Skip to content

添加水印 ​

java
package nexus.io.media;

public class NativeMedia {
    /**
     * 给视频添加右下角水印(支持中文),输出单独保存的视频。
     * @param inputVideoPath 输入视频文件路径
     * @param outputVideoPath 输出视频文件保存路径
     * @param watermarkText 水印文本,要求传入 UTF-8 编码的文本(支持中文)
     * @param fontFile 字体文件路径,如果为 null 或空字符串,则使用默认字体
     * @return 处理状态信息
     */
    public static native String addWatermarkToVideo(String inputVideoPath,
                                                    String outputVideoPath,
                                                    String watermarkText,
                                                    String fontFile);
}

添加 avfilter ​

按如下步骤修改的 CMakeLists.txt:

  1. 查找 avfilter 的头文件路径
    添加:
    cmake
    find_path(AVFILTER_INCLUDE_DIR libavfilter/avfilter.h)
    message(STATUS "AVFILTER_INCLUDE_DIR: ${AVFILTER_INCLUDE_DIR}")
  2. 查找 avfilter 的库文件
    添加:
    cmake
    find_library(AVFILTER_LIBRARY avfilter)
    message(STATUS "AVFILTER_LIBRARY: ${AVFILTER_LIBRARY}")
  3. 将 avfilter 的 include 目录添加到 include_directories()
    修改 include_directories 部分:
    cmake
    include_directories(
            ${AVCODEC_INCLUDE_DIR}
            ${AVFORMAT_INCLUDE_DIR}
            ${SWRESAMPLE_INCLUDE_DIR}
            ${AVUTIL_INCLUDE_DIR}
            ${AVFILTER_INCLUDE_DIR}  # 添加这一行
            jni
    )
  4. 在 target_link_libraries() 中链接 avfilter 库
    修改 target_link_libraries 部分:
    cmake
    target_link_libraries(native_media
            ${JNI_LIBRARIES}
            ${AVCODEC_LIBRARY}
            ${AVFORMAT_LIBRARY}
            ${SWRESAMPLE_LIBRARY}
            ${AVUTIL_LIBRARY}
            ${AVFILTER_LIBRARY}  # 添加这一行
    )

这样修改之后,链接器就能找到 avfilter 中的函数了

安装字体文件 ​

可以通过系统包管理器安装 Noto Sans CJK 字体,下面给出几个常用发行版的安装方法:

Ubuntu / Debian 系列 ​

可以运行以下命令:

bash
sudo apt update
sudo apt install fonts-noto-cjk

安装完成后,字体文件一般位于 /usr/share/fonts/opentype/noto/ 或 /usr/share/fonts/truetype/noto/ 目录下,可以使用如下命令查看安装的字体文件:

bash
fc-list | grep -i noto

Fedora ​

在 Fedora 上,可以运行:

bash
sudo dnf install google-noto-cjk-fonts

安装后,同样可以用 fc-list 命令确认字体路径和名称。

Arch Linux ​

在 Arch Linux 上,可以使用 Pacman 来安装:

bash
sudo pacman -S noto-fonts-cjk

手动安装 ​

如果的发行版软件源中没有提供对应的包,也可以从 Google Noto Fonts 的 GitHub 仓库 或 Noto 官网 下载对应的字体文件(通常是 .ttf 或 .ttc 格式),然后将字体文件复制到系统字体目录(如 /usr/share/fonts 或当前用户下的 ~/.fonts),接着刷新字体缓存:

bash
fc-cache -f -v

使用注意 ​

如果在 native 代码中需要指定字体的全路径,可以使用 fc-list 查找实际安装的 Noto Sans CJK 字体文件的路径,例如:

bash
fc-list | grep -i "NotoSansCJK"

假如查到的路径是 /usr/share/fonts/truetype/noto/NotoSansCJK-Regular.ttc,那么 native 代码中默认的字体路径就可以设为这个路径。

通过以上方法,就可以在 Linux 环境下安装并使用 NotoSansCJK-Regular 字体,从而在视频水印中正确显示中文。

C 代码 ​

说明:

  1. 代码中使用了 FFmpeg 的 libavformat、libavcodec 与 libavfilter 库实现视频解码、重新编码以及过滤器链处理。
  2. 水印采用 FFmpeg 内置的 drawtext 过滤器,在这里我们设置参数使水印出现在右下角(表达式 x=w-tw-10 与 y=h-th-10 表示离右边与底边各 10 像素),并采用 24 号字体、白色字体。
  3. 为了保证中文能正常显示,必须保证传入的字体文件(例如支持中文的 simhei.ttf 或者其他中文字体)能支持中文字符。
  4. 代码中对错误处理做了一定基本处理,但在生产环境中建议加入更完善的错误清理与日志打印。
  5. 请确认工程中已经链接相关 FFmpeg 库,并配置好 JNI 环境。

