基础配置
头文件
include
库文件
lib lib/x86 x64
动态库文件
dll bin/x86 x64
调式执行和pdb路径
bin/x86 x64
源码项目路径
src/first_ffmpeg
ffmpeg源码
tools
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将文件配置进入项目中
(以Visual Studio 2017为例)
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YUV格式
YUV444
表示$4:4:4$的YUV取样。
每个像素都有独立的Y、U、V分量。
每一个像素Y占一个字节,U占一个字节,V占一个字节,因此每个像素占:
$$1 (Y)×8 bits+1 (U)×8 bits+1 (V)×8 bits=24 bits/pixel (bpp)$$
以$2\times 2$的图像为例
1 2 3 4
| 像素1:Y1, U1, V1 像素2:Y2, U2, V2 像素3:Y3, U3, V3 像素4:Y4, U4, V4
|
YUV422
表示$4:2:2$的YUV取样。
每相邻两个像素每个像素占一个Y,共享一个U和一个V,因此两个像素占:
$$2 (Y)×8 bits+1 (U)×8 bits+1 (V)×8 bits=32 bits$$
每个像素占:
$$\displaystyle\frac{32bits}{2 pixels}=16 bits/pixel (bpp)$$
以$2\times 2$的图像为例
1 2 3 4
| 像素1:Y1, U1, V1 像素2:Y2, U1, V1 像素3:Y3, U2, V2 像素4:Y4, U2, V2
|
YUV422 格式比 YUV444 格式节省了数据量,同时仍然保持较高的图像质量。这就是为什么 YUV422 格式广泛用于视频压缩和传输的原因。
YUV411
表示$4:1:1$的YUV取样。
每相邻四个像素每个像素占一个Y,共享一个U和一个V,因此四个像素占:
$$4 (Y)×8 bits+1 (U)×8 bits+1 (V)×8 bits=48 bits$$
每个像素占:
$$\displaystyle\frac{48bits}{4 pixels}=12 bits/pixel (bpp)$$
以$2\times 2$的图像为例
1 2 3 4
| 像素1:Y1, U1, V1 像素2:Y2, U1, V1 像素3:Y3, U1, V1 像素4:Y4, U1, V1
|
YUV420
表示$4:2:0$的YUV取样。
水平每两个像素与垂直每两个像素中Y取4个,U取1个,V取1个,因此两个像素占:
$$4 (Y)×8 bits+1 (U)×8 bits+1 (V)×8 bits=48 bits$$
每个像素占:
$$\displaystyle\frac{48bits}{4 pixels}=12 bits/pixel (bpp)$$
以$2\times 2$的图像为例
1 2 3 4
| 像素1:Y1, U1, V1 像素2:Y2, U1, V1 像素3:Y3, U1, V1 像素4:Y4, U1, V1
|
这里的$4:2:0$代表了$4:2:0$和$4:0:2$两种情况,它们在奇偶行交错出现。
常见的H.264、H.265、VP8、AV1等都是以它为基础进行编解码的。
SDL_QT渲染
SDL(Simple DirectMedia Layer)在 FFmpeg 中的作用主要集中在视频和音频的实时播放方面。SDL 是一个跨平台的多媒体库,用于访问底层的硬件(如音频、视频、输入设备)并提供图形用户界面功能。
代码展示
sdlqtrgb.cpp
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| #include "sdlqtrgb.h" #include <sdl/SDL.h>
#pragma comment(lib, "SDL2.lib")
static SDL_Window* sdl_win = NULL; static SDL_Renderer* sdl_render = NULL; static SDL_Texture* sdl_texture = NULL; static int sdl_width = 0; static int sdl_height = 0; static unsigned char* rgb = nullptr; static int pix_size = 4;
void SDLQtRGB::timerEvent(QTimerEvent* ev) { static unsigned char tmp = 255; tmp--; for (int j = 0; j < sdl_height; j++) { int b = j * sdl_width * pix_size; for (int i = 0; i < sdl_width * pix_size; i += pix_size) { rgb[b + i] = 0; rgb[b + i + 1] = tmp; rgb[b + i + 2] = 0; rgb[b + i + 3] = 0; } } SDL_UpdateTexture(sdl_texture, NULL, rgb, sdl_width * pix_size); SDL_RenderClear(sdl_render); SDL_Rect rect; rect.x = 0; rect.y = 0; rect.w = sdl_width; rect.h = sdl_height; SDL_RenderCopy(sdl_render, sdl_texture, NULL, &rect); SDL_RenderPresent(sdl_render); }
SDLQtRGB::SDLQtRGB(QWidget *parent) : QWidget(parent) { ui.setupUi(this);
sdl_width = ui.label->width(); sdl_height = ui.label->height();
SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO); sdl_win = SDL_CreateWindowFrom((void*)ui.label->winId()); sdl_render = SDL_CreateRenderer(sdl_win, -1, SDL_RENDERER_ACCELERATED);
sdl_texture = SDL_CreateTexture(sdl_render, SDL_PIXELFORMAT_ARGB8888, SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING, sdl_width, sdl_height );
rgb = new unsigned char[sdl_width * sdl_height * pix_size];
startTimer(10); }
SDLQtRGB::~SDLQtRGB() {}
|
获取label的宽高
1 2
| sdl_width = ui.label->width(); sdl_height = ui.label->height();
|
初始化SDL
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| SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO);
extern DECLSPEC int SDLCALL SDL_Init(Uint32 flags);
|
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| SDL_INIT_VIDEO
#define SDL_INIT_TIMER 0x00000001u #define SDL_INIT_AUDIO 0x00000010u #define SDL_INIT_VIDEO 0x00000020u #define SDL_INIT_JOYSTICK 0x00000200u #define SDL_INIT_HAPTIC 0x00001000u #define SDL_INIT_GAMECONTROLLER 0x00002000u #define SDL_INIT_EVENTS 0x00004000u #define SDL_INIT_SENSOR 0x00008000u #define SDL_INIT_NOPARACHUTE 0x00100000u #define SDL_INIT_EVERYTHING ( \ SDL_INIT_TIMER | SDL_INIT_AUDIO | SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_EVENTS | \ SDL_INIT_JOYSTICK | SDL_INIT_HAPTIC | SDL_INIT_GAMECONTROLLER | SDL_INIT_SENSOR \ )
|
SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO);
是用于初始化 SDL 的视频子系统的函数调用。通过这个调用,SDL 会设置视频驱动、显示模式等,使得后续的图形绘制操作可以顺利进行。在开发基于 SDL 的多媒体应用时,这通常是必不可少的初始化步骤。
创建窗口
1 2 3
| static SDL_Window* sdl_win = NULL;
sdl_win = SDL_CreateWindowFrom((void*)ui.label->winId());
|
SDL_Window
用于窗口的结构体,通常包含了有关窗口的各个消息,通常只为指针使用。
SDL_CreateWindowFrom
函数是 SDL 库中的一个函数,它允许 SDL 使用现有的窗口句柄创建一个 SDL 窗口。
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| extern DECLSPEC SDL_Window * SDLCALL SDL_CreateWindowFrom(const void *data);
|
ui.label->winId()
是 Qt 提供的一个函数,返回一个表示窗口句柄的 WId
类型(通常是一个平台相关的窗口句柄,比如 HWND 在 Windows 上)。这里我们将其强制转换为 void*
以便 SDL 可以使用。
【总结】:使用Qt的label窗口句柄,创建SDL_Window。
创建渲染器
1 2 3
| static SDL_Renderer* sdl_render = NULL;
sdl_render = SDL_CreateRenderer(sdl_win, -1, SDL_RENDERER_ACCELERATED);
|
SDL_Renderer
是一个不透明的数据类型,通常只作为指针使用。它表示用于渲染的上下文,可以在其中绘制点、线、矩形、纹理等图形元素。
1 2
| extern DECLSPEC SDL_Renderer * SDLCALL SDL_CreateRenderer(SDL_Window * window, int index, Uint32 flags);
|
参数解释:
创建材质
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| static SDL_Texture* sdl_texture = NULL;
sdl_texture = SDL_CreateTexture(sdl_render, SDL_PIXELFORMAT_ARGB8888, SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING, sdl_width, sdl_height );
|
SDL_Texture
是 SDL 库中的一个结构体类型,用于表示纹理。纹理是指可以被渲染器处理和显示的图像数据。
SDL_CreateTexture
函数原型:
1 2
| extern DECLSPEC SDL_Renderer * SDLCALL SDL_CreateRenderer(SDL_Window * window, int index, Uint32 flags);
