Android平台Unity下如何通过WebCamTexture采集摄像头数据并推送至RTMP服务器或轻量级RTSP服务
原创Android平台Unity下如何通过WebCamTexture采集摄像头数据并推送至RTMP服务器或轻量级RTSP服务
原创
技术背景
我们在对接Unity下推送模块的时候，遇到这样的技术诉求，开发者希望在Android的Unity场景下，获取到前后摄像头的数据，并投递到RTMP服务器，实现低延迟的数据采集处理。
在此之前，我们已经有了非常成熟的RTMP推送模块，也实现了Android平台Unity环境下的Camera场景采集，针对这个技术需求，有两种解决方案：
1. 通过针对原生android camera接口封装，打开摄像头，并回调NV12|NV21数据，在Unity环境下渲染即可；
2. 通过WebCamTexture组件，通过系统接口，拿到数据，直接编码推送。
对于第一种方案，涉及到camera接口的二次封装和数据回调，也可以实现，但是不如WebCamTexture组件方便，本文主要介绍下方案2。
WebCamTexture
WebCamTexture继承自Texture，下面是官方资料介绍。
描述
WebCam Texture 是实时视频输入渲染到的纹理。
静态变量
devices | 返回可用设备列表。 |
|---|
变量
autoFocusPoint | 通过此属性可以设置/获取摄像机的自动焦点。仅在 Android 和 iOS 设备上有效。 |
|---|---|
deviceName | 设置此属性可指定要使用的设备的名称。 |
didUpdateThisFrame | 视频缓冲区是否更新了此帧？ |
isDepth | 如果纹理基于深度数据，则此属性为 true。 |
isPlaying | 返回摄像机当前是否正在运行。 |
requestedFPS | 设置摄像机设备的请求的帧率（以每秒帧数为单位）。 |
requestedHeight | 设置摄像机设备的请求的高度。 |
requestedWidth | 设置摄像机设备的请求的宽度。 |
videoRotationAngle | 返回一个顺时针角度（以度为单位），可以使用此角度旋转多边形以使摄像机内容以正确的方向显示。 |
videoVerticallyMirrored | 返回纹理图像是否垂直翻转。 |
构造函数
WebCamTexture | 创建 WebCamTexture。 |
|---|
公共函数
GetPixel | 返回坐标 (x, y) 上的像素颜色。 |
|---|---|
GetPixels | 获取像素颜色块。 |
GetPixels32 | 返回原始格式的像素数据。 |
Pause | 暂停摄像机。 |
Play | 启动摄像机。 |
Stop | 停止摄像机。 |
技术实现
本文以大牛直播SDK的Unity下WebCamTexture采集推送为例，audio的话，可以采集麦克风，或者通过audioclip采集unity场景的audio，video数据的话，可以采集unity场景的camera，或者摄像头数据。
除此之外，还可以设置常规的编码参数，比如软、硬编码，帧率码率关键帧等。
先说打开摄像头：
public IEnumerator InitCameraCor()
{
// 请求权限
yield return Application.RequestUserAuthorization(UserAuthorization.WebCam);
if (Application.HasUserAuthorization(UserAuthorization.WebCam) && WebCamTexture.devices.Length > 0)
{
// 创建相机贴图
web_cam_texture_ = new WebCamTexture(WebCamTexture.devices[web_cam_index_].name, web_cam_width_, web_cam_height_, fps_);
web_cam_raw_image_.texture = web_cam_texture_;
web_cam_texture_.Play();
}
}前后摄像头切换
private void SwitchCamera()
{
if (WebCamTexture.devices.Length < 1)
return;
if (web_cam_texture_ != null && web_cam_texture_.isPlaying)
{
web_cam_raw_image_.enabled = false;
web_cam_texture_.Stop();
web_cam_texture_ = null;
}
web_cam_index_++;
web_cam_index_ = web_cam_index_ % WebCamTexture.devices.Length;
web_cam_texture_ = new WebCamTexture(WebCamTexture.devices[web_cam_index_].name, web_cam_width_, web_cam_height_, fps_);
web_cam_raw_image_.texture = web_cam_texture_;
web_cam_raw_image_.enabled = true;
web_cam_texture_.Play();
}启动|停止RTMP
private void OnPusherBtnClicked()
{
if (is_pushing_rtmp_)
{
if(!is_rtsp_publisher_running_)
{
StopCaptureAvData();
if (coroutine_ != null) {
