【项目一 · 直播】 ☞ 2. 拉流直播

一、视频技术

1. 简介

　　视频是一种有结构的数据。直播的时候传的是数据，是视频的一个小单元。

　　视频 = 图像 + 音频

• 视频里边的原始图像数据 通常会采用“H.264编码格式” 进行压缩。

• 音频采样数据 通常会采用“AAC编码格式” 进行压缩。

 

2. 视频的实时传输

• 视频是一种“有结构的数据”，视频直播就是实时传输这种“有结构的数据”。

• 实时发生的事（直播）肯定是有延迟的。我们要提高直播的质量就需要减小延迟。

 

3. 视频编码压缩

• 视频内容的体积一般比较大，为了便于视频内容的存储和传输，通常需要将原始的内容元素（图像和音频）进行压缩。（压缩算法就是编码/压缩格式）

• 在直播的时候传输的视频数据通常都要压缩（编码），传输数据的量是越少越好，播放的时候需要解压（解码/还原）。

 

4. 视频解码压缩

• 视频内容经过编码压缩后，有利于存储和传输。当要观看播放视频时，相应的需要解码。

• 编码和解码之前，需要约定一种编码器和解码器都可以理解的约定。

• 例如，视频图像编码和解码过程：

编码器将多张图像进行编码后生成一段一段的GOP（Group of Pictures），传输的是GOP（Group of Pictures），解码器在播放时则是读取一段一段的GOP进行解码后读取画面再渲染显示。

GOP：表示一组图片（即一组连续的画面），是视频图像编码器和解码器存取的基本单位，由一张I帧和数张B/P帧组成（I帧又叫关键帧，B/P帧又叫参考帧过渡帧），它的排列顺序将会一直重复到影像结束。

 

5. 视频怎么传输？

• 编码器将视频的多张图像进行编码后生成一段一段的GOP进行传输，传输的是GOP。

• 将视频分成分子（GOP），再将分子分成原子（I帧、B帧、P帧）。

想想一下，如果我们把传输一个“物体”，改成传输一个一个的“原子”，将最小颗粒以光速传送，那么以人的生物肉眼来感知，将是一种怎样的体验？

——— 这种体验就类似于直播。

• 视频直播技术：就是将视频内容的最小颗粒（I / P / B帧, …），基于时间序列，以光速进行传送的一种技术。

 

6. 用什么协议进行传输？

• 直播就是将每一帧数据（Video/Audio/Data Frame）,打上时序标签后进行流式传输的过程。发送端源源不断的采集音视频数据，经过编码、封包、推流（主播端），再经过中继分发网络进行扩散传播（就是把主播端的视频数据传到服务器，服务器再把数据传给粉丝），播放端再源源不断下载数据并按时序进行解码播放。如此就实现了“边生产、边传输、边消费”的直播过程。

 

7. 直播的业务逻辑

一对多模型：

　　主播端 ——RTMP协议——》直播流媒体服务器 ——RTMP/HLS协议——》观众（粉丝）

• RTMP协议：延时比较小，传输速度比较快。（主播录视频用这个协议，把视频数据即时传到服务器上）
• HLS协议：把主播已经传好的视频流切片，切片之后再给粉丝传输。（根据时间点去播放，粉丝播放视频用这个协议，回看也用这个协议）

协议差异：

• RTMP（Real Time Messaging Protocol）协议：是一个TCP协议（长连接），每个时刻的数据，收到后立刻转发，延时 1~3秒。
• HLS（HTTP Live Streaming）协议：是一个HTTP协议（短连接），集合一段时间数据，生成ts切片文件，更新m3u8，延时大于10秒。
• RTMP-FLV（RTMP over HTTP）协议：是一个HTTP协议（长连接），同RTMP，使用HTTP协议，延时1~3秒。

 

8. 延迟（Delay）

• 物理延迟
  • 延迟指稳定网络下，发送和接收时差。
  • 转发环节越多，延迟越大。
  • 可计算。
    • 主播端(上海)——转发——》服务器1（北京）——转发——》 …... ——转发——》服务器n（香港）——转发——》粉丝端
    • 延迟跟服务器的转发数 / 主播与粉丝直接的距离有关。
• 抖动（Jitter）延迟
  • 抖动，信号会不好。

 

9. 直播过程

　　一个完整的直播过程，主要包括：采集、处理、编码、封包、推流、传输、转码、分发、拉流、解码、播放。

　　从推流到播放，再经过中间转发环节，延迟越低，则用户体验越好。

 

10. 编码器

　　编码器的编码方式分两种：软编和硬编。

　　软编的意思是，资源消耗的是CPU，通过一些软件代码的模式去编码。（一般用软编）

　　硬编的意思是，资源消耗的是GPU，GPU就相当于是显卡/显示的功能。（好手机不卡，坏手机很卡）

 

