ios直播技术(2)-- 视频编码

iOS视频编码实践:硬编码与软编码(X264)解析
本文介绍了iOS平台上视频编码的技术,重点讲解了从8.0版本开始支持的硬编码及其优势,以及在旧版本系统上使用的X264软编码。内容包括编码器设计、接口创建以及硬编码的实现细节。同时,提到了软编码虽然CPU占用高,但适用于较低版本的iOS系统。

今天给大家分享下视频的编码,由于ios在8.0才支持硬编码,所以这里加入了软编码,openH264和X264均可,这里介绍的是X264。

硬编码由于耗用CPU极低,编码效率高所以优先选择,软编码(X264)占用CPU高,一般在4s上720P 20帧就编不动了吧,当然也有优点,6.X、7.X系统都可用。


首先是编码器的设计图:


H264Encoder作为基类首先是创建编码器接口,当8.0以上系统 选择硬编码 其他软编码

+ (id)create
{
    if (Version_iOS_8) {
        H264VideoToolboxEncoder *encoder = [[H264VideoToolboxEncoder alloc] init];
        return encoder;
    } else
    {
        H264EncoderImpl *encoder = [[H264EncoderImpl alloc] init];
        return encoder;
    }
    return nil;
}
编码接口,首先检查采集数据的分辨率帧率有无变化,如有变化则去销毁原有的,重新创建编码器,若无则直接编码

- (int)checkEncoder:(struct VideoCapability*)capability
{
    if((*capability)!=(*_usingParam))
    {
        memcpy(_usingParam,capability,sizeof(struct VideoCapability));
        [self finiEncoder];
        if (_pTmpOut)
        {
            free(_pTmpOut);
            _pTmpOut = 0;
        }
        [self initEncoder];
        
        if (!_pTmpCfg)
            _pTmpCfg = (uint8_t*)malloc(100);
        if (!_pTmpOut)
            _pTmpOut = (uint8_t*)malloc(_usingParam->width * _usingParam->height * 2 + 100);
    }
    return 0;
}
- (int)encode:(NativeVideoFrame*)avframe Capability:(struct VideoCapability*)capability
{
    NSAutoLock* autolock = [[NSAutoLock alloc] initWithLock:_lock];
    UNUSED(autolock);
    if (!_running)
        return 0;
    [self checkEncoder:capability];
    
    return [self realEncode:avframe TimeStamp:[Utils now_ms]];
}

H264Encoder的派生类有H264Encoderlmpl(软编)和H264VideoToolboxEncoder(硬编),他们都实现了基类的三个protected方法。

顺带介绍下OC中protected方法的写法

@interface H264EncoderImpl (Protected)
- (BOOL)initEncoder;
- (void)finiEncoder;
- (int)realEncode:(NativeVideoFrame *)avFrame TimeStamp:(long)ts;
@end
先来介绍下H264Encoderlmpl

//
//  H264EncoderImpl.m
//  AVSession
//
//  Created by whw on 2016/11/22.
//  Copyright © 2016年 meixin. All rights reserved.
//

#import "H264EncoderImpl.h"
#import "x264.h"
#import "AVDefine.h"
#import "libavformat/avformat.h"
#import "Utils.h"
#import "libyuv.h"
#include "VideoDefines.h"
#include "VideoFrame.h"
typedef struct
{
    x264_param_t * param;
    x264_t *handle;
    x264_picture_t * picture;
    x264_nal_t  *nal;
} Encoder;

@interface H264EncoderImpl ()
{
    Encoder*        _encoder;
}

@end
@interface H264EncoderImpl (Protected)
- (BOOL)initEncoder;
- (void)finiEncoder;
- (int)realEncode:(NativeVideoFrame *)avFrame TimeStamp:(long)ts;
@end

@implementation H264EncoderImpl

- (instancetype)init
{
    self = [super init];
    if (self) {
        
    }
    return self;
}
- (int)realEncode:(NativeVideoFrame *)raw TimeStamp:(long)ts
{
    raw->native2i420();
    int framesize = raw->width()*raw->height();
    _encoder->picture->img.i_stride[kYPlane] = raw->stride(kYPlane);
    _encoder->picture->img.i_stride[kUPlane] = raw->stride(kUPlane);
    _encoder->picture->img.i_stride[kVPlane] = raw->stride(kVPlane);
    _encoder->picture->img.i_stride[kNumOfPlanes] = 0;
    memcpy(_encoder->picture->img.plane[kYPlane],raw->buffer(kYPlane), framesize);
    memcpy(_encoder->picture->img.plane[kUPlane],raw->buffer(kUPlane), framesize>>2);
    memcpy(_encoder->picture->img.plane[kVPlane],raw->buffer(kVPlane), framesize>>2);
    _encoder->picture->img.plane[kNumOfPlanes] = 0;
    _encoder->picture->img.i_csp = X264_CSP_I420;
    return [self CompressBuffer:_encoder TS:ts];
}
- (BOOL)initEncoder
{
    Encoder *en = (Encoder *) malloc(sizeof(Encoder));
    en->param = (x264_param_t *) malloc(sizeof(x264_param_t));
    en->picture = (x264_picture_t *) malloc(sizeof(x264_picture_t));
    
