如何轻松实现在线K歌房，与王心凌合唱《山海》
王心凌与谭维维合唱《山海》
“他明白，他明白，我给不起，于是转身向山里走去。”
《浪姐3》二公舞台王心凌和谭维维合唱的《山海》燃炸全场，引得屏幕前的粉丝也跟着王心凌一起飙高音。
如果能开发一个在线K歌应用，就能与王心凌线上合唱实现追星自由。
如何快速实现合唱功能？即构科技提供了实时合唱一站式解决方案和技术实现流程。
目前行业内普遍采用的合唱方案为“串行合唱”。在“串行合唱”方案中，合唱各方串行加入，伴奏由主唱端混入。从本质上来说，这是一种“伪实时合唱”。
·主唱体验缺失:副唱、听众合唱同步效果良好，但主唱无法实时听到副唱的歌声
·合唱人数有限制:三人或以上的合唱实现复杂，延迟高，难以真正落地
为了突破这两个限制，同时不影响副唱和听众端的体验，即构对方案架构进行了重构，克服了多个技术挑战，实现了合唱者之间的实时互动，也满足了三人及以上的合唱需求。
本文将分享如何基于ZEGO SDK轻松实现在线K歌房，适合想极速搭建在线 K 歌房的开发者。也适合想清晰听到王心凌歌声的男粉们。近期即构七周年庆全线产品1折起，有需要的开发者可点击详情了解：https://www.zego.im/activity/2100005
在线K歌技术方案
通过 ZEGO Express SDK，可极速搭建含 正版曲库 的在线 KTV 场景：
在线K歌场景下实时合唱方案
针对实时合唱的场景，ZEGO 提供了一站式解决方案，让开发者极速搭建能够真正进行“合唱”的在线 K 歌房。
各端在连麦的基础上同时播放歌曲伴奏，然后上麦进行合唱，双人模式下主唱和副唱可以互相听到对方声音，多人模式下合唱者之间都能听到彼此声音，几乎感受不到延迟，达到了真正意义上的实时合唱。
在媒体流方面，合唱者互相进行推拉流，同时会由一名合唱者推出歌曲伴奏，其他合唱者在本地播放伴奏，经过 NTP 进行时间同步。另外，歌曲伴奏和所有合唱者的声音都通过 ZEGO RTC 进行混流服务处理形成一条流，观众只需拉一条流即可听到各端同步的声音，完美实现多人合唱的效果。
该方案的优点在于：
- 降低了端到端的时延。
- 提供了用户中途加入合唱的解决方案。
- 精准同步不同端之间的伴奏、歌词、人声。
- 改善各端设备性能和本地时间不精准的情况，降低网络环境造成的时延影响。
实时合唱方案技术实现流程
1 概述
搭建一个完整的在线 KTV 需要实时语音（RTC）、点歌（歌曲的获取与分享）、歌词展示等基础能力，并通过以上基础能力实现合唱、麦位管理、房间管理、歌词展示与同步等业务系统。
2 基本流程介绍
以下介绍实现一个完整在线 KTV 的基本流程，可帮助您从整体上理解在线 KTV 的核心业务。
2.1 基础业务模块
在线 KTV 整体方案包含房间管理、麦位管理、点歌系统、合唱同步管理、歌词同步管理 5 个业务模块，基本业务流程如下：
在线 K 歌房内的用户有多种角色，包括房主、合唱者、观众。
| 角色 | 描述 |
|---|---|
| 房主 | 创建 KTV 房间并推送人声、伴奏到远端，并发起混流任务。房主会自动上麦并固定为麦上首位。 |
| 合唱者 | 合唱者可以点歌，或者与其他合唱者进行合唱。 |
| 观众 | 进入 KTV 房间后，拉取播放房间内的混流。 |
不同角色在本方案中的基本实现流程如下：
房主
- 房主创建并加入房间。
- 发起混流任务（包括房主的人声流、房主伴奏流以及所有合唱者的人声流）。
- 通过发送 SEI 信息同步房间内所有人的歌曲播放进度。
- 房主退出房间，房间内所有成员自动退房。
