嵌入式Qt 开发一个音乐播放器

Posted 2023-03-03 码农爱学习

上篇文章：RK3568源码编译与交叉编译环境搭建，进行了OK3568开发板软件开发环境搭建，通过编译RK3568的源码，可以得到Qt开发的交叉编译相关工具。

本篇，就来在搭建好的软件开发中，进行Qt软件的开发测试。由于Qt是支持跨平台的，因此本篇的音乐播放器，先在Windows上编写调试，功能调好后再通过交叉编译，在Linux板子上测试。

在第一篇的开箱介绍中，体验了OK3568板子自带的Qt界面，有视频播放器、音乐播放器等，这些都实现了基本的播放功能，但没有对操作界面做更加丰富的开发，所以，本篇来实现一个界面更加优美，操作更新方便的音乐播放器软件，可以实现音乐列表的显示与选择播放、歌词显示等，先来看下最终的效果：

本篇的Qt代码从野火Linux开发板的例程中移植修改而来，下面分析下程序的代码结构。

1 音乐播放器开发总体结构

整个Qt音乐播放器项目的代码结构如下：

• 主代码中是音乐播放器相关的代码，包括：
  • 音乐播放器主界面
  • 唱片动画界面：在音乐播放时显示一个唱片转动的动画效果
  • 操作按钮界面：实现播放、暂停、继续、上一首、下一首、进度调节，音量调节
  • 歌词显示界面：当有对应的歌词时，显示歌词
  • 歌词加载与计算
• Ui代码中使用一些Qt的基本功能，包括：
  • 一个Qt界面基类
  • 滑条功能类
  • 图标按钮显示类
  • 列表功能类
• Skin中是一些图片资源和字体/皮肤定义
• 最后是编译的中间文件和编译结果存储的目录

先看下程序的主要代码实现。

首先是整体的主界面部分，进行各项功能的初始化显示，主要包括：

• 唱片界面初始化
• 歌词界面初始化
• 按钮界面初始化
• 播放列表初始化

void MusicPlayer::InitWidget()

    QtWidgetTitleBar *widgetTitle = new QtWidgetTitleBar(this);
    widgetTitle->SetScalSize(Skin::m_nScreenWidth, 60);
    widgetTitle->SetBackground(Qt::transparent);
    widgetTitle->setFont(QFont(Skin::m_strAppFontNormal));
    widgetTitle->SetTitle(tr("音乐播放器"), "#ffffff", 24);
    connect(widgetTitle, SIGNAL(signalBackHome()), this, SIGNAL(signalBackHome()));

    QHBoxLayout *horLayoutCentor = new QHBoxLayout();
    horLayoutCentor->setContentsMargins(0, 0, 0, 0);
    horLayoutCentor->setSpacing(0);

    //唱片界面
    m_recorder = new WidgetRecord(this);
    horLayoutCentor->addWidget(m_recorder, 1);

    //歌词界面
    m_lyricWidget = new LyricWidget(this);
    horLayoutCentor->addWidget(m_lyricWidget, 1);

    //按钮界面
    m_playerToolBar = new WidgetToolBar(this);

    connect(m_playerToolBar, SIGNAL(play()), this, SLOT(SltMusicPlay()));
    connect(m_playerToolBar, SIGNAL(pause()), this, SLOT(SltMusicPause()));
    connect(m_playerToolBar, SIGNAL(toolBarClicked(int)), this, SLOT(SltToolbarClicked(int)));

    QVBoxLayout *verLayoutAll = new QVBoxLayout(this);
    verLayoutAll->setContentsMargins(0, 0, 0, 0);
    verLayoutAll->setSpacing(0);
    verLayoutAll->addWidget(widgetTitle, 1);
    verLayoutAll->addLayout(horLayoutCentor, 6);
    verLayoutAll->addWidget(m_playerToolBar);

    // 播放列表
    m_widgetMusicList = new MusicPlayListWidget(this);
    connect(m_widgetMusicList, SIGNAL(signalMediaChanged(QString, QString)), this, SLOT(SltCurrentSongChanged(QString, QString)));
    m_widgetMusicList->hide();

    connect(m_playerToolBar, SIGNAL(next()), m_widgetMusicList->playList(), SLOT(next()));
    connect(m_playerToolBar, SIGNAL(previous()), m_widgetMusicList->playList(), SLOT(previous()));
    connect(m_playerToolBar, SIGNAL(currentPostionChanged(int)), this, SLOT(SltChangePostion(int)));

