移动直播技术知多少：基础原理解析 & 腾讯云直播接入

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本文可以了解到

移动端视频直播相关的基础知识，以及如何利用腾讯云直播 SDK 搭建自己的直播系统。

前言

1. 视频时代已经来临

当今的互联网，视频已经成为一股洪流，冲刷着每一个人。

2020 年，由于新型冠状病毒疫情的爆发，视频直播互动更是一飞冲天，在网购、游戏、教育、金融等等方面都呈现爆发式发展。

可见音视频相关的技术，已经是我们不得不去了解的内容了。

2. 视频开发包括哪些内容

移动端的音视频开发一般有：短视频和视频直播互动。

在本人的【Android 音视频开发打怪升级】系列文章中，主要讲解的就是「短视频开发」相关的知识。

而「直播」涉及到的技术，更加庞大，可以说是「短视频开发」的一个超集，因为它不仅涉及到本地视频的编辑，还涉及到直播服务器的架设，以及面对不稳定网络的优化等等，搭建一个直播系统并非易事。

那么你肯定要问了，既然很难，那我直接用第三方的 SDK 就可以了，干嘛还要学习这些晦涩难懂的视频知识？

3. 为什么学习直播基础知识

如果不了解基本知识，直接接入第三方的 SDK 可以吗？当然可以！

但俗话说得好：工欲善其事，必先利其器！

如果不了解其中原理，在未来遇到问题时，要么难以有效地解决，要么需要付出比现在成倍的努力。

一、直播基础知识

最原始的直播系统其实并没有想象的那么复杂，无非就是主播端将音视频数据推送到服务器，观众端则从服务器拉取数据播放。

1. 基础流程

通过下面这个数据流程图，能清晰地看到整个直播的过程。

最简单的直播系统

可以看到，「主播客户端」处理的事情，其实就是短视频开发中最重要的内容：

流程

详细操作

音视频数据采集

通过摄像头和麦克风采集

音视频滤镜

通过 OpenGL 和 SoundTouch 等工具实现音视频编辑

音视频编码

通过系统硬编码 或 FFmpeg 软编码，将数据编码为 H264 和 AAC

数据封装打包

将编码好的数据封装成指定的格式

唯一不一样的地方，短视频会将封装好的数据保存到本地，直播则是通过 推流协议 将数据推送到服务器。

关于 H264 、AAC 、封装格式 等知识，不清楚的可以查看这篇文章【音视频基础知识】。

  • 推流

推流，是直播中的一个术语，意思是将流媒体数据推送到服务器。如何推流，关键就在于使用的推流协议。

  • 拉流

拉流，指的是「观众端」流媒体数据的拉取，同样也需要通过约定的拉流协议来拉取。

2. 直播协议

直播协议包含了上面提到的 「推流」和「拉流」协议。

主要有一下三种：

  • RTMP

RTMP 全名：Real Time Messaging Protocol，实时消息传送协议。是 Adobe 公司开发的，用于 Flash Player 和服务器间之间传输音视频数据。RTMP 是基于 TCP 开发的，属于应用层的协议，默认端口为 1935 。

RTMP 主要特点是实时性好，延时比较低（1～3s）。既可以用来推流，也可以用来拉流。

但是由于其基于 TCP 长链接协议，默认端口非公共端口，可能会被防火墙拦截。

RTMP 视频数据封装格式为 flv 。

  • HTTP-FLV

HTTP-FLV，从其命名可以大概看出工作模式。即：将音视频数据封装为 flv 格式，通过 HTTP 长链接协议传输。既然是基于 HTTP ，其默认端口就是 80，可以直接穿透防火墙。

