WebRTC中Android Demo中的远程视频流的获取到传输
1.CallActivity#onCreate 执行startCall开始连接或创建房间
2.WebSocketClient#connectToRoom 请求一次服务器
3.回调到CallActivity#onConnectToRoom 开始创建对等连接,同时将视频采集对象,本地和远程的VideoSink,相关参数传入
localProxyVideoSink代理本地视频渲染器
remoteSinks是代理远程视频的渲染器,这里是一个集合
videoCapture是本地视频采集器
4.PeerConnectionClient#createPeerConnectionInternal 创建PeerConnection对象和创建视频轨道
factory是在CallActivity#onCreate中创建的
pcObserver是一个对等连接观察者,用于底层消息的回调
如果开启了视频功能,则将本地采集的数据添加到轨道(通过C++底层完成)
如果是远程的数据,通过(getRemoteVideoTrack调用C++底层方法)获取到远程视频轨道,添加传入进来的remoteSinks
这里继续添加音频轨道。
到这里,可以预览到本地摄像头预览帧。
中间还有一个复杂的过程,就是建立连接的过程。
主要有以下几个步骤吧。
1️⃣ 创建者创建一个连接房间。
i.请求Server(WebSocketRTCClient#connectToRoom)
ii.创建Offer信令(PeerConnection来创建,通过sdpObserver来回调结果)
iii.设置本地SDP,通过sdpObserver来回调结果
iv.发送Offer信令,给服务器(等待别人连接)
2️⃣ 加入者加入该房间。
i.请求Server(有人创建了房间,那就只有加入了),突然还收到一个Offer(创建者给服务器的)呢。
ii.设置远程SDP,通过sdpObserver来回调结果。
iii.创建Answer信令,通过sdpObserver来回调结果。
iv.发送Answer信令,发送给服务器(主要给房间创建者的)
3️⃣ 创建者知道有人加入后。
i.WebSocketRTCClient#onWebSocketMessage(接收到Answer信令和一些ICE数据包)
ii.设置远程SDP,通过sdpObserver来回调结果。
iii.开始添加ICE Candidate。
4️⃣ 然后就是ICE之间的连接,这里的具体逻辑不是特别清楚。以后再补充。
5️⃣ P2P连接建立完毕,可以互相实时视频聊天了哦。
5.那么如何获取到远程的视频流数据呢?或者说怎么将远程的数据渲染出来显示到SurfaceViewRender中?
在demo中,预览本地的视频和远程的视频都是用SurfaceViewRender自定义视图完成的。
public class SurfaceViewRenderer extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback, VideoSink, RendererCommon.RendererEvents { private static final String TAG = "SurfaceViewRenderer"; // Cached resource name. private final String resourceName; private final RendererCommon.VideoLayoutMeasure videoLayoutMeasure = new RendererCommon.VideoLayoutMeasure(); private final SurfaceEglRenderer eglRenderer; // Callback for reporting renderer events. Read-only after initilization so no lock required. private RendererCommon.RendererEvents rendererEvents; // Accessed only on the main thread. private int rotatedFrameWidth; private int rotatedFrameHeight; private boolean enableFixedSize; private int surfaceWidth; private int surfaceHeight; /** * Standard View constructor. In order to render something, you must first call init(). */ public SurfaceViewRenderer(Context context) { super(context); this.resourceName = getResourceName(); eglRenderer = new SurfaceEglRenderer(resourceName); getHolder().addCallback(this); getHolder().addCallback(eglRenderer); } /** * Standard View constructor. In order to render something, you must first call init(). */ public SurfaceViewRenderer(Context context, AttributeSet attrs) { super(context, attrs); this.resourceName = getResourceName(); eglRenderer = new SurfaceEglRenderer(resourceName); getHolder().addCallback(this); getHolder().addCallback(eglRenderer); } /** * Initialize this class, sharing resources with |sharedContext|. It is allowed to call init() to * reinitialize the renderer after a previous init()/release() cycle. */ public void init(EglBase.Context sharedContext, RendererCommon.RendererEvents rendererEvents) { init(sharedContext, rendererEvents, EglBase.CONFIG_PLAIN, new GlRectDrawer()); } /** * Initialize this class, sharing resources with |sharedContext|. The custom |drawer| will be used * for drawing frames on the EGLSurface. This class is responsible for calling release() on * |drawer|. It is allowed to call init() to reinitialize the renderer after a previous * init()/release() cycle. */ public void init(final EglBase.Context sharedContext, RendererCommon.RendererEvents rendererEvents, final