этого выходного файла бесполезными, поскольку в результате операции не будет звука.
5. Извлечение изображений из видео
Допустим, у вас есть серия изображений (например, слайд-шоу), и вы хотите получить все изображения из этого. Просто введите:
ffmpeg -i video.mp4 -r 1 -f image2 image-%3d.png
-r указывает частоту кадров (сколько кадров извлекается в изображения за одну секунду, по умолчанию: 25), -f указывает формат вывода.
Последний параметр (выходной файл) имеет несколько интересное название: в конце он использует %3d. Это просто нумерует ваши изображения с 3 цифрами (000, 001 и так далее). Вы также можете использовать %2d (двухзначный формат) или даже %4d (четырехзначный формат), если хотите.
6. Изменение разрешения видео или соотношения сторон
Еще одно простое задание для ffmpeg. Все, что вам нужно сделать, чтобы изменить размер видео, это указать новое разрешение после флага -s:
ffmpeg -i video_input.mov -s 1024x576 video_output.mp4
Кроме того, вы можете указать -c:a, чтобы убедиться в правильности аудиокодеков выходного файла:
ffmpeg -i video_input.h264 -s 640x480 -c:a video_output.mov
Вы также можете изменить соотношение сторон, используя -aspect:
ffmpeg -i video_input.mp4 -aspect 4:3 video_output.mp4
7. Добавить изображение обложки в аудио
Это отличный способ превратить аудио в видео, используя одну фотографию (например, обложку альбома) для аудио. Это очень полезная функция, когда вы хотите загружать аудиофайлы на сайты, на которых не разрешено ничего, кроме видео и изображений (YouTube и Facebook являются примерами таких сайтов).
Вот пример:
ffmpeg -loop 1 -i image.jpg -i audio.wav -c:v libx264 -c:a aac -strict experimental -b:a 192k -shortest output.mp4
Просто измените кодеки (-c:v указывает видеокодеки, -c:a указывает аудиокодеки) и имена ваших файлов. Также вам не нужно использовать -strict experimental, если вы используете более новую версию (4.x).
8. Добавить субтитры к видео
С ffmpeg просто добавить субтитры к видео. Введите следующее:
ffmpeg -i video.mp4 -i subtitles.srt -c:v copy -c:a copy -preset veryfast -c:s mov_text -map 0 -map 1 output.mp4
Конечно, вы можете указать любые кодеки, которые вы хотите (и любые другие дополнительные параметры, связанные с аудио и видео).
9. Сжатие медиа-файлов
Сжатие файлов значительно уменьшает размер файла, экономя вам много места. Это может быть важно для передачи файлов. С ffmpeg есть несколько способов уменьшить размер файла.
Примечание: Слишком большое сжатие файлов заметно ухудшит качество получаемого файла.
Прежде всего, для аудиофайлов просто уменьшите битрейт (используя -b:a или -ab):
ffmpeg -i audio_input.mp3 -ab 128k audio_output.mp3
ffmpeg -i audio_input.mp3 -b:a 192k audio_output.mp3
Опять же, некоторые значения битрейта: 96k, 112k, 128k, 160k, 192k, 256k, 320k. Чем выше битрейт, тем выше размер файла и качество.
Для видео файлов у вас есть больше вариантов. Один из способов - уменьшить битрейт видео (используя -b:v):
ffmpeg -i video_input.mp4 -b:v 1000k -bufsize 1000k video_output.mp4
Вы можете установить флаг -crf (Constant Rate Factor - коэффициент постоянной скорости). Чем ниже CRF, тем выше скорость передачи данных. Также помогает использование libx264 в качестве видеокодека. Вот очень эффективное уменьшение размера с очень небольшим снижением качества:
ffmpeg -i video_input.mp4 -c:v libx264 -crf 28 video_output.mp4
CRF от 20 до 30 распространен, но можно выставлять и другие значения.
Снижение частоты кадров (фреймрейта) может работать в некоторых случаях (хотя это может очень легко сделать видео медленным):
ffmpeg -i video_input.mp4 -r 24 video_output.mp4
-r указывает частоту кадров (в данном случае 24).