其传输方式和 RTMP 一样，只是将协议更换为 HTTP，所以实时性也比较好。

由于 HTTP-FLV 的特点，非常适合用于 App 直播拉流。

  • HLS

HLS：HTTP Live Streaming。是苹果公司推出的基于 HTTP 的流媒体传输协议，视频封装格式是 ts，在 iOS 和 Mac 支持比较好。

与 RTMP 和 HTTP-FLV 不同的是，HSL 是切片传输，它会将视频切为一个个小的 ts 文件，并将切片信息记录在 .m3u8 文件中。

拉流客户端根据 .m3u8 中的 ts 索引信息，按顺序下载播放。

由于其切片的特点，会导致比较大的延迟，在实时性要求比较高的情况下，效果不好。

以上，就是在直播系统中经常使用到的三大协议。

综合以上特点，推流的时候，经常使用的是 RTMP 协议；拉流播放的时候，经常使用的是 HTTP-FLV 和 HLS 协议。

3. 直播服务器

有了协议，那么客户端和服务器就可以通讯了，怎么样搭建服务器呢？

服务器：一般都是 Nginx + 协议拓展模块。

协议拓展模块：

i. nginx-rtmp-module ，不支持 http-flv；

ii. nginx-http-flv-module，兼容nginx-rtmp-module，并支持 http-flv 直播；

iii. srs(simple-rtmp-server)，支持三种协议。

搭建服务器也是一个比较繁琐的过程，涉及到的知识也很多，本文不再深入，网上也有很多相关资料可查看。

二、直播中的重难点

在直播中，有几个非常重要的地方，会直接影响直播效果，导致用户流失。

1. 首屏时间

首屏时间，即从观众打开直播，到看到画面呈现出来的时间。影响这个时间的是 H264 编码中的一个概念： GOP 。

  • GOP

全称：Group of Picture。即一组帧组成的一个序列。

在 H264 中，分别有 I帧、P帧、B帧 三种帧类型。

GOP 就是由一个 I帧 和多个 P帧 或 B帧 组成的一组相近的画面 。

GOP

解码器可以直接解码 I帧 ，但是 P帧 和 B帧 必须依赖 I帧，或者前后的 P 或 B 才能解码。

首次连上直播间时，需要抛弃掉 P 和 B 帧，等待 I帧。

所以，影响首屏时间最重要的因素就是 I帧，也就是两个 GOP 之间的间隔时间。

GOP 间隔的设置并非越小越好，太小则两个 I帧 之间的 P/B帧 越少，压缩率越低，画面质量越差，需要做好权衡。

2. 稳定性问题

我们知道网络是不稳定的，经常会出现网速慢，甚至断网的问题，所以稳定性优化也是非常重要的。

比如以下几个方面：

  • 码率控制

同样分辨率下，码率越高，视频越清晰，同时需要的带宽也越大。相反，码率越低，视频越模糊，数据越小。

  • 弱网优化

根据不同的网速切换不同的码率进行播放等。

  • 断线重连

网络断开时的重联机制。

3. 全局负载均衡

随着业务的发展，如果主播和观众的数量越来越多以后，系统可能会面临高并发情景，按照上面介绍的最简单的系统，可能就扛不住了。

直播卡顿，甚至系统奔溃，将直接影响公司的声誉。解决这种情况的一个好办法就是使用 CDN 。

  • CDN 内容分发

解决因分布、带宽、服务器性能带来的访问延迟问题，适用于站点加速、点播、直播。

关于 CDN 可参考： CDN是什么？使用CDN有什么优势？

加入 CDN 后，整个直播系统架构如下：

CDN

三、其他

除了以上提到的内容，当今的直播系统还要包括以下内容：录制、转码、鉴黄、截屏、权鉴防盗、回声消除、连麦 等等，整套下来，需要非常多的知识储备，以及大量的时间精力，才能完成。

大部分公司其实很难完成，而国内大厂们则利用自己强大的研发能力，提供了各自的 SDK ，大大降低了直播门槛。

实际上，一些知名的直播公司，也是利用了第三方的 SDK 来搭建自己的直播系统的，比如斗鱼、龙珠直播、now直播等等，都是利用了腾讯云直播平台搭建的。

下面，就来看看如何使用腾讯云直播 SDK 来搭建直播系统。

四、使用腾讯云直播 SDK ，搭建直播系统

先通过腾讯云直播的架构图，了解一下腾讯云直播提供了哪些功能。

图片上传失败...(image-61e3ca-1587690635760)

可以看到，腾讯云直播中提供了最基础的 推流，拉流，录制 ，转码 ，点播，以及 推流加速 和 CDN加速。除了这些，还有 控制台，以及更加灵活的 API 控制接口等等。

