[翻译完成] 树莓派搭建Google TV

Google TV是啥玩意 ?

Google TV是支持自选图像、宽带网络、传统电视信号的综合平台，更附带电视节目搜索功能. 谷歌公布了其新版电视的两个版本, 第一个叫做Buddy Box, 由索尼代工的电视盒并且价格昂贵, 第二个是即将发布的集成电视, 将其电视盒内置到电视机内部.

Google TV界面预览:

开发者: 可以为Google TV开发新的网页应用或者把已有的android应用改为适配大尺寸屏幕, 在谷歌的开发者网站可以看到详细介绍

搭建我们自己的Google TV

极客们就是喜欢重复发明轮子, 并且自得其乐. 所以我们使用下列开源技术来搭建我们自己的Google TV:

硬件:

• 树莓派

软件:

• Raspbian系统 – 为树莓派特殊定制的Debian发行版

• NodeJs

• Socket.io – 通过websocket远程连接TV

• Express – 用来处理一些基本的http请求

• Omxcontrol – 用来控制树莓派上最棒的视频播放器OMXPlayer

• Chromium浏览器

• OMXPlayer

• Youtube-dl – 一个下载youtube视频的脚本

• QuoJS – 在手机网页上处理滑动手势

• HTML5, CSS3, Javascript, 和Moustache模板引擎

• Youtube API

最终效果

树莓派TV及其特殊的远程遥控器

 

步骤

主要分为4步:

1. 安装软件

2. shell命令及脚本

3. 搭建后台: NodeJS + Express + Socket.io

4. 搭建前端

安装软件:

安装Raspbian和NodeJS

按照这篇教程在树莓派上安装Raspbian和Node Js

安装Chromium和Youtube-dl

安装Chromium浏览器

sudo apt-get install chromium-browser

为了显示效果更佳我们可以安装使用MC字体

sudo apt-get install ttf-mscorefonts-installer

安装并升级Youtube下载器

sudo apt-get install youtube-dl 

sudo youtube-dl -U

注意-1: 现在还无法在树莓派上用Chromium看youtube的视频流, 因为在那种情况下视频并未通过GPU渲染, 会巨卡无比. Youtube-dl是不错的替代方案, 先将视频下载下来然后用OMXPlayer播放, 由于用GPU渲染了视频, 所以播放高清视频比较顺畅.

注意-2: Raspbian上默认就装了OMXPlayer.

shell命令及脚本

如果你在用SSH连接树莓派, 你需要先添加个环境变量“DISPLAY=:0.0″, 执行以下命令

export DISPLAY=:0.0

执行以下命令可列出全部环境变量

env

在全屏模式下测试Chromium:

chromium --kiosk http://www.google.com

测试Youtube-dl

youtube-dl youtube_video_url

你可以给youtube-dl加几个参数, 比如添加“-o youtube ID [dot] the extension”会自动更改下载文件的名称,  “-f /22/18 ”可以强制下载视频的720p版本. 这里有完整的参数格式列表.

youtube-dl  -o "%(id)s.%(ext)s" -f /22/18 youtube_video_url

下载视频完成后, 用OMXPLayer来播放

omxplayer youtube_video_file

可以用键盘快捷键来暂停/恢复视频, 更多快捷键说明看这里

太棒了! 下面就让我们用Node JS来自动化实现上面的整个过程

搭建后台: NodeJS + Express + Socket.io

下面是源码的目录结构:

• public

• js

• css

• images

• fonts

• index.html

• remote.html

• app.js

• package.json

Package.json – npm用来自动安装依赖的JSON文件, 并存储了一些基本信息

{ "name": "GoogleTV-rPi", 
  "version": "0.0.1", 
  "private": false, 
  "scripts": { "start": "node app.js" }, 
  "dependencies": { "express": "3.1.1", 
                    "socket.io":"0.9.14", 
                    "omxcontrol":"*" }
}

在创建并修改文件之后, 在应用目录执行下列命令来安装依赖.

npm install

注意-3: 在安装依赖前会自动创建一个名为node_modules 的文件夹, 如果你使用git, 别忘了要创建一个.gitignore文件并把“ node_modules”写入其中, 在添加git项目时忽略这个文件夹.