Вы также можете попробовать уменьшить разрешение видео (смотри выше как это сделать). Дополнительным советом является сжатие звука, делая его стереофоническим и снижая скорость передачи данных. Например:
ffmpeg -i video_input.mp4 -c:v libx264 -ac 2 -c:a aac -strict -2 -b:a 128k -crf 28 video_output.mp4
Примечание: -strict -2 и -ac 2 позаботятся о стерео части
10. Обрезать медиа файлы
Чтобы обрезать файлы с самого начала, вы должны указать продолжительность, используя -t:
ffmpeg -i input_video.mp4 -t 5 output_video.mp4
ffmpeg -i input_audio.wav -t 00:00:05 output_audio.wav
Как видите, это работает как для видео, так и для аудио файлов. Обе команды выше делают одно и то же: сохраняют первые 5 секунд входного файла в выходной файл. Можно использовать различные способы ввода длительности, как видно в примере - одно число (количество секунд) и ЧЧ:ММ:СС (часы, минуты, секунды).
Вы можете пойти еще дальше, указав время начала с -ss и даже время окончания с -to:
ffmpeg -i input_audio.mp3 -ss 00:01:14 output_audio.mp3
ffmpeg -i input_audio.wav -ss 00:00:30 -t 10 output_audio.wav
ffmpeg -i input_video.h264 -ss 00:01:30 -to 00:01:40 output_video.h264
ffmpeg -i input_audio.ogg -ss 5 output_audio.ogg
Вы можете тут видеть время начала -ss (ЧЧ:ММ:СС), длительность -t в секундах, время окончания -to (ЧЧ:ММ:СС) и время начала -s (начать после указанного времени в секундах).
Как использовать ffmpeg: Расширенное использование
Теперь мы расскажем о чуть более продвинутых функциях, таких как запись экрана, использование устройств и другие.
1. Обрезка медиа-файлов
Чтобы разделить файл на несколько частей, нужно указать несколько разделений (указать время начала, время окончания или продолжительность перед каждым выходным файлом).
Посмотрите на этот пример:
ffmpeg -i video.mp4 -t 00:00:30 video_1.mp4 -ss 00:00:30 video_2.mp4
Синтаксис довольно прост. Мы указали -t 00:00:30 как продолжительность для первой части (первая часть будет состоять из первых 30 секунд исходного видео). Далее мы указали, что мы хотели бы, чтобы остальные были частью второго видео (начиная с конца последней части, 00:00:30).
Это можно сделать для любого количества частей. Имейте в виду, что это работает со звуком тоже.
2. Склейка медиа-файлов
ffmpeg также может выполнить противоположный процесс: собрать несколько частей вместе.
Для этого вам нужно будет создать новый текстовый файл и начать редактировать его, используя предпочитаемый вами редактор. В примере мы будем использовать touch и >vim. Неважно, как вы называете этот файл. Например, назовем его join.txt и создадим, используя touch:
touch videos_to_join.txt
Теперь отредактируем его в vim
vim videos_to_join.txt
Здесь введите полные пути ко всем файлам, которые вы хотите присоединить (они будут объединены в том порядке, в котором вы их здесь пишете), по одному на строку. Убедитесь, что они имеют одинаковое расширение (например, mp4). Вот пример:
/home/ubuntu/Desktop/video_1.mp4
/home/ubuntu/Desktop/video_2.mp4
/home/ubuntu/Desktop/video_3.mp4
Сохраните файл, который вы только что отредактировали. Этот метод работает для любых аудио или видео файлов.
Теперь введите следующее:
ffmpeg -f concat -i join.txt output.mp4
Примечание: наш выходной файл - output.mp4, потому что все наши входные файлы имеют расширение mp4.
Это должно объединить все файлы, которые мы записали в join.txt, в один выходной файл.
3. Соедините изображения в видео
Таким образом вы можете создать слайдшоу или что-то подобное.
Первое, что мы рекомендуем сделать, это убедиться, что фотографии, которые вы хотите собрать, находятся в одном каталоге. Мы поместим наши в папку my_photos. Для картинок рекомендуются расширения .png и .jpg. Какой бы вариант вы ни выбрали, убедитесь, что все изображения имеют одинаковое расширение.
