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视频直播iOS端技术作者：陶金亮 网易通信与视频资深开发工程师 随着网络基础建设的发展和资费的下降，在这个内容消费升级的时代，文字、图片无法满足人们对视觉的需求，因此视频直播应运而生。承载了实时性Real-Time和交互性的直播云服务是直播覆盖各行各业的新动力。 直播架构 想必了解过直播的人都清楚直播主要分为3部分:推流->流媒体服务器->拉流。 而我们今天需要讲的就是推流这部分，它主要包括音视频采集，音视频前处理，音视频编码，推流和传输4个方面。但是由于网络的复杂性和大数据的统计，推流还需要有全局负载均衡调度GSLB（Global Server Load Balance）,以及实时的统计数据上报服务器，包括提供频道管理给用户运营，因此推流SDK需要接入GSLB中心调度，统计服务器，心跳服务器，用于推流分配到网络最好的节点，有大数据的统计和分析。 下图涵盖了直播相关的所有服务，红色小标的线条代表指令流向，绿色小标的线条代表数据流向。
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android音视频点/直播模块开发前言随着音视频领域的火热，在很多领域（教育，游戏，娱乐，体育，跑步，餐饮，音乐等）尝试做音视频直播/点播功能，那么作为开发一个小白，如何快速学习音视频基础知识，了解音视频编解码的传输协议，编解码方式，以及如何技术选型，如何解决遇到的坑，本文抛砖引玉，欢迎大咖交流。一. 音视频的基础知识1.1 基本概念视频是什么静止的画面叫图像（picture）。连续的图像变化每秒超过24帧（frame）画面以上时，根椐视觉暂留原理， 人眼无法辨别每付单独的静态画面，看上去是平滑连续的视觉效果。这样的连续画面叫视频。 当连续图像变化每秒低于24帧画面时，人眼有不连续的感觉叫动画（cartoon）流媒体指采用流式传输的方式在Internet / Intranet播放的媒体格式.流媒体的数据流随时传送随 时播放，只是在开始时有些延迟 边下载边播入的流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低，极大地减少用户用在等待的时间分辨率分辨率是一个表示平面图像精细程度的概念，通常
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android音视频点/直播模块开发前言随着音视频领域的火热，在很多领域（教育，游戏，娱乐，体育，跑步，餐饮，音乐等）尝试做音视频直播/点播功能，那么作为开发一个小白，如何快速学习音视频基础知识，了解音视频编解码的传输协议，编解码方式，以及如何技术选型，如何解决遇到的坑，本文抛砖引玉，欢迎大咖交流。一. 音视频的基础知识1.1 基本概念视频是什么静止的画面叫图像（picture）。连续的图像变化每秒超过24帧（frame）画面以上时，根椐视觉暂留原理， 人眼无法辨别每付单独的静态画面，看上去是平滑连续的视觉效果。这样的连续画面叫视频。 当连续图像变化每秒低于24帧画面时，人眼有不连续的感觉叫动画（cartoon）流媒体指采用流式传输的方式在Internet / Intranet播放的媒体格式.流媒体的数据流随时传送随 时播放，只是在开始时有些延迟 边下载边播入的流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低，极大地减少用户用在等待的时间分辨率分辨率是一个表示平面图像精细程度的概念，通常
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网络视频直播系统需要执行的优化方案什么样的视频直播系统才能算得上优秀呢？因人而异，喜好不同，对于网络视频直播系统的评判标准也各不相同。但是相信大家对于网络视频直播系统性能的判定标准会是一致的。即直播中的延迟、卡顿和首屏耗时，这三点是直接影响用户体验的。针对于这三点来讲，通过怎样的优化方案可以使网络视频直播系统更加符合用户的直播需求呢？我们认为主要有以下三个方面。1.服务端优化在直播服器中，设置一个cache来存放GOP用于客户端播放。直播服务器缓存当前的GOP序列，当播放端请求相关数据时，CDN会从I帧返回到客户端，从而保证客户端能够快速的获取I帧进行显示。由于缓存的是之前的视频信息，所以当音频数据到达播放端之后，为保证音视频同步，播放器会对视频进行快进处理。2.视频优化如果只是想要优化网络视频直播系统的首开延迟，那么就可以借助在视频帧之间插入较多关键帧的方法。这样一来，客户端收到视频流之后，就可以尽快的进行解码。但是如果想要优化传输过程中的累计延迟，那么就需要尽可能的避免使用关键帧，避免GOP变大。在保障同等视频质量的情况下，i帧（关键帧
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- 2. 创建HTML页面并学会添加自己的视频。 如果说文字能够表达的空间有限，那么视频可是多媒体中表达信息种类最丰富的一种。视频中既可以携带音频，又可以携带动画信息，是视觉听觉双重享受的盛宴。那么如何在网页中添加视频呢？下面我们从 HTML 设计角度来带领同学们为网页添加视频。
- 3. 创建HTML页面并学会添加音乐播放功能。 学习过视频的添加后，想必比较聪明的同学对网页中音频的添加业有了自己的猜想。没错，方法大致相同。区别就是在 body 标签中加入的代码内容不同，我们添加这样一行代码到 body 标签中：<audio controls="controls" style="width:400px;height:45px;" ><source src="audio/moocwiki.mp3" type="audio/mpeg"/></audio>将这一段代码添加进代码视图中的 body 中后，我们在浏览器中打开相应页面就可以看到一个音频播放器出现在网页中了，同学们也要注意和视频播放器一样的问题，就是格式问题。音频也是具备多种格式，具备不同的浏览器支持类型。