新建一个名为app.js的文件来创建我们的本地HTTP访问服务

var express = require('express')
  , app = express()  
  , server = require('http').createServer(app)
  , path = require('path') 
// all environments 
app.set('port', process.env.TEST_PORT || 8080);
app.use(express.favicon());
app.use(express.logger('dev')); app.use(express.bodyParser());
app.use(express.methodOverride());
app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public'))); 
//Routes
app.get('/', function (req, res) {
  res.sendfile(__dirname + '/public/index.html');
});

app.get('/remote', function (req, res) {
  res.sendfile(__dirname + '/public/remote.html');
});

server.listen(app.get('port'), function(){
  console.log('Express server listening on port ' + app.get('port'));
});

上面已经配置了本地访问的路径. 现在我们来测试一下搭建是否成功, 在public/目录中创建index.html和remote.html文件, 写入“Hello, World”, 然后执行命令行

node app.js

或

npm start

注意-4: 要在 package.json文件中添加:

...
"scripts": {
        "start": "node app.js"
    },
...

当服务正常启动时会输出"Express server listening on port 8080"
执行下列命令来测试我们的“Hello, World”页面

node app.js &

这是在后台启动Node应用的最原始方法, 如果你熟悉node, 你可以用Forever.js这样的模块来自动执行这项简单的任务

我们的Node应用现在已经在后台启动了, 执行下列命令用chromium在全屏模式下打开我们的Hello, World页面.

chromium --kiosk http://localhost:8080

添加Socket.io

我一直都认为WebSocket是现代web的基础, 对于Socket.io我认为其意义重大

当AJAX刚兴起的时候, 虽然很神往, 但是开发者总被不同浏览器处理异步JavaScript和XML请求时不同的方式所困扰. jQuery提供了统一的一组函数从而解决了这个噩梦. Socket.io对于WebSocket有同样作用, 甚至更多!

为了在所有浏览器上提供实时连接, Socket.IO会根据运行时选择传输能力最强的方式, 且不需要修改API. 下面是其支持的传输协议:

1. WebSocket

2. Adobe® Flash® Socket

3. AJAX long polling

4. AJAX multipart streaming

5. Forever Iframe

6. JSONP Polling

把下列内容添加到app.js文件来整合Socket.io:

var express = require('express')
  , app = express()  
  , server = require('http').createServer(app)
  , path = require('path')
  , io = require('socket.io').listen(server)
  , spawn = require('child_process').spawn

并添加以下内容降低日志级别:

//Socket.io Config 
io.set('log level', 1);

现在我们的Socket.io就配好了, 但其还没有任何功能, 现在我们要实现如何处理从客户端发到服务端的消息和事件.

下面是实现服务端功能的方法, 对应的我们还要实现在客户端实现如何处理消息, 这会在下一章介绍.

io.sockets.on('connection', function (socket) { 
    socket.emit('message', { message: 'welcome to the chat' });
    socket.on('send', function (data) { 
        //Emit to all
        io.sockets.emit('message', data);
    });
});

服务端现在会在有新客户端连接后发送消息“message”, 然后等待接收名为“send”的事件来处理数据再回复所有连接的客户端

在这里我们只有两种类型的客户端: 树莓派的显示器 (屏幕) 和移动Web应用 (远程控制)

var ss; //Socket.io Server 
io.sockets.on('connection', function (socket) { 
    socket.on("screen", function(data){ 
        socket.type = "screen"; 
        //Save the screen socket 
        ss = socket;
        console.log("Screen ready...");
    });

    socket.on("remote", function(data){ 
        socket.type = "remote";
        console.log("Remote ready..."); 
        if(ss != undefined){
            console.log("Synced...");
        }
    });
)};

客户端处理Socket通信

在remote.html和index.html中添加下列内容:

<script src="/socket.io/socket.io.js"> </script> 
<script> 
//use http://raspberryPi.local if your using Avahi Service  
//or use your RasperryPi IP instead 
var socket = io.connect('http://raspberrypi.local:8080');
socket.on('connect', function(data){ 
    socket.emit('screen');
}); 
</script>

在Node服务器上执行Shell命令

Node允许我们新建子进程来运行系统命令, 并监听其输入输出. 还能给命令传递参数, 甚至能把一个命令的执行结果重定向给另一个命令. 

在NodeJS中执行shell命令的基本方法:

spawn('echo',['foobar']);

如果需要重定向输出, 我们需要把下列函数加到app.js文件中:

//Run and pipe shell script output  
function run_shell(cmd, args, cb, end) { 
    var spawn = require('child_process').spawn,
        child = spawn(cmd, args),
        me = this;
    child.stdout.on('data', function (buffer) { cb(me, buffer) });
    child.stdout.on('end', end);
}

添加OMXControl – 可以控制OMXPlayer的Node模块

我是偶然间在npmjs.org上发现可以控制OMXPlayer的模块!
把下列内容添加app.js文件中来使用这个模块.

var omx = require('omxcontrol'); 
//use it with express 
app.use(omx());

这个模块会为我们创建以下访问路径来控制视频的播放:

http://localhost:8080/omx/start/:filename

http://localhost:8080/omx/pause

http://localhost:8080/omx/quit

太TM帅气鸟!

