iOS平臺基於ffmpeg的視訊直播技術揭祕

優才學院發表於2016-04-25
iOS

現在非常流行直播,相信很多人都跟我一樣十分好奇這個技術是如何實現的,正好最近在做一個ffmpeg的專案,發現這個工具很容易就可以做直播,下面來給大家分享下技術要點:

首先你得編譯出ffmpeg執行所需的靜態庫,這個百度一下有很多內容,這裡我就不多說了,建議可以用Github上的一個開源指令碼來編譯,簡單粗暴有效率。

地址:連結描述

下載後直接用終端執行build-ffmpeg.sh指令碼就行了,大概半個小時就全部編譯好了…反正我覺得速度還行吧(PS:當初編譯Android原始碼那叫一個慢啊…),若是報錯就再來一遍,直到提示成功。

視訊直播怎麼直播呢?大概流程圖如下:

1.直播人裝置端:從攝像頭獲取視訊流,然後使用rtmp服務提交到伺服器

2.伺服器端:接收直播人提交的rtmp視訊流,併為觀看者提供rtmp源

3.觀看者:用播放器播放rtmp源的視訊.

PS:RTMP是Real Time Messaging Protocol（實時訊息傳輸協議）的首字母縮寫。該協議基於TCP，是一個協議族，包括RTMP基本協議及RTMPT/RTMPS/RTMPE等多種變種。

前期準備:

新建一個專案,將所有需要引入的ffmpeg的靜態庫及其他相關庫引入到工程中,配置標頭檔案搜尋路徑，這一步網上有很多教程就不重複敘述了。

我是用上面指令碼編譯的最新版,為了後期使用,需要將這些C檔案新增到專案:

cmdutils_common_opts.h

cmdutils.h及cmdutils.c

config.h 在scratch目錄下取個對應平臺的

ffmpeg_filter.c

ffmpeg_opt.c

ffmpeg_videotoolbox.c

ffmpeg.h及ffmpeg.c

除了config.h檔案外,別的檔案均在ffmpeg-3.0原始碼目錄中

注意問題:

1.編譯會報錯,因為ffmpeg.c檔案中包含main函式,請將該函式重新命名為ffmpeg_main並在ffmpeg.h中新增ffmpeg_main函式的宣告.

2.ffmpeg任務完成後會結束程式,而iOS裝置都是單程式多執行緒任務,所以需要將cmdutils.c檔案中的exit_program方法中的

exit(ret);

改為結束執行緒,需要引入#include <pthread.h>

pthread_exit(NULL);

直播端：用ffmpeg庫抓取直播人裝置的攝像頭資訊,生成裸資料流stream,注意!!!這裡是裸流,裸流意味著什麼呢?就是不包含PTS(Presentation Time Stamp。PTS主要用於度量解碼後的視訊幀什麼時候被顯示出來)、DTS(Decode Time Stamp。DTS主要是標識讀入記憶體中的bit流在什麼時候開始送入解碼器中進行解碼)等資訊的資料流,播放器拿到這種流是無法進行播放的.將這個客戶端只需要將這個資料流以RTMP協議傳到伺服器即可。

如何獲取攝像頭資訊:

使用libavdevice庫可以開啟獲取攝像頭的輸入流,在ffmpeg中獲取攝像頭的輸入流跟開啟檔案輸入流很類似,示例程式碼:

//開啟一個檔案:

AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();

avformat_open_input(&pFormatCtx, "test.h264",NULL,NULL);

//獲取攝像頭輸入:

AVFormatContext *pFormatCtx = avformat_alloc_context();

//多了查詢輸入裝置的這一步

AVInputFormat *ifmt=av_find_input_format("vfwcap");

//選取vfwcap型別的第一個輸入設別作為輸入流

avformat_open_input(&pFormatCtx, 0, ifmt,NULL);

如何使用RTMP上傳視訊流：

使用RTMP上傳檔案的指令是:

使用ffmpeg.c中的ffmpeg_main方法直接執行該指令即可,示例程式碼:

NSString *command = @"ffmpeg -re -i temp.h264 -vcodec copy -f flv rtmp://xxx/xxx/livestream";
//根據空格將指令分割為指令陣列

 NSArray *argv_array=[command_str componentsSeparatedByString:(@" ")];

//將OC物件轉換為對應的C物件

 int argc=(int)argv_array.count;

    char** argv=(char**)malloc(sizeof(char*)*argc);

    for(int i=0;i<argc;i++)

    {

        argv[i]=(char*)malloc(sizeof(char)*1024);

        strcpy(argv[i],[[argv_array objectAtIndex:i] UTF8String]);

    }
//傳入指令數及指令陣列

ffmpeg_main(argc,argv);

//執行緒已殺死,下方的程式碼不會執行

ffmpeg -re -i temp.h264 -vcodec copy -f flv rtmp://xxx/xxx/livestream

這行程式碼就是

-re引數是按照幀率傳送,否則ffmpeg會按最高速率傳送,那麼視訊會忽快忽慢,

-i temp.h264是需要上傳的裸h264流

-vcoder copy 這段是複製一份不改變源

-f flv rtmp://xxx/xxx/livestream 是指定格式為flv傳送到這個url

這裡看到輸入是裸流或者是檔案,但是我們從攝像頭獲取到的是直接記憶體流,這怎麼解決呢?

