Описание

WCS позволяет микшировать потоки активных трансляций. Выходной поток микшера может быть записан, воспроизведен или ретранслирован по любой из технологий, поддерживаемых WCS.

Микширование управляется при помощи настроек и REST API.

Поддерживаемые протоколы входных потоков

• WebRTC
• RTMP
• RTSP

Возможности управления выходным потоком

Микшер позволяет задать размещение видеопотоков в выходном кадре. Поток с определенным именем (по умолчанию desktop) рассматривается, как демонстрация экрана (screen sharing), и размещается в центре кадра:

Image Added

Автоматическое создание микшера при публикации потока

Если в имени публикуемого RTMP-потока есть символ '#', сервер рассматривает все, что после данного символа, как имя микшера, который будет создан автоматически при публикации потока. Например, для потока user1#room1 будет создан микшер room1, и поток будет в этот микшер добавлен. В имени потока может быть указано и ключевое слово демонстрации экрана, например user1#room1#desktop

Схема работы

Image Added

1. Браузер соединяется с сервером по протоколу Websocket и отправляет команду publish.
2. Браузер отправляет WebRTC поток stream1 на сервер.
3. Flash Player устанавливает соединение по RTMP и отправляет команду publish.
4. Flash Player отправляет RTMP поток stream2 на сервер.
5. REST-клиент создает микшер с выходным потоком stream3 запросом /mixer/startup
6. REST-клиент добавляет к микшеру поток stream1
7. REST-клиент добавляет к микшеру поток stream2
8. Второй браузер устанавливает соединение по Websocket и отправляет команду play.
9. Второй браузер получает WebRTC аудиопоток stream3 и воспроизводит этот поток на странице.

REST-вызовы

REST-запрос должен быть HTTP/HTTPS POST запросом в таком виде:

• HTTP: http://streaming.flashphoner.com:8081/rest-api/mixer/startup
• HTTPS: https://streaming.flashphoner.com:8444/rest-api/mixer/startup

Здесь:

• streaming.flashphoner.com - адрес WCS-сервера
• 8081 - стандартный REST / HTTP порт WCS-сервера
• 8444 - стандартный HTTPS порт
• rest-api - обязательный префикс
• mixer/startup - используемый REST-вызов

REST-вызовы и статусы ответа

{
 "uri": "mixer://mixer1",
 "localStreamName": "stream3",
 "hasVideo": "false"
}

{
 "uri": "mixer://mixer1",
 "remoteStreamName": "stream1"
}

{
 "uri": "mixer://mixer1",
 "remoteStreamName": "stream1"
}

{
"localMediaSessionId": "ce92b134-2468-4460-8d06-1ea3c5aabace",
"remoteMediaSessionId": null,
"localStreamName": "mixer1",
"remoteStreamName": null,
"uri": "mixer://mixer1",
"status": "PROCESSED_LOCAL",
"mediaSessions": [
 "95bf2be8-f459-4f62-9a7f-c588f33e0ad3",
 "693781de-cada-4589-abe1-c3ee55c66901"
]
}

{
 "uri": "mixer://mixer1"
}

{
 "mediaSessionId": "23d07fa1-3c74-4d6f-a0de-9b4bf83ce665"
}

{
 "mediaSessionId": "23d07fa1-3c74-4d6f-a0de-9b4bf83ce665"
}

Параметры

Отправка REST-запроса к WCS-серверу

Для отправки REST-запроса к WCS-серверу необходимо использовать REST-клиент.

Настройка

Основные настройки микширования задаются при помощи следующих параметров файла настроек flashphoner.properties

Настройка автоматического создания микшера при публикации потока

Для того, чтобы включить возможность автоматического создания микшера для потоков, содержащих в имени символ '#', необходимо, чтобы приложение, которое обрабатывает входящие потоки, зарегистрировало обработчик 'com.flashphoner.server.client.handler.wcs4.FlashRoomRecordingStreamingHandler'. Регистрация обработчика производится при помощи интерфейса командной строки. Например, для приложения flashStreamingApp, используемого для публикации входящих RTMP потоков, это делается командой

update app -m com.flashphoner.server.client.handler.wcs4.FlashRoomRecordingStreamingHandler -c com.flashphoner.server.client.handler.wcs4.FlashStreamingCallbackHandler flashStreamingApp

Подробнее об управлении приложениями из командной строки WCS-сервера можно узнать здесь.

