Android平台实现无纸化同屏并推送RTMP或轻量级RTSP服务(毫秒级延迟)

技术背景

在写这篇文章之前,实际上几年之前,我们就有非常稳定的无纸化同屏的模块,本文借demo更新,算是做个新的总结,废话不多说,先看图,本文以Android平台屏幕实时采集推送,Windows播放为例,和大家做个技术分享。

技术考量指标

本文以大牛直播SDK前些年实现的Android同屏采集推送为例,大概介绍下一些技术考量指标。

1. 轻量级RTSP服务还是RTMP?

我们在做无纸化同屏的时候,问的最多的是,能不能不要自建服务,直接主讲人或教师端,直接启动轻量级RTSP服务,其他终端拉流,如果是小并发,比如5人内的小范围的同屏,Windows平台走轻量级RTSP无可厚非,如果是30-60甚至100人的会议室,建议走RTMP。

2. 推送分辨率和码率选择

我们接触到好多设备,性能一般,但是屏幕是高分屏,甚至可以采集到4K的,考虑到实时编码和并发环境下,AP的承载能力,一般建议选择适合自己的分辨率码率即可,不要只追求高分辨率高码率,导致组网困难,单个或双通道AP压力大,一般建议控制在1920*1080分辨率内,码率控制在1-5M。

3. 软编码还是硬编码

Windows平台,一般优先考虑软编,因为大多Windows性能瓶颈不太大,超过1080P可以考虑硬编,Android平台建议直接硬编码。

4. 高分屏采集编码效率低怎么办

高分屏,不管是Windows还是Android,采集后的数据,建议先压缩,再编码,Windows平台我们可以设置压缩比例(scale rate),Android平台亦可,比如采集原始屏幕,或者缩放后的屏幕,具体见下图:

  /* BackgroudService.java* Author: daniusdk.com*/ private void createScreenEnvironment() {sreenWindowWidth = mWindowManager.getDefaultDisplay().getWidth();screenWindowHeight = mWindowManager.getDefaultDisplay().getHeight();Log.i(TAG, "screenWindowWidth: " + sreenWindowWidth + ",screenWindowHeight: "+ screenWindowHeight);if (sreenWindowWidth > 800){if (screen_resolution_type_ == SCREEN_RESOLUTION_STANDARD){scale_rate = SCALE_RATE_HALF;sreenWindowWidth = align(sreenWindowWidth / 2, 16);screenWindowHeight = align(screenWindowHeight / 2, 16);}else if(screen_resolution_type_ == SCREEN_RESOLUTION_LOW){scale_rate = SCALE_RATE_TWO_FIFTHS;sreenWindowWidth = align(sreenWindowWidth * 2 / 5, 16);screenWindowHeight = align(screenWindowHeight * 2 / 5, 16);}}Log.i(TAG, "After adjust mWindowWidth: " + sreenWindowWidth + ", mWindowHeight: " + screenWindowHeight);int pf = mWindowManager.getDefaultDisplay().getPixelFormat();Log.i(TAG, "display format:" + pf);DisplayMetrics displayMetrics = new DisplayMetrics();mWindowManager.getDefaultDisplay().getMetrics(displayMetrics);mScreenDensity = displayMetrics.densityDpi;mImageReader = ImageReader.newInstance(sreenWindowWidth,screenWindowHeight, 0x1, 6);mMediaProjectionManager = (MediaProjectionManager) getSystemService(Context.MEDIA_PROJECTION_SERVICE);}

5. Android横竖屏自动适配

Android平台,如果是pad采集,基本就是横屏采集,如果手机端,需要确保横竖屏模式下都可以正常采集。

4. 为什么要考虑补帧

Android的时候,一定的采集模式下,屏幕如果没有变化,不会一直有实时屏幕数据回调下来,这时候,为了保持帧率或数据采集的完整性,建议补帧。

5. 异常网络处理、事件回调机制

网络状态,不管是推送端,还是播放端,都是需要有实时的状态回调,确保客户端可以实时感知网络状态。

backgroudService.SetEventListener(new EventListener() {@Overridepublic void onPublisherEventCallback(long handle, int id, long param1, long param2, String param3, String param4, Object param5) {String publisher_event = "";switch (id) {case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_STARTED:publisher_event = "开始..";break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_CONNECTING:publisher_event = "连接中..";break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_CONNECTION_FAILED:publisher_event = "连接失败..";break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_CONNECTED:publisher_event = "连接成功..";break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_DISCONNECTED:publisher_event = "连接断开..";break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_STOP:publisher_event = "关闭..";break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_RECORDER_START_NEW_FILE:publisher_event = "开始一个新的录像文件 : " + param3;break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_ONE_RECORDER_FILE_FINISHED:publisher_event = "已生成一个录像文件 : " + param3;break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_SEND_DELAY:publisher_event = "发送时延: " + param1 + " 帧数:" + param2;break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_CAPTURE_IMAGE:publisher_event = "快照: " + param1 + " 路径:" + param3;if (param1 == 0) {publisher_event = publisher_event + "截取快照成功..";} else {publisher_event = publisher_event + "截取快照失败..";}break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUBLISHER_RTSP_URL:publisher_event = "RTSP服务URL: " + param3;break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUSH_RTSP_SERVER_RESPONSE_STATUS_CODE:publisher_event = "RTSP status code received, codeID: " + param1 + ", RTSP URL: " + param3;break;case NTSmartEventID.EVENT_DANIULIVE_ERC_PUSH_RTSP_SERVER_NOT_SUPPORT:publisher_event = "服务器不支持RTSP推送, 推送的RTSP URL: " + param3;break;}String str = "当前状态:" + publisher_event;Log.i(TAG, str);if (handler_ != null) {Message message = new Message();message.what = PUBLISHER_EVENT_MSG;message.obj = publisher_event;handler_.sendMessage(message);}}});