int[] configAttributes, RendererCommon.GlDrawer drawer) { ThreadUtils.checkIsOnMainThread(); this.rendererEvents = rendererEvents; rotatedFrameWidth = 0; rotatedFrameHeight = 0; eglRenderer.init(sharedContext, this /* rendererEvents */, configAttributes, drawer); } /** * Block until any pending frame is returned and all GL resources released, even if an interrupt * occurs. If an interrupt occurs during release(), the interrupt flag will be set. This function * should be called before the Activity is destroyed and the EGLContext is still valid. If you * don't call this function, the GL resources might leak. */ public void release() { eglRenderer.release(); } /** * Register a callback to be invoked when a new video frame has been received. * * @param listener The callback to be invoked. The callback will be invoked on the render thread. * It should be lightweight and must not call removeFrameListener. * @param scale The scale of the Bitmap passed to the callback, or 0 if no Bitmap is * required. * @param drawer Custom drawer to use for this frame listener. */ public void addFrameListener( EglRenderer.FrameListener listener, float scale, RendererCommon.GlDrawer drawerParam) { eglRenderer.addFrameListener(listener, scale, drawerParam); } /** * Register a callback to be invoked when a new video frame has been received. This version uses * the drawer of the EglRenderer that was passed in init. * * @param listener The callback to be invoked. The callback will be invoked on the render thread. * It should be lightweight and must not call removeFrameListener. * @param scale The scale of the Bitmap passed to the callback, or 0 if no Bitmap is * required. */ public void addFrameListener(EglRenderer.FrameListener listener, float scale) { eglRenderer.addFrameListener(listener, scale); } public void removeFrameListener(EglRenderer.FrameListener listener) { eglRenderer.removeFrameListener(listener); } /** * Enables fixed size for the surface. This provides better performance but might be buggy on some * devices. By default this is turned off. */ public void setEnableHardwareScaler(boolean enabled) { ThreadUtils.checkIsOnMainThread(); enableFixedSize = enabled; updateSurfaceSize(); } /** * Set if the video stream should be mirrored or not. */ public void setMirror(final boolean mirror) { eglRenderer.setMirror(mirror); } /** * Set how the video will fill the allowed layout area. */ public void setScalingType(RendererCommon.ScalingType scalingType) { ThreadUtils.checkIsOnMainThread(); videoLayoutMeasure.setScalingType(scalingType); requestLayout(); } public void setScalingType(RendererCommon.ScalingType scalingTypeMatchOrientation, RendererCommon.ScalingType scalingTypeMismatchOrientation) { ThreadUtils.checkIsOnMainThread(); videoLayoutMeasure.setScalingType(scalingTypeMatchOrientation, scalingTypeMismatchOrientation); requestLayout(); } /** * Limit render framerate. * * @param fps Limit render framerate to this value, or use Float.POSITIVE_INFINITY to disable fps * reduction. */ public void setFpsReduction(float fps) { eglRenderer.setFpsReduction(fps); } public void disableFpsReduction() { eglRenderer.disableFpsReduction(); } public void pauseVideo() { eglRenderer.pauseVideo(); } // VideoSink interface. @Override public void onFrame(VideoFrame frame) { eglRenderer.onFrame(frame); } // View layout interface. @Override protected void onMeasure(int widthSpec, int