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H5视频直播

原创 2017-01-24 0 816

视频直播这么火,再不学就out了。

为了紧跟潮流,本文将向大家介绍一下视频直播中的基本流程和主要的技术点,包括但不限于前端技术。

1 H5到底能不能做视频直播?

当然可以, H5火了这么久,涵盖了各个方面的技术。

对于视频录制,可以使用强大的webRTC(Web Real-Time Communication)是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的技术,缺点是只在PC的chrome上支持较好,移动端支持不太理想。

对于视频播放,可以使用HLS(HTTP Live Streaming)协议播放直播流,ios和android都天然支持这种协议,配置简单,直接使用video标签即可。

webRTC兼容性:

video标签播放hls协议视频:

<video controls autoplay>  
    <source src="http://10.66.69.77:8080/hls/mystream.m3u8" type="application/vnd.apple.mpegurl" />  
    <p class="warning">Your browser does not support HTML5 video.</p>  
</video>

2 到底什么是HLS协议?

当简单讲就是把整个流分成一个个小的基于HTTP的文件来下载,每次只下载一些,前面提到了用于H5播放直播视频时引入的一个.m3u8的文件,这个文件就是基于HLS协议,存放视频流元数据的文件。

每一个.m3u8文件,分别对应若干个ts文件,这些ts文件才是真正存放视频的数据,m3u8文件只是存放了一些ts文件的配置信息和相关路径,当视频播放时,.m3u8是动态改变的,video标签会解析这个文件,并找到对应的ts文件来播放,所以一般为了加快速度,.m3u8放在web服务器上,ts文件放在cdn上。

.m3u8文件,其实就是以UTF-8编码的m3u文件,这个文件本身不能播放,只是存放了播放信息的文本文件:

#EXTM3U                     m3u文件头
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE       第一个TS分片的序列号
#EXT-X-TARGETDURATION       每个分片TS的最大的时长
#EXT-X-ALLOW-CACHE          是否允许cache
#EXT-X-ENDLIST              m3u8文件结束符
#EXTINF                     指定每个媒体段(ts)的持续时间(秒),仅对其后面的URI有效
mystream-12.ts

ts文件:

HLS的请求流程是:
1 http请求m3u8的url
2 服务端返回一个m3u8的播放列表,这个播放列表是实时跟新的,一般一次给出3段数据的url
3 客户端解析m3u8的播放列表,再按序请求每一段的url,获取ts数据流

简单流程:

屏幕快照 2016-05-23 11.20.29.png

3 HLS直播延时

当我们知道hls协议是将直播流分成一段一段的小段视频去下载播放的,所以假设列表里面的包含5个TS文件,每个TS文件包含5秒的视频内容,那么整体的延迟就是25秒。因为当你看到这些视频时,主播已经将视频录制好上传上去了,所以时这样产生的延迟。当然可以缩短列表的长度和单个TS文件的大小来降低延迟,极致来说可以缩减列表长度为1,并且TS的时长为1s,但是这样会造成请求次数增加,增大服务器压力,当网速慢时回造成更多的缓冲,所以苹果官方推荐的ts时长时10s,所以这样就会大改有30s的延迟。参考资料:https://developer.apple.com/library/ios/documentation/NetworkingInternet/Conceptual/StreamingMediaGuide/FrequentlyAskedQuestions/FrequentlyAskedQuestions.html

4 视频直播的整个流程是什么?

当视频直播可大致分为:

1 视频录制端:一般是电脑上的音视频输入设备或者手机端的摄像头或者麦克风,目前已移动端的手机视频为主。

2 视频播放端:可以是电脑上的播放器,手机端的native播放器,还有就是h5的video标签等,目前还是已手机端的native播放器为主。

3 视频服务器端:一般是一台nginx服务器,用来接受视频录制端提供的视频源,同时提供给视频播放端流服务。

简单流程:

5 怎样进行音视频采集?

当首先明确几个概念:

视频编码:所谓视频编码就是指通过特定的压缩技术,将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式,我们使用的iphone录制的视频,必须要经过编码,上传,解码,才能真正的在用户端的播放器里播放。

编解码标准:视频流传输中最为重要的编解码标准有国际电联的H.261、H.263、H.264,其中HLS协议支持H.264格式的编码。
音频编码:同视频编码类似,将原始的音频流按照一定的标准进行编码,上传,解码,同时在播放器里播放,当然音频也有许多编码标准,例如PCM编码,WMA编码,AAC编码等等,这里我们HLS协议支持的音频编码方式是AAC编码

下面将利用ios上的摄像头,进行音视频的数据采集,主要分为以下几个步骤:

1 音视频的采集,ios中,利用AVCaptureSessionAVCaptureDevice可以采集到原始的音视频数据流。
2 对视频进行H264编码,对音频进行AAC编码,在ios中分别有已经封装好的编码库来实现对音视频的编码。
3 对编码后的音、视频数据进行组装封包;
4 建立RTMP连接并上推到服务端。

ps:由于编码库大多使用c语言编写,需要自己使用时编译,对于ios,可以使用已经编译好的编码库。

x264编码:https://github.com/kewlbear/x264-ios

faac编码:https://github.com/fflydev/faac-ios-build

ffmpeg编码:https://github.com/kewlbear/FFmpeg-iOS-build-script

关于如果想给视频增加一些特殊效果,例如增加滤镜等,一般在编码前给使用滤镜库,但是这样也会造成一些耗时,导致上传视频数据有一定延时。

简单流程:

6 前面提到的ffmpeg是什么?