初始化各个界面后，还要连接对应的槽函数，如点击操作按钮后的处理、切换播放列表中的音乐时的处理等。

2 自定义控件的代码

在介绍音乐播放器代码之前，需要先介绍一些Qt自定义控件的代码，这些代码属于公共代码，写好了之后，不仅音乐播放器可以用，后续开发其它功能，也可以复用这部分代码。

2.1 qtwidgetbase

这个cpp文件中定义了3个类：

2.1.1 QtWidgetBase

窗口基类，该类的一个主要功能是可以向窗口内添加图片形式的按钮，并且通过鼠标事件，给出哪个按钮被按下：

void QtWidgetBase::addBtn(int index, QtPixmapButton *btn)

    m_btns.insert(index, btn);
    this->update();

void QtWidgetBase::mousePressEvent(QMouseEvent *e)

    QRect rect;
    foreach (QtPixmapButton *btn, m_btns)
    
        ScaleRect(rect, btn->rect());
        if (rect.contains(e->pos()))
        
            if (btn->isCheckAble())
            
                btn->setChecked(!btn->isChecked());
                emit signalBtnClicked(btn->id());
            
            else
            
                btn->setPressed(true);
            
            this->update();
            break;
        
    

    if (rect.contains(e->pos()))
    
        this->update();
    

    QWidget::mousePressEvent(e);

2.1.2 QtWidgetTitleBar

窗口的标题栏，用于绘制窗口上方的标题，如显示“音乐播放器”这几个字，另外，标题栏右侧，还支持一个应用退出(返回)的图标按钮：

void QtWidgetTitleBar::SetTitle(const QString &title, const QColor &textClr, const int &fontSize)

    this->m_strTitle = title;
    this->m_colorText = textClr;
    this->m_nFontSize = fontSize;
    this->update();


void QtWidgetTitleBar::paintEvent(QPaintEvent *)

    QPainter painter(this);
    painter.setRenderHints(QPainter::SmoothPixmapTransform | QPainter::TextAntialiasing);
    painter.scale(m_scaleX, m_scaleY);

    QRect rect(0, 0, m_nBaseWidth, m_nBaseHeight);
    if (m_pixmapBackground.isNull())
    
        painter.fillRect(rect, m_colorBackground);
    
    else
    
        painter.drawPixmap(rect, m_pixmapBackground);
    

    // 绘制文字
    QFont font = painter.font();
    font.setPixelSize(m_nFontSize);
    painter.setFont(font);
    painter.setPen(m_colorText);
    painter.drawText(rect, Qt::AlignCenter, m_strTitle);

2.1.3 QtAnimationWidget

属性动画移动窗体，该类用于在窗口中实现一些简单的动画效果，如音乐播放器会有一个唱片转动和唱针抬起放下的动作。

该类通过调用Qt的QPropertyAnimation属性动画类，实现相关的功能:

QtAnimationWidget::QtAnimationWidget(QWidget *parent) : QtWidgetBase(parent)

    m_bShow = false;
    m_animation = new QPropertyAnimation(this, "pos");
    m_colorBackground = QColor("#ffffff");
    connect(m_animation, SIGNAL(finished()), this, SLOT(SltAnimationFinished()));
    connect(m_animation, SIGNAL(finished()), this, SIGNAL(signalAnimationFinished()));


void QtAnimationWidget::StartAnimation(const QPoint &startPos, const QPoint &endPos, int duration, bool bShow)

    if (m_animation->state() != QPropertyAnimation::Stopped)
    
        m_animation->stop();
    
    if (!this->isVisible())
        this->setVisible(true);
    m_animation->setDuration(duration);
    m_animation->setStartValue(startPos);
    m_animation->setEndValue(endPos);
    m_bShow = bShow;
    m_animation->start();

QPropertyAnimation类的主要API接口：

• setStartValue：指定动作的初始状态
• setEndValue：指定动作的最终状态
• setDuration：指定动画时长，单位为毫秒
• start：进行动画播放