heightSpec) { ThreadUtils.checkIsOnMainThread(); Point size = videoLayoutMeasure.measure(widthSpec, heightSpec, rotatedFrameWidth, rotatedFrameHeight); setMeasuredDimension(size.x, size.y); logD("onMeasure(). New size: " + size.x + "x" + size.y); } @Override protected void onLayout(boolean changed, int left, int top, int right, int bottom) { ThreadUtils.checkIsOnMainThread(); eglRenderer.setLayoutAspectRatio((right - left) / (float) (bottom - top)); updateSurfaceSize(); } private void updateSurfaceSize() { ThreadUtils.checkIsOnMainThread(); if (enableFixedSize && rotatedFrameWidth != 0 && rotatedFrameHeight != 0 && getWidth() != 0 && getHeight() != 0) { final float layoutAspectRatio = getWidth() / (float) getHeight(); final float frameAspectRatio = rotatedFrameWidth / (float) rotatedFrameHeight; final int drawnFrameWidth; final int drawnFrameHeight; if (frameAspectRatio > layoutAspectRatio) { drawnFrameWidth = (int) (rotatedFrameHeight * layoutAspectRatio); drawnFrameHeight = rotatedFrameHeight; } else { drawnFrameWidth = rotatedFrameWidth; drawnFrameHeight = (int) (rotatedFrameWidth / layoutAspectRatio); } // Aspect ratio of the drawn frame and the view is the same. final int width = Math.min(getWidth(), drawnFrameWidth); final int height = Math.min(getHeight(), drawnFrameHeight); logD("updateSurfaceSize. Layout size: " + getWidth() + "x" + getHeight() + ", frame size: " + rotatedFrameWidth + "x" + rotatedFrameHeight + ", requested surface size: " + width + "x" + height + ", old surface size: " + surfaceWidth + "x" + surfaceHeight); if (width != surfaceWidth || height != surfaceHeight) { surfaceWidth = width; surfaceHeight = height; getHolder().setFixedSize(width, height); } } else { surfaceWidth = surfaceHeight = 0; getHolder().setSizeFromLayout(); } } // SurfaceHolder.Callback interface. @Override public void surfaceCreated(final SurfaceHolder holder) { ThreadUtils.checkIsOnMainThread(); surfaceWidth = surfaceHeight = 0; updateSurfaceSize(); } @Override public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {} @Override public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {} private String getResourceName() { try { return getResources().getResourceEntryName(getId()); } catch (NotFoundException e) { return ""; } } /** * Post a task to clear the SurfaceView to a transparent uniform color. */ public void clearImage() { eglRenderer.clearImage(); } @Override public void onFirstFrameRendered() { if (rendererEvents != null) { rendererEvents.onFirstFrameRendered(); } } @Override public void onFrameResolutionChanged(int videoWidth, int videoHeight, int rotation) { if (rendererEvents != null) { rendererEvents.onFrameResolutionChanged(videoWidth, videoHeight, rotation); } int rotatedWidth = rotation == 0 || rotation == 180 ? videoWidth : videoHeight; int rotatedHeight = rotation == 0 || rotation == 180 ? videoHeight : videoWidth; // run immediately if possible for ui thread tests postOrRun(() -> { rotatedFrameWidth = rotatedWidth; rotatedFrameHeight = rotatedHeight; updateSurfaceSize(); requestLayout(); }); } private void postOrRun(Runnable r) { if (Thread.currentThread() == Looper.getMainLooper().getThread()) { r.run(); } else { post(r); } } private void logD(String string) { Logging.d(TAG, resourceName + ": " + string); } }
在CallActivity#onCreate中会调用SurfaceViewRender#init方法来进行初始化。
在CallActivity#onCreate中也会调用SurfaceViewRender#setEnableHardwareScaler方法进行硬件加速。
数据是怎么显示到该视图的呢?