- 1. 在网页中插入视频 为网页中添加视频，之前去在代码中写入一对 video 标签太累有木有？没关系，Dreamweaver CC 2018 的易用性设计早就考虑到了这一点。下面就跟随老师的操作步骤一步一步来操作在网页中插入视频。第一步：我们还是先创建空白的 HTML 页面。这一步依旧不再赘述，有兴趣的同学们可以翻阅本 WIKI 教程的前几节，那里面都有介绍。第二步：我们选择菜单栏中的插入按钮，进而选择 HTML ,再而选择 HTML5 Video,如下面第一张图所示：在这里要和大家说明,菜单栏的使用和右侧功能面板是相互补充的,它们既能相互补充,又存在一些重复的功能,往往右侧功能面板都是一些菜单栏功能的快捷入口。就比如这个插入 HTML5 Video 操作，在右侧插入面板完全就可以点击插入后再点击 HTML5 Video。这样操作的话，点击操作由三次减少为2次，可不要小看这小小的一个点击操作，对于当代网页设计数量巨大的操作步骤，这个操作表面上节省的1步，实则为一大步！下图是使用右侧功能面板实现视频插入功能的截图。插入视频操作完成后，我们可以看到在网页中就出现了一个视频播放器的轮廓。那么接下来我们就可以通过属性面板设置它的长宽等属性。第三步：我们按照之前章节讲过的设置 CSS 属性，在右侧的属性面版编辑插入视频长宽等属性，更多的属性设置就需要大家课下在 Dreamweaver CC 2018 中多多练习。下图展示了为一个刚创建好的视频元素指定长宽属性前后的变化：以上便是我们完完全全通过 Dreamweaver CC 2018 来为网页插入并设置视频！
- 2.2 创建一个video标签：<code><video></video></code> 接下来，和本小节第一个知识点中一样的操作步骤，我们在 body 标签中敲入一段代码：<video width="640px" height="400px" controls =“controls"><source arc="/video/moocwiki.mp4"></video>代码敲入后如下图所示：通过网页的预览，我们就可以看到事先准备好的名为 moocwiki.mp4 的视频就出现在网页中了。其实这里应用了 video 这个 HTML 标准中自带的视频标签，这个标签提供的功能不仅仅是让网页播放视频，还能控制网页视频的播放与暂停，是否重复循环播放，播放进度条和时间显示。更准确地说，是用浏览器自带的默认视频播放器播放视频。同学们在学校的时候一定要注意视频的格式问题。众所周知，MP4 是一种视频格式，更确切的说是一种压缩编码方式，此外还有很多种不同的视频格式，不同浏览器，不同的标签写法，不同的属性定义都可能产生不同的播放效果，甚至不能够正常播放。这些内容需要同学在今后的应用场景中去体会，此处无法做详尽的讲解。
- 3. 视频分片上传 视频分片上传这个会稍微有点复杂，我们页尽量简单做一下，尽量不考虑异常情况，细节等后面大家自己慢慢优化。对于大文件上传，往往采用的方式是将大文件切片，然后分片上传，最后全部分片上传完毕后发送合并请求，将服务器上的分片文件合成最终的文件。这个需求需要前后端一同配合操作，前端有许多线程的组件供我们使用，由于我们用的是纯 html/css/js 开发前端页面，所以直接用 Baidu WebFE(FEX) 团队开发的 WebUploader 来帮助我们完成前端的分片上传工作。对于 Django 的后端上传视频的思路如下：首先确定好一个固定上传根目录 UPLOAD_BASE_DIR (如/root/test/video_website)；上传的分片会按照如下命名方式保存到临时目录 (${UPLOAD_BASE_DIR}/tmpfiles/) 下：文件名-块编号-总块数如果是共享文件保存到共享目录 (KaTeX parse error: Expected 'EOF', got '下' at position 28: …_DIR}/shared/) 下̲，私密文件保存到个人的目录 ({UPLOAD_BASE_DIR}/用户名/) 下视频上传的代码主要在 videos 应用下，先看视图代码，如下：# 代码位置：videos/views.pyimport osimport shutilfrom django.shortcuts import render, redirectfrom django.views.generic import Viewfrom django.views.decorators.http import require_http_methodsfrom django.http.response import JsonResponsefrom django.contrib.auth.models import Userfrom videos.models import Videofrom utils.constants import LOGIN_URL, UPLOAD_BASE_DIRTMP_DIR = os.path.join(UPLOAD_BASE_DIR, "tmpfiles")SHARED_DIR = os.path.join(UPLOAD_BASE_DIR, "shared")if not os.path.exists(TMP_DIR): os.makedirs(TMP_DIR)if not os.path.exists(SHARED_DIR): os.makedirs(SHARED_DIR)"""将部分操作加上装饰器，需要登录才能进行操作""" class VideoView(View): """ 视频管理 """ def get(self, request, *args, **kwargs): pass def post(self, request, *args, **kwargs): """ 新增上传视频 """ success = True err_msg = '' name = request.POST.get('name', '') label = request.POST.get('label', '') size = int(request.POST.get('size', '0')) is_private = request.POST.get('is_private', 'false') shared_type = 0 if is_private != 'true' else 1 logined_user = None if request.session.get('has_login', False): logined_user = User.objects.all().get(id=int(request.session['user_id'])) if not logined_user or not isinstance(logined_user, User): return JsonResponse({'success': False, 'err_msg': 'please login in first!'