當然是有辦法的啦

1.將這串引數中temp.h264引數變為null

2.初始化自定義的AVIOContext，指定自定義的回撥函式。示例程式碼如下：

//AVIOContext中的快取

unsigned char *aviobuffer=(unsigned char*)av_malloc(32768);

AVIOContext *avio=avio_alloc_context(aviobuffer, 32768,0,NULL,read_buffer,NULL,NULL);

pFormatCtx->pb=avio;

if(avformat_open_input(&pFormatCtx,NULL,NULL,NULL)!=0){

     printf("Couldn`t open inputstream.（無法開啟輸入流）
");

     return -1;

}

  1. 自己寫回撥函式,從輸入源中取資料。示例程式碼如下:

    //Callback

    int read_buffer(void opaque, uint8_t buf, int buf_size){

    //休眠,否則會一次性全部傳送完

       if(pkt.stream_index==videoindex){

           AVRational time_base=ifmt_ctx->streams[videoindex]->time_base;

           AVRational time_base_q={1,AV_TIME_BASE};

           int64_t pts_time = av_rescale_q(pkt.dts, time_base, time_base_q);

           int64_t now_time = av_gettime() - start_time;

           if (pts_time > now_time)

               av_usleep(pts_time - now_time);

       }

     //fp_open替換為攝像頭輸入流

        if(!feof(fp_open)){

            inttrue_size=fread(buf,1,buf_size,fp_open);

            return true_size;

        }else{

            return -1;

        }

   }

服務端:原諒我一個移動開發不懂伺服器端,大概應該是獲取直播端上傳的視訊流再進行廣播.所以就略過吧.

播放端:播放端實際上就是一個播放器,可以有很多解決方案,這裡提供一種最簡單的,因為很多直播軟體播放端和客戶端都是同一個軟體,所以這裡直接使用專案中已經有的ffmpeg進行播放簡單粗暴又省事.

在Github上有個基於ffmpeg的第三方播放器kxmovie,直接用這個就好.

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當你把kxmovie的播放器部分新增到之前做好的上傳部分,你會發現報錯了……

查詢的結果是kxmovie所使用的avpicture_deinterlace方法不存在,我第一個想法就是想辦法遮蔽到這個方法,讓程式能正常使用,結果……當然不能正常播放視訊了,一百度才發現這個方法居然是去交錯,雖然我視訊只是不夠豐富,但是也知道這個方法肯定是不能少的.

沒事,只有改原始碼了.從ffmpeg官方原始碼庫中可以找到這個方法.

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發現這個方法在之前的實現中是在avcodec.h中宣告是AVPicture的方法,然後在avpicture.c中再呼叫libavcodec/imgconvert.c這個檔案中,也就是說這個方法本身就是屬於imgconvert.c的,avpicture.c只是間接呼叫,查詢ffmpeg3.0的imgconvert.c檔案,居然沒這個方法,但是官方程式碼庫中是有這個方法的,難道是已經移除了?移除不移除關我毛事,我只想能用,所以簡單點直接改avpicture.c

首先新增這幾個巨集定義

#define deinterlace_line_inplace deinterlace_line_inplace_c

#define deinterlace_line         deinterlace_line_c

#define ff_cropTbl ((uint8_t *)NULL)

 然後從網頁上覆制這幾個方法到avpicture.c檔案中

static void deinterlace_line_c

static void deinterlace_line_inplace_c

static void deinterlace_bottom_field

static void deinterlace_bottom_field_inplace

int avpicture_deinterlace

再在avcodec.h標頭檔案中, avpicture_alloc方法下面新增宣告:
attribute_deprecated

int avpicture_deinterlace(AVPicture *dst, const AVPicture *src,

 enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height);
儲存後再用終端執行build-ffmpeg.sh指令碼編譯一次就行了…再次匯入專案中kxmovie就不會報錯了,播放視訊的程式碼如下:

KxMovieViewController *vc = [KxMovieViewController movieViewControllerWithContentPath:path parameters:nil];

[self presentViewController:vc animated:YES completion:nil];

注:其中path可以是以http/rtmp/trsp開始的url

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