浅谈开发实时视频直播平台的技术要点

前言

现在大大小小的公司,甚至个人开发者,都想开发自己的直播网站或App,本文会帮你理清,开发视频直播平台,你需要注意哪些技术要点。

开源WebRTC能做实时视频直播吗?

你以为调用几个Chrome的API就能直播了? WebRTC用的不是插件,是Chrome自带的功能,是原生js的API,也没有什么浏览器自带的插件。获取图像信源之后不应该用websocket发送图像数据,而是直接用WebRTC的通信相关API发送图像和声音(这套API是同时支持图像和声音的)数据。

最后:如果按照这个方法折腾完了,你认为会得到什么结果呢?1人广播,39人收看,在一台i3 + 4G + Centos6.4 mini的机器上跑MCU,连续运行48小时没有出现问题,CPU的使用率大概在60%左右。跟现在动辄上十万的直播相比,是不是弱爆了。 所以,别迷信 WebRTC,WebRTC只适合小范围(8人以内)音视频会议,不适合做直播。

开发实时视频直播需要哪些技术?

自负前端开发人员会以为:“熟悉HTML5、1个人大约7个工作日内就可以开发出来了”。面对这样的想法,只有一句话:少年,谦虚点。

如果你天赋异禀,一个人解决了以上技术问题。那么,你还需要解决传输问题。传输好坏,也就是视频是否延迟、卡顿,取决于网络条件好坏。而公共互利网复杂的网络环境就不用说了吧。在家玩游戏不卡,看视频就卡。聊QQ斗地主无压力,看视频就卡。这怎么办? 解决办法有3种:

  • 用CDN加速;
  • 花钱自己架服务器;
  • 或者用别人的云服务。

视频信号从现场出发,到达分散在全国各地的观众,需要经过数据中心和各级节点的缓存加速,一路上马不停蹄,可以和杨贵妃的荔枝媲美。而信号在一路上各个环节所需要的时间总和,就是你看到的延迟。 用CDN加速,可以尽量减少延迟。目前业内水准来看,视频延迟都在3-6秒之间。也就是在视频直播时,你看到的是几秒以前的画面。 自己架服务器,如果你部署的数据中心不够多,那么遇上跨网、跨省的传输,还是得用CDN加速。那么为了尽可能降低延迟,你就需要在全国各省市都部署数据中心,来解决跨网、跨省的传输。这种解决方案,相较CDN,非常昂贵。 用云服务的话,就是别人把服务器给你架好了,你只要傻瓜式的用就行了。为防止广告嫌疑,有关实时直播云,现在有很多服务商提供这一块,具体情况请自行了解哦。 当然,不管用哪种方式,请综合权衡利弊,找到适合自已的方案就是最好的方案。 下面,开始讲,视频直播的究竟需要哪些环节,应该如何处理?

开发实时视频直播的流程是什么?

- 前期处理:现在直播美颜已经是标配了,80%的主播没有美颜根本没法看。美颜算法需要懂图像处理算法的人,没有好的开源实现,要自己参考论文去研究。算法设计好了还要优化,无论你打算用CPU还是GPU优化,算法优化本身也需要专业知识支持。GPU虽然性能好,但是也是有功耗的。GPU占用太高会导致手机发烫,而手机发烫会导致摄像头采集掉帧,iPhone6尤其明显。因为iPhone6的CPU和前置摄像头很近,在算法开发、算法优化、效果平衡上需要大量的开发调试工作。而这一切都是需要经验支撑。 - 编码:如果你要上720p,肯定要采用硬编码。软编码720p完全没希望,硬件编码不灵活。兼容性也有问题。如何适应纷繁复杂的网络和纷繁复杂的上下行设备?安卓和芯片的坑,开发过的人都知道。那有人问,要求不高,上软编码低分辨率360p行不行?就算上低分辨率,软编码还是会让CPU发烫,CPU过热烫到摄像头,长期发烫不仅直接反应是费电。既然是手机直播,插着电源和充电器实在说不过去吧。还有,CPU发烫会降频,怎么办?这还是只说性能方面。和前处理只影响图像质量和功耗不同,视频编解码技术还关联成本计算和网络对抗。考虑性能、功耗、成本、网络这四个之后你编码的码率、帧率、分辨率。软硬件开发该如何选择?

- 传输:自己做不现实,交给第三方服务商吧。 - 解码:如果你用硬解码,一定要做容错处理,一定要做适配。突然一个crash导致手机重启不好吧。安卓的硬解码,不说了。如果你加了网络目前手机的硬解码还不一定支撑用软解码,功耗发热的问题又来了。 - 渲染:为什么手机明明解码出好多帧数据。就是渲染不出来。为什么画面就是不同步。 好了,以为完了吧? 还有音频呢。mic资源被抢占怎么办?为什么录音线程老是出问题?音频的前处理更复杂。什么时候开启三A引擎噪声抑制?回声消除?增益控制?为什么AAC比Opus质量好?什么是aac,he-aac,heaacv2?如何选择?要不要加混响?播放和录音模式该如何选择?如果你想互动回声消除就要适配N多机型。 以上是媒体模块,还有信令控制,登录、鉴权、权限管理、状态管理等等,各种应用服务,消息推送,聊天,礼物系统,支付系统,运营支持系统,统计系统等。 后台还有数据库,缓存,分布式文件存储,消息队列,运维系统等。

小结

以上技术要点的小结,确实能说明开发一个能用于生产环境的实时视频直播平台确非易事,跟IM里传统的实时音视频一样,这样的技术都是音视频编解码+网络传输技术的综合应用体,没有一定的技术积累,确实有很多坎需要迈过去。。。

原文发布于微信公众号 - IT技术精选文摘(ITHK01)

原文发表时间:2018-05-07

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