简介
观看手游直播时，我们观众端看到的是选手的屏幕上的内容，这是如何实现的呢？这篇博客将手写一个录屏直播 Demo，实现类似手游直播的效果
获取屏幕数据很简单，Android 系统有提供对应的服务，难点在于传输数据到直播服务器，我们使用 RtmpDump 来传输 Rtmp 数据，由于 RtmpDump 使用 C 语言实现，我们还需要用到 NDK 开发，单单用 Java 无法实现哈，当然如果不怕麻烦的话，还可以自己编译 Ffmpeg 实现 Rtmp 推流，B 站开源的 ijkplayer 播放器也是基于 Ffmpeg 来开发的
实现效果
最终我们推流到 B 站直播间，在直播间能够实时看到我们手机屏幕上的画面
image.png
基本流程
- 获取录屏数据
- 对数据进行 h264 编码
- Rtmp 数据包
- 上传到直播服务器推流地址
获取录屏数据
通过 Intent 获取到 MediaProjectionService，继而获取到 Mediaprojection 的 VirtualCanvas，我们录屏的原始数据就是从中得来的
private void initLive() {
mediaProjectionManager = (MediaProjectionManager) getSystemService(Context.MEDIA_PROJECTION_SERVICE);
Intent screenRecordIntent = mediaProjectionManager.createScreenCaptureIntent();
startActivityForResult(screenRecordIntent,100);
}
@Override
protected void onActivityResult(int requestCode, int resultCode, Intent data) {
super.onActivityResult(requestCode, resultCode, data);
if (requestCode == 100 && resultCode == Activity.RESULT_OK) {
//MediaProjection--->产生录屏数据
mediaProjection = mediaProjectionManager.getMediaProjection
(resultCode, data);
}
}
对数据进行 h264 编码
通过 MediaProjection 获取到的 YUV 裸数据，我们先需要对其进行 h264 编码，此时我们使用原生 MediaCodec 进行硬件编码
public void start(MediaProjection mediaProjection){
this.mediaProjection = mediaProjection;
// 配置 MediaCodec
MediaFormat mediaFormat = MediaFormat.createVideoFormat(MediaFormat.MIMETYPE_VIDEO_AVC,width,height);
// 颜色格式
mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT, MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatSurface);
mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, 400_000);
mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE, 15);
// 设置触发关键帧的时间间隔为 2 s
mediaFormat.setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 2);
// 创建编码器
try {
mediaCodec = MediaCodec.createEncoderByType("video/avc");
mediaCodec.configure(mediaFormat,null,null,MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE);
Surface surface = mediaCodec.createInputSurface();
mediaProjection.createVirtualDisplay(TAG,width,height,1, DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_PUBLIC
,surface,null,null);
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
start();
}
@Override
public void run() {
isLiving = true;
mediaCodec.start();
MediaCodec.BufferInfo bufferInfo = new MediaCodec.BufferInfo();
while (isLiving){
//若时间差大于 2 s，则通知编码器，生成 I 帧
if (System.currentTimeMillis() - timeStamp >= 2000){
// Bundle 通知 Dsp
Bundle msgBundle = new Bundle();
msgBundle.putInt(MediaCodec.PARAMETER_KEY_REQUEST_SYNC_FRAME,0);
mediaCodec.setParameters(msgBundle);
timeStamp = System.currentTimeMillis();
}
// 接下来就是 MediaCodec 常规操作，获取 Buffer 可用索引，这里不需要获取输出索引，内部已经操作了
int outputBufferIndex = mediaCodec.dequeueOutputBuffer(bufferInfo,100_000);
if (outputBufferIndex >=0){
// 获取到了
ByteBuffer byteBuffer = mediaCodec.getOutputBuffer(outputBufferIndex);
byte[] outData = new byte[bufferInfo.size];
byteBuffer.get(outData);
}
}
}
Rtmp 数据包
经过上面两步，我们获得了编码好的 h264 数据，接下来封装 Rtmp 就比较头疼了（Ndk 的知识都忘得差不多了）
首先我们在项目的 cpp 文件中，把 Rtmpdump 的源代码导入，我们使用 rtmpdump 连接服务器，以及传输 Rtmp 数据，要知道目前手里的数据还是 h264 码流，是无法直接传输，需要封装成 Rtmp 数据包
使用第三方库 Rtmpdump 来实现推流到直播服务器，由于 Rtmpdump 的代码量不是很多，我们直接拷贝源代码到 Android 的 cpp 文件，如果需要用到 Ffmpeg 不能才用该种调用方式了，需要提前编译好 so 库文件