6. 采集到的数据可以按需录像吗

可以,而且很有必要,同屏的时候,如果需要把开会或教授内容实时保存下来,可以随时启动录像。

    public boolean startRecorder(){Log.i(TAG, "onClick startRecorder..");if(!stream_publisher_.is_publishing()){startCaptureScreen();}if (layer_post_thread_ != null)layer_post_thread_.update_layers();if (stream_publisher_.is_recording()) {stopRecorder();return false;}InitAndSetConfig();ConfigRecorderParam();boolean start_ret = stream_publisher_.StartRecorder();if (!start_ret) {stream_publisher_.try_release();Log.e(TAG, "Failed to start recorder.");return false;}startAudioRecorder();startLayerPostThread();return true;}//停止录像public void stopRecorder() {stream_publisher_.StopRecorder();stream_publisher_.try_release();if (!stream_publisher_.is_publishing())stopAudioRecorder();}

7. 文字、图片水印

需要而且建议支持,比如实时时间、学校或公司logo等。

        //水印效果选择++++++++++watermarkSelctor = (Spinner) findViewById(R.id.watermarkSelctor);watermarkSelctor.setEnabled(false);final String[] watermarks = new String[]{"图片水印", "全部水印", "文字水印", "不加水印"};ArrayAdapter<String> adapterWatermark = new ArrayAdapter<String>(this,android.R.layout.simple_spinner_item, watermarks);adapterWatermark.setDropDownViewResource(android.R.layout.simple_spinner_dropdown_item);watermarkSelctor.setAdapter(adapterWatermark);watermarkSelctor.setSelection(3,true);watemarkType = 3;   //默认不加水印watermarkSelctor.setOnItemSelectedListener(new AdapterView.OnItemSelectedListener() {@Overridepublic void onItemSelected(AdapterView<?> parent, View view,int position, long id) {watemarkType = position;Log.i(TAG, "[水印类型]Currently choosing: " + watermarks[position] + ", watemarkType: " + watemarkType);if(backgroudService !=null) {backgroudService.updateWatermarker(watemarkType);}}@Overridepublic void onNothingSelected(AdapterView<?> parent) {}});

8. 可以同时启动轻量级RTSP服务吗

    public boolean startRtspService(int port){Log.i(TAG, "startRtspService++");rtsp_handle_ = lib_publisher_.OpenRtspServer(0);if (rtsp_handle_ == 0) {Log.e(TAG, "创建rtsp server实例失败! 请检查SDK有效性");} else {if (lib_publisher_.SetRtspServerPort(rtsp_handle_, port) != 0) {lib_publisher_.CloseRtspServer(rtsp_handle_);rtsp_handle_ = 0;Log.e(TAG, "创建rtsp server端口失败! 请检查端口是否重复或者端口不在范围内!");}if (lib_publisher_.StartRtspServer(rtsp_handle_, 0) == 0) {Log.i(TAG, "启动rtsp server 成功!");} else {lib_publisher_.CloseRtspServer(rtsp_handle_);rtsp_handle_ = 0;Log.e(TAG, "启动rtsp server失败! 请检查设置的端口是否被占用!");}isRTSPServiceRunning = true;}return true;}//停止RTSP服务public void stopRtspService() {Log.i(TAG, "stopRtspService++");if(!isRTSPServiceRunning){return;}if (lib_publisher_ != null && rtsp_handle_ != 0) {lib_publisher_.StopRtspServer(rtsp_handle_);lib_publisher_.CloseRtspServer(rtsp_handle_);rtsp_handle_ = 0;}isRTSPServiceRunning = false;}public boolean startRtspPublisher(){Log.i(TAG, "startRtspPublisher++");if(!stream_publisher_.is_publishing()){startCaptureScreen();}InitAndSetConfig();String rtsp_stream_name = "stream1";stream_publisher_.SetRtspStreamName(rtsp_stream_name);stream_publisher_.ClearRtspStreamServer();stream_publisher_.AddRtspStreamServer(rtsp_handle_);if (!stream_publisher_.StartRtspStream()) {stream_publisher_.try_release();Log.e(TAG, "调用发布rtsp流接口失败!");return false;}startAudioRecorder();startLayerPostThread();return true;}//停止发布RTSP流public void stopRtspPublisher() {Log.i(TAG, "stopRtspPublisher++");stream_publisher_.StopRtspStream();stream_publisher_.try_release();if (!stream_publisher_.is_publishing())stopAudioRecorder();}public int getRtspSessionNumbers(){int session_numbers = 0;if (lib_publisher_ != null && rtsp_handle_ != 0) {session_numbers = lib_publisher_.GetRtspServerClientSessionNumbers(rtsp_handle_);Log.i(TAG, "GetRtspSessionNumbers: " + session_numbers);}return session_numbers;}

9. 同屏延迟,能不能做到毫秒级

废话不多说,上视频,延迟毫秒级。

安卓采集屏幕至轻量级RTSP服务|推送RTMP整体毫秒级延迟

10. 能不能采集到扬声器的audio?

Windows不在话下,Android平台需要高版本支持,高版本是可以采集到扬声器数据的,我们也实现了相关的demo,可以同时采集麦克风和扬声器的audio,单独推送或者同时混音输出。

11. 同屏过程中,重点画面可以快照吗?

当然可以,我们同屏采集端,支持采集编码png或jpg格式输出。

总结

其实一个好的无纸化同屏系统,需要考虑的有整体组网、分辨率、码率、实时延迟、音视频同步和连续性等各个指标,做容易,做好难,上述抛砖引玉,未能面面俱到,感兴趣的开发者,可以跟我单独交流。

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