|
参数解释:
renderer:SDL_Renderer*
类型,指向要在其上创建纹理的渲染器。
format:Uint32
类型,纹理的像素格式。常用的像素格式包括 SDL_PIXELFORMAT_ARGB8888
、SDL_PIXELFORMAT_RGBA8888
等。
access:int
类型,纹理的访问模式。可以是以下值之一:
SDL_TEXTUREACCESS_STATIC
:纹理的内容不会改变。
SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING
:纹理的内容会经常改变,可以通过锁定纹理来访问像素数据。
SDL_TEXTUREACCESS_TARGET
:纹理可以作为渲染目标。
w:int
类型,纹理的宽度(以像素为单位)。
h:int
类型,纹理的高度(以像素为单位)。
表示RGB颜色
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| static unsigned char* rgb = nullptr;
static int pix_size = 4;
rgb = new unsigned char[sdl_width * sdl_height * pix_size];
|
unsigned char*
是一个指向 unsigned char
类型的指针。unsigned char
是一种基本数据类型,表示一个无符号的 8 位整数(通常用于表示字节数据)。
在图像处理和低级别数据操作中,unsigned char
类型经常用于表示原始字节数据,比如 RGB 颜色值。
调用QT的timerEvent槽函数(重载了的)
函数原型:
1
| int startTimer(int interval, Qt::TimerType timerType = Qt::CoarseTimer);
|
参数解释:
interval (int):
- 表示计时器的时间间隔,单位为毫秒。计时器每经过这个时间间隔就会触发一次定时器事件。
- 例如,如果
interval
设置为 1000,那么计时器每隔 1 秒触发一次定时器事件。
timerType (Qt::TimerType):
-
指定计时器的类型。这个参数是可选的,默认值为
。Qt 提供了几种不同的计时器类型:
Qt::PreciseTimer
:精确的定时器,尽量确保定时器精确地按照指定的间隔时间触发。
Qt::CoarseTimer
:粗略的定时器,可能会稍微不精确,但消耗的资源较少,适合大多数普通应用。
Qt::VeryCoarseTimer
:非常粗略的定时器,间隔时间可能会有较大误差,消耗的资源最少,适用于对精度要求很低的场景。
填充RGBA的值
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|
static unsigned char tmp = 255; tmp--; for (int j = 0; j < sdl_height; j++) { int b = j * sdl_width * pix_size; for (int i = 0; i < sdl_width * pix_size; i += pix_size) { rgb[b + i] = 0; rgb[b + i + 1] = tmp; rgb[b + i + 2] = 0; rgb[b + i + 3] = 0; } }
|
更新纹理内容
1
| SDL_UpdateTexture(sdl_texture, NULL, rgb, sdl_width * pix_size);
|
SDL_UpdateTexture
函数用于更新纹理的内容,即将新的像素数据上传到指定的纹理中。
源码:
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| extern DECLSPEC int SDLCALL SDL_UpdateTexture(SDL_Texture * texture, const SDL_Rect * rect, const void *pixels, int pitch);
|
参数说明:
texture (SDL_Texture)*
- 指向要更新的纹理对象。在你的代码中,这个纹理对象是
sdl_texture
。
rect (const SDL_Rect)*
- 指定要更新的纹理区域。传递
NULL
表示更新整个纹理。
- 在你的代码中,传递的是
NULL
,因此整个纹理将被更新。
pixels (const void)*
- 指向新像素数据的指针。在你的代码中,这个指针是
rgb
,指向包含新像素数据的内存。
pitch (int)
- 每行像素数据的字节数,通常是纹理的宽度乘以每像素的字节数(即像素格式的字节数)。
- 在你的代码中,这是
sdl_width * pix_size
,表示每行像素数据的字节数。
- 从上到下,从左到右进行纹理更新
进行渲染
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| SDL_RenderClear(sdl_render); SDL_Rect rect; rect.x = 0; rect.y = 0; rect.w = sdl_width; rect.h = sdl_height; SDL_RenderCopy(sdl_render, sdl_texture, NULL, &rect); SDL_RenderPresent(sdl_render);
|
-
SDL_RenderClear(sdl_render)
:清除当前渲染目标。
-
SDL_Rect rect
:定义一个矩形区域,用于指定纹理在窗口中的位置和大小。
-
rect.x
和 rect.y
:设置矩形的左上角位置为 (0, 0)。
-
rect.w
和 rect.h
:设置矩形的宽度和高度为纹理的宽度和高度。
-
SDL_RenderCopy(sdl_render, sdl_texture, NULL, &rect)
:将纹理复制到渲染目标(窗口)。