基本上，一个直播系统该有的功能基本都具有了。

1. 开通云直播服务

要使用腾讯云直播功能，需要先注册腾讯云账号，完成注册后，进入控制台，然后搜索「云直播」，打开对应的页面，点击【申请开通】即可开通云直播服务。

开通后，会赠送 20GB 国内播放流量，可以用来测试。

  • 申请移动端 License

想要在 Android/iOS 手机上使用云直播，需要先申请对应的 License 。当然了，这是需要付费才能使用的。

不过腾讯提供了一个免费的测试版 License ，可以免费使用 28 天。这里使用测试版的 License 进行演示。具体如下：

进入「云直播」控制台后，点击左侧的「直播 SDK」-「License」。

点击「立即申请」，填写 App 名字、Android 包名、iOS Bundle ID。

申请License

填好以后，点击「确定」，得到 Key 和 LiscenseUrl，这两个值在后面接入 SDK 的时候将会用到。

获取Key和LiscenseUrl

  • 添加自有域名

虽然腾讯云直播已经搭建好了直播服务器，但是 工信部 规定，直播需要备案域名，所以如果没有服务器和域名的话，需要先购买服务器，注册域名，然后对域名申请备案。

需要注意的是：云直播需要两个不同的域名，一个用作推流，一个用于播放。

腾讯云已经为我们提供了一个 推流域名**，所以我们其实只需要提供一个域名用于播放就可以了。**

添加流程如下：

「云直播控制台」- 「域名管理」-「添加域名」

添加域名

添加完成后，会生成域名对应的 CNAME（CNAME 很关键，下面详细讲解）。

生成CNAME

到这里域名就配置完毕了。

  • 配置CNAME

如果你一个 “纯粹” 的移动端开发者，不怎么了解服务端的话，你肯定会觉得很奇幻：刚刚配置的播放域名有什么用呢？它是怎么和腾讯云的服务器进行关联的呢？

关键的地方就在这个 CNAME 上。

我们知道，手机/PC 在访问一个域名的时候，会向 DNS 发起请求，普通情况下，DNS 会将域名解析成 IP 地址，然后返回给 手机/PC ，接着通过这个 IP 发起真正的请求。

但是，实际上并非总是这样的，我们可以给一个 域名A 配置一个 别名 ，这个别名也是一个 域名B 。

当客户端对 A域名 发起请求时，DNS 会找到 A ，说：“给我 IP 吧”，这时候 A 会告诉 DNS ： “我没有，你去找 B域名 要吧”。

DNS 转向 B ，并且获取到了 B 的 IP 地址，然后返回给客户端，客户端对 B 的 IP 发起了请求。

这时候的 A域名 就变成了类似一个中转站的东西，对 A域名 的请求，实际上访问的是 B域名。

CNAME 就是 别名 的意思。也就是说，上面腾讯云生成的 CNAME 域名，是不能直接访问的，还需要把它和我们自己备案的 播放域名 进行关联。

当我们访问自己的 播放域名 的时候，实际上是访问了腾讯云的直播服务器。

弄清楚了这层关系以后，配置就很简单了。

至于怎么关联，各大云服务提供商都会提供 CNAME 的配置，按照云服务提供商的说明进行配置就可以了。

这也说明了，腾讯云直播可以绑定任意的云服务，你可以使用腾讯云的，也可以使用阿里云的。只要备案好，并配置 CNAME 即可。

2. 集成 SDK

完成了以上配置以后，一个基础版的直播服务就开通了。接下来，只需在客户端集成 SDK 就可以实现推流和拉流播放了。

以 Android 端为例，说明整个集成过程。

  • 依赖配置

腾讯云提供了多种集成方式，jar/aar/gradle 依赖，推荐使用 gradle 依赖，方便简单，在 app/build.gradle 添加：

代码语言：javascript
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dependencies {
   implementation 'com.tencent.liteavsdk:LiteAVSDK_Smart:latest.release'
}

配置 so 架构，腾讯云直播支持 armeabi 、 armeabi-v7a 和 arm64-v8a，你可以选择这几个架构都适配，也可以选择其中的一个架构，在 app/build.gradle 添加：

代码语言：javascript
复制
defaultConfig {
   ndk {
       abiFilters "armeabi", "armeabi-v7a", "arm64-v8a"
   }
}
  • 配置打包参数

在 app/build.gradle 中配置

代码语言：javascript
复制
android {

//省略其他...

packagingOptions {
    pickFirst '**/libc++_shared.so'
    doNotStrip "*/armeabi/libYTCommon.so"
    doNotStrip "*/armeabi-v7a/libYTCommon.so"
    doNotStrip "*/x86/libYTCommon.so"
    doNotStrip "*/arm64-v8a/libYTCommon.so"
} 

//......



