视频直播解决方案

当下,视频直播行业在中国逐渐走红。在刚刚过去的2015年,视频直播成为互联网行业最抢眼的领域之一。从游戏到秀场,从传统的网页端到移动互联网,各大直播平台包括斗鱼、熊猫tv、虎牙战旗还有纯移动端的印客、易直播等,群雄割据。言归正转,毕竟本文是一篇技术博客,接下来让我们从技术的角度分析如何搭建一个自己的直播平台。

流程图

首先让我们看一下直播整体流程。

首先是直播视频采集端,由主播通过摄像头手机等采集设备,采集视音频流,编码后采用RTMP协议1推流到直播流服务器。这里采用H.264[^H.264]编码对视频流进行编码,使用AAC2对音频流进行编码,采用这两种编码的原因是hls协议3要求使用这两种编码。 接下来直播服务器会对从采集端推送的流进行一定的处理。比如,hls协议会将视频流切片成一个个的TS视频文件缓存在服务器中,同时生成一个m3u8文件记录了视频流中的包含的TS文件。 之后如果有播放器请求某一个直播链接,服务器会使用RTMP或者hls协议将流推送到播放器。那么我们该如果根据情况选择这两种协议呢。首先,我们需要明确一点,这两种协议各有利弊。如下所示:

RTMPhlsCompanyAdobeApple平台支持FlashPlayer 
等一些网页端的播放器 
移动端 VitamioApple产品原生支持,
Android3.0以上原生支持 桌面机的浏览器需要使用一些第三方库,如JWPlayer延迟三秒左右的延迟,实时性较高根据TS长度不同而不同,一般会有10s以上的延迟

综合以上因素,我们认为如果对实时性要求较高,那么使用RTMP会比较好。网页端使用RTMP会比较好,因为Flash Player原生支持,而大多数的浏览器都会安装Flash player。而在移动端如果对实时性要求不高,那么采用hls比较好,因为ios包括3.0以上的安卓都原生支持hls协议。接下来本文将根据以上的三个步骤的具体实现分别展开说明,为了篇幅考虑,我们会将一些内容放到子文章中。

视频采集与编码

视频采集可以有多重途径,比如通过电脑摄像头,通过OBS等录屏软件进行录屏,通过手机摄像头采集。由于目前户外直播和移动互联网很火,所以我们就选择实现在安卓设备上通过摄像头采集视频流(其实是因为我是写安卓的= =)。 为了实现这一功能,我们使用了一个开源项目javacv 它包含了一些在计算机视觉领域应用比较多的库,我们主要使用的是它的FFMpeg库。使用FFMpeg的FFMpegFrameRecoder类,我们能够方便地将从android摄像头采集到的帧传输到服务器。具体的通过Camera和FFMpeg推流到服务器的实现请看我们的另一篇文章Android使用FFMpeg实现推送视频直播流到服务器。另外FFMpeg也支持H.264和AAC编码。

直播流服务器

关于直播服务器,我们选择使用我们中国人开发的一个开源项目 — — srs,它支持RTMP/HTTP/RTSP等协议的流输入,支持RTMP/HDS/HLS/HTTP等协议的流输出,同时它也支持集群。给作者点赞。 
关于srs的安装和使用可以直接看它在github上的wiki,这里不再赘述。需要注意的一点是该项目在centos 6.x 和ubunut12.x上能正常编译通过,但是在比如我使用的ubuntu14.04上会有一些依赖包的缺失。所以为了方便考虑的话,读者可以在centos和ubuntu12.x上进行test。

播放器

我们在试验的过程中,使用多种播放器和库在全平台实现了rtmp和hls的播放。在网页端使用了videojs,在安卓端使用vitamio。具体的实现请看我们的另外一篇如何在网页端和移动端播放rtmp和hls视频流

总结

当然本文中的解决方案只是最简单的,对于直播服务器集群,直播间的创建和管理,直播间直播密码和权限,内容分发网络CDN都没有进行深入的研究。但是通过本实验性项目,我认为对于我们了解整个直播的业务流程还是很有帮助的。

相关文件推荐

相关项目

  1. Real Time Messaging Protocol (RTMP) was initially a proprietary protocol developed by Macromedia for streaming audio, video and data over the Internet, between a Flash player and a server. Macromedia is now owned by Adobe, which has released an incomplete version of the specification of the protocol for public use. (reference from wikipedia )
    Flash Player是天生能够播放RTMP流的,所以RTMP流可以在网页上得到很好的支持,另外也有很多其他浏览器能够支持播放RTMP流,如比较知名的JW player,videoJS。另外RTMP流的延迟只有3s,比较适合一些实时性和互动性较高的直播。
  2. AAC(Advanced Audio Coding),中文名:高级音频编码,出现于1997年,基于MPEG-2的音频编码技术。由Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、Sony等公司共同开发,目的是取代MP3格式。2000年,MPEG-4标准出现后,AAC重新集成了其特性,加入了SBR技术和PS技术,为了区别于传统的MPEG-2 AAC又称为MPEG-4 AAC。
  3. HLS (HTTP Live Streaming),Apple的动态码率自适应技术。主要用于PC和Apple终端的音视频服务。包括一个m3u(8)的索引文件,TS媒体分片文件和key加密串文件。
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