NuShell FFMpeg Utils
Intro
个人经常将Onedrive收藏的 h264 视频转码为 vp9/av1/hevc 等格式，理想情况下能节省50%的体积（没统计，纯靠记忆）。一次工作一般包含下面三个任务:
- 分析视频编码情况
- 转码
- 查看转码前后体积对比情况
| 分析编码情况 | 转码 | 对比视频转码前后体积 |
|---|---|---|
 |  |  |
人工批量操作耗时费力，因此编写了部分Nushell函数，利用Nushell的并行任务（par-each）特性，对视频进行批量的处理。例如转码是相当耗时的操作，那么就可以在睡前执行 caffeinate -i nu --config $nu.config-path -c "vp9 ./"，等第二天醒了视频基本就压缩好了。
Quick Installation
NU
$ cd $nu.default-config-dir$ wget -O ./ffmpeg.nu https://gist.githubusercontent.com/Efterklang/8987259eb3dc5f0fb79c49ea1b1f29eb/raw/b7f00ec5679805df35fd9bc95e5264d3ffac8ed2/ffmepg.nu$ echo 'source ./ffmpeg.nu' | save --append $nu.config-pathRequired Knowledge
Nushell Features
- Operators | Nushell#spread-operator 用于处理可变参数，允许函数接收多个输入路径
- Closure | Nushell 可类比其他语言中的匿名函数，可作为参数传递给
each或par-each - each and par-each | Nushell 迭代处理数据，其中
par-each支持并行执行，充分利用多核 CPU，加快任务处理速度
FFMPEG
ffprobe用于查看媒体文件的元数据（如编码格式、分辨率、时长等），一般跟ffmpeg捆绑下载的- ffmpeg 强大的音视频处理工具，支持转码、格式转换等操作。一行
ffmpeg -i input.mp4 -vcodec vp9 output.mp4即可将视频转码为VP9；ffmpeg支持更精细的参数调整，比如视频质量这些，这里就不介绍了
MISC
- 容器格式 (mp4, webm etc.)
- Encoding & Decoding
- Software Encoding & Software Decoding：依赖 CPU 处理，兼容性好但速度较慢
- Hardware Encoding & Hardware Decoding：利用 GPU 加速，效率更高（需硬件支持）
选择Software Encoding 或 Hardware Encoding看个人权衡，网上资料总结来看，Hardware Encoding速度更快，质量相对差一点。可以执行 ffmpeg -hwaccels 命令查看PC支持的硬件加速方式。也可参考下面链接，查看厂商对硬件编码的支持情况
- Nvidia (包含最新的Nvidia产品): Video Encode and Decode GPU Support Matrix | NVIDIA Developer
- Intel, Nvidia, Amd (截止2023年6月8日) 三大显卡厂商(Intel NVIDIA AMD)产品对硬件解码编码支持程度列表 - 重庆Debug - 博客园
- Apple Silicon: M3芯片对硬件加速解码的支持情况如下
SHELL
$ ffmpeg -hide_banner -encoders | grep videotoolbox V....D h264_videotoolbox VideoToolbox H.264 Encoder (codec h264) V....D hevc_videotoolbox VideoToolbox H.265 Encoder (codec hevc) V....D prores_videotoolbox VideoToolbox ProRes Encoder (codec prores使用场景
在处理媒体文件前，需要先定位目标文件。编写了一个private helper function，通过spread operator ... 支持传入多个路径（文件或目录），并筛选出 .mp4 或 .webm 格式的文件：
NUSHELL
def _find_media_paths [...paths: string] { let ext_pattern = '\.(mp4|webm)$' # 如果没有指定路径，则默认使用当前目录 let files = if ($paths | is-empty) { ls . | where name =~ $ext_pattern } else { # 如果指定了路径，则迭代查找这些路径下的文件 $paths | each {|p| let expanded = ($p | path expand) ls $expanded | where name =~ $ext_pattern } | flatten } return $files}分析视频编码分布
个人云盘中包含 vp9, av1, h264 编码的视频。使用该函数统计一批视频的编码格式、分辨率等信息。
代码里使用 par-each 并行调用 ffprobe 提取信息，并按编码格式分组汇总。经不严谨测试，查看32个视频编码分布情况，使用 each 和 par-each 的时间分别为 1.839s 和 0.439s
Source Code
NU