房主创建及离开 RTC 房间，均需由业务服务器创建房间获取对应的 roomID 和 userID 后，然后通过调用 Express 接口 loginRoom 登录房间和 logoutRoom 接口退出房间。
房主通过调用 Express 相关接口进行点歌、下载歌曲和歌词、播放歌曲和发送 SEI 信息等操作，中间则由业务服务器监听房间内歌曲、麦位的信息变更，并通知房间内所有成员。歌词下载完毕后，通过歌词 UI 组件进行逐行或者逐字歌词的展示。
合唱者
- 观众获取房间列表并加入房间后，上麦成为合唱者。
- 推送自己的人声流，拉取所有合唱者的人声流，但不拉取混流。
- 接收并解析房主发送的 SEI 信息，校准本端播放器进度和歌词。
观众加入 RTC 房间上麦成为合唱者，通过获取由业务服务器创建房间对应的 roomID 和 userID 后，然后通过调用 Express 接口 loginRoom 登录房间。
合唱者通过调用 Express 相关接口下载歌曲和歌词、播放歌曲、接收和解析房主发送的 SEI 信息、同步伴奏/歌词等操作，中间则由业务服务器监听房间内歌曲、麦位的信息变更，并通知房间内所有成员。歌词下载完毕后，通过歌词 UI 组件进行逐行或者逐字歌词的展示。
观众
- 观众获取房间列表并加入房间。
- 监听房间歌曲变化，并加载歌词。
- 拉取房主发送的混流。
- 解析房主发送的 SEI 信息同步歌词。
观众加入 RTC 房间，通过获取由业务服务器创建房间对应的 roomID 和 userID 后，然后通过调用 Express 接口 loginRoom 登录房间。
观众通过调用 Express 相关接口下载歌词、拉取混流、接收和解析房主发送的 SEI 信息等操作，中间则由业务服务器监听房间内歌曲、麦位的信息变更，并通知房间内所有成员。歌词下载完毕后，通过歌词 UI 组件进行逐行或者逐字歌词的展示。
3.2 重要业务模块
以下对房间管理、点歌（获取与分享歌曲）、合唱、歌词展示四个重要模块进行简单介绍。
房间管理
在线 KTV 中，一般不同的用户会在一个房间内进行 K 歌，并且还提供了一个当前的房间列表，这两部分共同构成了我们的房间管理系统，我们需搭配业务服务器和 Express SDK 来实现这个功能。
房主需在业务服务器创建房间获取对应的 roomID 和 userID 后，再创建 RTC 房间，然后通过调用 Express 接口 loginRoom 登录房间和 logoutRoom 接口退出房间。
API 调用时序可参考下图：
点歌（获取与分享歌曲）
点歌系统是在线 KTV 中关键部分，使用 Express SDK 提供的点歌能力，通过获取正版曲库中的音乐资源，并分享给房间内的其他用户进行合唱。详情请参考 点歌（获取和分享歌曲）。
点歌操作可以在榜单列表或者歌曲搜索结果进行。所点的歌曲将会进入已点队列，按照点歌时间逐首依次播放。
点歌人使用 songID 请求歌曲资源会触发一次计费，房间内其余人使用 token 请求歌曲资源则不会触发计费。
API 调用时序可参考下图：
合唱
在线 KTV 房间中的用户在合唱的过程中，人声和伴奏都要保持多端同步。
- 对于合唱者而言，歌曲的各端同步主要通过 SEI 消息实现。SEI 携带当前播放歌曲的 songID 以及歌曲播放进度 progress等，用于多端同步播放的信息。SEI 的发送时间间隔可以与播放器进度回调的时间间隔保持一致。
- 对于观众而言，歌曲和人声的同步通过Express SDK 提供的精准混流功能实现。
流管理是多人实时合唱中非常重要的一部分。房主、合唱者、观众的推拉流策略需要互相配合以达到较好的合唱效果。