汇总

最终的app.js文件

/**
 * Module dependencies.
 */ 
var express = require('express')
  , app = express()  
  , server = require('http').createServer(app)
  , path = require('path')
  , io = require('socket.io').listen(server)
  , spawn = require('child_process').spawn
  , omx = require('omxcontrol'); 
// all environments 
app.set('port', process.env.TEST_PORT || 8080);
app.use(express.favicon());
app.use(express.logger('dev'));
app.use(express.bodyParser());
app.use(express.methodOverride());
app.use(express.static(path.join(__dirname, 'public')));
app.use(omx()); 
//Routes 
app.get('/', function (req, res) { 
    res.sendfile(__dirname + '/public/index.html');
});
app.get('/remote', function (req, res) { 
    res.sendfile(__dirname + '/public/remote.html');
}); 
//Socket.io Congfig 
io.set('log level', 1);

server.listen(app.get('port'), function(){ 
    console.log('Express server listening on port ' + app.get('port'));
}); 
//Run and pipe shell script output  
function run_shell(cmd, args, cb, end) { 
    var spawn = require('child_process').spawn,
        child = spawn(cmd, args),
        me = this;
    child.stdout.on('data', function (buffer) { cb(me, buffer) });
    child.stdout.on('end', end);
} 
//Save the Screen Socket in this variable 
var ss; 
//Socket.io Server 
io.sockets.on('connection', function (socket) { 
    socket.on("screen", function(data){ 
        socket.type = "screen";
        ss = socket;
        console.log("Screen ready...");
    });
    socket.on("remote", function(data){ socket.type = "remote";
        console.log("Remote ready...");
    });

    socket.on("controll", function(data){ 
        console.log(data); 
        if(socket.type === "remote"){ 
            if(data.action === "tap"){ 
                if(ss != undefined){
                    ss.emit("controlling", {action:"enter"}); 
                }
            } else if(data.action === "swipeLeft"){ 
                if(ss != undefined){
                    ss.emit("controlling", {action:"goLeft"}); 
                }
            } else if(data.action === "swipeRight"){ 
                if(ss != undefined){
                    ss.emit("controlling", {action:"goRight"}); 
                }
            }
         }
     });

    socket.on("video", function(data){ 
        if( data.action === "play"){ 
            var id = data.video_id,
                url = "http://www.youtube.com/watch?v="+id; 
            var runShell = new run_shell('youtube-dl',
                ['-o','%(id)s.%(ext)s','-f','/18/22',url], 
                function (me, buffer) { 
                    me.stdout += buffer.toString();
                    socket.emit("loading",{output: me.stdout});
                    console.log(me.stdout)
                }, 
                function () { 
                    //child = spawn('omxplayer',[id+'.mp4']);
                    omx.start(id+'.mp4');
                }
            );
        }    

    });
});

搭建前端

树莓派TV前端屏幕显示样式:

关于如何编写这个前端的介绍超出了本教程的范围, 不过我想我会在不久之后发一些在开发中实用的小技巧.

在为大尺寸屏幕设计时, 你应当遵循一些设计上的考量, Google在其开发者网站上详述了一套他们的标准

树莓派TV远程控制端样式:

大部分远程控制端设计粗糙, 充满了样式丑陋的按钮, 所以我决定使用QuoJS, 现在变得又帅气又易用!

$$(".r-container").swipeLeft(function(){ 
    socket.emit('control',{action:"swipeLeft"}); 
});

这是如何用”swipeLeft”方法把“Control”消息传回服务器的示例.
服务器会把这条消息传到屏幕上, 然后根据选择框的指向(Watch, Listen, Play)进行处理

这里还有几个小技巧能让你的web应用在iphone上看起来像原生应用一样带有好看的Icon和启动画面.
只需要把下列内容加到HTML的 <head></head>块中

<link rel="apple-touch-icon" href="images/custom_icon.png"/> 
<link rel="apple-touch-startup-image" href="images/startup.png"> 
<meta name="viewport" content="width=device-width initial-scale=1, maximum-scale=1, user-scalable=no" /> 
<meta name="apple-mobile-web-app-title" content="Remote"> 
<meta name="apple-mobile-web-app-capable" content="yes">

总结

这个项目仍在不断开发中, 不久之后便会有更新. 如果你喜欢本教程不妨上Github给项目加个星标. 视频也录好了! 请看here.