}) print('登录用户:{}'.format(logined_user.username)) if not name: return JsonResponse({'success': False, 'err_msg': 'name is empty!'}) file_path = os.path.join(UPLOAD_BASE_DIR, name) if not os.path.exists(file_path): return JsonResponse({'success': False, 'err_msg': '{} not upload succeeded!'.format(name)}) # 共享视频放到 share 目录下，其余放到各自用户下 old_path = os.path.join(UPLOAD_BASE_DIR, name) if not shared_type: new_dir = SHARED_DIR path = "/shared" else: # 私密视频，放到个人目录下 username = logined_user.username new_dir = os.path.join(UPLOAD_BASE_DIR, username) path = "/{}".format(username) if not os.path.isdir(new_dir): os.makedirs(new_dir) print('移动文件{}到目录{}下'.format(old_path, new_dir)) shutil.move(old_path, new_dir) video_upload = Video(name=name, label=label, size=size, shared_type=shared_type, path=path) video_upload.author = logined_user try: video_upload.save() except Exception as e: success = False err_msg = 'error: {}'.format(str(e)) return JsonResponse({'success': success, 'err_msg': err_msg}) def put(self, request, *args, **kwargs): pass def delete(self, request, *args, **kwargs): passdef video_upload(request, *args, **kwargs): """ 分片上传视频 """ if request.method == 'POST': # 异常考虑 name = request.POST.get("name") chunk_id = request.POST.get("chunk", "0") chunks = request.POST.get("chunks", "0") file_name = "%s-%s-%s" % (name, chunk_id, chunks) video_file = request.FILES.get("file") with open(os.path.join(TMP_DIR, file_name), 'wb') as f: for chunk in video_file.chunks(): f.write(chunk) return JsonResponse({'upload_part': True}) return render(request, "video_upload.html", {})@require_http_methods(["POST"])def merge_chunks(request, *args, **kwargs): """ 合并上传视频 """ file_name = request.POST.get("name") chunks = int(request.POST.get("chunks", "0")) # 完成的文件的地址为 path = os.path.join(UPLOAD_BASE_DIR, file_name) with open(path, 'wb') as fp: for chunk in range(chunks): try: name = os.path.join(TMP_DIR, '{}-{}-{}'.format(file_name, chunk, chunks)) with open(name, 'rb') as f: fp.write(f.read()) # 当图片写入完成后，分片就没有意义了，删除 os.remove(name) except Exception as e: print('异常:{}'.format(str(e))) break return JsonResponse({'merge':True, 'file_name': file_name})代码的逻辑是比较清楚的，主要的完成了如下几个功能：分片视频上传 (video_upload)；合并分片视频 (merge_chunks)；上传视频信息入库 (VideoView.post)；接着是 URLConf 的配置，代码如下：# 代码位置：videos/urls.pyfrom django.urls import pathfrom videos import viewsurlpatterns = [ # 视频的管理 path('op/', views.VideoView.as_view(), name="video_operation"), # 视频上传 path('upload/', views.video_upload, name="upload"), path('video_merge/', views.merge_chunks, name='merge_chunks'),]最后，看下我们使用 WebUploader 和 Bootstrap 功能完成的一个分片上传页面，内容稍多，需要耐心阅读。首先要先完成视频上传，然后才是添加视频的描述信息并提交。