Windows平台实现Unity下窗体|摄像头|屏幕采集推送

简介: 随着Unity3D的应用范围越来越广,越来越多的行业开始基于Unity3D开发产品,如传统行业中虚拟仿真教育、航空工业、室内设计、城市规划、工业仿真等领域。

技术背景

随着Unity3D的应用范围越来越广,越来越多的行业开始基于Unity3D开发产品,如传统行业中虚拟仿真教育、航空工业、室内设计、城市规划、工业仿真等领域。


基于此,好多开发者苦于在Unity环境下,没有低延迟的推拉流解决方案,前几年,我们在Unity环境下推出了跨平台低延迟的RTMP|RTSP直播播放器,很好的解决了好多对延迟要求苛刻的使用场景。


随着时间的推移,越来越多的开发者联系我们,希望我们能推出Unity环境下的RTMP推送模块,获取到unity的实时数据,更低延迟更高效率的实现数据传输推送,基于此,我们发布了Unity环境下的RTMP推送模块。


本文以Windows平台为例,数据源分别为Unity的窗口、摄像头或整个屏幕,编码传输模块,还是调用大牛直播SDK(官方)的原生接口,简单界面先睹为快:

20210610165500362.png

技术实现

1. 基础初始化

        private bool InitSDK()
        {
            if (!is_pusher_sdk_init_)
            {
                // 设置日志路径(请确保目录存在)
                String log_path = "D:\\pulisherlog";
                NTSmartLog.NT_SL_SetPath(log_path);
                UInt32 isInited = NTSmartPublisherSDK.NT_PB_Init(0, IntPtr.Zero);
                if (isInited != 0)
                {
                    Debug.Log("调用NT_PB_Init失败..");
                    return false;
                }
                is_pusher_sdk_init_ = true;
            }
            return true;
        }

2. 调用Open()接口,获取推送实例

       public bool OpenPublisherHandle(uint video_option, uint audio_option)
        {
            if (publisher_handle_ != IntPtr.Zero)
            {
                return true;
            }
            publisher_handle_count_ = 0;
            if (NTBaseCodeDefine.NT_ERC_OK != NTSmartPublisherSDK.NT_PB_Open(out publisher_handle_,
                video_option, audio_option, 0, IntPtr.Zero))
            {
                return false;
            }
            if (publisher_handle_ != IntPtr.Zero)
            {
                pb_event_call_back_ = new NT_PB_SDKEventCallBack(PbEventCallBack);
                NTSmartPublisherSDK.NT_PB_SetEventCallBack(publisher_handle_, IntPtr.Zero, pb_event_call_back_);
                return true;
            }
            else
            {
                return false;
            }
        }