二、直播/视频播放器

1. ijkplayer 框架介绍

　　视频端的播放用 ijkplayer，ijkplayer 是B站（bilibili）开源的第三方框架。ijkplayer 已经帮我们集成好了 FFmpeg。

• FFmpeg 是音视频处理工具，既有音视频编码解码功能，又可以作为播放器使用。
• 任何播放器都是基于FFmpeg的。苹果提供的AVPlayer，播放不了直播文件/播放不了直播格式（如，RTMP的播放不了，可以用 ijkplayer 去播放）。所以真正的要基于 FFmpeg 去播放，B站帮我们封装好了，所以我们使用 ijkplayer。
• 斗鱼也用的这个，到公司如果不想花钱也可以用这个（ijkplayer）。 
• ijkplayer 只能播放，不能推流。

　　翻墙工具：多态

　　VLC：视频播放器，编码格式多（支持的格式多，可以播直播格式的 rtmp://，一般可以用来测试直播地址）。

　　测试地址：rtmp://live.hkstv.hk.lxdns.com/live/hks （提示：用Safari打开，会自动加入到VLC播放列表中去）

 

2. ijkplayer 的使用

• 第一步：配置好依赖环境：下载 FFmpeg，编译FFmpeg。（即如何把 ijkplayer自带的 IJKMediaDemo 运行起来）

　　步骤：

　　　　1) github网站上 搜 ijkplayer

　　　　2) 来到README.md文档的 Build iOS 处，按步骤进行操作

　　　　3) 克隆项目：git clone https://github.com/Bilibili/ijkplayer.git ijkplayer-ios

　　　　4) 先进入ijkplayer-ios目录: cd ijkplayer-ios，执行: git checkout -B latest k0.7.7.1

　　　　5) 再执行: ./init-ios.sh（意思是去下载 FFmpeg）

　　　　（ijkplayer 是基于FFmpeg的，由于FFmpeg比较大，所以要单独去下载，下载比较慢）

　　　　6) 下载完后，进入ios目录: cd ios，准备编译FFmpeg。

　　　　7) 编译FFmpeg，需执行以下命令：

　　　　　　./compile-ffmpeg.sh clean

　　　　　　./compile-ffmpeg.sh all

　　　　8) 编译成功后，我们就可以运行 IJKMediaDemo 了。

　　　　　　

• 第二步：将 IJKMediaPlayer（播放器）项目打包成 framework（方便集成到自己的项目中去）

　　　　　　如何把视频播放器集成到自己的项目中去？

　　　　　　把一个工程集成到另一个工程一般有两种方法：

　　　　　　　　1）工程里集成工程。（这种方法比较麻烦、重量级，不推荐使用）

　　　　　　　　2）把要集成的工程所有的源码打包成一个framework，我们只需要集成这个framework到其它项目即可。（推荐）

　　生成framework的步骤：

　　　　1）打开 IJKMediaPlayer 项目

　　　　　　　　

　　　　2）修改工程的编译模式为 Release （因为framework不需要调试，他的代码已经写好了的，不需要去修改，所以直接生成release版的framework）

　　　　3）编译一个模拟器版本的framework

　　　　　　　　

　　　　4）再编译一个模拟器版本的framework

　　　　　　　　

　　　　5）最后将这两个framework合并成一个framework，这样就能保证这个framework既可以在模拟器上运行，又可以在真机上运行。

　　　　　　　　

 　　　　　　　　

 　　　　　　　　

　　　　　　

　　　　　　合并文件命令: lipo -create "真机版本路径" "模拟器版本路径" -output "合并后文件的路径"

　　　　　　　　

　　　　　　　　

　　　　6）替换文件：复制合并后的IJKMediaFramework文件到模拟器版/真机版framework中进行替换。

　　　　　　　　

 

3. 导入 ijkplayer 播放器的 framework 

　　1）直接拖拽framework进行导入

　　　　

　　2）添加 ijkplayer 的一些依赖库

　　　　########################################################

　　　　　　AudioToolbox.framework
　　　　　　AVFoundation.framework
　　　　　　CoreGraphics.framework
　　　　　　CoreMedia.framework
　　　　　　CoreVideo.framework
　　　　　　libbz2.tbd
　　　　　　libz.tbd
　　　　　　MediaPlayer.framework
　　　　　　MobileCoreServices.framework
　　　　　　OpenGLES.framework
　　　　　　QuartzCore.framework
　　　　　　UIKit.framework
　　　　　　VideoToolbox.framework
　　　　########################################################

　　　　

　　　　如果编译报以下错误：

　　　　　　

　　　　　This is a linker error. You can resolve it by adding "-lc++" to Other Linker Flags in your Build Settings.

　　　　　解决办法：Build Settings —》Other Linker Flags —》 添加 -lc++

 

4. 集成ijkplayer

　　初始化播放器，设置相关属性。

5. 创建直播播放界面和直播聊天界面