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利用阿里云如何开发直播APP?

标签:八戒营销 2017-07-25 作者:open_tq54_niwe

利用阿里云如何开发一款直播app?在开发的过程中应该注意些什么?下面让小编告诉你:

  随着互联网的发展,越来越多的人已经加入互联网的行列。而且很多的人也开始直播,和众多的网友分享自己身边事情。互联网还在加速发展,从PC互联网,到移动互联网,到可穿戴设备,到物联网。最终,任何人,任何物,任何时间和任何地点,永远在线。当一个企业没有用一个云计算的方式,就没有达到真正的互联网运营,没法实现真正的高效运转。所以利用云计算开发直播app是很必要的。下面就让小编告诉你如何让利用阿里云开发直播app:


【 主要模块】  主播端: 把主播实时录制的视频,经过(采集、美颜处理、编码)推送到服务器 服务器: 处理(转码、录制、截图、鉴黄)后分发给用户播放端 播放器: 获取服务器地址, 进行拉流、解码、渲染 互动系统: 聊天室、礼物系统、赞


  模块二、项目功能模块 -> 技术


  简介:


  相对于上面图中每个技术点刨开来说都很繁琐 ,也很难掌握,我会在下面的【相关技术知识点概括】中给与大致讲述;由于涉及音视频的编码解码、美颜功能的算法,帧的处理等很多问题,能从底层自己开发的完整功能的绝对是大牛!


  不过正是有这些大牛们的奉献 ,我们不需要处理繁琐的底层问题,一些封装好的库可以完美实现。


  ·主播端: LFLiveKit已包含采集、美颜、编码、推流等功能


  ·服务器 : 【 nginx+rtmp服务器】免费开源,能搭建本地电脑上,支持RTMP协议,满足直播需求。


  ·播放端 : ijkplayer视频直播框架封装很完善只要有url,就可以实时播放


  模块三、如何快速的开发一个完整的iOS直播app


  1、利用第三方直播SDK快速的开发  阿里云: 提供低延迟、高清晰、 高并发支持的直播服务,帮您从容应对业务突发峰值。广泛应用于 游戏直播、娱乐直播、泛生活直播、 教育类、 远程医疗、 企业远程视频会议等典型场景, 百度直播云: 视频直播、点播一站式解决方案,让视频技术零门槛,结合领先的人工智能技术,开放智能图像识别、视频特效、黄反审核功能,让视频内容更丰富,更安全 七牛云:七牛直播云是专为直播平台打造的全球化直播流服务和一站式实现SDK端到端直播场景的企业级直播云服务平台.


  2、自研还是使用第三方直播SDK开发? 自研: 对于一个初创公司或团队来讲,自研直播不管在技术门槛、CDN、带宽上都是有很大的门槛的,而且需要耗费大量的时间和成本才能做出成品,不利于前期发展。 第三方SDK开发:开发周期短,前期投入少,从长远看,第三方费用较高,占很大一笔支出, 相对来说自研可以节省成本,技术成面比直接用SDK相对可控。


  模块四、相关技术知识点概括 


  1.采集视频、音频


  * 1.1 采集视频、音频编码框架 *


  AVFoundation:AVFoundation是用来播放和创建实时的视听媒体数据的框架,同时提供Objective-C接口来操作这些视听数据,比如编辑,旋转,重编码


  * 1.2 视频、音频硬件设备 *


  CCD:图像传感器: 用于图像采集和处理的过程,把图像转换成电信号。


  拾音器:声音传感器: 用于声音采集和处理的过程,把声音转换成电信号。


  音频采样数据:一般都是PCM格式


  视频采样数据: 一般都是YUV,或RGB格式,采集到的原始音视频的体积是非常大的,需要经过压缩技术处理来提高传输效率


  2.视频处理(美颜,水印)


  视频处理原理:因为视频最终也是通过GPU,一帧一帧渲染到屏幕上的,所以我们可以利用OpenGL ES,对视频帧进行各种加工,从而视频各种不同的效果,就好像一个水龙头流出的水,经过若干节管道,然后流向不同的目标


  现在的各种美颜和视频添加特效的app都是利用GPUImage


  这个框架实现的,.