}
  • 配置权限

在 AndroidManifest.xml 中配置

代码语言：javascript
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<uses-permission android:name="android.permission.INTERNET" />

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_NETWORK_STATE" />

<uses-permission android:name="android.permission.ACCESS_WIFI_STATE" />

<uses-permission android:name="android.permission.WRITE_EXTERNAL_STORAGE" />

<uses-permission android:name="android.permission.READ_EXTERNAL_STORAGE" />

<uses-permission android:name="android.permission.RECORD_AUDIO" />

<uses-permission android:name="android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS" />

<uses-permission android:name="android.permission.BLUETOOTH" />

<uses-permission android:name="android.permission.CAMERA" />

<uses-permission android:name="android.permission.READ_PHONE_STATE" />

<uses-feature android:name="android.hardware.Camera"/>

<uses-feature android:name="android.hardware.camera.autofocus" />
  • 初始化SDK

在 Application 类中配置 License 的 Key 和 LicenseUrl

代码语言：javascript
复制
class App : Application() {

override fun onCreate() {

super.onCreate()


    // 替换成控制台获取到的 licence url
    val licenceURL = &#34;http://license.vod2.myqcloud.com/license/v1/xxxxx&#34; 
    // 替换成控制台获取到的 licence key
    val licenceKey = &#34;e90e0872aaeb7797xxxxxxxxx&#34; 
    
    TXLiveBase.getInstance().setLicence(this, licenceURL, licenceKey)
}



}
3. 推流与拉流

实现推流和拉流非常简单，腾讯云已经把功能都封装好了。

推流：摄像头/麦克风数据采集、编码、视频渲染、推送数据。
拉流：拉取数据、解码、渲染播放。

我们要做的就是简单地调用一下 API 。

3.1 实现数据推流

直播 SDK 提供了一个 View 用于视频的播放显示：TXCloudVideoView。把它放到 xml

中即可，SDK 会根据 TXCloudVideoView 的宽高和视频的宽高，做对应的自适应缩放。

代码语言：javascript
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// activity_push.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

tools:context=".MainActivity">


&lt;com.tencent.rtmp.ui.TXCloudVideoView
    android:id=&#34;@+id/tx_cloud_video_view&#34;
    android:layout_width=&#34;match_parent&#34;
    android:layout_height=&#34;match_parent&#34; /&gt;

&lt;Button
    android:layout_width=&#34;wrap_content&#34;
    android:layout_height=&#34;wrap_content&#34;
    android:text=&#34;推流&#34;
    android:onClick=&#34;startPushing&#34;/&gt;



</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

接着，在 Activity 中初始化推流工具，并把 TXCloudVideoView 绑定到 SDK ，实现摄像头预览。

代码语言：javascript
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class VideoPushActivity : AppCompatActivity() {

private lateinit var mLivePusher: TXLivePusher


override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    setContentView(R.layout.activity_push)
    initPusher()
}

private fun initPusher() {
    val mLivePushConfig = TXLivePushConfig()
    
    mLivePusher = TXLivePusher(this)
    
    // 一般情况下不需要修改 config 的默认配置
    mLivePusher.config = mLivePushConfig

    mLivePusher.startCameraPreview(tx_cloud_video_view)
}

fun startPushing(v: View) {
    val rtmpURL = &#34;rtmp://2157.livepush.myqcloud.com/live/demo?txSecret=39193bda8a439ba8852baf9bce1fde39&amp;txTime=5E8DF4FF&#34;
    val ret = mLivePusher.startPusher(rtmpURL.trim())
    if (ret == -5) {
        Log.i(&#34;VideoPushActivity&#34;, &#34;startRTMPPush: license 校验失败&#34;)
    }
}

override fun onDestroy() {
    super.onDestroy()
    mLivePusher.stopPusher()
    mLivePusher.stopCameraPreview(true)
}



}

是不是非常简单，初始化完毕后，只要把推流地址给到推流工具，启动推流就搞定了。

当然了，你还可以做更多的配置，比如

  • 通过 mLivePusher.setPushListener(this) 来监听推送状态和网络状态，详见【官方文档】；
  • 通过 TXLivePushConfig 来配置旋转角度、设置水印、帧率、码率等等，非常丰富的参数配置，详见【官方文档】；
  • 通过 mLivePusher.getBeautyManager() 获取到美颜工具 TXBeautyManager 可用于配置美颜相关的内容，不过这个方法是需要另外付费的。