2.2 qtsliderbar

用于实现自定义滑条控件，分为水平滑条与竖直滑条，音乐播放器的播放进度，需要用到水平滑条，音乐播放器的音量调节，需要用到竖直滑条。滑条的基本形状是一个具有一定粗细的直线代表滑条，上面一个圆形代表滑块，可以是两个颜色不同的同心圆。

画水平滑条的主要代码如下：

//画水平滑条
void QtSliderBar::drawHorizontalBar(QPainter *painter)

    painter->save();
    QPen pen(m_colorSlider, m_nSliderSize, Qt::SolidLine, Qt::RoundCap);
    painter->setPen(pen);
    int nY = this->height() / 2;
    int radius = m_nHandleSize / 2;
    painter->drawLine(radius, nY, this->width() - radius, nY);

    // 先绘制那个大圆
    QRect rect(m_nOffset - radius, nY - radius, m_nHandleSize, m_nHandleSize);
    painter->setPen(Qt::NoPen);
    painter->setBrush(m_bShowHandleBg ? m_colorHandleBg : m_colorHandle);
    painter->drawEllipse(rect.left(), rect.top(), m_nHandleSize, m_nHandleSize);

    QPainterPath path;
    path.moveTo(radius, nY);
    path.lineTo((m_nOffset >= m_nHandleSize) ? m_nOffset - radius : radius, nY);
    path.addEllipse(rect.left() + radius / 2, nY - radius / 2, radius, radius);

    pen.setColor(m_colorHandle);
    painter->setPen(pen);
    painter->setBrush(m_colorHandle);
    painter->drawPath(path);
    painter->restore();

2.3 qtpixmapbutton

图片按钮，顾名思义就是(小)图片形式的按钮，支持未按下和按下后的两种样式的图片显示。如音乐播放器的这些操作按钮，都是图片形式的按钮

该类在构造函数时，将按钮的id，图片按钮要显示的位置，未按下时和按下时要展示的图片，通过参数传入即可：

QtPixmapButton::QtPixmapButton(int id, QRect rect, QPixmap pixmapNormal, QPixmap pixmapPressed) :
    m_nId(id),m_rect(rect),m_strText(""),m_pixmapNormal(pixmapNormal),
    m_pixmapPressed(pixmapPressed),m_bPressed(false),m_bVisible(true),
    m_bCheckAble(false),m_bChecked(false),m_bEnable(true)




QPixmap QtPixmapButton::pixmap()

    return (m_bPressed || m_bChecked) ? m_pixmapPressed : m_pixmapNormal;

2.4 qtlistwidget

这个cpp文件中定义了2个类：

• QtListWidgetItem
• QtListWidget

2.4.1 QtListWidgetItem

该类用于表示列表中的每一个项，可以是字符，并且可以带有图片(图标)：

class QtListWidgetItem

public:
    QtListWidgetItem(int id, const QStringList &args);
    QtListWidgetItem(int id, const QString &name);
    QtListWidgetItem(int id, const QString &name, const QPixmap &icon);
    QtListWidgetItem(int id, const QString &path, const QString &name, const QPixmap &icon);

    int m_nId;

    QString m_strText;
    QPixmap m_pixmapIcon;
    QString m_strBaseName;
    QString m_strPath;
    QRect m_rect;

    QStringList m_strMultiParameters;
    bool m_bPressed;
;

2.4.2 QtListWidget

项目的显示，可以按列显示，也可以按行显示，并且支持鼠标的滑动显示，音乐播放器的音乐列表，就是按列显示的：

该组件的类定义如下：

class QtListWidget : public QtWidgetBase

    Q_OBJECT
public:
    typedef enum
    
        None,
        LeftDirection,
        RightDirection,
        UpDirection,
        DownDirection
     MoveDirection;
    Q_PROPERTY(int xPos READ movePos WRITE setMovePos)

    explicit QtListWidget(QWidget *parent = 0);
    ~QtListWidget();

