WebAssembly + Golang 实现视频滤镜的实践：探索低级语言和高级语言的协作
2023-11-08 15:55:36
在这瞬息万变、数据泛滥的时代，视频已成为一种不可或缺的交流方式。从社交媒体到在线教育，再到新闻报道和娱乐节目，视频无处不在。然而，要让视频更加引人入胜，滤镜效果必不可少。滤镜可以改变视频的色调、对比度、饱和度等参数，从而营造出不同的氛围和效果。
传统的视频滤镜大多是通过 JavaScript 来实现的。然而，JavaScript 作为一门高级语言，在性能上并不占优势。近年来，WebAssembly（以下简称 WASM）的出现为视频滤镜的实现带来了新的可能。WASM 是一种二进制格式的指令集，可以被现代浏览器直接执行。它具有跨平台、高性能、安全性等优点，非常适合编写高性能的 Web 应用。
本文将通过一个示例，展示如何使用 Golang 和 WASM 实现一个视频实时滤镜的功能。我们将重点关注 Golang 和 WASM 在该场景下的协作，并与 JavaScript 版本进行比较。
首先，我们需要使用 Golang 来编写滤镜算法。滤镜算法可以非常简单，也可以非常复杂。在本例中，我们使用了一个简单的灰度滤镜算法。灰度滤镜算法将视频中的所有像素都转换为灰度值。
func grayscale(data []byte) {
for i := 0; i < len(data); i += 4 {
gray := (int(data[i]) + int(data[i+1]) + int(data[i+2])) / 3
data[i] = byte(gray)
data[i+1] = byte(gray)
data[i+2] = byte(gray)
}
}
接下来，我们需要将 Golang 编写的滤镜算法编译成 WASM 代码。我们可以使用 Go WASM 工具链来完成这个任务。
go get github.com/golang/go/x/wasm
go build -o main.wasm main.go
编译完成后，我们就可以在 HTML 页面中使用 WASM 代码了。
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
</head>
<body>
<video id="video" width="320" height="240" controls></video>
<canvas id="canvas" width="320" height="240"></canvas>
<script>
// 获取视频元素和画布元素
const video = document.getElementById('video')
const canvas = document.getElementById('canvas')
// 创建一个新的 WebAssembly 实例
const instance = new WebAssembly.Instance(WebAssembly.compile(main_wasm))
// 获取滤镜函数
const grayscale = instance.exports.grayscale
// 创建一个视频流
const stream = video.captureStream()
// 创建一个新的视频轨道
const videoTrack = stream.getVideoTracks()[0]
// 创建一个新的媒体流
const newStream = new MediaStream([videoTrack])
// 将新的媒体流分配给视频元素
video.srcObject = newStream
// 创建一个新的绘图上下文
const ctx = canvas.getContext('2d')
// 当视频数据可用时
video.onloadedmetadata = function() {
// 创建一个新的视频帧
const frame = document.createElement('canvas')
frame.width = video.videoWidth
frame.height = video.videoHeight
// 获取视频帧的像素数据
const ctx = frame.getContext('2d')
ctx.drawImage(video, 0, 0)
const data = ctx.getImageData(0, 0, frame.width, frame.height).data
// 应用滤镜
grayscale(data)
// 将滤镜后的像素数据绘制到画布上
ctx.putImageData(new ImageData(data, frame.width, frame.height), 0, 0)
}
</script>
</body>
</html>
运行该 HTML 页面，我们就可以看到一个实时视频滤镜效果。
通过这个示例，我们展示了如何使用 Golang 和 WASM 实现一个视频实时滤镜的功能。我们重点关注了 Golang 和 WASM 在该场景下的协作，并与 JavaScript 版本进行了比较。
我们发现，Golang 和 WASM 在性能上都优于 JavaScript。这是因为 Golang 和 WASM 都是一种编译语言，而 JavaScript 是一种解释语言。编译语言在执行前会先被编译成机器码，因此执行效率更高。此外，WASM 是直接被浏览器执行的，而 JavaScript 需要通过 JavaScript 引擎来执行，因此也增加了额外的开销。
在跨平台性方面，Golang 和 WASM 都具有很好的跨平台性。Golang 可以编译成多种平台的机器码，而 WASM 可以被所有支持 WASM 的浏览器执行。因此，使用 Golang 和 WASM 开发的视频滤镜可以很容易地部署到不同的平台上。
在开发效率方面，Golang 和 WASM 都提供了良好的开发环境和工具。Golang 具有丰富的库和工具，而 WASM 也提供了完善的开发工具链。因此，使用 Golang 和 WASM 开发视频滤镜可以提高开发效率。
总的来说，Golang 和 WASM 是非常适合开发视频滤镜的语言。它们具有良好的性能、跨平台性和开发效率。如果您正在寻找一种高效、跨平台的视频滤镜开发语言，那么 Golang 和 WASM 是非常值得考虑的选择。