Формат -f нашего преобразования должен быть image2pipe. Для ввода необходимо указать дефис -. image2pipe позволяет вам пайпировать (pipe), используя |, результаты команды, такой как cat, в ffmpeg вместо того, чтобы вводить все имена одно за другим. Чтобы это работало, мы также должны упомянуть, что мы хотим, чтобы видеокодеки были скопированы -c:v copy (чтобы правильно использовать изображения):
cat my_photos/* | ffmpeg -f image2pipe -i - -c:v copy video.mkv
Если вы воспроизводите этот файл, вы можете подумать, что в слайд-шоу были добавлены только некоторые изображения. На самом деле все ваши фотографии были добавлены, но ffmpeg проходит по ним их как можно быстрее. Это означает 1 кадр на фотографию, ffmpeg по умолчанию работает со скоростью около 23 кадров в секунду.
Чтобы изменить это, вам нужно указать желаемую частоту кадров -framerate:
cat my_photos/* | ffmpeg -framerate 1 -f image2pipe -i - -c:v copy video.mkv
В нашем примере мы устанавливаем частоту кадров равную 1, что означает, что каждый кадр (что также означает каждое изображение) появляется в течение 1 секунды.
Чтобы добавить аудио, например, фоновую песню, нам нужно указать аудиофайл в качестве входного файла -i audo_file и скопировать аудиокодеки -c: copy. Для кодеков вы можете копировать аудио и видео кодеки одновременно с -c copy. Убедитесь, что вы установили кодеки прямо перед указанием выходного файла. Вы также можете установить частоту кадров, чтобы все ваши изображения синхронизировались с продолжительностью звука, который вы хотите использовать. Чтобы сделать это, разделите количество изображений на продолжительность аудио (в секундах). Для нашего примера у нас есть аудиофайл длиной 22 секунды и 9 изображений. 9 разделить на 22 составляет приблизительно 0,40, поэтому мы будем использовать это для нашей частоты кадров:
cat my_photos/* | ffmpeg -framerate 0.40 -f image2pipe -i - -i audio.wav -c copy video.mkv
4. Запись экрана
Тут нужно использовать формат -f x11grab. Это запишет ваш XSERVER. В качестве входных данных вы должны будете указать номер вашего экрана (основной экран обычно должен быть 0:0). Но это будет захватывать только верхнюю левую часть экрана. Вы должны добавить размер экрана (или экранов). Наш размер - 1920?1080. Размер экрана должен быть указан перед вводом:
ffmpeg -f x11grab -s 1920x1080 -i :0.0 output.mp4
Нажмите q или CTRL + C в любое время, чтобы остановить запись.
Вы можете сделать размер выходного файла полноэкранным, введя следующее для размера (вместо 1920?1080 или любого другого установленного разрешения):
-s $(xdpyinfo | grep dimensions | awk '{print $2;}')
Полная команда:
ffmpeg -f x11grab -s $(xdpyinfo | grep dimensions | awk '{print $2;}') -i :0.0 output.mp4
5. Запишите свою веб-камеру
Запись ввода с вашей веб-камеры (или другого устройства, такого как USB-камера) еще проще. В Linux устройства хранятся в /dev как /dev/video0, /dev/video1 и так далее:
ffmpeg -i /dev/video0 output.mkv
И также нажмите q или CTRL + C, чтобы остановить запись.
6. Запишите ваше аудио
Linux обрабатывает аудио в основном через ALSA и pulseaudio. ffmpeg может записывать оба, но мы рассмотрим pulseaudio, так как дистрибутивы на основе Debian включают его по умолчанию. Синтаксис немного отличается для двух методов.
Для pulseaudio, вы должны использовать force -f alsa и указать устройство ввода по умолчанию как input -i default:
ffmpeg -f alsa -i default output.mp3
В настройках звука у дистрибутива убедитесь, что записывающим устройством по умолчанию является то устройство, которое вы хотите записать.
Конечно, для любого типа записи вы также можете указать кодеки. Вы можете выбрать конкретную частоту кадров -r. Вы также можете совмещать запись звука с записью с веб-камеры/экрана.
ffmpeg -i /dev/video0 -f alsa -i default -c:v libx264 -c:a flac -r 30 output.mkv
Вместо записи звука вы можете так же легко добавить аудиофайл в качестве звука поверх для записи экрана или веб-камеры:
ffmpeg -f x11grab -s $(xdpyinfo | grep dimensions | awk '{print $2;}') -i :0.0 -i audio.wav -c:a copy output.mp4
Записи в ffmpeg мелкими, поэтому очень маленькая запись может не сохраниться. Мы рекомендуем сделать запись немного дольше и затем обрезать ее (если вам нужно всего несколько секунд), просто чтобы убедиться, что файл действительно будет записан на ваш диск.