def _format_duration [seconds: string] { let sec = ($seconds | into int) let hours = ($sec / 3600 | into int) # 计算小时数 let minutes = (($sec mod 3600) / 60 | into int) # 计算分钟数 let seconds = ($sec mod 60) # 计算剩余秒数 mut result = [] # 只有当值大于0时才添加到结果中 if $hours > 0 { $result = ($result | append $'($hours)h') } if $minutes > 0 { $result = ($result | append $'($minutes)m') } if $seconds > 0 { $result = ($result | append $'($seconds | math round -p 2)s') } $result | str join ' ' # 用空格连接各部分}def _get_video_info [file: string] { # 使用 ffprobe 获取视频流和格式信息 let ffprobe_output = (ffprobe -v error -select_streams v:0 -show_entries stream=codec_name,width,height:format=duration -of json $file | from json) let stream = ($ffprobe_output.streams | first) # 获取第一个视频流 let format = ($ffprobe_output.format) # 获取格式信息 # 格式化时长，如果失败则显示 N/A let duration = try { _format_duration $format.duration } catch { "N/A" } # 返回视频信息结构 return { codec: ($stream.codec_name) width: ($stream.width) height: ($stream.height) duration: $duration }}def vcodec-analysis [...paths: string] { let files = (_find_media_paths ...$paths) # 并行执行 _get_video_info 获取信息 $files | par-each {|file| let video_info = (_get_video_info $file.name) { file: ($file.name | path basename) codec: $video_info.codec resolution: $'($video_info.width)x($video_info.height)' duration: $video_info.duration size: $file.size } } | group-by codec # 按编解码器类型分组}alias va = vcodec-analysisUsage Demo
NU
# 查看当前目录下av1编码的视频元信息va | select av1╭──────┬────────────────────────────────────────────────────────────╮│ │ ╭───┬────────┬───────┬────────────┬───────────┬──────────╮ ││ vp9 │ │ # │ file │ codec │ resolution │ duration │ size │ ││ │ ├───┼────────┼───────┼────────────┼───────────┼──────────┤ ││ │ │ 0 │ 1.webm │ vp9 │ 1920x1080 │ 29m 13.0s │ 280.9 MB │ ││ │ │ 1 │ 2.webm │ vp9 │ 1920x1080 │ 29m 41.0s │ 257.9 MB │ ││ │ │ 2 │ 3.webm │ vp9 │ 1920x1080 │ 29m 49.0s │ 219.4 MB │ ││ │ ╰───┴────────┴───────┴────────────┴───────────┴──────────╯ ││ │ ╭───┬────────┬───────┬────────────┬───────────┬──────────╮ ││ h264 │ │ # │ file │ codec │ resolution │ duration │ size │ ││ │ ├───┼────────┼───────┼────────────┼───────────┼──────────┤ ││ │ │ 0 │ 11.mp4 │ h264 │ 1920x1080 │ 29m 42.0s │ 786.5 MB │ ││ │ ╰───┴────────┴───────┴────────────┴───────────┴──────────╯ │╰──────┴────────────────────────────────────────────────────────────╯# 查看 test.mp4 的视频元信息$ va ./test.mp4╭──────┬────────────────────────────────────────────────────────────╮│ │ ╭───┬────────┬───────┬────────────┬───────────┬──────────╮ ││ h264 │ │ # │ file │ codec │ resolution │ duration │ size │ ││ │ ├───┼────────┼───────┼────────────┼───────────┼──────────┤ ││ │ │ 0 │ 11.mp4 │ h264 │ 1920x1080 │ 29m 42.0s │ 786.5 MB │ ││ │ ╰───┴────────┴───────┴────────────┴───────────┴──────────╯ │╰──────┴────────────────────────────────────────────────────────────╯# 导出成json格式, 也可使用to md/csv/html etc.