  * 视频处理框架 *


  GPUImage: GPUImage是一个基于OpenGL ES的一个强大的图像/视频处理框架,封装好了各种滤镜同时也可以编写自定义的滤镜,其本身内置了多达120多种常见的滤镜效果。


  OpenGL:OpenGL(全写Open Graphics Library)是个定义了一个跨编程语言、跨平台的编程接口的规格,它用于三维图象(二维的亦可)。OpenGL是个专业的图形程序接口,是一个功能强大,调用方便的底层图形库。


  OpenGL ES:OpenGL ES (OpenGL for Embedded Systems) 是 OpenGL三维图形 API 的子集,针对手机、PDA和游戏主机等嵌入式设备而设计。


  3.视频编码解码


  * 3.1 视频编码框架 *


  FFmpeg :是一个跨平台的开源视频框架,能实现如视频编码,解码,转码,串流,播放等丰富的功能。其支持的视频格式以及播放协议非常丰富,几乎包含了所有音视频编解码、封装格式以及播放协议。-Libswresample:可以对音频进行重采样,rematrixing 以及转换采样格式等操 作。


  -Libavcodec:提供了一个通用的编解码框架,包含了许多视频,音频,字幕流 等编码/解码器。


  -Libavformat:用于对视频进行封装/解封装。


  -Libavutil:包含一些共用的函数,如随机数生成,数据结构,数学运算等。


  -Libpostproc:用于进行视频的一些后期处理。


  -Libswscale:用于视频图像缩放,颜色空间转换等。


  -Libavfilter:提供滤镜功能。


  X264 :把视频原数据YUV编码压缩成H.264格式


  VideoToolbox :苹果自带的视频硬解码和硬编码API,但是在iOS8之后才开放。


  AudioToolbox :苹果自带的音频硬解码和硬编码API


  * 3.2 视频编码技术 *


  视频压缩编码标准:对视频进行压缩(视频编码)或者解压缩(视频解码)的编码技术,比如MPEG,H.264。


  这些视频编码技术是压缩编码视频的主要作用:是将视频像素数据压缩成为视频码流,从而降低视频的数据量。如果视频不经过压缩编码的话,体积通常是非常大的,一部电影可能就要上百G的空间。


  注意:最影响视频质量的是其视频编码数据和音频编码数据,跟封装格式没有多大关系


  MPEG:一种视频压缩方式,它采用了帧间压缩,仅存储连续帧之间有差别的地方 ,从而达到较大的压缩比


  H.264/AVC:一种视频压缩方式,采用事先预测和与MPEG中的P-B帧一样的帧预测方法压缩,它可以根据需要产生适合网络情况传输的视频流,还有更高的压缩比,有更好的图象质量


  注意1: 如果是从单个画面清晰度比较,MPEG4有优势;从动作连贯性上的清晰度,H.264有优势


  注意2: 由于264的算法更加复杂,程序实现烦琐,运行它需要更多的处理器和内存资源。因此,运行264对系统要求是比较高的。


  注意3: 由于264的实现更加灵活,它把一些实现留给了厂商自己去实现,虽然这样给实现带来了很多好处,但是不同产品之间互通成了很大的问题,造成了通过A公司的编码器编出的数据,必须通过A公司的解码器去解这样尴尬的事情


  H.265/HEVC: 一种视频压缩方式,基于H.264,保留原来的某些技术,同时对一些相关的技术加以改进,以改善码流、编码质量、延时和算法复杂度之间的关系,达到最优化设置。H.265 是一种更为高效的编码标准,能够在同等画质效果下将内容的体积压缩得更小,传输时更快更省带宽


  I帧: (关键帧)保留一副完整的画面,解码时只需要本帧数据就可以完成(因为包含完整画面)


  P帧 :(差别帧)保留这一帧跟之前帧的差别,解码时需要用之前缓存的画面叠加上本帧定义的差别,生成最终画面。(P帧没有完整画面数据,只有与前一帧的画面差别的数据)