Основное использование фильтров в ffmpeg
Фильтры являются невероятно мощной функцией ffmpeg. Вам доступно огромное количество фильтров, что делает ffmpeg полностью способным обрабатывать любые потребности редактирования.
Основная структура для использования фильтра:
ffmpeg -i input.mp4 -vf "filter=setting_1=value_1:setting_2=value_2" output.mp4
ffmpeg -i input.wav -af "filter=setting_1=value_1:setting_2=value_2" output.wav
Как вы можете видеть, мы указываем видео фильтры -vf, (сокращенно от -filter:v) и аудио фильтры -af, (сокращенно от -filter:a). Фактические фильтры пишутся в двойных кавычках " и могут быть объединены в цепочку через запятую ,. Вы можете указать столько фильтров, сколько хотите.
Общая форма фильтра:
filter=setting_2=value_2:setting_2=value_2
Различные настройки фильтра и их значения разделены двоеточиями. Вы также можете выполнять математические операции в качестве значений для различных настроек.
Более подробное описание различных констант, используемых в выражениях, и различных настроек можно найти в официальной документации фильтра ffmpeg.
1. Масштабирование видео
Это очень простой фильтр. Единственными настройками являются ширина w и высота h:
ffmpeg -i input.mp4 -vf "scale=w=800:h=600" output.mp4
Как мы уже упоминали, вы можете использовать математические операции для значений:
ffmpeg -i input.mkv -vf "scale=w=1/2*in_w:h=1/2*in_h" output.mkv
Эта команда устанавливает размер вывода равным половине (1/2) от размера ввода in_w, in_h.
2. Обрезка видео
Что касается фильтра масштабирования, настройки - это ширина и высота результирующего файла. При желании вы можете указать координаты для верхнего левого угла разреза (по умолчанию: центр входного видео):
ffmpeg -i input.mp4 -vf "crop=w=1280:h=720:x=0:y=0" output.mp4
ffmpeg -i input.mkv -vf "crop=w=400:h=400" output.mkv
Как уже отмечалось, вторая обрезка будет вырезать в центре входного файла (так как мы не указали координаты x и y для верхнего левого угла). Первая команда будет вырезать из левого верхнего угла x=0:y=0.
Вот пример, который использует математические выражения в качестве значений:
ffmpeg -i input.mkv -vf "crop=w=3/4*in_w:h=3/4*in_h" output.mkv
Эта команда устанавливает размер вывода на 3/4 от размера ввода (in_w, in_h).
3. Поворот видео
Вы также можете повернуть видео по часовой стрелке на определенную величину в радианах. Чтобы упростить задачу, вы можете указать значение в градусах и преобразовать его в радианы, умножив это значение на PI/180:
ffmpeg -i input.avi -vf "rotate=90*PI/180"
ffmpeg -i input.mp4 -vf "rotate=PI"
Первая команда повернет видео по часовой стрелке на 90 градусов. Вторая команда перевернет видео вверх ногами (PI рад = 180 градусов).
4. Преобразование аудиоканала
Это может быть полезно, если вы каким-то образом получаете звук только в правом ухе или что-то подобное. Вы можете сделать звук слышимым из обоих ушей (в данном конкретном случае) следующим образом:
ffmpeg -i input.mp3 -af "channelmap=1-0|1-1" output.mp3
Это мапит правый 1 аудиоканал на левый 0 и правый 1 аудиоканалы (левое число представляет собой вход, правое число представляет собой выход).
5. Увеличение громкости звука
Вы можете умножить громкость звука на любое действительное число. Вам нужно только указать множитель:
ffmpeg -i input.wav -af "volume=1.5" output.wav
ffmpeg -i input.ogg -af "volume=0.75" output.ogg
Первая команда увеличивает громкость в 1,5 раза. Вторая команда делает звук в 1/4 (0,25) раза тише.
6. Настройка скорости воспроизведения
Фильтр для видео - setpts (PTS = presentation time stamp). Поскольку мы на самом деле модифицируем PTS, больший коэффициент означает более медленный результат, и наоборот:
ffmpeg -i input.mkv -vf "setpts=0.5*PTS" output.mkv
ffmpeg -i input.mp4 -vf "setpts=2*PTS" output,mp4
Первая команда удваивает скорость воспроизведения, а вторая команда замедляет видео до 1/2 скорости.