Настройка микширования аудио и видео

По умолчанию микшируются видео и аудиопотоки. Если необходимо микшировать только аудио, необходимо указать это при создании микшера

{
 "uri": "mixer://mixer1",
 "localStreamName": "stream3",
 "hasVideo": "false"
}

Если необходимо отключить микширование видео для всех потоков, необходимо указать параметр в файле flashphoner.properties

mixer_video_enabled=false

При этом видео может быть включено для определенного микшера при его создании.

Буферизация выходного потока микшера

В некоторых случаях необходима буферизация выходного потока микшера. Эта функция включается настройкой в файле flashphoner.properties

mixer_out_buffer_enabled=true

Размер буфера задается в миллисекундах настройкой

mixer_out_buffer_start_size=400

В данном случае размер буфера составит 400 мс.

Период отправки данных потока из буфера в миллисекундах указывается настройкой

mixer_out_buffer_polling_time=20

В данном случае период составляет 20 мс.

Управление битрейтом выходного потока микшера

Если в качестве транскодера используется кодек OpenH264, появляется возможность управлять битрейтом выходного потока микшера при помощи настройки в файле flashphoner.properties

mixer_video_bitrate_kbps=2000

По умолчанию, битрейт выходного потока установлен в 2 Мбит/с. При недостаточной пропускной способности канала между сервером и зрителем битрейт может быть понижен, например

encoder_priority=OPENH264
mixer_video_bitrate_kbps=1500

Если качество картинки с битрейтом по умолчанию низкое, присутствуют искажения, рекомендуется увеличить битрейт выходного потока микшера до 3-5 Мбит/с

encoder_priority=OPENH264
mixer_video_bitrate_kbps=5000

Управление звуковой дорожкой выходного потока микшера

По умолчанию, звуковая дорожка в выходном потоке микшера кодируется в Opus с частотой дискретизации 48 кГц. Эти параметры могут быть изменены при помощи настроек в файле flashphoner.properties. Например, для использования выходного потока в SIP, можно установить следующие значения:

audio_mixer_output_codec=pcma
audio_mixer_output_sample_rate=8000

В этом случае звук будет кодироваться в PCMA (alaw) с частотой дискретизации 8 кГц.

Собственный losless видеопроцессор для входящих потоков

Для обработки входящих потоков микшера, например, если необходима дополнительная буферизация или синхронизация аудио и видео дорожек, может быть использован собственный losless видеопроцессор. Этот видеопроцессор включается настройкой в файле flashphoner.properties

mixer_lossless_video_processor_enabled=true

Максимальный размер буфера микшера в миллисекундах устанавливается настройкой

mixer_lossless_video_processor_max_mixer_buffer_size_ms=200

По умолчанию, размер буфера микшера составляет 200 мс. При его заполнении, видеопроцессор использует свой собственный буфер и ожидает освобождения буфера микшера. Периодичность проверки буфера микшера устанавливается в миллисекундах настройкой

mixer_lossless_video_processor_wait_time_ms=20

По умолчанию, периодичность проверки составляет 20 мс.

Необходимо отметить, что использование losless видеопроцессора может вносить задержку в трансляции в реальном времени.

При использовании losless видеопроцессора, чтобы освободить ресурсы, занятые микшером, нужно принудительно остановить микшер при помощи REST запроса /mixer/terminate, либо остановить все входящие в микшер потоки, в этом случае микшер остановится по истечении времени, заданного в миллисекундах настройкой

mixer_idle_timeout=60000

По умолчанию, при отсутствии входящих потоков, микшер останавливается через 60 секунд.