{# 代码位置：template/video_upload.html #}{% load staticfiles %}<!DOCTYPE html><html><head><meta charset="UTF-8"><title>webuploader上传</title><link rel="stylesheet" type="text/css" href="{% static 'css/main.css' %}"><link rel="stylesheet" type="text/css" href="{% static 'css/webuploader.css' %}"><link rel="stylesheet" type="text/css" href="{% static 'css/bootstrap.min.css' %}"><script type="text/javascript" src="{% static 'js/jquery-3.5.0.min.js' %}"></script><script type="text/javascript" src="{% static 'js/webuploader.min.js' %}"></script></head><body><div class="row"> <div class="col-md-6"> <form class="form-horizontal upload-video-container" class="col-sm-6"> {% csrf_token %} <div class="form-group"> <label class="col-sm-4 control-label">视频名称</label> <div class="col-sm-8"> <input type="text" class="form-control" id="video-name" placeholder="视频名称" name="video_name"> </div> </div> <div class="form-group"> <label class="col-sm-4 control-label">视频简介</label> <div class="col-sm-8"> <textarea class="form-control" rows="5" name="video_label"></textarea> </div> </div> <div class="form-group"> <label for="inputPassword3" class="col-sm-4 control-label">上传视频</label> <div class="col-sm-8"> <div id="picker">点击这里选择视频</div> </div> </div> <div class="form-group"> <div class="col-sm-offset-4 col-sm-8"> <div class="checkbox"> <label style="font-size:14px"> <input type="checkbox" name="is_private"> 设为私密 </label> </div> </div> </div> <div class="form-group"> <div class="col-sm-offset-4 col-sm-8"> <button id="form-submit" class="btn btn-primary" type = "button">提交</button> </div> </div> </form> </div> <div id="uploader" class="col-md-5 upload-video-container"> <!--用来存放文件信息--> <div id="thelist" class="row"> <div class="panel panel-primary"> <div class="panel-heading">视频文件上传</div> <table class="table table-striped table-bordered" id="uploadTable"> <thead style="text-align: center;"> <tr> <th>文件名称</th> <th>文件大小</th> <th>上传进度</th> <th style="width:15%;">状态</th> </tr> </thead> <tbody> </tbody> </table> <div class="panel-footer"> <button id="upload-btn" class="btn btn-primary">开始上传</button> </div> </div> </div> </div></div></body><script type="text/javascript"> success = false current_upload_file = '' $('#form-submit').on('click', function(){ if (current_upload_file !== null && current_upload_file !== undefined && current_upload_file !== '' && success){ csrf_token = $("input[name='csrfmiddlewaretoken']").val() name = $("input[name='video_name']").val() label = $("textarea").val() is_private = $("input[name='is_private']").is(':checked') $.ajax({ type: "POST", url: "{% url 'video_operation'%}", data: { csrfmiddlewaretoken: csrf_token, name: name, label: label, size: current_upload_file.size, is_private: is_private }, success : function(response) { console.log(response) if (response.success) { alert('提交视频记录完成') } else { alert(response.err_msg) } } }); } else { alert('请先上传完成文件') return 0 } }) function formatSizeUnits(bytes){ if (bytes >= 1073741824) { bytes = (bytes / 1073741824).toFixed(2) + " GB"; } else if (bytes >= 1048576) { bytes = (bytes / 1048576).toFixed(2) + " MB"; } else if (bytes >= 1024) { bytes = (bytes / 1024).toFixed(2) + " KB"; } else if (bytes > 1) { bytes = bytes + " bytes"; } else if (bytes == 1) { bytes = bytes + " byte"; } else { bytes = "0 bytes"; } return bytes; } var uploader = WebUploader.create({ // swf文件路径 swf : 'https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/webuploader/0.1.1/Uploader.swf', // 文件接收服务端。 