-
SDL_RenderPresent(sdl_render)
:更新屏幕,显示当前渲染的内容。
SDL_RenderCopy
函数原型:
1 2 3 4
| extern DECLSPEC int SDLCALL SDL_RenderCopy(SDL_Renderer * renderer, SDL_Texture * texture, const SDL_Rect * srcrect, const SDL_Rect * dstrect);
|
参数解释:
- renderer (SDL_Renderer)*
- 指向渲染器的指针,用于绘制操作。在你的代码中,这是
sdl_render
。
- 渲染器是一个用于管理所有的绘制操作的对象,它与特定的窗口相关联。
- texture (SDL_Texture)*
- 指向纹理的指针,这是要复制的图像数据。在你的代码中,这是
sdl_texture
。
- 纹理包含了要绘制的像素数据。
- srcrect const SDL_Rect)(源矩阵)*
- 指向
SDL_Rect
结构的指针,用于指定从纹理的哪一部分复制。如果为 NULL
,则表示从整个纹理复制。
- 在你的代码中,这个参数是
NULL
,因此整个纹理都会被复制。
- dstrect (const SDL_Rect)(目标矩阵)*
- 指向
SDL_Rect
结构的指针,用于指定纹理复制到渲染目标的哪一部分。如果为 NULL
,则表示纹理将被复制到整个渲染目标。
- 在你的代码中,这是
&rect
,表示纹理将被复制到渲染目标中由 rect
指定的区域。
SDL_Rect
结构体:
SDL_Rect
结构体用于定义一个矩形区域,包含以下成员:
int x
:矩形左上角的 x 坐标。
int y
:矩形左上角的 y 坐标。
int w
:矩形的宽度。
int h
:矩形的高度。
main.cpp
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| #include "sdlqtrgb.h" #include <QtWidgets/QApplication>
int main(int argc, char *argv[]) { QApplication a(argc, argv); SDLQtRGB w; w.show(); return a.exec(); }
|
sdlqtrgb.h
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| #pragma once
#include <QtWidgets/QWidget> #include "ui_sdlqtrgb.h"
class SDLQtRGB : public QWidget { Q_OBJECT
public: SDLQtRGB(QWidget *parent = nullptr); ~SDLQtRGB(); void timerEvent(QTimerEvent* ev) override;
private: Ui::SDLQtRGBClass ui; };
|
使用 override
关键字的主要目的包括:
- 编译时检查:确保函数签名与基类中的虚函数匹配,防止由于拼写错误或参数类型错误导致的意外行为。
- 提高可读性:明确表明哪些函数是重写基类中的虚函数,便于代码维护和理解。
xvideo_view
代码展示
xsdl.cpp
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| #include "xsdl.h" #include <sdl/SDL.h> #include <iostream> #pragma comment(lib, "SDL2.lib")
static bool InitVideo() { static bool is_first = true; static std::mutex mux; std::unique_lock<std::mutex> sdl_lock(mux); if (!is_first) return true; is_first = false; if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO)) { std::cout << SDL_GetError() << std::endl; return false; }
SDL_SetHint(SDL_HINT_RENDER_SCALE_QUALITY, "1");
return true; }
bool XSDL::IsExit() { SDL_Event ev;
SDL_WaitEventTimeout(&ev, 1);
if (ev.type == SDL_QUIT) return true; return false; }
void XSDL::Close() {
std::unique_lock<std::mutex> sdl_lock(mtx_);
if (texture_) { SDL_DestroyTexture(texture_); texture_ = nullptr; }
if (render_) { SDL_DestroyRenderer(render_); render_ = nullptr; }
if (win_) { SDL_DestroyWindow(win_); win_ = nullptr; } }
bool XSDL::Init(int w, int h, Format fmt, void *win_id) { if (w <= 0 || h <= 0) return false;
InitVideo();
std::unique_lock<std::mutex> sdl_lock(mtx_); width_ = w; height_ = h; fmt_ = fmt;
if (texture_) SDL_DestroyTexture(texture_);
if (render_) SDL_DestroyRenderer(render_);
