C++ 音视频开发常考面试题总结

1. H.264/H.265/AV1 选型决策指标

场景：RTC（低延迟） vs VOD（高压缩）
码率收益：AV1 > H.265 > H.264
编码复杂度：AV1 > H.265 > H.264
硬件适配：H.264 最广，AV1 硬件支持仍在普及
授权风险：H.265 有专利池，AV1 开源无授权

2. 编码器速度与画质权衡调参

GOP 长度：直播短 GOP（2s），点播长 GOP（10s）
B 帧策略：点播多 B 帧提压缩，直播少 B 帧降延迟
码控模式：CBR（直播稳定码率）、VBR（点播画质优先）、CRF（恒定画质）

3. 花屏、绿屏、马赛克问题调试流程

查 PTS/DTS 时间戳是否对齐
查解码日志是否有错误帧
查色彩空间、像素格式是否匹配
查内存对齐与越界问题

4. 色彩空间与色度抽样对编解码的影响

BT.601（标清）、BT.709（高清）、BT.2020（超高清/HDR）
4:2:0 是主流，压缩率高；4:4:4 画质好但码率高
HDR（PQ/HLG）需要 10bit 以上位深，编解码复杂度更高

5. FFmpeg 二次开发封装经验

复用解复用器、编码器上下文，避免重复初始化
滤镜链（Filter Graph）统一管理，减少冗余计算
硬编坑：VAAPI/MediaCodec/VideoToolbox 平台差异大，需要适配层

// FFmpeg 硬编初始化示例 (H.264 via VAAPI)
AVCodecContext* init_h264_vaapi(AVBufferRef* hw_device_ctx, int width, int height, int bitrate) {
    const AVCodec* codec = avcodec_find_encoder_by_name("h264_vaapi");
    AVCodecContext* ctx = avcodec_alloc_context3(codec);
    ctx->width = width;
    ctx->height = height;
    ctx->time_base = (AVRational){1, 25};
    ctx->framerate = (AVRational){25, 1};
    ctx->pix_fmt = AV_PIX_FMT_VAAPI;
    ctx->hw_device_ctx = av_buffer_ref(hw_device_ctx);
    ctx->bit_rate = bitrate;
    avcodec_open2(ctx, codec, nullptr);
    return ctx;
}

6. 端到端延迟飙升排查顺序

采集/前处理：是否有 CPU 过载
编码：是否开启了过慢的预设
传输：RTT、丢包、带宽是否异常
接收端：jitter buffer 是否过大
渲染：是否有 vsync 等待

7. 弱网丢包 15% 场景的抗丢包策略

NACK：小范围丢包，重传请求
FEC：中等丢包，前向纠错，冗余度 20-30%
RED：高丢包，冗余编码，保护关键帧
带宽回退：动态降码率、分辨率，避免拥塞

8. ABR 自适应码率算法核心

带宽估计：滑动窗口平滑，避免抖动
缓冲阈值：低缓冲降码率，高缓冲提码率
质量切换：平滑过渡，避免播放震荡

9. jitter buffer 设计要点

抖动估计：基于 RTP 时间戳计算网络抖动
重排序：按时间戳排序，处理乱序包
最大缓存：平衡时延与丢包恢复，直播 200-400ms

// 简化版 Jitter Buffer 帧排序
struct Frame { uint32_t ts; vector<uint8_t> data; };
vector<Frame> jitter_buffer;
void insert_frame(Frame f) {
    auto it = lower_bound(jitter_buffer.begin(), jitter_buffer.end(), f,
        [](const Frame& a, const Frame& b) { return a.ts < b.ts; });
    jitter_buffer.insert(it, f);
}
Frame get_frame(uint32_t play_ts) {
    if (jitter_buffer.empty() || jitter_buffer[0].ts > play_ts) return {};
    Frame f = jitter_buffer[0];
    jitter_buffer.erase(jitter_buffer.begin());
    return f;
}