通过 Express SDK 的精准网络时间获取接口，以及麦上其他合唱者约定合唱的精确时间，来进行播放伴奏和合唱，达到各合唱者之间的高度同步。详情请参考 合唱同步实现流程。
API 调用时序可参考下图：
合唱
- 流管理
歌词展示
我们提供了开箱即用的歌词 UI 组件，开发者可与 Express SDK（含版权音乐功能）搭配使用，快速展示歌词效果。详情可参考 歌词展示与同步。
集成ZEGO SDK
1 准备环境
在开始集成 ZEGO Express SDK 前，请确保开发环境满足以下要求：
-
Android Studio 2020.3.1 或以上版本。
Android Studio 版本编号系统的变更请参考 Android Studio 版本说明。 -
Android SDK 25、Android SDK Build-Tools 25.0.2、Android SDK Platform-Tools 25.x.x 或以上版本。
-
Android 4.4 或以上版本，且支持音视频的 Android 设备。
-
Android 设备已经连接到 Internet。
2 项目准备
2.1 创建项目
进入即构官网，在【ZEGO控制台】创建项目，并申请有效的 AppID，这一步很关键，appid为应用的唯一标识，如身份证号，是应用的身份证明，用于明确你的项目及组织身份。zego提供的服务也是基于APP ID；
App ID的获取方式很简单，只需3～5分钟，在即构官网-我的项目-创建即可。创建的项目信息可用于SDK的集成和配置；
2.2 Token 鉴权
- 登录房间时必须 使用 Token 鉴权 ，可参考 Token 鉴权教程
- 为了方便开发阶段的调试，开发者可直接在 ZEGO 控制台获取临时 Token（有效期为 24 小时） 来使用，详情请参考 控制台（新版） - 项目管理 中的 “项目信息”。
3 集成 SDK
3.1 项目设置
开始集成前，可参考如下步骤设置你的项目；
如已有项目，本步骤可忽略。
如需新建项目，可按照以下步骤创建你的新项目：
1.打开 Android Studio，选择 “File > New > New Project” 菜单。
2.填写项目名及项目存储路径。
3.其它按照默认设置，单击 “Next”，最后单击 “Finish” 完成新工程创建。
3.2 导入 SDK
目前支持的平台架构包括：armeabi-v7a、arm64-v8a、x86、x86_64。
在实现基本的实时音视频功能之前，需确保获取的sdk为最新版本，保证音视频功能体验为最优；
- 使用 JitPack 自动集成 SDK
进入项目根目录，打开 “build.gradle” 文件，在 “allprojects” 中加入如下代码。
...
allprojects {
repositories {
maven { url 'https://www.jitpack.io' }
google()
jcenter()
}
}
进入 “app” 目录，打开 “build.gradle” 文件，在 “dependencies” 中添加 implementation 'com.github.zegolibrary:express-video:2.+'，这样能获取到最新的版本，如果需要下载指定版本，请从 https://jitpack.io/#zegolibrary/express-video 查询具体版本号，并将 2.+ 修改为指定的版本号。
...
dependencies {
...