if (!win_) { if (win_id) { win_ = SDL_CreateWindowFrom(win_id); } else { win_ = SDL_CreateWindow("Video", SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED, SDL_WINDOWPOS_UNDEFINED, w, h, SDL_WINDOW_OPENGL | SDL_WINDOW_RESIZABLE); } }
if (!win_) { std::cerr << SDL_GetError() << std::endl; return false; }
render_ = SDL_CreateRenderer(win_, -1, SDL_RENDERER_ACCELERATED); if (!render_) { std::cerr << SDL_GetError() << std::endl; return false; }
unsigned int sdl_fmt = SDL_PIXELFORMAT_RGBA8888;
switch (fmt_) { case XVideoView::RGBA: break; case XVideoView::YUV420P: sdl_fmt = SDL_PIXELFORMAT_IYUV; break; case XVideoView::ARGB: sdl_fmt = SDL_PIXELFORMAT_ARGB32; break; default: break; }
texture_ = SDL_CreateTexture(render_, sdl_fmt, SDL_TEXTUREACCESS_STREAMING, w, h ); if (!texture_) { std::cerr << SDL_GetError() << std::endl; return false; }
return true; }
bool XSDL::Draw(const unsigned char* data, int linesize) { if (!data) return false;
std::unique_lock<std::mutex> sdl_lock(mtx_);
if (!texture_ || !render_ || !win_ || width_ <= 0 || height_ <= 0) return false;
if (linesize <= 0) { switch (fmt_) { case XVideoView::RGBA: break; case XVideoView::YUV420P: linesize = width_; break; case XVideoView::ARGB: linesize = width_ * 4; break; default: break; } } if (linesize <= 0) return false;
auto re = SDL_UpdateTexture(texture_, NULL, data, linesize);
if (re != 0) { std::cout << SDL_GetError() << std::endl; return false; }
SDL_RenderClear(render_);
if (scale_w_ <= 0) scale_w_ = width_; if (scale_h_ <= 0) scale_h_ = height_; SDL_Rect rect; SDL_Rect *prect = nullptr; if (scale_w_ > 0) { rect.x = 0; rect.y = 0; rect.h = scale_h_; rect.w = scale_w_; prect = ▭ } re = SDL_RenderCopy(render_, texture_, NULL, prect); if (re != 0) { std::cout << SDL_GetError() << std::endl; return false; }
SDL_RenderPresent(render_); return true; }
|
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| static bool InitVideo() { static bool is_first = true; static std::mutex mux; std::unique_lock<std::mutex> sdl_lock(mux); if (!is_first) return true; is_first = false; if (SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO)) { std::cout << SDL_GetError() << std::endl; return false; }
SDL_SetHint(SDL_HINT_RENDER_SCALE_QUALITY, "1");
return true; }
|
xsdl.h
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| #pragma once #include "xvideo_view.h"
struct SDL_Window; struct SDL_Renderer; struct SDL_Texture;
class XSDL :public XVideoView { public:
void Close() override;
bool Init(int w, int h, Format fmt = RGBA, void *win_id = nullptr) override;
bool Draw(const unsigned char* data, int linesize = 0) override;
bool IsExit() override;
private: SDL_Window *win_ = nullptr; SDL_Renderer *render_ = nullptr; SDL_Texture *texture_ = nullptr; };