StopCoroutine(coroutine_);
coroutine_ = null;
}
}
StopRtmpPusher();
btn_pusher_.GetComponentInChildren<Text>().text = "推送RTMP";
}
else
{
bool is_started = StartRtmpPusher();
if(is_started)
{
btn_pusher_.GetComponentInChildren<Text>().text = "停止RTMP";
if(!is_rtsp_publisher_running_)
{
StartCaptureAvData();
coroutine_ = StartCoroutine(OnPostVideo());
}
}
}
}推送RTMP实现如下：
public bool StartRtmpPusher()
{
if (is_pushing_rtmp_)
{
Debug.Log("已推送..");
return false;
}
//获取输入框的url
string url = input_url_.text.Trim();
if (!is_rtsp_publisher_running_)
{
InitAndSetConfig();
}
if (pusher_handle_ == 0) {
Debug.LogError("StartRtmpPusher, publisherHandle is null..");
return false;
}
NT_PB_U3D_SetPushUrl(pusher_handle_, rtmp_push_url_);
int is_suc = NT_PB_U3D_StartPublisher(pusher_handle_);
if (is_suc == DANIULIVE_RETURN_OK)
{
Debug.Log("StartPublisher success..");
is_pushing_rtmp_ = true;
}
else
{
Debug.LogError("StartPublisher failed..");
return false;
}
return true;
}对应的InitAndSetConfig()实现如下：
private void InitAndSetConfig()
{
if ( java_obj_cur_activity_ == null )
{
Debug.LogError("[daniusdk.com]getApplicationContext is null");
return;
}
int audio_opt = 1;
int video_opt = 3;
video_width_ = camera_.pixelWidth;
video_height_ = camera_.pixelHeight;
pusher_handle_ = NT_PB_U3D_Open(audio_opt, video_opt, video_width_, video_height_);
if (pusher_handle_ != 0){
Debug.Log("NT_PB_U3D_Open success");
NT_PB_U3D_Set_Game_Object(pusher_handle_, game_object_);
}
else
{
Debug.LogError("NT_PB_U3D_Open failed!");
return;
}
int fps = 30;
int gop = fps * 2;
if(video_encoder_type_ == (int)PB_VIDEO_ENCODER_TYPE.VIDEO_ENCODER_HARDWARE_AVC)
{
int h264HWKbps = setHardwareEncoderKbps(true, video_width_, video_height_);
h264HWKbps = h264HWKbps * fps / 25;
Debug.Log("h264HWKbps: " + h264HWKbps);
int isSupportH264HWEncoder = NT_PB_U3D_SetVideoHWEncoder(pusher_handle_, h264HWKbps);
if (isSupportH264HWEncoder == 0) {
NT_PB_U3D_SetNativeMediaNDK(pusher_handle_, 0);
NT_PB_U3D_SetVideoHWEncoderBitrateMode(pusher_handle_, 1); // 0:CQ, 1:VBR, 2:CBR
NT_PB_U3D_SetVideoHWEncoderQuality(pusher_handle_, 39);
NT_PB_U3D_SetAVCHWEncoderProfile(pusher_handle_, 0x08); // 0x01: Baseline, 0x02: Main, 0x08: High
// NT_PB_U3D_SetAVCHWEncoderLevel(pusher_handle_, 0x200); // Level 3.1
// NT_PB_U3D_SetAVCHWEncoderLevel(pusher_handle_, 0x400); // Level 3.2
// NT_PB_U3D_SetAVCHWEncoderLevel(pusher_handle_, 0x800); // Level 4
NT_PB_U3D_SetAVCHWEncoderLevel(pusher_handle_, 0x1000); // Level 4.1 多数情况下,这个够用了
//NT_PB_U3D_SetAVCHWEncoderLevel(pusher_handle_, 0x2000); // Level 4.2
