WebRTC被誉为是web长期开源开发的一个新启元,是近年来web开发的最重要创新。WebRTC允许Web开发者在其web应用中添加视频聊天或者点对点数据传输,不需要复杂的代码或者昂贵的配置。目前支持Chrome、Firefox和Opera,后续会支持更多的浏览器,它有能力达到数十亿的设备。

然而,WebRTC一直被误解为仅适合于浏览器。事实上,WebRTC最重要的一个特征是允许本地和web应用间的互操作,很少有人使用到这个特性。

本文将探讨如何在自己的Android应用中植入WebRTC,使用WebRTC Initiative中提供的本地库。这边文章不会讲解如何使用信号机制建立通话,而是重点探讨Android与浏览器中实现的差异性和相似性。下文将讲解Android中实现对应功能的一些接口。如果想要了解WebRTC的基础知识,强烈推荐Sam Dutton’s Getting started with WebRTC

项目中添加WebRTC

下面的讲解基于Android WebRTC库版本9127.

首先要做的是在应用中添加WebRTC库。 WebRTC Initiative 提供了一种简洁的方式来编译,但尽量不要采用那种方式。取而代之,建议使用原始的io编译版本,可以从maven central repository中获取。

添加WebRTC到工程中,需要在你的依赖中添加如下内容:

同步工程后,WebRTC库就准备就绪。

权限

同其他Android应用一样,使用某些 API 需要申请相应权限。WebRTC也不例外。制作的应用不同,或者需要的功能不同,例如音频或者视频,所需要的权限集也是不同的。请确保按需申请!一个好的视频聊天应用权限集如下:

灯光,摄影,工厂

在浏览器中使用WebRTC时,有一些功能完善、说明详细的API可供使用。 navigator.getUserMediaRTCPeerConnection 包含了可能用到的几乎所有功能。结合<video>标签使用,可以显示任何想要显示的本地视频流和远程视频流。

所幸的是Android上也有相同的API,虽然它们的名字有所不同。Android相关的API有VideoCapturerAndroid, VideoRenderer, MediaStream, PeerConnection, 和 PeerConnectionFactory。下面我们将逐一讲解。

在开始之前,需要创建PeerConnectionFactory,这是Android上使用WebRTC最核心的API。

PeerConnectionFactory

Android WebRTC最核心的类。理解这个类并了解它如何创建其他任何事情是深入了解Android中WebRTC的关键。它和我们期望的方式还是有所不同的,所以我们开始深入挖掘它。

首先需要初始化PeerConnectionFactory,如下:

为了理解这个方法,需要了解每个参数的意义:

context
应用上下文,或者上下文相关的,和其他地方传递的一样。

initializeAudio
是否初始化音频的布尔值。

initializeVideo
是否初始化视频的布尔值。跳过这两个就允许跳过请求API的相关权限,例如数据通道应用。

videoCodecHwAcceleration
是否允许硬件加速的布尔值。

renderEGLContext
用来提供支持硬件视频解码,可以在视频解码线程中创建共享EGL上下文。可以为空——在本文例子中硬件视频解码将产生yuv420帧而非texture帧。

initializeAndroidGlobals也是返回布尔值,true表示一切OK,false表示有失败。如果返回false是最好的练习。更多信息请参考源码

如果一切ok,可以使用PeerConnectionFactory 的构造函数创建自己的工厂,和其他类一样。

行动、获取媒体流、渲染

有了peerConnectionFactory实例,就可以从用户设备获取视频和音频,最终将其渲染到屏幕上。web中可以使用getUserMedia<video>。在Android中,没有这么简单,但可以有更多选择!在Android中,我们需要了解VideoCapturerAndroid,VideoSource,VideoTrack和VideoRenderer,先从VideoCapturerAndroid开始。

VideoCapturerAndroid

VideoCapturerAndroid其实是一系列Camera API的封装,为访问摄像头设备的流信息提供了方便。它允许获取多个摄像头设备信息,包括前置摄像头,或者后置摄像头。

有了包含摄像流信息的VideoCapturerAndroid实例,就可以创建从本地设备获取到的包含视频流信息的MediaStream,从而发送给另一端。但做这些之前,我们首先研究下如何将自己的视频显示到应用上面。

VideoSource/VideoTrack

从VideoCapturer实例中获取一些有用信息,或者要达到最终目标————为连接端获取合适的媒体流,或者仅仅是将它渲染给用户,我们需要了解VideoSource 和 VideoTrack类。

VideoSource允许方法开启、停止设备捕获视频。这在为了延长电池寿命而禁止视频捕获的情况下比较有用。

VideoTrack 是简单的添加VideoSource到MediaStream 对象的一个封装。

我们通过代码看看它们是如何一起工作的。capturer是VideoCapturer的实例,videoConstraints是MediaConstraints的实例。

AudioSource/AudioTrack

AudioSourceAudioTrack与VideoSource和VideoTrack相似,只是不需要AudioCapturer 来获取麦克风,audioConstraints是 MediaConstraints的一个实例。

VideoRenderer

通过在浏览器中使用WebRTC,你肯定已经熟悉了使用<Video>标签来显示出从 getUserMedia 方法得到的 MediaStream。但在本地Android中,没有类似<Video>的标签。进入VideoRenderer,WebRTC库允许通过VideoRenderer.Callbacks实现自己的渲染。另外,它提供了一种非常好的默认方式VideoRendererGui。简而言之,VideoRendererGui是一个GLSurfaceView ,使用它可以绘制自己的视频流。我们通过代码看一下它是如何工作的,以及如何添加renderer 到 VideoTrack。