server : "{% url 'upload' %}", // 选择文件的按钮。可选。 // 内部根据当前运行是创建，可能是input元素，也可能是flash. pick : { id : '#picker',//这个id是你要点击上传文件的id multiple : false }, // 不压缩image, 默认如果是jpeg，文件上传前会压缩一把再上传！ resize : true, auto : false, //开启分片上传 chunked : true, chunkSize : 10 * 1024 * 1024, accept : { extensions : "flv,mp4", mimeTypes : '.flv,.mp4' } }); uploader.on('fileQueued', function(file) { current_upload_file = file // 选中文件时要做的事情，比如在页面中显示选中的文件并添加到文件列表，获取文件的大小，文件类型等 name = file.name size = file.size $('#video-name').val(name) file_upload_html = "<tr><td>" + name + "</td><td>" + formatSizeUnits(size) + "</td><td>0%</td><td><a>准备上传</a></td>" $('#uploader table tbody').html(file_upload_html) $("#upload-btn").removeAttr("disabled") }); uploader.on('uploadBeforeSend',function (object, data, header){ data['csrfmiddlewaretoken'] = $("input[name='csrfmiddlewaretoken']").val() }); // 文件上传过程中创建进度条实时显示。 uploader.on('uploadProgress', function(file, percentage) { $('#thelist').find('tbody').find('tr:eq(0)').find("td:eq(3)").text('上传中') $('#thelist').find('tbody').find('tr:eq(0)').find("td:eq(2)").text((percentage * 100).toFixed(2) + '%') }); uploader.on('uploadSuccess', function(file) { console.log('上传成功') }); uploader.on('uploadError', function(file) { $('#thelist').find('tbody').find('tr:eq(0)').find("td:eq(2)").text('上传失败') }); uploader.on('uploadComplete', function(file) { $('#thelist').find('tbody').find('tr:eq(0)').find("td:eq(3)").text('合并文件中...') csrf_token = $("input[name='csrfmiddlewaretoken']").val() $.ajax({ type: "POST", url: "{% url 'merge_chunks'%}", data: { csrfmiddlewaretoken: csrf_token, name: file.name, chunks: parseInt((file.size + uploader.options.chunkSize - 1) / uploader.options.chunkSize) }, success : function(response) { success = true uploader.removeFile(file); $('#thelist').find('tbody').find('tr:eq(0)').find("td:eq(3)").text('上传完成') $("#upload-btn").attr("disabled", "disabled") } }); }); uploader.on('all', function(type) { console.log('all, type=' + type) }); $('#upload-btn').on('click', function(){ uploader.upload(); }); </script></html>注意：这里的前端代码有许多细节没有考虑，比如错误情况，以及实现暂停上传和查询已上传分片等功能，后续读者可以自行优化。这里的前端代码参考了官方文档和一些 CSDN 博客介绍，用比较简单的方式去完成这个分片上传。主要是上传组件监听的事件以及 jquery 的使用。这里细节不在深究，我们直接看演示的效果。插入视频 35-2
- 媒体播放器：MediaPlayer Android 系统提供了几种播放音频和视频的方式，其中最常用的就是 MediaPlayer，和其他功能组件一样都有很多第三方框架提供更加丰富完备的功能，但是基本用法和时序基本都是参照 MediaPlayer 来设计的，本节就来看看 MediaPlayer 的使用方法。
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