最后，要注意的是，在退出推流页面的时候，需要在 onDestroy 中停止推流，并关闭、释放摄像头。

3.2 实现拉流播放

接下来，看看如何播放上面的推流视频。

视频的播放显示，依然是通过 TXCloudVideoView 。

代码语言：javascript
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<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>

<androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"

xmlns:app="http://schemas.android.com/apk/res-auto"

xmlns:tools="http://schemas.android.com/tools"

android:layout_width="match_parent"

android:layout_height="match_parent"

tools:context=".MainActivity">


&lt;com.tencent.rtmp.ui.TXCloudVideoView
    android:id=&#34;@+id/video_view&#34;
    android:layout_width=&#34;match_parent&#34;
    android:layout_height=&#34;match_parent&#34;/&gt;

&lt;Button
    android:layout_width=&#34;wrap_content&#34;
    android:layout_height=&#34;wrap_content&#34;
    android:text=&#34;播放&#34;
    android:onClick=&#34;startPlaying&#34;/&gt;



</androidx.constraintlayout.widget.ConstraintLayout>

同样的，在 Activity 中把 TXCloudVideoView 绑定给拉流工具。

代码语言：javascript
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// VideoPlayerActivity


class VideoPlayerActivity : AppCompatActivity() {

private lateinit var mLivePlayer: TXLivePlayer


override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
    super.onCreate(savedInstanceState)
    setContentView(R.layout.activity_main)
    initPlayer()
}

private fun initPlayer() {
    //创建 player 对象
    mLivePlayer = TXLivePlayer(this)

    //关联 player 对象与界面 view
    mLivePlayer.setPlayerView(video_view)
}

fun startPlaying(v: View) {
    val flvUrl = &#34;http://2157.liveplay.myqcloud.com/live/demo.flv&#34;
    mLivePlayer.startPlay(flvUrl, TXLivePlayer.PLAY_TYPE_LIVE_FLV)
}



}

拉流播放的过程也是非常简单，配置好拉流地址，启动播放就可以了。

需要注意的是，在 App 端，目前只支持 RMPT 和 FLV 两种播放格式，在启动播放的时候，需要指定对应的格式。

代码语言：javascript
复制
mLivePlayer.startPlay(flvUrl, TXLivePlayer.PLAY_TYPE_LIVE_FLV)


或


mLivePlayer.startPlay(flvUrl, TXLivePlayer.PLAY_TYPE_LIVE_RTMP)

当然了，你也可以通过一些配置来达到自己的播放需求。比如：

  • mLivePlayer.setRenderRotation(TXLiveConstants.RENDER_ROTATION_LANDSCAPE) 设置横屏播放；
  • mLivePlayer.setRenderMode(int mode) 设置画面拉升模式：平铺模式/自适应模式；
  • mLivePlayer.setPlayListener(this) 监听播放状态和网络状态。

详见【官方文档】

3.3 生成推拉流地址
  • 地址格式

从上面推拉流的地址可以看出地址的组合格式，具体如下图：

推拉流地址格式

⚠️注意

只要符合上图规则的 URL 地址，腾讯云直播就认为是正确的，就可以正常推流和拉流。

前面四个参数很简单，根据自己的需求配置就可以了。

关键在于最后面的 权鉴 参数。

  • 权鉴

权鉴的用途是：防盗推/播！

腾讯云直播默认情况下，推流已经设置了权鉴，拉流是没有设置权鉴的。

⚠️ 注意

权鉴不是必填参数，也就是说，如果不启动权鉴，这个参数是可以去掉的，一样可以推拉流。 但是，没有权鉴的情况下，人家只要知道了服务器域名，就可以按照地址格式，拼接出合规的地址，直接就可以推拉流了。 言外之意就是，你的服务器被人盗了。

而直播 SDK 的计费方式恰恰就是根据播放流量来计费的，如果被人家随便拉流播放的话，必然会造成损失。

代码语言：javascript
复制
// 无权鉴推流地址
rtmp://2157.livepush.myqcloud.com/live/demo

// 有权鉴推流地址

rtmp://2157.livepush.myqcloud.com/live/demo?txSecret=39193bda8a439ba8852baf9bce1fde39&txTime=5E8DF4FF
  • 开启权鉴

