Video for Linux (V4L) 是Linux系统中用于处理视频设备的一组API和框架，提供视频采集、视频流处理和视频播放等功能。
Video for Linux的核心是V4L2（Video for Linux 2）框架，它为视频设备提供了设备抽象层和统一的控制接口。V4L2框架不仅支持各种类型的视频设备，如摄像头和视频采集卡，还提供了丰富的视频流处理功能，包括图像缩放、色彩空间转换、帧率控制等。具体如下：
- 设备抽象层：V4L2的设备抽象层使得应用程序可以与不同类型的视频设备通信，不论它们是摄像头还是视频采集卡。这种抽象使得开发者能够编写更加通用的代码，从而适应多种硬件设备。
- 统一的控制接口：V4L2定义了一套统一的控制接口，通过这些接口可以配置和调整视频设备的各种参数，例如亮度、对比度、饱和度等。这为开发者提供了极大的便利，使得他们能够以一致的方式控制各种不同的视频设备。
- 视频捕获输出：V4L2支持视频的捕获和输出功能，可以从视频设备获取原始图像数据，并将其保存到文件或实时显示。这不仅适用于简单的应用如拍照和录像，也适用于需要实时视频处理的高级应用。
- 视频流处理：V4L2框架提供了丰富的视频流处理功能，包括图像缩放、色彩空间转换、帧率控制、图像增强等。这些功能使得V4L2成为开发视频相关应用的强大工具，无论是在性能上还是在灵活性上都表现优异。
- 多线程支持：V4L2允许多线程访问视频设备，这在处理高并发的视频流时特别重要。多线程支持确保了高效和平稳的视频数据处理，特别是在多任务环境中。
以下是一个简单的Video for Linux (V4L)例程，用于打开摄像头并捕获一帧图像：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <sys/mman.h>
#include <linux/videodev2.h>int main(int argc, char *argv[]) {int fd;struct v4l2_capability cap;struct v4l2_format fmt;unsigned int i;if (argc != 2) {printf("Usage: %s <device>
", argv[0]);return 1;}fd = open(argv[1], O_RDWR);if (fd == -1) {perror("Opening video device");return errno;}if (ioctl(fd, VIDIOC_QUERYCAP, &cap) == -1) {perror("Querying capabilities");return errno;}memset(&fmt, 0, sizeof(fmt));fmt.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;fmt.fmt.pix.width = 640;fmt.fmt.pix.height = 480;fmt.fmt.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV;fmt.fmt.pix.field = V4L2_FIELD_INTERLACED;if (ioctl(fd, VIDIOC_S_FMT, &fmt) == -1) {perror("Setting format");return errno;}// Capture a single frame and print its dimensionsstruct v4l2_buffer buf;memset(&buf, 0, sizeof(buf));buf.type = V4L2_BUF_TYPE_VIDEO_CAPTURE;buf.memory = V4L2_MEMORY_MMAP;buf.index = 0;if (ioctl(fd, VIDIOC_QBUF, &buf) == -1) {perror("Queueing buffer");return errno;}if (ioctl(fd, VIDIOC_STREAMON, &buf.type) == -1) {perror("Starting stream");return errno;}if (ioctl(fd, VIDIOC_DQBUF, &buf) == -1) {perror("Dequeuing buffer");return errno;}printf("Captured image size: %dx%d
", fmt.fmt.pix.width, fmt.fmt.pix.height);close(fd);return 0;
}
这个例程首先打开指定的视频设备文件（例如/dev/video0），然后查询设备的功能和格式。接下来，它设置所需的视频格式，包括分辨率、像素格式等。最后，它捕获一帧图像并打印其尺寸。请注意，此示例仅捕获一帧图像，并未保存到文件中或进行进一步处理。