对 Rtmp 暂时不需要做太深刻的理解,因为很容易给自己绕进去,用 Rtmp 传输 h264 数据,那么 sps,pps ,以及关键帧怎么摆放,Rtmp 都已经规定好了,我们就需要使用 NDK 的方式,实现 rtmp 数据的填充
RtmpDump 的使用
image.png
- 连接服务器
- RTMP_Init(RTMP *r) 初始化
- RTMP_EnableWrite(RTMP *r) 配置开启数据写入
- RTMP_Connect(RTMP *r, RTMPPacket *cp)
- RTMP_ConnectStream(RTMP *r, int seekTime)
- 发送数据
- RTMPPacket_Alloc(RTMPPacket *p, int nSize)
- RTMP_SendPacket(RTMP *r, RTMPPacket *packet, int queue)
- RTMPPacket_Free(RTMPPacket *p)
连接直播服务器
这一步中，需要预先准备直播推流地址，然后实现 native 方法
extern "C" JNIEXPORT jboolean JNICALL
Java_com_bailun_kai_rtmplivedemo_RtmpPack2Remote_connectLiveServer(JNIEnv *env, jobject thiz,
jstring url) {
// 首先 Java 的转成 C 的字符串，不然无法使用
const char *live_url = env->GetStringUTFChars(url,0);
int result;
do {
// 结构体对象分配内存
livePack = (LivePack *)(malloc(sizeof(LivePack)));
// 清空内存上的脏数据
memset(livePack,0,sizeof(LivePack));
// Rtmp 申请内存
livePack->rtmp = RTMP_Alloc();
RTMP_Init(livePack->rtmp);
// 设置 rtmp 初始化参数，比如超时时间、url
livePack->rtmp->Link.timeout = 10;
LOGI("connect %s", url);
if (!(result = RTMP_SetupURL(livePack->rtmp,(char *)live_url))){
break;
}
// 开启 Rtmp 写入
RTMP_EnableWrite(livePack->rtmp);
LOGI("RTMP_Connect");
if (!(result = RTMP_Connect(livePack->rtmp,0))){
break;
}
LOGI("RTMP_ConnectStream ");
if (!(result = RTMP_ConnectStream(livePack->rtmp, 0)))
break;
LOGI("connect success");
}while (0);
if (!result && livePack){
free(livePack);
livePack = nullptr;
}
env->ReleaseStringUTFChars(url,live_url);
return result;
}
发送数据到直播服务器
image.png
有意思的是，Rtmp 协议中不需要传递分隔符(h264 分隔符为 0 0 0 1),并且推流的第一个 Rtmp 包的内容为 sps、pps 等
// 发送 rtmp 数据到服务器
extern "C"
JNIEXPORT jboolean JNICALL
Java_com_bailun_kai_rtmplivedemo_RtmpPack2Remote_sendData2Server(JNIEnv *env, jobject thiz,
jbyteArray buffer, jint length,
jlong tms) {
int result;
// 拷贝数据
jbyte *bufferArray = env->GetByteArrayElements(buffer, 0);
result = sendDataInner(bufferArray,length,tms);
//释放内存
env->ReleaseByteArrayElements(buffer,bufferArray,0);
return result;
}
int sendDataInner(jbyte *array, jint length, jlong tms) {
int result = 0;
//处理 sps、pps
if (array[4] == 0x67){
// 读取 sps，pps 数据，保存到结构体中
readSpsPps(array,length,livePack);
return result;
}
//处理 I帧，其他帧
if(array[4] == 0x65){
RTMPPacket * spsPpsPacket = createRtmpSteramPack(livePack);
sendPack(spsPpsPacket);
}
RTMPPacket* rtmpPacket = createRtmpPack(array,length,tms,livePack);
result = sendPack(rtmpPacket);
return result;
}
int sendPack(RTMPPacket *pPacket) {
int result = RTMP_SendPacket(livePack->rtmp,pPacket,1);
RTMPPacket_Free(pPacket);
free(pPacket);
return result;
}
// 发送 sps ，pps 对应的 Rtmp 包
RTMPPacket *createRtmpSteramPack(LivePack *pack) {
// 创建 Rtmp 数据包，对应 RtmpDump 库的 RTMPPacket 结构体
int body_size = 16 + pack->sps_len + pack->pps_len;
RTMPPacket *rtmpPacket = static_cast(malloc(sizeof(RTMPPacket)));
RTMPPacket_Alloc(rtmpPacket,body_size);
int index = 0;
rtmpPacket->m_body[index++] = 0x17;
//AVC sequence header 设置为0x00
rtmpPacket->m_body[index++] = 0x00;
//CompositionTime
rtmpPacket->m_body[index++] = 0x00;
rtmpPacket->m_body[index++] = 0x00;
rtmpPacket->m_body[index++] = 0x00;
//AVC sequence header
rtmpPacket->m_body[index++] = 0x01;
// 原始 操作
rtmpPacket->m_body[index++] = pack->sps[1]; //profile 如baseline、main、 high