|
xvideo_view.cpp
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
| #include "xsdl.h"
XVideoView* XVideoView::Create(RenderType type) { switch (type) { case XVideoView::SDL: return new XSDL(); break; default: break; }
return nullptr; }
|
xvideo_view.h
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| #ifndef XVIDEO_VIEW_H #define XVIDEO_VIEW_H #include <mutex>
class XVideoView { public: enum Format { RGBA = 0, YUV420P, ARGB };
enum RenderType { SDL = 0 };
static XVideoView* Create(RenderType type=SDL);
virtual bool Init(int w, int h, Format fmt = RGBA, void *win_id = nullptr) = 0;
virtual bool Draw(const unsigned char* data, int linesize = 0) = 0;
virtual void Close() = 0;
virtual bool IsExit() = 0;
void Scale(int w, int h) { scale_w_ = w; scale_h_ = h; } protected: int width_ = 0; int height_ = 0; Format fmt_ = RGBA; std::mutex mtx_; int scale_w_ = 0; int scale_h_ = 0; };
#endif
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sdlqtvideo.cpp
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| #include "sdlqtrgb.h" #include <fstream> #include <QMessageBox> #include "xvideo_view.h"
static int sdl_width = 0; static int sdl_height = 0; static unsigned char* yuv = nullptr; static int pix_size = 2; static std::ifstream yuv_file; static XVideoView *view = nullptr;
void SDLQtRGB::timerEvent(QTimerEvent* ev) { yuv_file.read((char*)yuv, sdl_width * sdl_height * 1.5); if (view->IsExit()) { view->Close(); exit(0); } view->Draw(yuv); }
SDLQtRGB::SDLQtRGB(QWidget *parent) : QWidget(parent) { yuv_file.open("400_300_25.yuv", std::ios::binary); if (!yuv_file) { QMessageBox::information(this, "", "open yuv failed!"); return; }
ui.setupUi(this);
sdl_width = 400; sdl_height = 300; this->resize(sdl_width, sdl_height); ui.label->resize(sdl_width, sdl_height); view = XVideoView::Create(); view->Init(sdl_width, sdl_height, XVideoView::YUV420P);
view->Close(); view->Init(sdl_width, sdl_height, XVideoView::YUV420P, (void*)ui.label->winId());
yuv = new unsigned char[sdl_width * sdl_height * pix_size];
startTimer(40); }
void SDLQtRGB::resizeEvent(QResizeEvent *ev) { ui.label->resize(size()); ui.label->move(0, 0); view->Scale(width(), height()); }
SDLQtRGB::~SDLQtRGB() {}
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sdlqtvideo.h
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| #pragma once
#include <QtWidgets/QWidget> #include "ui_sdlqtrgb.h"
class SDLQtRGB : public QWidget { Q_OBJECT
public: SDLQtRGB(QWidget *parent = nullptr); ~SDLQtRGB(); void timerEvent(QTimerEvent* ev) override; void resizeEvent(QResizeEvent *ev) override;
private: Ui::SDLQtRGBClass ui; };
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