    QtListWidgetItem *currentItem();
    void AddItem(int id, QtListWidgetItem *item);
    void SetItems(const QMap<int, QtListWidgetItem *> &items);

    void SetBackground(const QPixmap &pixmap);
    void SetBackground(const QColor &color);

    void setItemSize(int size);
    void setHoriazontal(bool bOk);

    void setAlignment(Qt::Alignment aligns);
    void setScaleSize(int w, int h);

public slots:
    void setPrevIndex();
    void setCurrentIndex(int index);
    void setNexIndex();

signals:
    void currentItemClicked(QtListWidgetItem *item);
    void currentIndexClicked(int index);

private:
    void setMovePos(int nValue);
    int movePos()  return m_nStartPos; 
    void ClearItems();

private:
    bool m_bPressed;
    QPoint m_startPos;
    int m_nStartPos;
    int m_nMoveEndValue;
    bool m_bRecovery;

protected:
    QMap<int, QtListWidgetItem *> m_listItems;
    int m_alignment;

    QColor m_backgroundColor;
    QPixmap m_pixmapWallpaper;
    QColor m_colorText;

    int m_nStartIndex;
    int m_nCurrentIndex;

    int m_nMargin;
    int m_nSpace;

    int m_nItemShowCnt;
    int m_nItemSize;
    bool m_bHorizontal;

    QPropertyAnimation *m_animationMove;
    int m_nDirection;

protected:
    QSize sizeHint() const;

    void resizeEvent(QResizeEvent *e);
    void mousePressEvent(QMouseEvent *e);
    void mouseReleaseEvent(QMouseEvent *);
    void mouseMoveEvent(QMouseEvent *e);

    void paintEvent(QPaintEvent *);
    void drawHorizontalItem(QPainter *painter);
    void drawVerticalItem(QPainter *painter);
    virtual void drawItemInfo(QPainter *painter, QtListWidgetItem *item);
;

3 音乐播放器代码

上面介绍了一些公用的自定义组件，下面就是利用这些自定义组件，以及Qt的各种功能，实现一个音乐播放器。

3.1 音乐播放

音乐播放部分，主要有三部分功能：

• 音频解码播放：使用Qt自带的媒体播放器组件QMediaPlayer进行音频播放
• 播放时的按钮操作：上一首、暂停/继续、下一首、播放进度调节、音量调节、音乐列表按钮
• 唱片动画界面：在音乐播放时显示一个唱片转动的动画效果，以及唱针放下抬起的动作

3.1.1 QMediaPlayer播放音频

这里使用Qt自带的QMediaPlayer组件进行音频的播放，QMediaPlayer播放音频的基本步骤为：

• 创建一个QMediaPlayer
• 连接播放位置变化的槽函数
• 设置播放的音乐文件
• 设置音量
• 开始播放

player = new QMediaPlayer;
connect(player, SIGNAL(positionChanged(qint64)), this, SLOT(positionChanged(qint64)));
player->setMedia(QUrl::fromLocalFile("./Music/test.mp3"));
player->setVolume(50);
player->play();

本项目的音频播放初始化部分：

void MusicPlayer::InitPlayer()

    m_player = new QMediaPlayer(this);
    m_player->setPlaylist(m_widgetMusicList->playList());
    connect(m_player, SIGNAL(durationChanged(qint64)), this, SLOT(SltDurationChanged(qint64)));
    connect(m_player, SIGNAL(positionChanged(qint64)), this, SLOT(SltPostionChanged(qint64)));
    connect(m_player, SIGNAL(error(QMediaPlayer::Error)), this, SLOT(SltMediaError(QMediaPlayer::Error)));

    m_volumeSlider = new QtSliderBar(this);
    m_volumeSlider->SetHorizontal(false);
    m_volumeSlider->SetValue(100);
    m_volumeSlider->hide();
    connect(m_volumeSlider, SIGNAL(currentValueChanged(int)), m_player, SLOT(setVolume(int)));

3.1.2 播放操作按钮

音乐播放时，需要用到播放、暂停、继续、上一首、下一首、进度调节、音量调节等操作按钮，这里的对应按钮使用图标显示为对应的按钮，通过加载QPixmap来实现：

void MusicToolBar::InitWidget()