3. 初始化参数配置

这里需要注意下,如果要采集unity窗口,需要设置图层模式,先填充一层RGBA黑色背景,然后再添加一层,用于叠加外部数据。

       private void SetCommonOptionToPublisherSDK()
        {
            if (!IsPublisherHandleAvailable())
            {
                Debug.Log("SetCommonOptionToPublisherSDK, publisher handle with null..");
                return;
            }
            NTSmartPublisherSDK.NT_PB_ClearLayersConfig(publisher_handle_, 0,
                            0, IntPtr.Zero);
            if (video_option == NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_VIDEO_OPTION.NT_PB_E_VIDEO_OPTION_LAYER)
            {
                // 第0层填充RGBA矩形, 目的是保证帧率, 颜色就填充全黑
                int red = 0;
                int green = 0;
                int blue = 0;
                int alpha = 255;
                NT_PB_RGBARectangleLayerConfig rgba_layer_c0 = new NT_PB_RGBARectangleLayerConfig();
                rgba_layer_c0.base_.type_ = (Int32)NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_LAYER_TYPE.NT_PB_E_LAYER_TYPE_RGBA_RECTANGLE;
                rgba_layer_c0.base_.index_ = 0;
                rgba_layer_c0.base_.enable_ = 1;
                rgba_layer_c0.base_.region_.x_ = 0;
                rgba_layer_c0.base_.region_.y_ = 0;
                rgba_layer_c0.base_.region_.width_ = video_width_;
                rgba_layer_c0.base_.region_.height_ = video_height_;
                rgba_layer_c0.base_.offset_ = Marshal.OffsetOf(rgba_layer_c0.GetType(), "base_").ToInt32();
                rgba_layer_c0.base_.cb_size_ = (uint)Marshal.SizeOf(rgba_layer_c0);
                rgba_layer_c0.red_ = System.BitConverter.GetBytes(red)[0];
                rgba_layer_c0.green_ = System.BitConverter.GetBytes(green)[0];
                rgba_layer_c0.blue_ = System.BitConverter.GetBytes(blue)[0];
                rgba_layer_c0.alpha_ = System.BitConverter.GetBytes(alpha)[0];
                IntPtr rgba_conf = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(rgba_layer_c0));
                Marshal.StructureToPtr(rgba_layer_c0, rgba_conf, true);
                UInt32 rgba_r = NTSmartPublisherSDK.NT_PB_AddLayerConfig(publisher_handle_, 0,
                                rgba_conf, (int)NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_LAYER_TYPE.NT_PB_E_LAYER_TYPE_RGBA_RECTANGLE,
                                0, IntPtr.Zero);
                Marshal.FreeHGlobal(rgba_conf);
                NT_PB_ExternalVideoFrameLayerConfig external_layer_c1 = new NT_PB_ExternalVideoFrameLayerConfig();
                external_layer_c1.base_.type_ = (Int32)NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_LAYER_TYPE.NT_PB_E_LAYER_TYPE_EXTERNAL_VIDEO_FRAME;
                external_layer_c1.base_.index_ = 1;
                external_layer_c1.base_.enable_ = 1;
                external_layer_c1.base_.region_.x_ = 0;
                external_layer_c1.base_.region_.y_ = 0;
                external_layer_c1.base_.region_.width_ = video_width_;
                external_layer_c1.base_.region_.height_ = video_height_;
                external_layer_c1.base_.offset_ = Marshal.OffsetOf(external_layer_c1.GetType(), "base_").ToInt32();
                external_layer_c1.base_.cb_size_ = (uint)Marshal.SizeOf(external_layer_c1);
                IntPtr external_layer_conf = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf(external_layer_c1));
                Marshal.StructureToPtr(external_layer_c1, external_layer_conf, true);
                UInt32 external_r = NTSmartPublisherSDK.NT_PB_AddLayerConfig(publisher_handle_, 0,
                                external_layer_conf, (int)NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_LAYER_TYPE.NT_PB_E_LAYER_TYPE_EXTERNAL_VIDEO_FRAME,
                                0, IntPtr.Zero);
                Marshal.FreeHGlobal(external_layer_conf);
            }
            else if (video_option == NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_VIDEO_OPTION.NT_PB_E_VIDEO_OPTION_CAMERA)
            {
                CameraInfo camera = cameras_[cur_sel_camera_index_];
                NT_PB_VideoCaptureCapability cap = camera.capabilities_[cur_sel_camera_resolutions_index_];
                SetVideoCaptureDeviceBaseParameter(camera.id_.ToString(), (UInt32)cap.width_, (UInt32)cap.height_);
            }
            SetFrameRate((UInt32)CalBitRate(edit_key_frame_, video_width_, video_height_));
            Int32 type = 0;   //软编码
            Int32 encoder_id = 1;
            UInt32 codec_id = (UInt32)NTCommonMediaDefine.NT_MEDIA_CODEC_ID.NT_MEDIA_CODEC_ID_H264;
            Int32 param1 = 0;
            SetVideoEncoder(type, encoder_id, codec_id, param1);
            SetVideoQualityV2(CalVideoQuality(video_width_, video_height_, is_h264_encoder));
            SetVideoMaxBitRate((CalMaxKBitRate(edit_key_frame_, video_width_, video_height_, false)));
            SetVideoKeyFrameInterval((edit_key_frame_));
            if (is_h264_encoder)
            {
                SetVideoEncoderProfile(1);
            }
            SetVideoEncoderSpeed(CalVideoEncoderSpeed(video_width_, video_height_, is_h264_encoder));
            // 音频相关设置
            SetAuidoInputDeviceId(0);
            SetPublisherAudioCodecType(1);
            SetPublisherMute(is_mute);
            SetEchoCancellation(0, 0);
            SetNoiseSuppression(0);
            SetAGC(0);
            SetVAD(0);
            SetInputAudioVolume(Convert.ToSingle(edit_audio_input_volume_));
        }

4. 数据采集

摄像头和屏幕的数据采集,还是调用原生的SDK接口,本文不再赘述,如果需要采集Unity窗体的数据,可以用参考以下代码:

        if ( texture_ == null || video_width_ != Screen.width || video_height_ != Screen.height)
        {
            Debug.Log("OnPostRender screen changed++ scr_width: " + Screen.width + " scr_height: " + Screen.height);
            if (screen_image_ != IntPtr.Zero)
            {
                Marshal.FreeHGlobal(screen_image_);
                screen_image_ = IntPtr.Zero;
            }
            if (texture_ !=  null)
            {
                UnityEngine.Object.Destroy(texture_);
                texture_ = null;
            }
            video_width_ = Screen.width;
            video_height_ = Screen.height;
            texture_ = new Texture2D(video_width_, video_height_, TextureFormat.BGRA32, false);
            screen_image_ = Marshal.AllocHGlobal(video_width_ * 4 * video_height_);
            Debug.Log("OnPostRender screen changed--");
            return;
        }
        texture_.ReadPixels(new Rect(0, 0, video_width_, video_height_), 0, 0, false);
        texture_.Apply();

