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如何快速搭建一个完整的一对一直播系统?

时间:2019-06-20 22:51 来源: 作者:山东布谷鸟网络科技 浏览:收藏 挑错 推荐 打印

直播推流端即主播端,主要通过手机摄像头采集视频数据和麦克风采集音频数据,经过一系列前处理、编码、封装,然后推流到CDN进行分发。

一、直播推流端需要做哪些工作?

直播推流端即主播端,主要通过手机摄像头采集视频数据和麦克风采集音频数据,经过一系列前处理、编码、封装,然后推流到CDN进行分发。

  • 采集

移动直播SDK通过手机摄像头和麦克风直接采集音视频数据。其中,视频采样数据一般采用RGB或YUV格式、音频采样数据一般采用PCM格式。采集到的原始音视频的体积是非常大的,需要经过压缩技术处理来提高传输效率。

  • 前处理

在这个环节主要处理美颜、水印、模糊等效果。美颜功能几乎是直播的标配功能。我们调研中发现太多case是因为没有美颜功能被抛弃使用的。另外国家明确提出了,所有直播都必须打有水印并回放留存15天以上。

美颜实际上是通过算法去识别图像中的皮肤部分,对皮肤区域进行色值调整。通过颜色对比找到皮肤区域,可以进行色值调整、添加白色图层或调整透明度等来等来达到美白效果。在美颜处理方面,最著名的GPUImage提供了丰富的效果,同时可以支持iOS和Android,支持自己写算法实现自己最理性的效果。GPUImage内置了120多种常见滤镜效果,添加滤镜只需要简单调用几行代码就可以了。

  • 编码

为了便于手机视频的推流、拉流以及存储,通常采用视频编码压缩技术来减少视频的体积,现在比较常用的视频编码是H.264。在音频方面,比较常用的是用AAC编码格式,其它如MP3、WMA也是可选方案。视频经过编码压缩大大提高了视频的存储和传输效率,当然,经过压缩后的视频在播放时必须进行解码。

相较于之前的H.264,2012年诞生的H.265编解码标准有了相当大的改善,做到了仅需要原来一半带宽即可播放相同质量的视频,低于1.5Mbps的网络也能传输1080p的高清视频。像阿里云、金山云都在推自己的H.265编解码技术,随着直播的快速发展和对带宽的依赖,H.265编解码技术已有全面取代H.264的趋势。

另外,硬件编码已经成为移动直播的首选方案,软编码处理在720p以上的视频颓势非常明显。在iOS平台上硬件编码的兼容性比较好,可以直接采用,但在 Android 平台上,MediaCodec 编码器针对不同的芯片平台表现差异还是非常大的,要完全实现全平台兼容的成本还是非常高的。

  • 推流

要想用于推流还必须把音视频数据使用传输协议进行封装,变成流数据。常用的流传输协议有RTSP、RTMP、HLS等,使用RTMP传输的延时通常在1–3秒,对于移动直播这种实时性要求非常高的场景,RTMP也成为移动直播中最常用的流传输协议。最后通过一定的Qos算法将音视频流数据推送到网络断,通过CDN进行分发。在直播场景中,网络不稳定是非常常见的,这时就需要Qos来保证网络不稳情况下的用户观看直播的体验,通常是通过主播端和播放端设置缓存,让码率均匀。另外,针对实时变化的网络状况,动态码率和帧率也是最常用的策略。

当然,在网络传输方面全部自己来做基本不现实,找提供推流服务的CDN服务商提供解决方案是最好的选择,可参考文章开头介绍的云视频服务商。据了解,阿里云是国内唯一能自研CDN缓存服务器的厂商,性能非常有保障。当然,大多数直播平台都会同时接入多个视频云服务提供商,这样可以做拉流线路互备,对推流后视频集群再进行优化也可提高直播的流畅性和稳定性。 

二、服务端处理需要做哪些工作?

要想适配各终端和平台,服务端还需要对流进行转码,如支持RTMP、HLS、FLV等格式拉流,支持一路转多路适配不同网络和分辨率的终端设备。

  • 截图、录制、水印 

像阿里云等云服务商都提供了实时转码技术,将用户推流码率较高(比如720P)实时转化成较低清晰度(比如360P)的流以适应播放端的需求。如果要自己搭建实时转码系统,这个成本是极高的,一台8核设备只能实时转10路流,如果一个正常的直播平台有1000路流,就需要100台设备,加上后期的运维成本,一般公司就吃不消了。

  • 解码和渲染

拉流获取封装的视频数据后,必须通过解码器解码、渲染后才能在播放器上播放。它是编码的逆过程,是指从音视频的数据中提取原始数据。前面介绍的H.264和H.265编码格式都是有损压缩,所以在提取后的原始数据,并非原始采样数据,存在一定的信息丢失。因此,在视频体积最小的情况下通过各种编码参数保留最好的原始画面,成为了各视频公司的核心机密。 

考虑对高清的支持,解码肯定还是要选择硬解码的。前面介绍过,iOS系统由于硬件比较单一、比较封闭,支持的比较好,Android系统由于平台差异非常大,编解码要完全兼容各平台还需要很多工作要做。

三、移动直播中的交互系统

移动直播中最常见的交互有聊天室(弹幕)、点赞、打赏和礼物等,交互系统涉及消息的实时性和互动性,在技术实现上大多是使用IM的功能来实现的。对于在线人数比较多的房间,弹幕消息量是非常大,主播与用户其实都看不过来,为了缓解服务器压力,在产品策略需要做一些必要的优化。

  • 聊天室

移动直播中的弹幕交互是用户和主播互动的主要方式,实际上就是IM中的聊天室功能。聊天室和群聊功能类似,但聊天室的消息是不需要分发给不在线的用户的,历史消息也不需要查看,用户只有进入聊天室后才能查看聊天消息和群成员信息。面对复杂多变的网络状况,还需要根据用户位置就近选择近对应运营商的单线机房接入弹幕消息服务,让弹幕更及时。

  • 礼物系统

礼物系统更是绝大多数移动直播平台的标配了,它是这些平台主要的收入来源。送礼物的形式也增强了用户和主播之间的互动交流,也是主播依赖平台的最主要原因。

礼物的收发在技术实现上也是用聊天室接口做的,通常采用IM中的自定义消息实现,当用户收到或发送礼物时将自定义消息对应的礼物图形渲染出来。

以上就是我们在使用了第三方SDK服务后总结出来的直播产品经验,希望能帮助到创业者和从业者们。

如何快速搭建一个完整的一对一直播系统?转载http://www.codesocang.com/jiaocheng/shoujikaifa/40434.html

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