    // 按钮
    m_btns.insert(0, new QtPixmapButton(0, QRect(12, 4, 60, 60), QPixmap(":/images/music/ic_prev.png"), QPixmap(":/images/music/ic_prev_pre.png")));
    m_btns.insert(1, new QtPixmapButton(1, QRect(64, 4, 60, 60), QPixmap(":/images/music/ic_play.png"), QPixmap(":/images/music/ic_pause.png")));
    m_btns.insert(2, new QtPixmapButton(2, QRect(128, 4, 60, 60), QPixmap(":/images/music/ic_next.png"), QPixmap(":/images/music/ic_next_pre.png")));
    m_btns.insert(3, new QtPixmapButton(3, QRect(680, 4, 60, 60), QPixmap(":/images/music/ic_volume.png"), QPixmap(":/images/music/ic_volume_pre.png")));
    m_btns.insert(4, new QtPixmapButton(4, QRect(740, 4, 60, 60), QPixmap(":/images/music/ic_list.png"), QPixmap(":/images/music/ic_list_pre.png")));
    m_btns.value(1)->setCheckAble(true);
    connect(this, SIGNAL(signalBtnClicked(int)), this, SLOT(SltBtnClicket(int)));

    // 进度条
    m_progressBar = new QtSliderBar(this);
    m_progressBar->SetHorizontal(true);
    m_progressBar->SetMaxValue(0);
    m_progressBar->SetValue(0);
    // 进度条的值改变, 转变为MusicToolBar的信号currentPostionChanged()
    connect(m_progressBar, SIGNAL(currentValueChanged(int)), this, SIGNAL(currentPostionChanged(int)));

3.1.3 播放时的动画界面

为了在播放时能有视觉上的动态效果，这里加了一个唱片转动的动画效果，当音乐播放时，唱针移动到唱片上，唱片开始转动。

MusicRecord::MusicRecord(QWidget *parent) : QtWidgetBase(parent)

    m_nRotateCD = 0;
    m_nRotateHandle = 0;
    m_bPlay = false;

    m_nBaseWidth = 400;
    m_nBaseHeight = 350;

    m_handlePixmap = new PixmapItem(QPixmap(":/images/music/ic_handle.png"), this);
    m_pixmapRecord = QPixmap(":/images/music/ic_blackrecord.png");
    m_pixmapArtist = QPixmap(":/images/music/ic_cd.png");

    m_timer = new QTimer(this);
    m_timer->setInterval(100);
    connect(m_timer, SIGNAL(timeout()), this, SLOT(SltCicleRun()));

    m_animationHandle = new QPropertyAnimation(m_handlePixmap, "ratote");
    m_animationHandle->setDuration(300);
    m_animationHandle->setEasingCurve(QEasingCurve::Linear);
    connect(m_animationHandle, SIGNAL(valueChanged(QVariant)), this, SLOT(SltHandleMove(QVariant)));

void MusicRecord::Start()

    m_bPlay = true;
    m_timer->start();

    m_animationHandle->setStartValue(0);
    m_animationHandle->setEndValue(30);
    m_animationHandle->start();
    this->update();


void MusicRecord::Stop()

    m_bPlay = false;
    m_timer->stop();
    m_animationHandle->setStartValue(30);
    m_animationHandle->setEndValue(0);
    m_animationHandle->start();
    this->update();

3.2 播放列表

播放列表功能用来实现音频文件的显示，以及手动指定切换要播放的音乐。

3.2.1 读取音乐文件

这里使用Qt的QMediaPlaylist组件来实现音乐列表的管理。QMediaPlaylist是一个列表，它可以保存媒体文件，包括媒体路径等信息，它具有着列表的性质，比如添加删除插入等，但它能做的，比单纯的储存要多得多。设置播放顺序，对播放的控制，保存到本地，从本地读取，都可以很方便地实现。

void MusicPlayListWidget::ScanDirMedias(const QString &path)

    QDir dir(path);
    if (!dir.exists())
        return;
    dir.setFilter(QDir::Dirs | QDir::Files);
    dir.setSorting(QDir::DirsFirst);
    QFileInfoList list = dir.entryInfoList();
    int index = m_mapItems.size();
    for (int i = 0; i < list.size(); i++)
    
        QFileInfo fileInfo = list.at(i);
        if (fileInfo.fileName() == "." || fileInfo.fileName() == "..")
        
            continue;
        

        if (fileInfo.isDir())
        
            ScanDirMedias(fileInfo.filePath());
        
        else if (fileInfo.suffix() == "mp3")
        
            QString strName = fileInfo.baseName().toLocal8Bit().constData();
            QString strPath = fileInfo.absoluteFilePath().toLocal8Bit().constData();
            m_playList->addMedia(QUrl::fromLocalFile(strPath));
            m_mapItems.insert(index, new QtListWidgetItem(index, strPath, strName, QPixmap()));
            index++;
        