$ va | to json{ "vp9": [ { "file": "1.webm", "codec": "vp9", "resolution": "1920x1080", "duration": "29m 13.0s", "size": 280957470 }, { "file": "2.webm", "codec": "vp9", "resolution": "1920x1080", "duration": "29m 41.0s", "size": 257923553 }, { "file": "3.webm", "codec": "vp9", "resolution": "1920x1080", "duration": "29m 49.0s", "size": 219479954 } ], "h264": [ { "file": "11.mp4", "codec": "h264", "resolution": "1920x1080", "duration": "29m 42.0s", "size": 786576948 } ]}批量转码
vp9 和 av1 两个函数分别用于将视频批量转码为 VP9 或 AV1 格式。视频转码是耗时操作，这里利用 par-each 并行处理可充分利用多核 CPU；转码后的文件存放路径为 ~/Downloads/ffmpeg_out 目录下，默认用 webm 作为容器格式
Note
vp9-night是用了macos的caffeinate程序，用于防止电脑休眠的，执行软件编码还是挺吃CPU的，难免影响电脑使用体验，晚上执行的话就没什么影响了。ps --long | where name has "ffmpeg"查看运行中的ffmpeg任务
Source Code
NU
def transcode [input_file: string codec: string ext: string = "webm"] { let output_dir = $nu.home-path | path join "Downloads/ffmpeg_out" mkdir $output_dir let base = ($input_file | path parse | get stem) # 获取不带扩展名的文件名 let output_file = ($output_dir | path join $"($base).($ext)") # 构造输出文件路径 ffmpeg -i $input_file -vcodec $codec $output_file # 执行转码}# TODO 这里其实可以优化一下，只处理非vp9编码的视频def vp9 [...input_file: string] { let input_files = (_find_media_paths ...$input_file) $input_files | par-each {|file| print $"Processing: ($file.name)"; transcode $file.name "libvpx-vp9"; }}# 睡前压一下视频，macos使用caffeinate避免睡眠alias vp9-night = caffeinate -i nu --config $nu.config-path -c "vp9 ./"# AV1压缩率要更好，但个人使用AV1编码速度还是慢于VP9def av1 [...input_file: string] { let input_files = (_find_media_paths ...$input_file) $input_files | par-each {|file| print $"Processing: ($file.name)"; transcode $file.name "libaom-av1"; }}对比转码前后的文件差异
此功能图一乐，对比编码前后体积，偶尔会看到h264转码成vp9体积反而增加了的情况，不过就遇到两次。
Source Code
NU
def trans_diff [input_file: string] { let output_file = $"~/Downloads/ffmpeg_out/($input_file | path parse | get stem).webm" # 检查输出文件是否存在 let output_path = ($output_file | path expand) if not ($output_path | path exists) { print $"❌ 输出文件不存在: ($output_path)" return } # 获取文件大小 let input_size = (ls $input_file | get size | first) let output_size = (ls $output_path | get size | first) let saved_size = ($input_size - $output_size) let size_ratio = (($output_size / $input_size) * 100 | math round -p 2) # 显示分析结果 let analysis_result = (va $input_file $output_path) # 展开显示每个编解码器组的详细信息 $analysis_result | transpose codec data | each { |row| print $"\n🎥 ($row.codec) 编解码器:" print ($row.data) } # 打印节省的大小信息 print $"\n💾 文件大小对比:" print $"💰 节省: ($saved_size)" print $"📊 转码后/原文件: ($size_ratio)%\n"}alias td = trans_diffNuShell FFMpeg Utils