implementation 'com.github.zegolibrary:express-video:2.+'
}
1. 从 **2.7.0** 版本开始，Zego 将使用 JitPack 代替 JCenter 作为 SDK 托管服务器，因此开发者需手动将 `build.gradle` 里的配置变更为 `'com.github.zegolibrary:express-video:2.+'`
2. JCenter **2021-03-31** 之后停止上传新版本 SDK，该服务将于 **2021-05-01 停用**，详情请参考 [Service End for JCenter](https://jfrog.com/blog/into-the-sunset-bintray-jcenter-gocenter-and-chartcenter/)。
3. 从 **1.11.0** 版本开始，依赖的命令从 `implementation 'im.zego:express-engine-video:x.y.z'` 改为 `implementation 'im.zego:express-video:x.y.z'`。使用 **1.11.0 以下** 的版本不受影响，但后续不再从 “express-engine-video” 里更新，建议所有使用旧版本的开发者切换到 **1.11.0 或以上** 的版本进行集成。
4 设置权限
以上步骤集成已完成，为保证SDK运行效果更佳，需要在应用中设置所需的权限，步骤如下：
进入 “app/src/main” 目录，打开 “AndroidManifest.xml” 文件，添加权限。
<!-- SDK 必须使用的权限 -->
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />
<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />
<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />
<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />
<uses-permission android:name="android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS" />
<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />
<!-- App 需要使用的部分权限 -->
<uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />
<uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK" />
<uses-feature
android:glEsVersion="0x00020000"
android:required="true" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera" />
<uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" />
因为 Android 6.0 在一些比较重要的权限上要求必须申请动态权限，不能只通过 “AndroidMainfest.xml” 文件申请静态权限。因此还需要参考执行如下代码，其中 “requestPermissions” 是 “Activity” 的方法。
String[] permissionNeeded = {
"android.permission.CAMERA",
"android.permission.RECORD_AUDIO"};
if (Build.VERSION.SDK_INT >= Build.VERSION_CODES.M) {
if (ContextCompat.checkSelfPermission(this, "android.permission.CAMERA") != PackageManager.PERMISSION_GRANTED ||
ContextCompat.checkSelfPermission(this, "android.permission.RECORD_AUDIO") != PackageManager.PERMISSION_GRANTED) {
requestPermissions(permissionNeeded, 101);
}
}
具体的权限说明如下：
| 必要性 | 权限 | 权限说明 | 申请原因 |
|---|---|---|---|
| 必要权限 | INTERNET | 访问网络权限。 | SDK 基本功能都需要在联网的情况下才可以使用。 |
| ACCESS_WIFI_STATE | 获取当前 WiFi 状态权限。 | SDK 会根据网络状态的改变执行不同的操作。例如当网络重连的时候，SDK 内部会将网络断开时的状态都恢复，用户不需做额外的操作。 | |
| ACCESS_NETWORK_STATE | 获取当前网络状态权限。 | ||
| CAMERA | 访问相机权限。 | 预览和发送视频的时候需要使用该权限。 | |
| RECORD_AUDIO | 录制音频权限。 | 发送音频的时候需要使用该权限。 | |
| BLUETOOTH | 连接蓝牙设备权限。 | 连接蓝牙设备时需要使用该权限。 | |
| MODIFY_AUDIO_SETTINGS | 修改音频配置权限。 | 修改音频设备配置时需要使用该权限。 | |
| WRITE_EXTERNAL_STORAGE | 内置 SDK 写权限。 | SDK 会将日志和相关配置文件保存在内置 SDK 内。 | |
| 非必要权限 | READ_PHONE_STATE | 允许以只读方式访问电话状态，包括当前的呼叫状态。 | SDK 会根据当前的呼叫状态，启停音频设备。如监听到当前为呼叫状态，则 SDK 会自动停止使用音频设备，直到通话结束。 |
其中非必要权限 “android.permission.READ_PHONE_STATE” 仅用于实现 SDK 的打断事件处理，因此只需在 AndroidMainfest.xml 文件中进行声明即可，不需要动态申请（业务方有需求则另外处理）。
5 防止混淆代码
在 “proguard-rules.pro” 文件中，为 SDK 添加 -keep 类的配置，防止混淆 SDK 公共类名称。
1
-keep class **.zego.**{*;}
与王心凌合唱在线K歌房实现了！！！
恭喜，王心凌在线K歌房实时合唱功能已完成，可下载甜心教主的热门歌曲：《爱你》《睫毛弯弯》，或者翻唱的《山海》。实现追星自由，也可与好友一起多人实时合唱畅享线上K歌体验。
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