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采集 camera 数据
数据采集局部应用的是 Camera2，CameraHolder 是对 camera2 的简略封装。Camera2 有个显著的劣势，他能够同时增加多个 surface 用于接管 camer 数据。上面是通过 CameraHolder 启动 camera 的流程：
override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {super.onCreate(savedInstanceState)
......
cameraHolder = CameraHolder(this)
}
override fun onStart() {super.onStart()
cameraHolder.startPreview().invalidate()
}
override fun onStop() {super.onStop()
cameraHolder.stopPreview().invalidate()
}
override fun onDestroy() {super.onDestroy()
cameraHolder.release().invalidate()
recorder.stopVideoEncoder()}在启动 camera 和预览的时候能够不必思考 camera 的以后状态，这是 CameraHolder 的劣势。有的敌人会问启动预览必定要依赖 surface，这里启动预览时怎么保障 surface 曾经设置? 在封装 Camera2 的时候就想到了这种依赖问题，这种依赖导致咱们每次接口调用都要判断依赖对象是否创立，代码写起来繁琐也难看。看下 CameraHolder 是如何解决的这个问题：
fun invalidate() = runInCameraThread {if (cameraPermissionInProcess) {Log.d(TAG, "invalidate cameraPermissionInProcess $cameraPermissionInProcess")
return@runInCameraThread
}
if (cameraCaptureSession != null && (!requestPreview || requestRestartPreview || !requestOpen || requestRestartOpen)) {cameraCaptureSession?.close()
cameraCaptureSession = null
requestRestartPreview = false
Log.d(TAG, "invalidate cameraCaptureSession?.close()")
}
if (cameraDevice != null && (!requestOpen || requestRestartOpen)) {cameraDevice?.close()
cameraDevice = null
requestRestartOpen = false
Log.d(TAG, "invalidate cameraDevice?.close()")
}
if (cameraDevice == null && requestOpen) {Log.d(TAG, "invalidate openCamera()")
openCameraInternal()}
if (cameraDevice != null && cameraCaptureSession == null && requestPreview) {Log.d(TAG, "invalidate startPreview()")
startPreviewInternal()}
if (requestRelease) {Log.d(TAG, "invalidate release()")
handler = null
handlerThread.quitSafely()}
}
我只贴出了 CameraHodler 的一个 invalidate 办法，这个办法应该算是 CameraHodler 最重要的局部。invalidate 办法定义了 camera 启动、预览、进行预览和敞开 camera 的流程模板。办法中定义了许多的状态 flag，整个的流程就是通过 flag 来管制的。
requestOpen 为 true 代表用户要求关上 camera。
requestPreview 为 true 代表用户要求进行 preview。
requestRestartPreview 为 true 代表用户更新了 preview 依赖对象申请重启 preview
requestRestartOpen 为 true 代表用户要求重启 camera。
流程模板中的每一步都有失败的可能，比方用户申请开启 preview，然而 surface 没有筹备好。用户申请启动 camera 然而权限验证没通过等等。这时 CameraHolder 会期待下一次 invalidate 办法被调用，触发下次的流程模板执行，这样就做到依赖满足时唤醒原来终止的流程。
预览数据
为了更不便地对 camera 采集数据进行批改，这里构建了一个 opengl 环境，用户能够依据本人的需要增加新的 eglSurface 到 opengl 渲染零碎。RenderScope 保护了 egl 环境和与之对应的 thread。
class RenderScope(private val render: Render) : BackgroundScope by HandlerThreadScope() {
private var eglCore: EGLCore? = null
init {
runInBackground {eglCore = EGLCore()
render.onCreate()}
}
fun addSurfaceHolder(eglSurfaceHolder: EGLCore.EGLSurfaceHolder?) = runInBackground {eglCore?.addSurfaceHolder(eglSurfaceHolder)
}
fun removeSurfaceHolder(eglSurfaceHolder: EGLCore.EGLSurfaceHolder?) = runInBackground {eglCore?.removeSurfaceHolder(eglSurfaceHolder)
}
fun removeSurfaceHolder(surface: Surface?) = runInBackground {eglCore?.removeSurfaceHolder(surface)
}
fun release() = runInBackground {render.onDestroy()
eglCore?.releaseEGLContext()
eglCore = null
quit()}
fun requestRender() = runInBackground {eglCore?.render { render.onDrawFrame(it) }
}
interface Render {fun onCreate()
fun onDestroy()
fun onDrawFrame(eglSurfaceHolder: EGLCore.EGLSurfaceHolder)
}}