Фильтр для аудио - atempo. Есть одно маленькое предостережение: оно может принимать значения только от 0,5 (половина скорости) до 2 (удвоение скорости). Чтобы обойти это, вы можете использовать их один за другим:
ffmpeg -i input.wav -af "atempo=0.75" output.wav
ffmpeg -i input.mp3 -af "atempo=2.0,atempo=2.0" ouutput.mp3
Первая команда замедляет звук на 1/4 от первоначальной скорости. Вторая команда ускоряет звук в 4 раза (2*2)
Чтобы изменить скорость воспроизведения видео и аудио с помощью одной и той же команды, вам нужно использовать filtergraphs
7. Добавить водяной знак
Для размещения водяного знака используем фильтр overlay, вместе с координатами его расположения на видео.
Например, вотермарк размером 100*100 мы хотим расположить в центре видео с размерами 1280?720. Получим по горизонтали x = (1280 - 100) / 2 = 590 и по вертикали y = (720 - 100) / 2 = 310. Поэтому значение будет overlay=590:310. Но удобнее использовать формулу overlay=(main_w-overlay_w)/2:(main_h-overlay_h)/2, где main_w и main_h - высота и ширина видео, а overlay_w и overlay_h - водяного знака. Получим команду:
ffmpeg -i source_video.mp4 -i watermark.png
-filter_complex "overlay=(main_w-overlay_w)/2:(main_h-overlay_h)/2"
-codec:a copy video_protected.mp4
Завершение
В этом руководстве мы рассмотрели установку, базовое использование, расширенное использование и основы фильтров ffmpeg.
Мы надеемся, что это может быть полезно для всех, кто хочет попробовать ffmpeg, для кого-то, кто хочет использовать ffmpeg для нескольких задач, или даже просто для того, кто хочет больше узнать о широких возможностях этой удивительной утилиты.
Примечание: в статье рассматривается управление уже установленным и настроенным оборудованием. Мне на работе достались два работающих SDH мультиплексора Huawei уровня STM-4 (622 Мбит/c). Система мониторинга и управления уже была настроена, и я осваивал ее "как есть".
Краткое описание ПО для конфигурирования
Для работы с оборудованием на рабочей станции, подключенной к интерфейсу управления мультиплексором, я запускаю две программы IManager T2000LCT-Server и IManager T2000LCT-Client, в которой и произвожу работы по конфигурированию. Для запуска ПО требуется данные о логине и пароле.
При запуске клиента отображается окно, в котором приведен список всех сконфигурированных мультиплексоров, их наименования, состояние подключения к ним и уровень текущих аварий.
На приведенном скриншоте оборудование, к которому непосредственно подключен ПК управления, имеет значение в столбце Gateway GNE, а мультиплексор, доступ к которому настроен через канал связи в тракте STM (то есть тот, который территориально расположен в другом месте и доступен удаленно), имеет значение Gateway Non-GNE.
В столбце Login отображается статус "Not Login", а в столбце Communication состояние "Communication Interruption". Это означает, что оператор не авторизован в оборудовании, так как с ним нет. В таком состоянии можно просматривать конфигурацию, которая была в мультиплексорах во время последнего подключения, но текущие параметры посмотреть не получится, как и внести какие-либо изменения.
Выбрав из списка необходимый мультиплексор, нажимаем внизу кнопку "NE Explorer" и попадаем в интерфейс управления конкретной единицы оборудования. Здесь мы увидим список всех установленных плат и их состояние в окошке слева вверху, а также функции, доступные для выделенной платы, в окошке слева внизу. Если выделить корень дерева оборудования (Рис.3), то получаем список функций, применимый ко всему мультиплексору (функции мультиплексора и его плат не пересекаются).
Общий вид оборудования и наименование установленных плат можно посмотреть непосредственно в интерфейсе управления, нажав на иконку <Slot Layot>:
Типы плат (для мультиплексора Huawei OSN1500):
Модуль вентиляторов FAN
Платы Q1SL4 плата линейного интерфейса STM-4. Сюда подключается оптика, которая соединяет оборудование с другим мультиплексором.