下面是完整的示例代码(可以保存为例如 jni_video_watermark.c):


c
#include "com_litongjava_media_NativeMedia.h"
#include <jni.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdint.h>
#include <time.h>

// 包含 FFmpeg 头文件
#include <libavformat/avformat.h>
#include <libavcodec/avcodec.h>
#include <libavfilter/avfilter.h>
#include <libavfilter/buffersink.h>
#include <libavfilter/buffersrc.h>
#include <libavutil/opt.h>
#include <libavutil/pixdesc.h>

JNIEXPORT jstring JNICALL Java_com_litongjava_media_NativeMedia_addWatermarkToVideo
  (JNIEnv *env, jclass clazz, jstring inputVideoPathJ, jstring outputVideoPathJ, jstring watermarkTextJ, jstring fontFileJ) {
    // 从 Java 获取文件路径、水印文本和字体文件路径
    const char *inputPath     = (*env)->GetStringUTFChars(env, inputVideoPathJ, NULL);
    const char *outputPath    = (*env)->GetStringUTFChars(env, outputVideoPathJ, NULL);
    const char *watermarkText = (*env)->GetStringUTFChars(env, watermarkTextJ, NULL);
    const char *fontFile      = (*env)->GetStringUTFChars(env, fontFileJ, NULL);

    AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL, *ofmt_ctx = NULL;
    AVCodecContext  *dec_ctx  = NULL, *enc_ctx = NULL;
    AVStream        *in_video_stream = NULL, *out_video_stream = NULL;
    int video_stream_index = -1;
    int ret = 0;

    // 以下变量用于 FFmpeg 滤镜
    AVFilterGraph *filter_graph = NULL;
    AVFilterContext *buffersrc_ctx = NULL, *buffersink_ctx = NULL;
    const AVFilter *buffersrc = NULL, *buffersink = NULL;
    AVFilterInOut *outputs = NULL, *inputs = NULL;
    char filter_descr[512] = {0};

    // 初始化 FFmpeg 库(新版 FFmpeg 可不调用,但为了兼容性建议调用)
    av_register_all();
    avfilter_register_all();

    // 打开输入文件
    if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, inputPath, NULL, NULL)) < 0) {
        goto end_fail;
    }
    if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, NULL)) < 0) {
        goto end_fail;
    }

    // 寻找视频流
    for (int i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) {
        if (ifmt_ctx->streams[i]->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
            video_stream_index = i;
            in_video_stream = ifmt_ctx->streams[i];
            break;
        }
    }
    if (video_stream_index < 0) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }

    // 打开视频解码器
    AVCodec *dec = avcodec_find_decoder(in_video_stream->codecpar->codec_id);
    if (!dec) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }
    dec_ctx = avcodec_alloc_context3(dec);
    if (!dec_ctx) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }
    ret = avcodec_parameters_to_context(dec_ctx, in_video_stream->codecpar);
    if (ret < 0) {
        goto end_fail;
    }
    if ((ret = avcodec_open2(dec_ctx, dec, NULL)) < 0) {
        goto end_fail;
    }

    // 创建输出文件上下文
    avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, outputPath);
    if (!ofmt_ctx) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }

    // 为输出文件创建一个新视频流
    out_video_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, NULL);
    if (!out_video_stream) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }

    // 使用 H.264 编码器进行编码
    AVCodec *encoder = avcodec_find_encoder(AV_CODEC_ID_H264);
    if (!encoder) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }
    enc_ctx = avcodec_alloc_context3(encoder);
    if (!enc_ctx) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }
    // 设置编码参数,根据输入视频设置输出参数(这里保持分辨率一致)
    enc_ctx->height = dec_ctx->height;
    enc_ctx->width  = dec_ctx->width;
    enc_ctx->sample_aspect_ratio = dec_ctx->sample_aspect_ratio;
    // 选择 encoder 支持的像素格式(首选 encoder 的列表)
    enc_ctx->pix_fmt = encoder->pix_fmts ? encoder->pix_fmts[0] : dec_ctx->pix_fmt;
    // 时间基设置可以采用解码器的帧率倒数,或者直接使用输入流的时间基
    if (dec_ctx->framerate.num && dec_ctx->framerate.den)
        enc_ctx->time_base = av_inv_q(dec_ctx->framerate);
    else
        enc_ctx->time_base = in_video_stream->time_base;
    if (ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
        enc_ctx->flags |= AV_CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;