RenderScope 的代码并不多，直观的就能看到两个次要局部 render 线程和 egl 环境。HandlerThreadScope 封装了 HandlerThread 并提供了 runInBackground 办法扩大，咱们能够不便的把代码执行切换到 render 线程。eglCore 则构建了 egl 环境，他做了一些 opengl 的初始化工作，比方 egldisplay、eglcontext、eglsurface。在渲染的流程中，咱们能够抉择同时渲染内容到多个不同的 eglsurface。在这里多个不同的 eglsurface 指的是 preview surface 和 encode surface。eglSurface 是通过 eglMakeCurrent 办法切换的。
fun render(block: (EGLSurfaceHolder) -> Unit) {if (mEGLDisplay == EGL14.EGL_NO_DISPLAY) {log("render mEGLDisplay == EGL14.EGL_NO_DISPLAY")
return
}
mEGLSurfaces.forEach { _, holder ->
if (!holder.available) {return@forEach}
EGL14.eglMakeCurrent(mEGLDisplay, holder.eglSurface, holder.eglSurface, mEGLContext)
checkEglError("makeCurrent")
block.invoke(holder)
val result = EGL14.eglSwapBuffers(mEGLDisplay, holder.eglSurface)
when (val error = EGL14.eglGetError()) {
EGL14.EGL_SUCCESS -> result
EGL14.EGL_BAD_NATIVE_WINDOW, EGL14.EGL_BAD_SURFACE -> throw IllegalStateException("swapBuffers: EGL error: 0x" + Integer.toHexString(error)
)
else -> throw IllegalStateException("swapBuffers: EGL error: 0x" + Integer.toHexString(error)
)
}
}
}在渲染的流程中咱们能够看到遍历 eglsurface 的过程，每个 eglsurface 都能够调用 eglMakeCurrent 办法切换输入对象。这里的输入对象包含 preview surface 和 encode surface。通过这种办法能够代替共享 context 和 texture 形式，流程也更简单明了。
应用 MediaCodec 编码数据
视频编码局部这里应用的是 MediaCodec，SurfaceEncodeCodec 类是对 MediaCodec 的封装。
abstract class SurfaceEncodeCodec(mediaFormat: MediaFormat) : BaseCodec(“Encode surface”, mediaFormat) {
private var inputSurface: Surface? = null
override fun onCreateMediaCodec(mediaFormat: MediaFormat): MediaCodec {val mediaCodecList = MediaCodecList(MediaCodecList.ALL_CODECS)
val codecName = mediaCodecList.findEncoderForFormat(mediaFormat)
check(!codecName.isNullOrEmpty()) {throw RuntimeException("not find the matched codec!!!!!!!") }
return MediaCodec.createByCodecName(codecName)
}
override fun onConfigMediaCodec(mediaCodec: MediaCodec) {mediaCodec.configure(mediaFormat, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE)
inputSurface = mediaCodec.createInputSurface()
inputSurface?.let {onCreateInputSurface(it)
}
}
override fun onInputBufferAvailable(codec: MediaCodec, index: Int) {//do nothing.because we set the input surface for encoder.}
protected abstract fun onCreateInputSurface(surface: Surface)
/**
* we need to release surface ourselves.
*/
protected abstract fun onDestroyInputSurface(surface: Surface)
override fun releaseInternal() {
inputSurface?.let {onDestroyInputSurface(it)
}
super.releaseInternal()}}
MediaCodec 能够通过 surface 的形式输出视频数据，在配置好 MediaCodec 后，咱们通过 MediaCodec 的 createInputSurface 办法失去 surface，在 preview 局部曾经讲过，opengl 会将内容渲染到 preview surface 和 encode surface。encode surface 就是 MediaCodec 创立的 surface。输出数据的问题解决了，那么来看下编码后的数据如何解决。
override fun onOutputBufferAvailable(codec: MediaCodec, index: Int, info: MediaCodec.BufferInfo) {
val buffer = codec.getOutputBuffer(index) ?: return
when {info.flags.and(MediaCodec.BUFFER_FLAG_CODEC_CONFIG) == MediaCodec.BUFFER_FLAG_CODEC_CONFIG -> {log { "video config frame +++++++++++++"}
}
info.flags.and(MediaCodec.BUFFER_FLAG_KEY_FRAME) == MediaCodec.BUFFER_FLAG_KEY_FRAME -> {
countIFrame++
if (countIFrame.rem(3) == 0) {log { "video ssspppssspppsss frame +++++++++++++"}
videoRtpWrapper?.sendData(ppsByteArray, ppsByteArraySize, videoPayloadType, true, 0)
videoRtpWrapper?.sendData(spsByteArray, spsByteArraySize, videoPayloadType, true, 0)
}
naluData.split2FU(buffer, info.offset, info.size) { b, o, s, m, increase ->