    

3.2.2 音乐列表界面

音乐列表的具体界面实现，主要是在对应的矩形位置，显示各个音乐文件的名称：

MusicPlayListWidget::MusicPlayListWidget(QWidget *parent) : QtAnimationWidget(parent)

    this->setAttribute(Qt::WA_TranslucentBackground);
    m_colorBackground = QColor("#5362b5");
    m_nBaseWidth = 405;
    m_nBaseHeight = 350;
    m_nYPos = 60;

    m_listWidget = new PlayListWidget(this);
    QVBoxLayout *verLayout = new QVBoxLayout(this);
    verLayout->setContentsMargins(0, 10, 0, 10);
    verLayout->setSpacing(0);
    verLayout->addStretch(1);
    verLayout->addWidget(m_listWidget, 9);

    // 播放列表(创建一个QMediaPlaylist))
    m_playList = new QMediaPlaylist(this);
    m_playList->setPlaybackMode(QMediaPlaylist::Loop);
    connect(m_playList, SIGNAL(currentIndexChanged(int)), this, SLOT(SltCurrMediaChanged(int)));
    connect(m_listWidget, SIGNAL(currentIndexClicked(int)), m_playList, SLOT(setCurrentIndex(int)));

3.3 歌词显示

歌词显示功能，需要在音乐播放的时候，能根据播放的进度，显示对应的歌词。

3.3.1 歌词显示界面

歌词界面的具体界面实现，主要是在对应的矩形位置，显示当前音乐播放位置前后的音乐歌词，并高亮当前播放的那句歌词：

void LyricWidget::drawLyricLines(QPainter *painter)

    painter->save();
    QTextOption option;
    option.setWrapMode(QTextOption::WordWrap);
    option.setAlignment(Qt::AlignCenter);

    QRect rect(0, 0, m_nBaseWidth, 52);
    int index = 0;
    for (int i = 0; i < m_nShowCount; i++)
    
        rect = QRect(rect.left(), rect.bottom(), rect.width(), LYRIC_LINE_HEIGHT);
        index = m_nStartIndex + i;
        QString strText = index < m_strLyricLines.size() ? m_strLyricLines.at(index) : "";
        painter->setPen(index == m_nCurrentIndex ? Qt::white : Qt::black);
        painter->drawText(rect, strText, option);
    
    painter->restore();

3.3.2 歌词显示时间计算

通过下面这个函数，计算当前音乐播放的位置：

void LyricWidget::SetLyricPostion(int postion)

    if (!m_bLyricLoad)
        return;
    m_lyricFactory->findIndex(postion);

4 交叉编译与测试

如果是在Windows上编写的程序，并且支持Windows上运行，在Qt程序编写好后，可以先在Windows查看运行效果。

通过交叉编译，来测试音乐播放器在OK3568-C板子上的播放效果。

为了方便每次的编译，我这里编写一个my3568build.sh的编译脚本：

#! /bin/bash

mkdir -p build
cd build

export PATH=/home/xxpcb/myTest/OK3568/sourcecode/OK3568-linux-source/buildroot/output/OK3568/host/bin:$PATH

qmake .. && make

然后执行该脚本即可编译:

./my3568build.sh 

将编译成功的可执行文件MusicPlayer复制到OK3568-C板子中，然后在其同目录下创建一个music文件夹，里面放入若干个mp3音乐文件和对应的歌词文件，然后就可以测试了：

文件复制到板子，我这里使用的ADB无线传输的方式，比较方便，具体ADB操作演示，可参考上篇文章最后的Qt交叉编译与测试部分

需注意的是，板子里的这个Linux系统，不支持中文的显示，所以我把歌名都先改成了字母后再复制到板子中进行测试。

5 总结

本篇介绍了使用Qt开发一个音乐播放器，首先是一个Qt自定义控件的介绍，包括滑条、图标按钮、列表等，然后使用这些自定义组件，以及Qt的各种功能，实现一个音乐播放器，具有基础的音乐播放、暂停继续、歌曲列表显示，歌曲切换等功能。代码可以在Windows上运行，通过交叉编译，可以在OK-3568这块Linux板子上运行。