    // 打开编码器
    AVDictionary *enc_opts = NULL;
    av_dict_set(&enc_opts, "preset", "veryfast", 0);
    if ((ret = avcodec_open2(enc_ctx, encoder, &enc_opts)) < 0) {
        av_dict_free(&enc_opts);
        goto end_fail;
    }
    av_dict_free(&enc_opts);

    // 将编码器参数复制到输出流
    ret = avcodec_parameters_from_context(out_video_stream->codecpar, enc_ctx);
    if (ret < 0) {
        goto end_fail;
    }
    out_video_stream->time_base = enc_ctx->time_base;

    // 打开输出文件(如果需要)
    if (!(ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE)) {
        ret = avio_open(&ofmt_ctx->pb, outputPath, AVIO_FLAG_WRITE);
        if (ret < 0) {
            goto end_fail;
        }
    }

    // -----------------------------
    //  1. 创建滤镜图(Filter Graph)
    // -----------------------------
    filter_graph = avfilter_graph_alloc();
    if (!filter_graph) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }

    // 获取 buffer 源和 sink 滤镜
    buffersrc = avfilter_get_by_name("buffer");
    buffersink = avfilter_get_by_name("buffersink");
    if (!buffersrc || !buffersink) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }

    // 构造 buffer 源的参数字符串
    char args[512] = {0};
    snprintf(args, sizeof(args),
             "video_size=%dx%d:pix_fmt=%d:time_base=%d/%d:pixel_aspect=%d/%d",
             dec_ctx->width, dec_ctx->height, dec_ctx->pix_fmt,
             in_video_stream->time_base.num, in_video_stream->time_base.den,
             dec_ctx->sample_aspect_ratio.num, dec_ctx->sample_aspect_ratio.den);
    ret = avfilter_graph_create_filter(&buffersrc_ctx, buffersrc, "in", args, NULL, filter_graph);
    if (ret < 0) {
        goto end_fail;
    }

    ret = avfilter_graph_create_filter(&buffersink_ctx, buffersink, "out", NULL, NULL, filter_graph);
    if (ret < 0) {
        goto end_fail;
    }

    // 设置 buffersink 的输出像素格式,仅接受编码器需要的格式
    enum AVPixelFormat pix_fmts[] = { enc_ctx->pix_fmt, AV_PIX_FMT_NONE };
    ret = av_opt_set_int_list(buffersink_ctx, "pix_fmts", pix_fmts, AV_PIX_FMT_NONE, AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
    if (ret < 0) {
        goto end_fail;
    }

    // 构造 drawtext 滤镜描述字符串
    // 注意:text 参数需要使用 UTF-8 编码(支持中文),fontfile 必须指定支持中文的字体文件
    snprintf(filter_descr, sizeof(filter_descr),
             "drawtext=fontfile='%s':text='%s':x=w-tw-10:y=h-th-10:fontsize=24:fontcolor=white",
             fontFile, watermarkText);

    // 初始化滤镜的输入输出端点
    outputs = avfilter_inout_alloc();
    inputs  = avfilter_inout_alloc();
    if (!outputs || !inputs) {
        ret = -1;
        goto end_fail;
    }

    outputs->name       = av_strdup("in");
    outputs->filter_ctx = buffersrc_ctx;
    outputs->pad_idx    = 0;
    outputs->next       = NULL;

    inputs->name       = av_strdup("out");
    inputs->filter_ctx = buffersink_ctx;
    inputs->pad_idx    = 0;
    inputs->next       = NULL;

    // 解析并构造滤镜链(在 buffersrc 与 buffersink 之间插入 drawtext 过滤器)
    ret = avfilter_graph_parse_ptr(filter_graph, filter_descr, &inputs, &outputs, NULL);
    if (ret < 0) {
        goto end_fail;
    }
    ret = avfilter_graph_config(filter_graph, NULL);
    if (ret < 0) {
        goto end_fail;
    }

    avfilter_inout_free(&inputs);
    avfilter_inout_free(&outputs);

    // -----------------------------
    // 写入输出文件的文件头
    ret = avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL);
    if (ret < 0) {
        goto end_fail;
    }