  B帧: (双向差别帧)保留的是本帧与前后帧的差别,解码B帧,不仅要取得之前的缓存画面,还要解码之后的画面,通过前后画面的与本帧数据的叠加取得最终的画面。B帧压缩率高,但是解码时CPU会比较累


  帧内(Intraframe)压缩: 当压缩一帧图像时,仅考虑本帧的数据而不考虑相邻帧之间的冗余信息,帧内一般采用有损压缩算法


  帧间(Interframe)压缩: 时间压缩(Temporal compression),它通过比较时间轴上不同帧之间的数据进行压缩。帧间压缩一般是无损的


  muxing(合成):将视频流、音频流甚至是字幕流封装到一个文件中(容器格式(FLV,TS)),作为一个信号进行传输。


  * 3.3 音频编码技术 *


  AAC,mp3:这些属于音频编码技术,压缩音频用


  * 3.4码率控制 *


  多码率:观众所处的网络情况是非常复杂的,有可能是WiFi,有可能4G、3G、甚至2G,那么怎么满足多方需求呢?多搞几条线路,根据当前网络环境自定义码率。列如:常常看见视频播放软件中的1024,720,高清,标清,流畅等,指的就是各种码率。


  * 3.5 视频封装格式 *


  TS: 一种流媒体封装格式,流媒体封装有一个好处,就是不需要加载索引再播放,大大减少了首次载入的延迟,如果片子比较长,mp4文件的索引相当大,影响用户体验


  为什么要用TS: 这是因为两个TS片段可以无缝拼接,播放器能连续播放


  FLV: 一种流媒体封装格式,由于它形成的文件极小、加载速度极快,使得网络观看视频文件成为可能,因此FLV格式成为了当今主流视频格式


  4.推流


  * 4.1 数据传输框架 *


  librtmp: 用来传输RTMP协议格式的数据


  * 4.2 流媒体数据传输协议 *


  RTMP: 实时消息传输协议,Adobe Systems公司为Flash播放器和服务器之间音频、视频和数据传输开发的开放协议,因为是开放协议所以都可以使用了。


  RTMP协议用于对象、视频、音频的传输,这个协议建立在TCP协议或者轮询HTTP协议之上。


  RTMP协议就像一个用来装数据包的容器,这些数据可以是FLV中的视音频数据。一个单一的连接可以通过不同的通道传输多路网络流,这些通道中的包都是按照固定大小的包传输的


  5.流媒体服务器


  * 5.1常用服务器 *


  SRS:一款国人开发的优秀开源流媒体服务器系统


  BMS: 也是一款流媒体服务器系统,但不开源,是SRS的商业版,比SRS功能更多


  nginx: 免费开源web服务器,常用来配置流媒体服务器。


  * 5.2数据分发 *


  CDN:(Content Delivery Network),即内容分发网络,将网站的内容发布到最接近用户的网络”边缘”,使用户可以就近取得所需的内容,解决 Internet网络拥挤的状况,提高用户访问网站的响应速度.


  CDN:代理服务器,相当于一个中介。


  CDN工作原理:比如请求流媒体数据1.上传流媒体数据到服务器(源站)


  2.源站存储流媒体数据


  3.客户端播放流媒体,向CDN请求编码后的流媒体数据


  4.CDN的服务器响应请求,若节点上没有该流媒体数据存在,则向源站继续请求流媒体数据;若节点上已经缓存了该视频文件,则跳到第6步。


  5.源站响应CDN的请求,将流媒体分发到相应的CDN节点上


  6.CDN将流媒体数据发送到客户端


  回源:当有用户访问某一个URL的时候,如果被解析到的那个CDN节点没有缓存响应的内容,或者是缓存已经到期,就会回源站去获取搜索。如果没有人访问,那么CDN节点不会主动去源站拿.