从 texture里面,通过调用 GetRawTextureData(),获取到原始数据。

5. 数据对接

获取到数据后,通过调用 OnPostRGBAData()接口,传递给SDK层。

6. 本地数据预览

        public bool StartPreview()
        {
            if(CheckPublisherHandleAvailable() == false)
                return false;
            video_preview_image_callback_ = new NT_PB_SDKVideoPreviewImageCallBack(SDKVideoPreviewImageCallBack);
            NTSmartPublisherSDK.NT_PB_SetVideoPreviewImageCallBack(publisher_handle_, (int)NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_IMAGE_FORMAT.NT_PB_E_IMAGE_FORMAT_RGB32, IntPtr.Zero, video_preview_image_callback_);
            if (NTBaseCodeDefine.NT_ERC_OK != NTSmartPublisherSDK.NT_PB_StartPreview(publisher_handle_, 0, IntPtr.Zero))
            {
                if (0 == publisher_handle_count_)
                {
                    NTSmartPublisherSDK.NT_PB_Close(publisher_handle_);
                    publisher_handle_ = IntPtr.Zero;
                }
                return false;
            }
            publisher_handle_count_++;
            is_previewing_ = true;
            return true;
        }

设置preview后,处理preview的数据回调

        //预览数据回调
        public void SDKVideoPreviewImageCallBack(IntPtr handle, IntPtr user_data, IntPtr image)
        {
            NT_PB_Image pb_image = (NT_PB_Image)Marshal.PtrToStructure(image, typeof(NT_PB_Image));
            NT_VideoFrame pVideoFrame = new NT_VideoFrame();
            pVideoFrame.width_ = pb_image.width_;
            pVideoFrame.height_ = pb_image.height_;
            pVideoFrame.stride_ = pb_image.stride_[0];
            Int32 argb_size = pb_image.stride_[0] * pb_image.height_;
            pVideoFrame.plane_data_ = new byte[argb_size];
            if (argb_size > 0)
            {
                Marshal.Copy(pb_image.plane_[0],pVideoFrame.plane_data_,0, argb_size);
            }
            {
                cur_image_ = pVideoFrame;
            }
        }      

7. 相关event回调处理

        private void PbEventCallBack(IntPtr handle, IntPtr user_data, 
            UInt32 event_id,
            Int64 param1,
            Int64 param2,
            UInt64 param3,
            UInt64 param4,
            [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] String param5,
            [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] String param6,
            IntPtr param7)
        {
            String event_log = "";
            switch (event_id)
            {
                case (uint)NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_EVENT_ID.NT_PB_E_EVENT_ID_CONNECTING:
                    event_log = "连接中";
                    if (!String.IsNullOrEmpty(param5))
                    {
                        event_log = event_log + " url:" + param5;
                    }
                    break;
                case (uint)NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_EVENT_ID.NT_PB_E_EVENT_ID_CONNECTION_FAILED:
                    event_log = "连接失败";
                    if (!String.IsNullOrEmpty(param5))
                    {
                        event_log = event_log + " url:" + param5;
                    }
                    break;
                case (uint)NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_EVENT_ID.NT_PB_E_EVENT_ID_CONNECTED:
                    event_log = "已连接";
                    if (!String.IsNullOrEmpty(param5))
                    {
                        event_log = event_log + " url:" + param5;
                    }
                    break;
                case (uint)NTSmartPublisherDefine.NT_PB_E_EVENT_ID.NT_PB_E_EVENT_ID_DISCONNECTED:
                    event_log = "断开连接";
                    if (!String.IsNullOrEmpty(param5))
                    {
                        event_log = event_log + " url:" + param5;
                    }
                    break;
                default:
                    break;
            }
            if(OnLogEventMsg != null) OnLogEventMsg.Invoke(event_id, event_log);
        }