    // 申请解码与滤镜使用的 AVFrame
    AVFrame *frame = av_frame_alloc();
    AVFrame *filt_frame = av_frame_alloc();
    if (!frame || !filt_frame) {
        ret = AVERROR(ENOMEM);
        goto end_fail;
    }

    AVPacket packet;
    av_init_packet(&packet);
    packet.data = NULL;
    packet.size = 0;

    // -----------------------------
    // 逐帧处理:解码 -> 送入滤镜 -> 从滤镜中取出 -> 编码 -> 写入文件
    while (av_read_frame(ifmt_ctx, &packet) >= 0) {
        if (packet.stream_index == video_stream_index) {
            ret = avcodec_send_packet(dec_ctx, &packet);
            if (ret < 0) {
                break;
            }
            while ((ret = avcodec_receive_frame(dec_ctx, frame)) >= 0) {
                // 将解码后的帧送入滤镜图
                if ((ret = av_buffersrc_add_frame(buffersrc_ctx, frame)) < 0) {
                    break;
                }
                // 从滤镜图中获取处理后的帧
                while ((ret = av_buffersink_get_frame(buffersink_ctx, filt_frame)) >= 0) {
                    // 将水印后的视频帧送入编码器
                    filt_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_NONE;
                    ret = avcodec_send_frame(enc_ctx, filt_frame);
                    if (ret < 0) {
                        break;
                    }
                    AVPacket enc_pkt;
                    av_init_packet(&enc_pkt);
                    enc_pkt.data = NULL;
                    enc_pkt.size = 0;
                    while ((ret = avcodec_receive_packet(enc_ctx, &enc_pkt)) >= 0) {
                        av_packet_rescale_ts(&enc_pkt, enc_ctx->time_base, out_video_stream->time_base);
                        enc_pkt.stream_index = out_video_stream->index;
                        ret = av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &enc_pkt);
                        av_packet_unref(&enc_pkt);
                        if (ret < 0) {
                            break;
                        }
                    }
                    av_frame_unref(filt_frame);
                }
                av_frame_unref(frame);
            }
        }
        av_packet_unref(&packet);
    }

    // 刷出残留的解码和编码数据
    avcodec_send_packet(dec_ctx, NULL);
    while (avcodec_receive_frame(dec_ctx, frame) >= 0) {
        av_buffersrc_add_frame(buffersrc_ctx, frame);
        while (av_buffersink_get_frame(buffersink_ctx, filt_frame) >= 0) {
            filt_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_NONE;
            avcodec_send_frame(enc_ctx, filt_frame);
            AVPacket enc_pkt;
            av_init_packet(&enc_pkt);
            enc_pkt.data = NULL;
            enc_pkt.size = 0;
            while (avcodec_receive_packet(enc_ctx, &enc_pkt) >= 0) {
                av_packet_rescale_ts(&enc_pkt, enc_ctx->time_base, out_video_stream->time_base);
                enc_pkt.stream_index = out_video_stream->index;
                av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &enc_pkt);
                av_packet_unref(&enc_pkt);
            }
            av_frame_unref(filt_frame);
        }
        av_frame_unref(frame);
    }

    // 刷出编码器
    avcodec_send_frame(enc_ctx, NULL);
    while (1) {
        AVPacket enc_pkt;
        av_init_packet(&enc_pkt);
        enc_pkt.data = NULL;
        enc_pkt.size = 0;
        ret = avcodec_receive_packet(enc_ctx, &enc_pkt);
        if (ret == AVERROR_EOF || ret == AVERROR(EAGAIN))
            break;
        if (ret < 0)
            break;
        av_packet_rescale_ts(&enc_pkt, enc_ctx->time_base, out_video_stream->time_base);
        enc_pkt.stream_index = out_video_stream->index;
        av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &enc_pkt);
        av_packet_unref(&enc_pkt);
    }

    av_write_trailer(ofmt_ctx);

end_fail:
    {
        char resultMsg[256] = {0};
        if (ret < 0) {
            snprintf(resultMsg, sizeof(resultMsg), "Failed to add watermark, error code: %d", ret);
        } else {
            snprintf(resultMsg, sizeof(resultMsg), "Watermark added successfully, output saved to %s", outputPath);
        }
        // 清理释放分配的资源
        if (filter_graph)
            avfilter_graph_free(&filter_graph);
        if (dec_ctx)
            avcodec_free_context(&dec_ctx);
        if (enc_ctx)
            avcodec_free_context(&enc_ctx);
        if (ifmt_ctx)
            avformat_close_input(&ifmt_ctx);
        if (ofmt_ctx) {
            if (!(ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE))
                avio_closep(&ofmt_ctx->pb);
            avformat_free_context(ofmt_ctx);
        }
        av_frame_free(&frame);
        av_frame_free(&filt_frame);
        if (inputPath)
            (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, inputVideoPathJ, inputPath);
        if (outputPath)
            (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, outputVideoPathJ, outputPath);
        if (watermarkText)
            (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, watermarkTextJ, watermarkText);
        if (fontFile)
            (*env)->ReleaseStringUTFChars(env, fontFileJ, fontFile);
        return (*env)->NewStringUTF(env, resultMsg);
    }
}