Платы ECXL плата, отвечающая за кросс-коннект (коммутацию)
Платы GSCC плата управления и мониторинга всем мультиплексором
Модули питания PIU
Платы D12S интерфейсная плата 120 ом портов E1 (32 порта)
Плата AUX плата вспомогательных интерфейсов (служебный телефон, порт RS-232)
Плата PQ1 интерфейсная плата портов E1. Позволяет вывести 63 потока E1.
Плата N1EFS4 интерфейсная плата портов Ethernet. На плате 4 порта.
Типы плат (для мультиплексора Huawei Metro 1000):
Плата OI4 Плата линейного интерфейса STM-4 (для соединения с другим мультиплексором)
Плата EFS интерфейсная плата портов Ethernet, содержит 4 порта FE 10/100Mb
Плата SP2D интерфейсная плата портов E1, может вывести 16 потоков
Плата PD2T интерфейсная плата портов E1, выводит 48 потоков
Плата X42 модуль кросс-коннекта
Плата STG модуль синхронизации и генератора синхросигнала
Плата SCC модуль управления и мониторинга всего оборудования
Плата OHP2 модуль обработки заголовков
Подсказка по функционалу платы отображается внизу окошка общего вида оборудования (показано выше) при выделении какой-либо платы.
Конфигурирование потоков E1
Для того, чтобы прописать в оборудовании новый поток уровня E1, откроем один из мультиплексоров, выделим корень дерева оборудования, в дереве функций откроем пункт "Configuration" и в раскрывшемся списке "SDH Service Configuration" (Рис.6)
В открывшемся окне отображается список существующих соединений (кросс-коннекты), а также кнопки с возможными действиями в этом окне.
Описание столбцов списка кросс-коннектов:
Level уровень кросс-коннекта. Здесь мы можем указать тип виртуального контейнера и, соответственно, пропускную способность, которую выделено под данное соединение (а точнее, кратность пропускной способности). То есть, если выбран уровень VC12, то скорость будет кратна 2 Мбит/с. Если выбрать VC4, то скорость будет кратна 155 Мбит/с (это контейнер уровня STM-1, то есть мы займем целиком 1 STM-1 из 4-трактов STM-4.
Type тип соединения, обозначен графическим символом, указывающим, что данное соединения является вводом-выводом (например, вывод на интерфейс E1) или проходным (например, с платы линейного интерфейса на плату интерфейсов Ethernet).
Source Slot слот и плата источника кросс-коннекта.
Source Timeslot/Path таймслот (порт) источника.
Sink Slot - слот и плата точки назначения кросс-коннекта.
Sink Timeslot/Path - таймслот (порт) точки назначения.
Activation Status статус активации соединения. При создании соединения, оно может быть активировано сразу или позже, после завершения работ по подключению, чтобы избежать появления ложных аварий в системе мониторинга. Так же соединение можно активировать/деактивировать по необходимости в данном окне с помощью соответствующих кнопок.
Для создания нового соединения нажмем кнопку <Create> и увидим следующее окно, в котором задаются все вышеперечисленные параметры:
В появившемся окошке указываем:
Level VC12
Direction (направление) оставляем Bidirectional (то есть, двунаправленное соединение)
Source Slot плату-источник. Выбираем плату линейного интерфейса, который соединен с мультиплексором на другой стороне
Source VC4 выбираем один из 4-х контейнеров VC4 в тракте STM-4.
Source Timeslot Range диапазон таймслотов источника. Здесь оборудование позволяет выбрать несколько тайм-слотов. Это удобно в случае, если нам необходимо создать одновременно несколько соединений между одними и теми же точками. Например, нам необходимо прокинуть 4 потока E1 между данными мультиплексорами. В таком случае, мы зададим 4 таймслота при создании соединения в каждом мультиплексоре.
Таким же образом задаются слот (плата) и таймслоты и пункта назначения.
В некоторых случаях, для задания путей источника и назначения удобнее будет воспользоваться графическим типом задания параметров. Для этого в полях Source Slot или Sink Slot нажимаем на кнопку с многоточием (Рис.8):
В открывшемся окошке мы наглядно можем выбрать плату (2), порт на плате (3), контейнер верхнего уровня в нашем случае, один из четырех VC4 (4) и ниже один или несколько виртуальных контейнеров нижнего уровня VC12. Неактивная кнопка виртуального контейнера означает, что он уже занят.