和之前的x264一样,ffmpeg其实也是一套编码库,类似的还有Xvid,Xvid是基于MPEG4协议的编解码器,x264是基于H.264协议的编码器,ffmpeg集合了各种音频,视频编解码协议,通过设置参数可以完成基于MPEG4,H.264等协议的编解码,demo这里使用的是x264编码库。

7 什么是RTMP?

Real Time Messaging Protocol(简称 RTMP)是 Macromedia 开发的一套视频直播协议,现在属于 Adobe。和HLS一样都可以应用于视频直播,区别是RTMP基于flash无法在ios的浏览器里播放,但是实时性比HLS要好。所以一般使用这种协议来上传视频流,也就是视频流推送到服务器。

这里列举一下hls和rtmp对比:

8 推流

简所谓推流,就是将我们已经编码好的音视频数据发往视频流服务器中,一般常用的是使用rtmp推流,可以使用第三方库librtmp-iOS进行推流,librtmp封装了一些核心的api供使用者调用,如果觉得麻烦,可以使用现成的ios视频推流sdk,也是基于rtmp的,https://github.com/runner365/LiveVideoCoreSDK

9 推流服务器搭建

简简单的推流服务器搭建,由于我们上传的视频流都是基于rtmp协议的,所以服务器也必须要支持rtmp才行,大概需要以下几个步骤:

1 安装一台nginx服务器。

2 安装nginx的rtmp扩展,目前使用比较多的是https://github.com/arut/nginx-rtmp-module

3 配置nginx的conf文件:

rtmp {  
  
    server {  
  
        listen 1935;  #监听的端口
  
        chunk_size 4000;  
        
         
        application hls {  #rtmp推流请求路径
            live on;  
            hls on;  
            hls_path /usr/local/var/www/hls;  
            hls_fragment 5s;  
        }  
    }  
}

4 重启nginx,将rtmp的推流地址写为rtmp://ip:1935/hls/mystream,其中hls_path表示生成的.m3u8和ts文件所存放的地址,hls_fragment表示切片时长,mysteam表示一个实例,即将来要生成的文件名可以先自己随便设置一个。更多配置可以参考:https://github.com/arut/nginx-rtmp-module/wiki/

根据以上步骤基本上已经实现了一个支持rtmp的视频服务器了。

10 在html5页面进行播放直播视频?

简单来说,直接使用video标签即可播放hls协议的直播视频:

<video autoplay webkit-playsinline>  
    <source src="http://10.66.69.77:8080/hls/mystream.m3u8" type="application/vnd.apple.mpegurl" />  
    <p class="warning">Your browser does not support HTML5 video.</p>  
</video>

需要注意的是,给video标签增加webkit-playsinline属性,这个属性是为了让video视频在ios的uiwebview里面可以不全屏播放,默认ios会全屏播放视频,需要给uiwebview设置allowsInlineMediaPlayback=YES。业界比较成熟的videojs,可以根据不同平台选择不同的策略,例如ios使用video标签,pc使用flash等。

11 坑点总结

简根据以上步骤,笔者写了一个demo,从实现ios视频录制,采集,上传,nginx服务器下发直播流,h5页面播放直播视频者一整套流程,总结出以下几点比较坑的地方:

1 在使用AVCaptureSession进行采集视频时,需要实现AVCaptureVideoDataOutputSampleBufferDelegate协议,同时在- (void)captureOutput:(AVCaptureOutput *)captureOutput didOutputSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer fromConnection:(AVCaptureConnection *)connection捕获到视频流,要注意的是didOutputSampleBuffer这个方法不是didDropSampleBuffer方法,后者只会触发一次,当时开始写的是didDropSampleBuffer方法,差了半天才发现方法调用错了。

2 在使用rtmp推流时,rmtp地址要以rtmp://开头,ip地址要写实际ip地址,不要写成localhost,同时要加上端口号,因为手机端上传时是无法识别localhost的。

这里后续会补充上一些坑点,有的需要贴代码,这里先列这么多。

12 业界支持

目前,腾讯云,百度云,阿里云都已经有了基于视频直播的解决方案,从视频录制到视频播放,推流,都有一系列的sdk可以使用,缺点就是需要收费,如果可以的话,自己实现一套也并不是难事哈。

demo地址:https://github.com/lvming6816077/LMVideoTest/

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