videoRtpWrapper?.sendData(b, s, videoPayloadType, m, if (increase) videoTimeIncrease else 0)
}
}
info.flags.and(MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM) == MediaCodec.BUFFER_FLAG_END_OF_STREAM -> {log { "video end frame -------------"}
}
info.flags.and(MediaCodec.BUFFER_FLAG_PARTIAL_FRAME) == MediaCodec.BUFFER_FLAG_PARTIAL_FRAME -> {log { "video partial frame -------------"}
}
else -> {naluData.split2FU(buffer, info.offset, info.size) { b, o, s, m, increase ->
videoRtpWrapper?.sendData(b, s, videoPayloadType, m, if (increase) videoTimeIncrease else 0)
}
}
}
codec.releaseOutputBuffer(index, false)
}
override fun onOutputFormatChanged(codec: MediaCodec, format: MediaFormat) {format.getByteBuffer("csd-0")?.apply {position(4)
spsByteArraySize = limit() - 4
get(spsByteArray, 0, spsByteArraySize)
}
format.getByteBuffer("csd-1")?.apply {position(4)
ppsByteArraySize = limit() - 4
get(ppsByteArray, 0, ppsByteArraySize)
}
videoRtpWrapper = RtpWrapper()
videoRtpWrapper?.open(videoRtpPort, videoPayloadType, videoSampleRate)
videoRtpWrapper?.addDestinationIp(ip)
videoRtpWrapper?.sendData(ppsByteArray, ppsByteArraySize, videoPayloadType, true, 0)
videoRtpWrapper?.sendData(spsByteArray, spsByteArraySize, videoPayloadType, true, 0)
}咱们要关怀下 MediaCodec 的两类输入数据，格局数据与视频帧数据。格局数据中对咱们比拟重要的是 sps 和 pps 数据，这俩个数据形容视频的根本信息。视频接收端须要依据 sps 和 pps 数据进行视频解码。从代码上能够看到他们保留在 ”csd-0″ 和 ”csd-1″ 两个 buffer 中。sps 数据和 pps 数据在前面的 rtp 发送的过程当中要间断性地反复发送，因为在半路连贯的远端对象须要在接管到他们后才能够播放。帧数据发送的过程当中波及到拆包的问题，因为 rtp 包的大小是有限度的。
fun split2FU(byteBuffer: ByteBuffer, offset: Int, size: Int, sender: (ByteArray, Int, Int, Boolean, Boolean) -> Unit) {
if (size < maxFragmentSize) {byteBuffer.position(offset + 4)//skip 0001
byteBuffer.get(data, 0, size - 4)
sender.invoke(data, 0, size - 4, true, true)
return
}
val naluHeader = byteBuffer.get(4)//read nalu header
byteBuffer.position(offset + 5)//skip 0001 and nalu header
var leftSize = size - 5
var started = false
var fuIndicator: Byte
var fuHeader: Byte
while (leftSize > 0) {val readSize = if (leftSize > maxFragmentSize) maxFragmentSize else leftSize;
byteBuffer.get(data, 2, readSize)
leftSize -= readSize
fuIndicator = naluHeader and 0b11100000.toByte() or 0b00011100.toByte()
fuHeader = when {
!started -> {0b10000000.toByte()
}
leftSize <= 0 -> {0b01000000.toByte()
}
else -> {0b00000000.toByte()
}
}
data[0] = fuIndicator
data[1] = fuHeader or (naluHeader and 0b00011111.toByte())
sender.invoke(data, 0, readSize + 2, leftSize <= 0, !started)
started = true
}
}从代码上看分片规定还是不太容易了解，并且分片过程中提到了两个 type，咱们不太容易了解对应关系。看上面这个图就好了解了。
MediaCodec 编码后的 nalu 数据帧的前四个字节是 0001，它用于示意帧数据的开始。咱们跳过这四个字节后再取的一个字节就是 NALU header 了。从图中能够简略理解下 nalu header 的形成。在分片后的每一帧数据都会领有两个字节的头，头的形成状况能够参考图中的第二个局部。fu indicator 数据和 fu header 数据蕴含了原来 nalu header 的残缺数据和分片帧信息。在这里 nalu header 的原始数据被拆开后放到 fu indicator 和 fu header 中。如果不通过图的形式解说，大家很难弄清分片 type 和 nalutype 到底如何辨别。理清了 type 问题后就变得简略了，依据分片是开始、两头或是完结来设置分片管制信息就能够了。
应用 RTP lib 发送数据
rtp 能够简略的把拆好的分片包发送进来，然而还要留神 rtp 发送的时候须要指定 payload type、工夫戳、是否传播完结 mark。依照 rtp 传输视频的规定，payload type 是 96。工夫戳的管制须要依据帧率来计算每一帧的工夫增量，而后以固定的工夫戳增量发送。分片的状况下，各个分片之间增量为 0, 在发送完结分片时，工夫增量为固定工夫戳增量。这里还有依照固定的工夫距离发送 sps 和 pps 数据进来，这样半路开始接入播放的远端才能够失常的解码观看。
应用 vlc 播放器播放
vlc 播放 rtp 视频时须要关上 sdp 文件，sdp 文件中有传送协定信息和视频适合信息。sdp 文件蕴含上面的内容：
m=video 40018 RTP/AVP 96
a=rtpmap:96 H264
a=framerate:30
c=IN IP4 192.168.31.1
player_video.sdp
rtp 端口：40018
payload type：96
视频编码：H264
Git
VideoRecorder