开启权鉴的方式也很简单，可以通过控制台或调用 API 设置。

⚠️ 注意

一般控制台设置只在测试的时候使用，生产环境下建议是通过自己的服务端调用 API 来配置权鉴 key ，并保持动态更新。

这里只是测试，我们就用控制台来配置。

「云直播控制台」-「域名管理」-「在要开启权鉴播放域名上，点击管理」-「访问控制」-「编辑」-「开启权鉴」-「设置主key、备key、过期时间」

开启播放权鉴

其中:

主key 很重要，用来参与推拉流地址中权鉴的计算。

备用key 主要用于当 主key 泄漏以后，可用 备用key 来生成地址，并且更新 主key 。

⚠️ 注意

权鉴的 key 千万不能泄露，只有自己和腾讯云知道，这样双方才能对权鉴中 MD5 的加密值进行验证。泄漏以后要赶紧更新。

  • 权鉴计算

从地址格式拼接图已经知道，权鉴的格式是：

代码语言：javascript
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txSecrect=Md5(key+StreamName+txTime)&txTime=xxxx

txTime：到期时间的 UNIX 时间戳。

比如过期时间为 2020-04-28 23:59:59，时间戳为 1586361599 。时间戳可以进一步转换为 16 进制，比如 1586361599 的 16 进制为 5E8DF4FF。

因此，

代码语言：javascript
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txTime = 1586361599

或


txTime = 5E8DF4FF

⚠️ 注意

拉流地址的 txTime 的计算有所不同，它的值等于【设置的时间 + 权鉴key 设置的过期时间】。

例如设置的过期时间为 2020-04-28 00:00:00，权鉴key 的过期时间是 10s ，那么拉流地址真实的过期时间为：2020-04-28 00:00:10（UNIX时间戳十六进制为 5EA7018A）。

假设 权鉴key 为 123456 ，StreamName 为 demo，那么

代码语言：javascript
复制
txSecrect = MD5(12345demo5EA7018A) = 08472000d6fb5b5b2f2dc61583900287

搞清楚了地址的规则和权鉴的原理，就可以获取推拉流相应的地址了。

有两种方式：

  1. 云直播控制台生成（主要用于测试）
  2. 自己拼接生成（用于生产，根据需求来生成）
  3. 控制台生成方式

在「云直播控制台」-「辅助工具」-「地址生成器」，可选择生成推流或者拉流地址，如下：

生成地址

其中，

AppName：应用名，默认为live，根据自己的需求配置。

StreamName ：直播通道名字，根据需求填写，比如主播的用户ID。

过期时间 ：直播通道的有效时间，过了这个时间，则无法再推送或者拉流。

点击「生成地址」，控制台自动生成好推流和拉流地址和权鉴，如下：

生成推流地址

生成拉流地址

  • 手动拼接方式

我们已经知道了地址的规则，那么自己来拼接也是可以的，而且在生产环境中也只能通过这种方法，因为我们不可能每次开启直播的时候，都要去控制台生成一个地址。

所以，只要按照上面讲解的规则生成地址就可以了，并且地址的生成应该放到我们自己系统的服务器中，而不是 App 中，这样才能避免泄漏权鉴key。

请求流程如下：

App 请求推拉流地址

至此，一个简单的直播系统就搭建完成了。

如果你想要实现一些高级的效果，比如滤镜、添加水印，但是你又不想付费，那也是有办法的，通过 SDK 自定义渲染接口，就可以实现，前提是你有 OpenGL 基础。

下面就通过一个灰色滤镜和添加水印，简单介绍一下如何自定义渲染。

4. 自定义视频渲染

目前视频渲染基本都是使用 OpenGL 实现的，腾讯云直播也不例外。

先来看下 SDK 提供的 推流 自定义渲染接口。

TXLivePusher 可以设置一个回调接口 VideoCustomProcessListener ，其接口定义如下：

代码语言：javascript
复制
public interface VideoCustomProcessListener {

/**

* @param textureId: 原视频纹理 ID

* @param width: 视频宽

* @param height: 视频高

* return 新视频画面纹理 ID

*/

int onTextureCustomProcess(int textureId, int width, int height);


void onDetectFacePoints(float[] points);

void onTextureDestoryed();