8. 开始推送、停止推送

       public bool StartPublisher(String url)
        {
            if (CheckPublisherHandleAvailable() == false) return false;
            if (publisher_handle_ == IntPtr.Zero)
            {
                return false;
            }
            if (!String.IsNullOrEmpty(url))
            {
                NTSmartPublisherSDK.NT_PB_SetURL(publisher_handle_, url, IntPtr.Zero);
            }
            if (NTBaseCodeDefine.NT_ERC_OK != NTSmartPublisherSDK.NT_PB_StartPublisher(publisher_handle_, IntPtr.Zero))
            {
                if (0 == publisher_handle_count_)
                {
                    NTSmartPublisherSDK.NT_PB_Close(publisher_handle_);
                    publisher_handle_ = IntPtr.Zero;
                }
                is_publishing_ = false;
                return false;
            }
            publisher_handle_count_++;
            is_publishing_ = true;
            return true;
        }
        public void StopPublisher()
        {
            if (is_publishing_ == false) return;
            publisher_handle_count_--;
            NTSmartPublisherSDK.NT_PB_StopPublisher(publisher_handle_);
            if (0 == publisher_handle_count_)
            {
                NTSmartPublisherSDK.NT_PB_Close(publisher_handle_);
                publisher_handle_ = IntPtr.Zero;
            }
            is_publishing_ = false;
        }

9. 关闭实例

        public void Close()
        {
            if (0 == publisher_handle_count_)
            {
                NTSmartPublisherSDK.NT_PB_Close(publisher_handle_);
                publisher_handle_ = IntPtr.Zero;
            }
        }

总结

经测试,Unity环境下,通过高效率的数据采集、编码和推送,配合SmartPlayer播放器播放,整体延迟可控制在毫秒级,可适用于大多数Unity环境下对延迟和稳定性要求苛刻的场景。

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本文详解如何结合Python、PHP与Unity开发并部署小游戏至微信小程序。涵盖技术选型、Pygame实战、PHP后端对接、Unity转换适配及性能优化,提供从原型到发布的完整指南,助力开发者快速上手并发布游戏。
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图形学 C#
超实用!深度解析Unity引擎,手把手教你从零开始构建精美的2D平面冒险游戏,涵盖资源导入、角色控制与动画、碰撞检测等核心技巧,打造沉浸式游戏体验完全指南
【8月更文挑战第31天】本文是 Unity 2D 游戏开发的全面指南,手把手教你从零开始构建精美的平面冒险游戏。首先,通过 Unity Hub 创建 2D 项目并导入游戏资源。接着,编写 `PlayerController` 脚本来实现角色移动,并添加动画以增强视觉效果。最后,通过 Collider 2D 组件实现碰撞检测等游戏机制。每一步均展示 Unity 在 2D 游戏开发中的强大功能。
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图形学 缓存 算法
掌握这五大绝招,让您的Unity游戏瞬间加载完毕,从此告别漫长等待,大幅提升玩家首次体验的满意度与留存率!
【8月更文挑战第31天】游戏的加载时间是影响玩家初次体验的关键因素,特别是在移动设备上。本文介绍了几种常见的Unity游戏加载优化方法,包括资源的预加载与异步加载、使用AssetBundles管理动态资源、纹理和模型优化、合理利用缓存系统以及脚本优化。通过具体示例代码展示了如何实现异步加载场景,并提出了针对不同资源的优化策略。综合运用这些技术可以显著缩短加载时间,提升玩家满意度。
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测试技术 C# 图形学
掌握Unity调试与测试的终极指南:从内置调试工具到自动化测试框架,全方位保障游戏品质不踩坑,打造流畅游戏体验的必备技能大揭秘!
【9月更文挑战第1天】在开发游戏时,Unity 引擎让创意变为现实。但软件开发中难免遇到 Bug,若不解决,将严重影响用户体验。调试与测试成为确保游戏质量的最后一道防线。本文介绍如何利用 Unity 的调试工具高效排查问题,并通过 Profiler 分析性能瓶颈。此外,Unity Test Framework 支持自动化测试,提高开发效率。结合单元测试与集成测试,确保游戏逻辑正确无误。对于在线游戏,还需进行压力测试以验证服务器稳定性。总之,调试与测试贯穿游戏开发全流程,确保最终作品既好玩又稳定。
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前端开发 图形学 开发者
【独家揭秘】那些让你的游戏瞬间鲜活起来的Unity UI动画技巧:从零开始打造动态按钮,提升玩家交互体验的绝招大公开!
【9月更文挑战第1天】在游戏开发领域,Unity 是最受欢迎的游戏引擎之一,其强大的跨平台发布能力和丰富的功能集让开发者能够迅速打造出高质量的游戏。优秀的 UI 设计对于游戏至关重要,尤其是在手游市场,出色的 UI 能给玩家留下深刻的第一印象。Unity 的 UGUI 系统提供了一整套解决方案,包括 Canvas、Image 和 Button 等组件,支持添加各种动画效果。
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