После выбора и закрытия данного окошка, возвращаемся в окно "Create SDH Service", которое мы открыли для создания нового кросс-коннекта.
Осталось задать параметр Activate Immediately. При выборе Yes соединение должно быть сразу активным, иначе его нужно активировать вручную. Следует отметить, что иногда данная настройка не применяется, поэтому, после создания соединения, рекомендуется проверить значение поля Activation Status и нажать кнопку Activate в окне списка соединений.
После нажатия кнопки ОК наше соединение создано в одном из мультиплексоров. Далее, нам необходимо зайти в оборудование на другом конце линейного тракта (оптического кабеля), и создать такое же соединение, указав в пути источника те же VC4 и VC12, что и на этой стороне.
Некоторые настройки портов E1
В главном окне программы управления (верхнее левое окошко), если в дереве оборудования выбрать какую-то плату, то в дереве функций мы получаем доступ к настройкам самой платы. Например, выберем интерфейсную плату портов E1 и откроем ее свойства:
Данное окно позволяет изменять некоторые свойства портов. В частности, в поле "Port Name" можно указать произвольное название для порта. Это никак не влияет на работу самого порта, однако улучшает читаемость событий и аварий, которые выдает порт в общем списке событий.
Еще одним важным параметром, который облегчает работу при организации или тестировании потоков E1, является "Tributary Loopback". Двойной щелчок в этом поле открывает варианты постановки петли или "заворота" на порту: "Inloop" и "Outloop" - один из которых заворот во внутрь, а другой заворот в сторону подключенного внешнего оборудования.
Конфигурирование портов Ethernet
Пропуск портов Ethernet выполняется в несколько этапов.
Выполняем кросс-коннект тайм-слотов с платы линейных интерфейсов (Q1SL4) на плату интерфейсов Ethernet (N1EFS4).
Выполняем кросс-коннект занятых в предыдущем пункте тайм-слотов в внутренний интерфейс VCTRUNK# платы N1EFS4 (всего на плате 12 VCTRUNK)
Прописываем на плате N1EFS4 VLAN’ы от VCTRUNK# до физического порта (на плате 4 физических порта)
Первый пункт действий выполняется аналогично настройке портов E1, порядок приведен выше.
Кросс-коннект виртуальных контейнеров на внутренние интерфейсы платы N1EFS4
В настройках платы N1EFS4 открываем раздел Configuration Ethernet Interface Management Ethernet Interface. В открывшемся окне выбираем Internal port и вкладку Bound Path, здесь нажимаем кнопку Configuration.
В появившемся окне выбираем один из внутренних интерфейсов VCTRUNK, и виртуальные контейнеры, которые будут в него включаться:
Нажимаем Ок, и сконфигурированный интерфейс появляется в нашем списке. В графе "Bound Paths" мы видим задействованные виртуальные контейнеры, а в графе "Number of Bound Paths" - их общее количество.
На вкладке "TAG Attribute" списка внутренних интерфейсов настраивается режим порта:
Access не тегированный порт
Tag Aware тегированный порт
Hybrid гибридный порт
Теперь осталось соединить внутренний порт VCTRUNK# с одним из четырех внешних физических портов, прокинув VLAN между этими портами.
Прописываем на плате N1EFS4 VLAN’ы от VCTRUNK# до физического порта
В настройках платы N1EFS4 открываем раздел Configuration Ethernet Service Ethernet Line Service. В открывшемся окне нажимаем кнопку New.
В открывшемся окне указываем порт источник VCTRUNK# и порт назначения например, PORT1. А также укажем VLAN-источник и VLAN назначения (автоматически выставляется один и тот же)
В этом же окошке, в разделе Port Attributes есть возможность выбрать режимы для обоих портов (тегированный, не тегированный, гибридный).
Следует отметить, что система не будет следить за корректностью режимов и соответствием количества тайм-слотов в соединениях цепочки, как на коммутаторах передачи данных, так что за этим следует следить оператору.
Так же в данном окне доступно меню конфигурирования внутренних интерфейсов платы N1EFS4, которое описано в предыдущем подразделе.
На этом конфигурирование портов Ethernet на мультиплексоре Huawei OSN1500/Metro1000 окончено. Следует еще раз заметить, что на противоположной стороне (на другом мультиплексоре) настройки кросс-коннекта должны быть аналогичны.