Управление размещением картинок в выходном потоке микшера

По умолчанию, микшер предусматривает три варианта размещения картинок входных потоков в выходном потоке:

1. Картинки сеткой

Image Added

Этот вариант включается настройкой в файле flashphoner.properties

mixer_layout_class=com.flashphoner.media.mixer.video.presentation.GridLayout

2. Картинки сеткой с минимальным расстоянием между ними

Image Added

Этот вариант включается настройкой

mixer_layout_class=com.flashphoner.media.mixer.video.presentation.CenterNoPaddingGridLayout

и обеспечивается только для входных потоков одинакового разрешения, с одинаковым соотношением сторон

3. Демонстрация экрана (screen sharing) в центре кадра

Image Added

Этот вариант включается, если на вход микшеру подается поток с именем, указанным в настройке

mixer_video_layout_desktop_key_word=desktop

По умолчанию, для потока демонстрации экрана используется имя desktop.

Реализация собственного варианта размещения картинок

Для более тонкой настройки размещения картинок в выходном потоке микшера необходимо разработать класс на языке Java, реализующий интерфейс IVideoMixerLayout, например

package com.flashphoner.mixerlayout;

import com.flashphoner.sdk.media.IVideoMixerLayout;
import com.flashphoner.sdk.media.YUVFrame;
import java.awt.*;
import java.util.ArrayList;

public class TestLayout implements IVideoMixerLayout {

    private static final int PADDING = 5;

    @Override
    public Layout[] computeLayout(YUVFrame[] yuvFrames, String[] strings, int canvasWidth, int canvasHeight) {
        ArrayList<IVideoMixerLayout.Layout> layout = new ArrayList<>();
        for (int c = 0; c < yuvFrames.length; c++) {
            Point prevPoint = new Point();
            Dimension prevDimension = new Dimension(canvasWidth, canvasHeight);
            if (layout.size() > 0) {
                prevPoint.setLocation(layout.get(c-1).getPoint());
                prevDimension.setSize(layout.get(c-1).getDimension());
            }
            Point currentPoint = new Point((int) (prevPoint.getX()+prevDimension.getWidth()+PADDING), 
                                           (int)(prevPoint.getY()+prevDimension.getHeight()));
            layout.add(new IVideoMixerLayout.Layout(currentPoint, new Dimension(canvasWidth/yuvFrames.length, 
		                                            canvasHeight/yuvFrames.length), yuvFrames[c]));
        }
        return layout.toArray(new IVideoMixerLayout.Layout[layout.size()]);
    }
}

Затем следует скомпилировать класс в байт-код. Для этого создаем дерево каталогов, соответствующее названию пакета написанного класса

mkdir -p com/flashphoner/mixerlayout

и выполняем команду

javac -cp /usr/local/FlashphonerWebCallServer/lib/tbs-flashphoner.jar ./com/flashphoner/mixerlayout/TestLayout.java

Теперь упакуем скомпилированный код в jar-файл

jar -cf testlayout.jar ./com/flashphoner/mixerlayout/TestLayout.class

и скопируем его в каталог, где размещены библиотеки WCS сервера

cp testlayout.jar /usr/local/FlashphonerWebCallServer/lib

Для того, чтобы использовать разработанный класс, необходимо указать его в настройке в файле flashphoner.properties

mixer_layout_class=com.flashphoner.mixerlayout.TestLayout

и перезапустить WCS.

Выходной поток микшера для приведенного примера и трех входящих потоков будет выглядеть так:

Image Added

Поддержка MCU

Поддержка MCU в микшере включается для аудио настройкой

mixer_mcu_audio=true

В этом случае для трех входящих потоков stream1, stream2, stream3 на выходе микшера mixer1 будут следующие потоки:

Таким образом, каждый из дополнительных потоков содержит аудио всех потоков в микшере, кроме одного. Это позволяет, например, устранить эхо для участников конференции.