// NT_PB_U3D_SetVideoHWEncoderMaxBitrate(pusher_handle_, ((long)h264HWKbps)*1300);
Debug.Log("Great, it supports h.264 hardware encoder!");
}
}
else if(video_encoder_type_ == (int)PB_VIDEO_ENCODER_TYPE.VIDEO_ENCODER_HARDWARE_HEVC)
{
int hevcHWKbps = setHardwareEncoderKbps(false, video_width_, video_height_);
hevcHWKbps = hevcHWKbps*fps/25;
Debug.Log("hevcHWKbps: " + hevcHWKbps);
int isSupportHevcHWEncoder = NT_PB_U3D_SetVideoHevcHWEncoder(pusher_handle_, hevcHWKbps);
if (isSupportHevcHWEncoder == 0) {
NT_PB_U3D_SetNativeMediaNDK(pusher_handle_, 0);
NT_PB_U3D_SetVideoHWEncoderBitrateMode(pusher_handle_, 0); // 0:CQ, 1:VBR, 2:CBR
NT_PB_U3D_SetVideoHWEncoderQuality(pusher_handle_, 39);
// NT_PB_U3D_SetVideoHWEncoderMaxBitrate(pusher_handle_, ((long)hevcHWKbps)*1200);
Debug.Log("Great, it supports hevc hardware encoder!");
}
}
else
{
if (is_sw_vbr_mode_) //H.264 software encoder
{
int is_enable_vbr = 1;
int video_quality = CalVideoQuality(video_width_, video_height_, true);
int vbr_max_bitrate = CalVbrMaxKBitRate(video_width_, video_height_);
vbr_max_bitrate = vbr_max_bitrate * fps / 25;
NT_PB_U3D_SetSwVBRMode(pusher_handle_, is_enable_vbr, video_quality, vbr_max_bitrate);
//NT_PB_U3D_SetSWVideoEncoderSpeed(pusher_handle_, 2);
}
}
NT_PB_U3D_SetAudioCodecType(pusher_handle_, 1);
NT_PB_U3D_SetFPS(pusher_handle_, fps);
NT_PB_U3D_SetGopInterval(pusher_handle_, gop);
if (audio_push_type_ == (int)PB_AUDIO_OPTION.AUDIO_OPTION_MIC_EXTERNAL_PCM_MIXER
|| audio_push_type_ == (int)PB_AUDIO_OPTION.AUDIO_OPTION_TWO_EXTERNAL_PCM_MIXER)
{
NT_PB_U3D_SetAudioMix(pusher_handle_, 1);
}
else
{
NT_PB_U3D_SetAudioMix(pusher_handle_, 0);
}
}数据投递
Color32[] cam_texture = web_cam_texture_.GetPixels32();
int rowStride = web_cam_texture_.width * 4;
int length = rowStride * web_cam_texture_.height;
NT_PB_U3D_OnCaptureVideoRGBA32Data(pusher_handle_, (long)Color32ArrayToIntptr(cam_texture), length, rowStride, web_cam_texture_.width, web_cam_texture_.height,
1, 0, 0, 0, 0);停止RTMP推送
private void StopRtmpPusher()
{
if(!is_pushing_rtmp_)
return;
NT_PB_U3D_StopPublisher(pusher_handle_);
if(!is_rtsp_publisher_running_)
{
NT_PB_U3D_Close(pusher_handle_);
pusher_handle_ = 0;
NT_PB_U3D_UnInit();
}
is_pushing_rtmp_ = false;
}轻量级RTSP服务的接口封装，之前blog已多次提到，这里不再赘述。
总结
Unity场景下采集摄像头数据并编码打包推送到RTMP服务器或轻量级RTSP服务，采集获取数据不麻烦，主要难点在于需要控制投递到原生模块的帧率，比如设置30帧，实际采集到的数据是50帧，需要均匀的处理数据投递，达到既流畅延迟又低。配合SmartPlayer播放测试，无论是RTMP推送还是轻量级RTSP服务出来的数据，整体都在毫秒级延迟，感兴趣的开发者，可以跟我沟通交流测试。
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