}

重点是第一个接口 onTextureCustomProcess ，第一个参数是一个 OpenGL 的纹理 ID，这个纹理保存了原视频画面，另外两个参数是画面的宽和高。

返回值也是一个纹理 ID，这个纹理就是经过处理后的视频画面的纹理 ID 。

如果直接把第一个参数 textureId 返回，则渲染的画面就是原始的视频画面。

  • 自定义灰色滤镜

根据上面的接口，既然已经有了原视频画面的纹理，那么对这个纹理进行处理就是很简单的事了。但仅仅处理是不够，还需要返回一个新的纹理，要怎么才能得到一个新的纹理呢？

如果你学过 OpenGL ，以及 OpenGL FBO（帧缓存对象），那就很容易实现了。

OpenGL FBO 提供了缓冲技术，不需要将画面显示出来，可以将画面绘制到一个新的纹理上。详细介绍可以看【OpenGL FBO 数据缓冲区】

限于文章篇幅，以及 OpenGL 相关知识的了解程度，这里只简单将接口实现贴出来，要了解详细的代码，可以参考本文的【Demo源码：GreyFilter】

代码语言：javascript
复制
class VideoPushActivity : AppCompatActivity(), TXLivePusher.VideoCustomProcessListener {
    // 省略无关代码
    // ......

private fun initPusher() {
    val mLivePushConfig = TXLivePushConfig()
    mLivePusher = TXLivePusher(this)

    // 一般情况下不需要修改 config 的默认配置
    mLivePusher.config = mLivePushConfig

    mLivePusher.startCameraPreview(tx_cloud_video_view)

    // 开启自定义渲染
    mLivePusher.setVideoProcessListener(this)
}

private var greyFilter: GreyFilter? = null

override fun onTextureCustomProcess(textureId: Int, width: Int, height: Int): Int {
    if (greyFilter == null) {
        greyFilter = GreyFilter()
        greyFilter?.setTextureID(textureId)
        greyFilter?.setVideoSize(width, height)
    }
    greyFilter?.draw()
    return if(greyFilter?.getFboTextureID() == -1) textureId else greyFilter?.getFboTextureID()!!
}

// ......



}

原理很简单：利用 OpenGL FBO 技术，创建一个新的纹理单元 B ，接着将 SDK 传递给我们的纹理单元 A 中的画面处理成灰色，并绘制到 FBO 上，新的纹理单元 B 就有了灰色滤镜处理过的画面，然后将 B 返回给 SDK 内部进行渲染绘制。

  • 添加水印

添加水印也很简单，水印其实就是在原视频的基础上，绘制多一个 Logo 图片叠加在上面。

那么只需要在 FBO 上面，先绘制原视频数据，再绘制水印即可，唯一要注意的是，需要做好水印的位置和大小的适配。

具体实现参考【Demo源码：WaterMarkDrawer】

五、总结

腾讯云直播 SDK 提供了比较全面的功能，基本上涵盖了直播系统中该有的功能点，整一套使用下来，也比较顺畅易用（仅仅体验使用，深入使用可能会遇到其他的一些问题），主要有以下特点：

  • 系统搭建非常简单，SDK 提供的接口很简洁友好，基本上是傻瓜式接入；
  • 提供的功能点齐全，从采集-本地处理-推流，到云端转码、录制、鉴黄等，再到拉流，还有直播连麦等高级功能，提供了一体式解决方案；
  • 支持推拉流地址自定义，拓展方便；
  • 提供自定义渲染接口，对于有自定义能力的小伙伴来说非常实用。

当然也有美中不足的地方：

  • 拉流自定义渲染接口只提供了原始数据，没有提供 OpenGL 纹理渲染，处理起来比较麻烦；
  • 推流自定义渲染接口必须要返回一个新的纹理，不能直接通过 OpenGL 渲染，需要借助 FBO ，加大了开销；
  • 推拉流都可以设置 SurfaceView 作为渲染窗口，但是被绑定到 SDK 的 OpenGL 线程中，没有暴露渲染上下文，无法定义自己的 OpenGL 渲染环境。文档中也没有深入的说明，目前不知其用途。

综上，直播涉及到的知识确实非常多，投入足够多的精力也并非不可实现，但对于小公司或者没有足够研发投入的公司来说，使用第三方的 SDK 或许是更好的选择，毕竟他们都是顶住了千万级流量的，专业性，稳定性和可靠性都比较好。

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