Аналогичная возможность для видео включается настройкой

mixer_mcu_video=true

В этом случае для трех входящих потоков stream1, stream2, stream3 на выходе микшера mixer1 будут следующие потоки:

Таким образом, каждый из дополнительных потоков содержит аудио и видео всех потоков в микшере, кроме одного. Это позволяет организовать полноценную чат-комнату на базе микшера.

При этом, если включена запись микшера при помощи настройки

record_mixer_streams=true

будет записываться только основной выходной поток микшера (mixer1 в вышеприведенном примере).

Краткое руководство по тестированию

1. Для теста используем:

• демо-сервер demo.flashphoner.com;
• браузер Chrome и REST-клиент для отправки запросов на сервер;
• веб-приложение Two Way Streaming для публикации входных потоков микшера;
• веб-приложение Player для воспроизведения выходного потока микшера.

2. Откройте страницу веб-приложения Two Way Streaming. Опубликуйте поток с именем stream1:

Image Added 

3. В другой вкладке откройте страницу веб-приложения Two Way Streaming. Опубликуйте поток с именем desktop:

Image Added 

 4. Откройте REST-клиент. Отправьте запрос /mixer/startup, указав в параметрах URI микшера mixer://mixer1 и имя выходного потока stream3:

Image Added 

 5. Отправьте запрос /mixer/add, указав в параметрах URI микшера mixer://mixer1 и имя входного потока stream1:

Image Added 

 6. Откройте веб-приложение Player, укажите в поле Stream имя выходного потока микшера stream3 и нажмите Start:

Image Added 

 7. Отправьте запрос /mixer/add, указав в параметрах URI микшера mixer://mixer1 и имя входного потока desktop:

 Image Added

 8. В выходном потоке микшера отобразится поток desktop, имитирующий демонстрацию экрана, и поток stream1:

Image Added 

Последовательность выполнения операций (Call flow)

Ниже описана последовательность вызовов при использовании микшера.

Image Added

1. Публикация WebRTC-потока stream1

2. Отправка RTMP-потока на сервер

3. Публикация RTMP-потока stream2

4. Отправка RTMP-потока на сервер

5. Отправка запроса /mixer/startup на создание микшера mixer://stream3 с выходным потоком stream3

http://demo.flashphoner.com:9091/rest-api/mixer/startup
{
 "uri": "mixer://stream3",
 "localStreamName": "stream3"
}

6. Отправка запроса /mixer/add на добавление к микшеру mixer://stream3 потока stream1

http://demo.flashphoner.com:9091/rest-api/mixer/add
{
 "uri": "mixer://stream3",
 "localStreamName": "stream3"
 "remoteStreamName": "stream1"
}

7. Отправка запроса /mixer/add на добавление к микшеру mixer://stream3 потока stream2

http://demo.flashphoner.com:9091/rest-api/mixer/add
{
 "uri": "mixer://stream3",
 "localStreamName": "stream3"
 "remoteStreamName": "stream2"
}

8. Воспроизведение WebRTC-потока stream3

9. Отправка WebRTC-аудиопотока клиенту

Известные проблемы

1. Микшер не создается, если имя микшера или имя выходного потока содержит символы, недопустимые для указания в URI

Симптомы: не создается микшер с именем вида test_mixer.

Решение: не использовать в имени микшера или имени выходного потока недопустимые символы, в особенности, если включена возможность автоматичекого создания микшера. Например, имя

user_1#my_room

использовать нельзя.

Если микшируются потоки чат-комнат, в именах комнат также нельзя использовать недопустимые символы.

2. Выходной поток микшера будет пустым, если на сервере включен транскодинг только по требованию.

Симптомы: микшер видеопотоков успешно создается, но в выходном потоке черный экран.

Решение: для работы микшера на сервере должен быть включен транскодинг при помощи следующего параметра в файле flashphoner.properties

streaming_video_decoder_fast_start=true