基于FMS的跨平台视频传输方案的研究与实现

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摘要：随着现代网络技术的发展，基于网络的音视频应用需求越来越高，从传统的视频网站，扩展到视频会议、多媒体教学、在线医疗等诸多领域。而随着手机、平板电脑的普及，客户端设备也呈现多元化特征，所以需要一种高效高质的跨平台视频传输技术。本文讨论了在fms服务端的基础上，实现不同终端的视频推流和播放技术。与其他技术作比较，这是一个着重介绍在移动端设备通过移植ffmpeg推流，和利用HLS协议播放的方案，而PC端建议采用flex技术，最终形成一个完整、高效的跨平台视频传输技术方案。

关键词：FMS 跨平台 RTMP ffmpeg HLS

中图分类号：TN919.8 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）11-0106-02

1 系统整体方案

FMS（Flash Media Service）是Adobe公司出品的流媒体服务器，同时也是极具弹性的开发环境，它提供了强大的多用户、高质量音视频功能，自适应不同的带宽环境，可用于创建多样的交互多媒体网络应用。FMS除了大量应用于各类视频网站，对视频会议、视频监控、多媒体教学等领域，也都能提供方便优质的流媒体服务。目前国内一些厂商的多媒体服务平台也是基于FMS开发的。

然而，随着Android和IOS系统停止对flash的原生支持，实现一个跨平台的统一视频服务变得困难，往往需要从底层开始自主研发，成本高且通用性差。从FMS4.5版本之后开始支持的Http Dynamic Streaming技术针对苹果的HLS方案提出了基于HTTP的流媒体传输方案，增加了对HLS协议的支持，解决了移动端播放视频格式的问题，这为FMS服务于不同的终端提供了便捷的技术支持。

具体的PC客户端仍可采用Flex技术，方便地实现视频流的上传和播放，其中视频的上传利用rtmp协议，播放采用flash技术；针对移动端视频传输，向服务器推流也必须符合rtmp协议。在android和IOS系统要实现rtmp推流有多种技术方案可选，综合考虑开发成本和视频格式的统一性，本文主要介绍利用ffmpeg原生代码，并移植到android和IOS系统的解决方案。移动端的播放则借助HLS协议，最终实现跨平台的视频传输。

2 PC端采用flex技术实现视频传输

flex同为Adobe公司的产品，结合FMS进行开发尤为简便，但需要flash技术支持。这在台式电脑操作系统中不成问题，但运用在移动端需借助Adobe AIR技术较困难，考虑到兼容性等诸多因素，使用并不广泛，所以当前在移动端不建议采用。

PC端运用Flex结合FMS实现视频点播、直播的关键代码如下：

2.1 点播服务器上的视频文件

nc.connect（"rtmp：// FMS服务器IP地址：端口号/PlayStreams路径"）；//连接FMS

ns=new NetStream（nc）；

ns.play（"视频文件名"，0）；

2.2 向服务器推流，用于直播

nc.connect（"rtmp：//FMS服务器IP地址：端口号/LiveStreams路径"）；//连接FMS

ns=new NetStream（nc）；

ns.attachCamera（cam）；//调用摄像头

ns.attachAudio（mic）；//调用麦克风

ns.publish（“视频流名称”，"live"）；

2.3 播放直播流

nc.connect（"rtmp：//FMS服务器IP地址：端口号/LiveStreams路径"）；//连接FMS

ns=new NetStream（nc）；

ns.play（"视频流名称"）；//对应于视频流端的publish（"视频流名称"，"live"）.

其中nc为NetConnection类型对象，用于连接FMS；ns为NetStream类型对象，代表视频流。

3 移动端实现视频

利用FMS作为视频服务器，要求视频推流符合RTMP协议。在移动端有多种开发库可以实现，例如商业上应用比较多的vitamio、ijkplayer、ffplayer等，本质上它们都是基于ffmpeg的开源项目。直接使用这些开发库，开发周期短难度低，但技术上总受到诸多限制。所以本文介绍直接使用FFMPEG实现视频处理，而后移植到移动端操作系统中的开发方法，更加灵活可控。