rtmpPacket->m_body[index++] = pack->sps[2]; //profile_compatibility 兼容性
rtmpPacket->m_body[index++] = pack->sps[3]; //profile level
rtmpPacket->m_body[index++] = 0xFF;//已经给你规定好了
rtmpPacket->m_body[index++] = 0xE1; //reserved（111） + lengthSizeMinusOne（5位 sps 个数） 总是0xe1
//高八位
rtmpPacket->m_body[index++] = (pack->sps_len >> 8) & 0xFF;
// 低八位
rtmpPacket->m_body[index++] = pack->sps_len & 0xff;
// 拷贝sps的内容
memcpy(&rtmpPacket->m_body[index], pack->sps, pack->sps_len);
index +=pack->sps_len;
// pps
rtmpPacket->m_body[index++] = 0x01; //pps number
//rtmp 协议
//pps length
rtmpPacket->m_body[index++] = (pack->pps_len >> 8) & 0xff;
rtmpPacket->m_body[index++] = pack->pps_len & 0xff;
// 拷贝pps内容
memcpy(&rtmpPacket->m_body[index], pack->pps, pack->pps_len);
//packaet
//视频类型
rtmpPacket->m_packetType = RTMP_PACKET_TYPE_VIDEO;
//
rtmpPacket->m_nBodySize = body_size;
// 视频 04
rtmpPacket->m_nChannel = 0x04;
rtmpPacket->m_nTimeStamp = 0;
rtmpPacket->m_hasAbsTimestamp = 0;
rtmpPacket->m_headerType = RTMP_PACKET_SIZE_LARGE;
rtmpPacket->m_nInfoField2 = livePack->rtmp->m_stream_id;
return rtmpPacket;
}
RTMPPacket *createRtmpPack(jbyte *array, jint length, jlong tms, LivePack *pack) {
array += 4;
RTMPPacket *packet = (RTMPPacket *) malloc(sizeof(RTMPPacket));
int body_size = length + 9;
RTMPPacket_Alloc(packet, body_size);
if (array[0] == 0x65) {
packet->m_body[0] = 0x17;
LOGI("发送关键帧 data");
} else{
packet->m_body[0] = 0x27;
LOGI("发送非关键帧 data");
}
// 固定的大小
packet->m_body[1] = 0x01;
packet->m_body[2] = 0x00;
packet->m_body[3] = 0x00;
packet->m_body[4] = 0x00;
//长度
packet->m_body[5] = (length >> 24) & 0xff;
packet->m_body[6] = (length >> 16) & 0xff;
packet->m_body[7] = (length >> 8) & 0xff;
packet->m_body[8] = (length) & 0xff;
//数据
memcpy(&packet->m_body[9], array, length);
packet->m_packetType = RTMP_PACKET_TYPE_VIDEO;
packet->m_nBodySize = body_size;
packet->m_nChannel = 0x04;
packet->m_nTimeStamp = tms;
packet->m_hasAbsTimestamp = 0;
packet->m_headerType = RTMP_PACKET_SIZE_LARGE;
packet->m_nInfoField2 = pack->rtmp->m_stream_id;
return packet;
}
void readSpsPps(jbyte *array, jint length, LivePack *pack) {
for (int i = 0; i < length; i++) {
if (i+4 < length){
// 找到 pps 的下标
if (array[i] == 0x00
&& array[i+1] == 0x00
&& array[i+2] == 0x00
&& array[i+3] == 0x01
&& array[i+4] == 0x68
){
// 保存 sps
livePack->sps_len = i - 4;
livePack->sps = static_cast(malloc(livePack->sps_len));
memcpy(livePack->sps,array + 4,livePack->sps_len);
// 保存 pps
livePack->pps_len = length -(livePack->sps_len+4) - 4;
livePack->pps = static_cast(malloc(livePack->pps_len));
memcpy(livePack->pps,array+4+livePack->sps_len+4,livePack->pps_len);
LOGI("sps:%d pps:%d", livePack->sps_len, livePack->pps_len);
}
}
}
指针的使用
- malloc 只管分配内存，并不能对所得的内存进行初始化，所以得到的一片新内存中，其值将是随机的，申请的内存是连续的
- 返回类型是 void* 类型，void* 表示未确定类型的指针。C/C++ 规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针，malloc 函数返回的是 void * 类型，C++：p = malloc (sizeof(int)); 则程序无法通过编译，报错：“不能将 void* 赋值给 int * 类型变量”。所以必须通过 (int *) 来将强制转换
总结
首先我们通过系统服务拿到手机屏幕的画面，此时取到的原始数据还无法进行网络传输，在对其进行 h264 编码后，封装 Rtmp 包，然后按照 Rtmp 协议规定的方式进行传输
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