如何快速实现Windows平台屏幕摄像头采集并推送RTMP|轻量级RTSP服务能力？

​技术背景

好多开发者跟我们做技术交流的时候，会问到如何快速实现Windows平台屏幕摄像头推流能力？一个好的Windows推送模块，需要注意哪些技术细节？

技术探讨

本文以Windows平台为例，谈谈我们对这块的理解。大牛直播SDK的RTMP推送|轻量级RTSP服务模块实现主要涉及到SDK的初始化、视频采集设置、音频采集设置、编码设置、推流设置以及实时预览和停止预览等功能：

目前，以RTMP推送模块为例，目前我们主要设计支持以下功能：

• 音频编码：AAC/SPEEX；
• 视频编码：H.264、H.265；
• 推流协议：RTMP；
• [音视频]支持纯音频/纯视频/音视频推送；
• [屏幕/摄像头]支持帧率、关键帧间隔(GOP)、码率(bit-rate)设置；
• [屏幕]支持屏幕裁剪，根据帧率和推送分辨率，自动推荐码流；
• [摄像头]支持摄像头选择、分辨率设置、帧率设置；
• [摄像头]摄像头支持水平反转、垂直反转、0° 90° 180° 270°旋转；
• [屏幕]支持DXGI采集设置、启/停用Aero；
• [音频]采集麦克风；
• [音频]采集扬声器；
• [预览]支持推送端实时预览；
• 支持实时静音、取消静音;
• [对接服务器]支持自建标准RTMP服务器或CDN；
• 支持断网自动重连、网络状态回调；
• 屏幕和摄像头合成/多层合成；
• 支持窗口采集(一般不建议使用)；
• 支持实时动态水印；
• 支持实时快照；
• 支持降噪处理、自动增益控制、VAD端点检测；
• 支持扬声器和麦克风混音；
• 支持外部编码前音视频数据对接；
• 支持外部编码后音视频数据对接；
• 支持RTMP扩展H.265（需设备支持H.265特定机型硬编码）和Enhanced RTMP；
• 支持特定机型硬编码;
• 支持实时音量调节；
• 支持扩展录像模块;
• 支持Unity接口；
• 支持H.264扩展SEI发送模块；
• 支持Windows7及以上版本。

如果是轻量级RTSP服务：

• [基础功能]支持Windows平台RTMP直播推送模块常规功能；
• [音频格式]AAC；
• [视频格式]H.264、H.265；
• [协议类型]RTSP；
• [传输模式]支持单播和组播模式；
• [端口设置]支持RTSP端口设置；
• [鉴权设置]支持RTSP鉴权用户名、密码设置；
• [获取session连接数]支持获取当前RTSP服务会话连接数；
• [多服务支持]支持同时创建多个内置RTSP服务；
• [RTSP url回调]支持设置后的rtsp url通过event回调到上层。

1. 模块初始化和环境设置

• 设置日志路径：在初始化SDK之前，可以调用相关接口设置日志文件的存放路径，以便后续调试和日志分析。
• 初始化SDK：调用NT_PB_Init()接口完成SDK的初始化。注意，无论后续是否进行多实例推送，Init()接口都仅需调用一次。

2. 视频采集设置

• 数据源选择：支持从摄像头、屏幕或外部数据源采集视频数据。
• 参数设置：包括帧率、分辨率、码率、关键帧间隔等。这些参数可以通过SDK接口单独设置，以满足不同的推流需求。
• 摄像头设置：支持摄像头选择、分辨率设置、帧率设置、水平/垂直翻转、旋转等。
• 屏幕采集：支持全屏采集或部分区域采集，同时支持DXGI采集设置和启/停用Aero等功能。

3. 音频采集设置

• 音频源选择：支持采集麦克风音频、扬声器音频或进行混音输出。
• 编码设置：默认使用AAC编码模式，但也可以选择SPEEX编码模式以获取更低的码率。
• 音频处理：支持噪音抑制、自动增益控制、回音消除等音频处理功能。

4. 编码设置

• 视频编码：支持H.264和H.265编码。在Windows 64位系统上，如果推RTMP流，需要服务器支持RTMP H.265扩展（或Enhanced RTMP），同时播放器SDK也需要同步支持RTMP H.265扩展播放。
• 音频编码：如前所述，支持AAC和SPEEX编码。

5. 推流设置

• 推流协议：看是使用RTMP还是轻量级RTSP服务。
• 推流地址：如果是RTMP，可以设置RTMP服务器的推流地址，可以支持同时推送到多个URL（如一个内网服务器，一个外网服务器），如果是轻量级RTSP服务，发布RTSP流后，会回调上来一个可供拉流播放的RTSP URL。
• 网络状态回调：支持断网自动重连和网络状态回调功能，以确保推流的稳定性和可靠性。

6. 实时预览和停止预览

• 实时预览：支持在推流前进行实时预览，以便检查视频和音频的采集效果。
• 停止预览：在推流过程中或预览时，可以随时停止预览以节省系统资源。

7. 其他功能

• 支持多种操作系统：大牛直播SDK推送端支持Windows 7及以上系统。
• 集成示例：提供了C++和C#两套接口示例（如WIN-PublisherSDK-CPP-Demo和WIN-PublisherSDK-CSharp-Demo），方便开发者参考和集成。
• 扩展功能：支持实时快照、实时录像、降噪处理、自动增益控制、VAD端点检测等扩展功能。

总结

一个好的推送模块，除了实现高效率的编码传输外，还要有好的音视频采集机制和灵活的架构支持，便于后期功能扩展，比如实时快照、预览、实时录像等。除此之外，还要有好的交互机制（比如envent callback）、低延迟和长期运行稳定的性能。