在CallActivity#setSwappedFeeds中
可以知道:
localProxyVideoSink就是本地视频数据流的渲染器代理,它的目标视图就是SurfaceViewRender。
remoteProxyRenderer就是远程视频数据流的渲染器代理,它的目标视图也是SurfaceViewRender。
6.首先来跟踪一下本地视频数据流渲染器的代理==>localProxyVideoSink。
在CallActivity#ProxyVideoSink中,实现了VideoSink接口。(VideoSink接口中只有一个方法onFrame会被native代码调用实现渲染的方法)
这个静态类部类共两个方法,都加锁了。
一个渲染onFrame,一个设置目标(所以这里知道了SurfaceViewRender视图类为什么会继承VideoSink了)。
然后就是最关键的一步了。CallActivity#onConnectedToRoomInternal。
由上可知,在创建对等连接的时候,就已经将摄像头采集的数据(videoCapturer)关联到本地视频视图的代理类(localProxyVideoSink)中了。
所以在PeerConnectionClient得接收一下这几个非常关键的参数。
PeerConnectionClient#createPeerConnection
所以在PeerConnectionClient#localRender==>本地视频流数据渲染器代理类。
PeerConnectionClient#remoteSinks==>远程视频流数据渲染器代理类。
PeerConnectionClient#videoCapturer==>本地摄像头采集器(可能不是摄像头,可能是文件或屏幕,我喜欢说成摄像头)
PeerConnectionClient#signalingParameters==>相关参数。
然后呢?localRender去哪里了?
在这里 PeerConnectionClient#createPeerConnectionInternal
这里没有localRender啊!别急,再看这里 PeerConnectionClient#createVideoTrack
这里也是非常关键的一步,将本地采集的数据->VideoTrack对象。通过底层代码实现。
然后localRender之旅到此结束,下面看看remoteSinks。
7.然后跟踪一下远程视频流数据渲染器代理==>remoteSinks。
首先它是什么呢?它是一个List<VideoSink>集合,然而localRender是一个VideoSink。
为什么本地只有一个VideoSink,而远程的是一个集合呢?
我也不知道。。但是可以猜测一下嘛:本地只能通过一种确定的方式采集数据,而远程的数据流无法确定采集的方式,故只能用一个集合来记录。
看看传入远程视频流代理。
同样地,在PeerConnectionClient#createPeerConnection中,接收一下传入的远程数据流渲染器代理集合(remoteSinks)。
这里有两个点,一个是获取到远程数据流返回的一个VideoTrack。一个是将VideoTrack设置给预览视图,这样就能预览到远程视频数据了。
来详细看一下底层是怎么获取到远程数据流的==>PeerConnectionClient#getRemoteVideoTrack。
这里通过peerConnection#getTransceivers获取到RtpTransceiver(收发器)对象。(英文叫做收发器,姑且就叫它收发器吧)
通过收发器RtpTransceiver#getReceiver获取到RTPReceiver对象。
通过RTPReceiver#track获取到MediaStreamTrack。它就是我们要的东西。
哦不,将它强制转换成VideoTrack才是我们真正要的东西。
注意点:如果ICE没有正常连接,这里getReceiver估计也是接收不到数据的,所以一定要确保ICE Connected!!!
remoteSinks之旅就到此结束了。
8.剩下还有一个问题:视频流的传输过程。
这个涉及到底层了。简单分析一下。
入口在这里。PeerConnectionClient#createPeerConnectionInternal
然后深入到PeerConnection#addTrack中看看。
这里开始进行native操作了。PeerConnection#nativeAddTrack。
这里传入一个track和字符串数组,返回一个RtpSender。
那这个RtpSender具体做了什么呢?
在它的构造函数中,就已经创建了一个cachedTrack,姑且叫做一个缓冲区轨道,所以这里面已经有数据了。
理一下思路:
前面经过了一些SDP,ICE互相传递数据后建立了一个通道(Channel),通道是可以互相发送一些文本信息的。
但是要发送视频流,环境要更加苛刻,还要Track(轨道),这样才能更加顺利的发送视频流。
9.更加底层的C++源码分析视频数据流的传输可参考这篇大神写的文章。