  带宽: 在固定的时间可传输的数据总量,比如64位、800MHz的前端总线,它的数据传输率就等于64bit×800MHz÷8(Byte)=6.4GB/s


  负载均衡: 由多台服务器以对称的方式组成一个服务器集合,每台服务器都具有等价的地位,都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助.通过某种负载分担技术,将外部发送来的请求均匀分配到对称结构中的某一台服务器上,而接收到请求的服务器独立地回应客户的请求。


  均衡负载能够平均分配客户请求到服务器列阵,籍此提供快速获取重要数据,解决大量并发访问服务问题。


  这种群集技术可以用最少的投资获得接近于大型主机的性能。


  QoS(带宽管理):限制每一个组群的带宽,让有限的带宽发挥最大的效用


  6.拉流


  直播协议选择:即时性要求较高或有互动需求的可以采用RTMP,RTSP


  对于有回放或跨平台需求的,推荐使用HLS


  直播协议对比:


  HLS: 由Apple公司定义的用于实时流传输的协议,HLS基于HTTP协议实现,传输内容包括两部分,一是M3U8描述文件,二是TS媒体文件。可实现流媒体的直播和点播,主要应用在iOS系统HLS是以点播的技术方式


  来实现直播


  HLS是自适应码率流播,客户端会根据网络状况自动选择不同码率的视频流,条件允许的情况下使用高码率,网络繁忙的时候使用低码率,并且自动在二者间随意切换。这对移动设备网络状况不稳定的情况下保障流畅播放非常有帮助。


  实现方法是服务器端提供多码率视频流,并且在列表文件中注明,播放器根据播放进度和下载速度自动调整。


  HLS与RTMP对比: HLS主要是延时比较大,RTMP主要优势在于延时低HLS协议的小切片方式会生成大量的文件,存储或处理这些文件会造成大量资源浪费


  相比使用RTSP协议的好处在于,一旦切分完成,之后的分发过程完全不需要额外使用任何专门软件,普通的网络服务器即可,大大降低了CDN边缘服务器的配置要求,可以使用任何现成的CDN,而一般服务器很少支持RTSP。


  HTTP-FLV: 基于HTTP协议流式的传输媒体内容。相对于RTMP,HTTP更简单和广为人知,内容延迟同样可以做到1~3秒,打开速度更快,因为HTTP本身没有复杂的状态交互。所以从延迟角度来看,HTTP-FLV要优于RTMP。


  RTSP:实时流传输协议,定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据.


  RTP: 实时传输协议,RTP是建立在UDP协议上的,常与RTCP一起使用,其本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量(QoS)保证,它依赖于低层服务去实现这一过程。


  RTCP: RTP的配套协议,主要功能是为RTP所提供的服务质量(QoS)提供反馈,收集相关媒体连接的统计信息,例如传输字节数,传输分组数,丢失分组数,单向和双向网络延迟等等。


  7.解码


  * 7.1 解封装 *


  demuxing(分离)


  :从视频流、音频流,字幕流合成的文件(容器格式(FLV,TS)


  )中, 分解出视频、音频或字幕,各自进行解码。


  * 7.2 音频编码框架 *


  fdk_aac:音频编码解码框架,PCM音频数据和AAC音频数据互转


  * 7.3 解码介绍 *


  硬解码:用GPU来解码,减少CPU运算 优点:播放流畅、低功耗,解码速度快,  * 缺点:兼容不好


  软解码:用CPU来解码优点:兼容好   * 缺点:加大CPU负担,耗电增加、没有硬解码流畅,解码速度相对慢


  8.播放


  ijkplayer:一个基于FFmpeg的开源Android/iOS视频播放器API易于集成;


  编译配置可裁剪,方便控制安装包大小;


  支持硬件加速解码,更加省电


  简单易用,指定拉流URL,自动解码播放.


  9.聊天互动


  IM:(InstantMessaging)即时通讯:是一个实时通信系统,允许两人或多人使用网络实时的传递文字消息、文件、语音与视频交流.IM


  在直播系统中的主要作用是实现观众与主播、观众与观众之间的文字互动.


  上面就是小编为大家整理的如何利用阿里云开发APP具体方案,希望对大家有帮助。在实际的操作过程中大家可以根据自己的实际情况灵活进行调整,有不懂的可以询问专业的技术人员。了解更多资讯请关注我们猪八戒网。


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