3.1 ffmpeg推流

ffmpeg实现视频推流首先需指定协议，然后向服务器写入视频数据。核心函数如下：

avformat_alloc_output_context2（&outfmt_ctx， NULL， "flv"， out_filename）； //初始化outfmt_ctx

avformat_write_header（outfmt_ctx， NULL）； //写文件头

av_interleaved_write_frame（outfmt_ctx， &pkt）； //写帧，需循环执行

av_write_trailer（outfmt_ctx）； //写文件尾

其中outfmt_ctx为AVFormatContext类型指针，pkt为AVPacket类型结构体， out_filename为FMS服务器地址，型如 rtmp：//0.0.0.0/…/livestream。

若要从设备的摄像头和麦克风采集音视频数据，则程序需要包含libavdevice/avdevice.h文件，并利用其提供的函数实现功能。

3.2 ffmepg在android上的移植

ffmpeg用C语言编写，在android平台中使用，需先编译成.so文件，然后通过JNI（Java Native Interface）调用，JNI技术允许Java代码和其他语言写的代码（C&C++）进行交互。

编译ffmpeg可采用android NDK（Native Development Kit）编译，或在Linux操作系统中（ubuntu）直接做交叉编译。编译成功将得到libffmpeg.so、libavfilter.so、libavcodec.so、 libavfomat.so、libavdevice.so、libavuntil.so、libpostproc.so等文件。

将上述.so文件和头文件导入自己的工程中，并编写自己的C文件调用相关功能，然后配置安卓makefile文件Android.mk。在java程序中使用native？functionname（…）；格式调用C文件中自己编写的函数。

3.3 ffmepg在苹果系统上的移植

3.3.1 在mac os下使用ffmpeg

在mac os下使用ffmpeg比较简单，可以直接安装。若系统已经安装好brew，只需在终端输入命令：brew install ffmpeg，等待安装结束即可。安装成功后，可使用命令行来操作，或在程序中调用。

3.3.2 编译在iOS下使用的ffmpeg library库 .m文件中调用

编译在iOS下使用的ffmpeg需使用build-ffmpeg.sh脚本文件，网上也有很多一键编译的脚本提供下载使用。但如果需要根据自己的需求对ffmpeg做相应剪裁和指定编译环境，则需要自己定制configure文件。

编译成功后，将生成我们需要的libavfilter.a、libavcodec.a、libavfomat.a、libavdevice.a、libavuntil.a 等.a静态库。如果没有指定编译环境，一般都支持armv7、armv7s、i386、x86_64、arm64等多个架构。

将编译好的静态库拖到xcode工程中，并在自己的.m文件中添加头文件引用：#include "avformat.h"，就可以使用library库了。

4 移动端视频播放

在FMS4.5之前未支持HLS，实现移动端的视频播放需要rtmp协议支持，仍可采用移植ffmpeg的方法，也可利用上文提到的Vitamio等开发库。而当FMS高版本支持先进的HLS协议之后我们有了更好的选择，由于HLS数据通过HTTP协议传输，所以不用考虑防火墙或者的问题，而且分段文件的时长很短，客户端可以很快的选择和切换码率以适应不同带宽条件下的播放。

事实上，上文提到的视频开发库都同时支持rtmp协议和HLS技术。另一方面，因为现在版本的android和IOS及其浏览器都已经支持HTML5标准，在HTML5中播放HLS视频也可以非常简单的使用其video标签，所以对于客户端使用浏览器的场合，HLS视频格式显然是首选方案。而对于使用APP的客户端，不管是android还是IOS，如果想利用HTML5编写应用，除了使用开发库，还可以采用高效的混合开发方式。使用方法如下：

从播放效果看，苹果的safari运行良好，android系统还不是完全稳定，适配率不高，这和操作系统版本及使用的浏览器有关。

5 结语

经过十几年的快速发展，流媒体技术方案己经非常多样且不断发展。本文针对视频传输的跨平台需求，主要介绍了基于FMS服务器和ffmpeg移植的技术方案，实现了一个从技术难度到开发成本都相对合适的视频传输、播放系统，且能在不同带宽条件下实现视频传输质量最优。本系统可在PC、android和ios之间实现视频交互，运行效果良好，为各类应用需求提供了优质的解决方案。

参考文献

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