代码说明 ​

  1. JNI 接口函数参数说明

    • inputVideoPathJ:输入视频文件路径。
    • outputVideoPathJ:输出视频文件保存路径。
    • watermarkTextJ:水印文字(支持中文,要求以 UTF-8 编码传入)。
    • fontFileJ:字体文件路径,必须是一个支持中文的字体(例如 simhei.ttf)。
  2. 视频解码与编码

    • 使用 avformat_open_input 打开输入文件,并寻找视频流。
    • 使用对应的视频解码器打开解码上下文;之后新建 H.264 编码器并设置输出视频参数(分辨率、像素格式、时间基等)。
  3. 滤镜图配置

    • 通过 avfilter_graph_create_filter 构造 buffer 源(输入滤镜)和 buffer sink(输出滤镜)。
    • 构造 drawtext 滤镜描述字符串:
      • 参数 x=w-tw-10 与 y=h-th-10 表示右下角留 10 像素边距。
      • 字体大小、颜色均可根据需要调整。
    • 调用 avfilter_graph_parse_ptr 与 avfilter_graph_config 生成完整滤镜图。
  4. 处理流程

    • 读取视频包并解码为 AVFrame,然后将 AVFrame 送入滤镜图;从滤镜中提取处理后的帧后,再送入编码器,最终写入输出文件。
    • 最后对残留帧进行 flush 操作,并写入输出 trailer。
  5. 清理与返回

    • 无论成功还是失败,均释放所有分配的资源,并返回一条状态消息到 Java 层。

通过以上代码,可以实现一个给视频右下角添加中文水印,并将水印视频单独保存的新功能。请根据实际情况调整滤镜参数(例如字体大小、颜色、位置等),并确保提供的字体文件支持中文显示。

常见错误 ​

No such filter: 'drawtext' ​

这个错误提示表明 FFmpeg 在运行时找不到 drawtext 滤镜,而 drawtext 滤镜依赖于 FreeType 库。如果 FFmpeg 没有启用 drawtext,就会出现类似 "No such filter: 'drawtext'" 的错误,进而导致后续的滤镜图构建失败和程序崩溃。

解决思路 ​

  1. 确认 FFmpeg 是否支持 drawtext:
    在命令行下执行

    bash
    ffmpeg -filters | grep drawtext

    如果没有显示 drawtext 滤镜,那么当前使用的 FFmpeg 版本没有启用该滤镜。

  2. 使用支持 drawtext 的 FFmpeg 构建版本:

    • 如果使用的是预编译版 FFmpeg,请选择一个包含 drawtext 支持(通常需要启用 libfreetype)的版本。
    • 或者可以自己编译 FFmpeg。在配置编译参数时,确保启用 libfreetype 支持。例如:
      bash
      ./configure --enable-libfreetype --enable-gpl
      make
      make install
      这样编译后,drawtext 滤镜就会被包含进来。
  3. 在 Windows 平台下使用:

    • 如果是 Windows 用户,请检查所使用的 FFmpeg 库或者动态链接库(dll)是否支持 drawtext。部分预编译的 FFmpeg 版本可能为了减小体积而禁用了该滤镜。可以尝试从其他渠道下载一个完整支持 drawtext 的 Windows FFmpeg 构建包。
  4. 代码运行时的动态库问题:

    • 确保在运行 native 库时加载的 FFmpeg 动态库是预期的那一版。如果系统中同时存在多个版本,可能会导致加载了不支持 drawtext 的版本。
    • 检查一下 CMake 或项目中链接和加载的库路径是否正确配置。

总结 ​

错误主要源自于 FFmpeg 的 drawtext 滤镜不可用,而不是代码本身的问题。需要换用一个支持 drawtext 的 FFmpeg 库,或者重新编译 FFmpeg 并启用 libfreetype 支持。确认这一点后,再次运行程序就应该能够正确解析 drawtext 过滤器并添加水印了。

MIT Licensed