这里要说明的一点是createGui 需要四个参数。这样做是使一个单一的GLSurfaceView 渲染所有视频成为可能。但在实际使用中我们使用了多个GLSurfaceViews,这意味为了渲染正常,x、y一直是0。这让我们了解到实现过程中各个参数的意义。

MediaConstraints

MediaConstraints是支持不同约束的WebRTC库方式的类,可以加载到MediaStream中的音频和视频轨道。具体参考规范查看支持列表。对于大多数需要MediaConstraints的方法,一个简单的MediaConstraints实例就可以做到。

要添加实际约束,可以定义KeyValuePairs,并将其推送到约束的mandatory或者optionallist。

MediaStream

现在可以在本地看见自己了,接下来就要想办法让对方看见自己。在web开发时,对MediaStream已经很熟悉了。getUserMedia直接返回MediaStream ,然后将其添加到RTCPeerConnection 传送给对方。在Android上此方法也是通用的,只是我们需要自己创建MediaStream。 接下来我们就研究如何添加本地的VideoTrack 和AudioTrack来创建一个合适的MediaStream。

Hi,有人在那里吗?

我们现在有了包含视频流和音频流的MediaStream实例,而且在屏幕上显示了我们漂亮的脸庞。现在就该把这些信息传送给对方了。这篇文章不会介绍如何建立自己的信号流,我们直接介绍对应的API方法,以及它们如何与web关联的。AppRTC使用autobahn使得WebSocket连接到信号端。我建议下载下来这个项目来仔细研究下如何在Android中建立自己的信号流。

PeerConnection

现在我们有了自己的MediaStream,就可以开始连接远端了。幸运的是这部分和web上的处理很相似,所以如果对浏览器中的WebRTC熟悉的话,这部分就相当简单了。创建PeerConnection很简单,只需要PeerConnectionFactory的协助即可。

参数的作用如下:

iceServers
连接到外部设备或者网络时需要用到这个参数。在这里添加STUN 和 TURN 服务器就允许进行连接,即使在网络条件很差的条件下。

constraints
MediaConstraints的一个实例,应该包含offerToRecieveAudioofferToRecieveVideo

observer
PeerConnectionObserver实现的一个实例。

PeerConnection 和web上的对应API很相似,包含了addStream、addIceCandidate、createOffer、createAnswer、getLocalDescription、setRemoteDescription 和其他类似方法。下载WebRTC入门 来学习如何协调所有工作在两点之间建立起通讯通道,或者AppRTC如何使得一个实时的功能完整的Android WebRTC应用工作的。我们快速浏览一下这几个重要的方法,看它们是如何工作的。

addStream

这个是用来将MediaStream 添加到PeerConnection中的,如同它的命名一样。如果你想要对方看到你的视频、听到你的声音,就需要用到这个方法。

addIceCandidate

一旦内部IceFramework发现有candidates允许其他方连接你时,就会创建IceCandidates 。当通过PeerConnectionObserver.onIceCandidate传递数据到对方时,需要通过任何一个你选择的信号通道获取到对方的IceCandidates。使用addIceCandidate 添加它们到PeerConnection,以便PeerConnection可以通过已有信息试图连接对方。

createOffer/createAnswer

这两个方法用于原始通话的建立。如你所知,在WebRTC中,已经有了caller和callee的概念,一个是呼叫,一个是应答。createOffer是caller使用的,它需要一个sdpObserver,它允许获取和传输会话描述协议Session Description Protocol (SDP)给对方,还需要一个MediaConstraint。一旦对方得到了这个请求,它将创建一个应答并将其传输给caller。SDP是用来给对方描述期望格式的数据(如video、formats、codecs、encryption、resolution、 size等)。一旦caller收到这个应答信息,双方就相互建立的通信需求达成了一致,如视频、音频、解码器等。

setLocalDescription/setRemoteDescription

这个是用来设置createOffer和createAnswer产生的SDP数据的,包含从远端获取到的数据。它允许内部PeerConnection 配置链接以便一旦开始传输音频和视频就可以开始真正工作。

PeerConnectionObserver

这个接口提供了一种监测PeerConnection事件的方法,例如收到MediaStream时,或者发现iceCandidates 时,或者需要重新建立通讯时。这些在功能上与web相对应,如果你学习过相关web开发理解这个不会很困难,或者学习WebRTC入门。这个接口必须被实现,以便你可以有效处理收到的事件,例如当对方变为可见时,向他们发送信号iceCandidates。

结束语

如上所述,如果你了解了如何与web相对应,Android上面的API是非常简单易懂的。有了以上这些工具,我们就可以开发出一个WebRTC相关产品,立即部署到数十亿设备上。

WebRTC打开了人与人之间的通讯,对开发者免费,对终端用户免费。 它不仅仅提供了视频聊天,还有其他应用,比如健康服务、低延迟文件传输、种子下载、甚至游戏应用。

想要看到一个真正的WebRTC应用实例,请下载Androidios版的appear.in。它在浏览器和本地应用间运行的相当完美,在同一个房间内最多可以8个人免费使用。不需要安装和注册。

现在就发挥你们的潜力,开发出更多新的应用!