    x264_param_default_preset(en->param, "superfast" , "zerolatency");
    
    en->param->b_sliced_threads = 0;
    en->param->i_threads = 1;
    en->param->rc.i_rc_method = X264_RC_ABR;
    
    int realBitrate = [Utils calcBiteRate:_usingParam->width heght:_usingParam->height fps:_usingParam->fps];
    realBitrate = realBitrate>>10;
    en->param->rc.i_vbv_max_bitrate= 2 * realBitrate;
    en->param->rc.i_bitrate = realBitrate;
    en->param->rc.i_vbv_buffer_size = 2 * realBitrate;
    
    en->param->i_fps_num = _usingParam->fps;
    en->param->i_fps_den = 1;
    en->param->i_keyint_min = _usingParam->fps * 2;
    en->param->i_keyint_max = _usingParam->fps * 2;
    
    en->param->i_timebase_num        = 1;
    en->param->i_timebase_den        = 1000;
    
    x264_param_apply_profile(en->param,"baseline");
    
    en->param->i_csp = X264_CSP_I420;
    en->param->i_log_level = X264_LOG_NONE;
    en->param->i_width = _usingParam->width; //set frame width
    en->param->i_height = _usingParam->height; //set frame height

    if ((en->handle = x264_encoder_open(en->param)) == 0) {
        //tyy
        free(en->param);
        free(en->picture);
        free(en);
        return NO;
    }
    /* Create a new pic */
    x264_picture_alloc(en->picture, X264_CSP_I420, en->param->i_width, en->param->i_height);
    
    _encoder = en;
    return YES;
}
- (void)finiEncoder
{
    if(!_encoder)
        return;
    
   
<think>嗯,用户问的是如何在iOS上实现无人直播的虚拟视频功能,可能需要技术方案或工具。首先,我需要回忆一下之前提供的引用,特别是引用[1]提到的虚拟摄像头Deb文件和适用场景。用户可能想要自动播放预设视频,或者替换摄像头输入,比如直播或视频通话中使用虚拟画面。 接下来,我得考虑iOS系统的限制,因为iOS的安全机制比较严格,引用[3]提到安全机制包括受攻击面小,沙盒机制等。所以直接修改系统摄像头可能比较困难,需要找合法途径。可能的方案有利用ReplayKit框架,这是苹果官方的屏幕录制和直播工具,用户可以通过播放本地视频并捕获屏幕来实现虚拟直播。另外,虚拟摄像头技术可能需要私有API,但App Store不允许,所以可能需要越狱设备,但这对大多数用户来说不太现实。 然后,用户提到的Deb文件可能涉及越狱环境下的工具,比如通过Cydia安装虚拟摄像头插件。不过这部分风险高,不适合普通用户。另外,模拟摄像头输入的技术,比如用AVFoundation框架捕获视频源,替换成预设视频,再推流到直播平台。这可能涉及到AVCaptureSession的自定义输入,或者使用第三方SDK如Larix Broadcaster,支持外部视频输入。 还要考虑现有工具,比如一些第三方应用如EpocCam,它可以将手机变成电脑摄像头,但反过来可能需要其他方法。另外,OBS Studio配合插件可能是一个方案,但iOS上可能需要其他工具配合。 用户可能还需要知道实现步骤,比如使用ReplayKit直播屏幕内容,或者用AVFoundation合成视频流。同时,要注意App Store审核,避免使用私有API,否则会被拒。此外,性能优化和网络稳定性也是需要考虑的,比如视频编码和推流参数设置。 相关问题部分,用户可能对具体代码实现、审核问题、第三方工具推荐,以及如何模拟动态内容感兴趣。需要确保回答覆盖这些方面,并引导用户进一步提问。</think>### iOS平台无人直播虚拟视频技术实现方案 根据iOS系统特性和现有技术方案,以下是三种主流的实现方式及工具选择(需注意iOS安全机制限制[^3]): --- #### 一、合法技术路径 1. **ReplayKit屏幕捕获方案** - 使用苹果官方`ReplayKit`框架实现屏幕内容直播 - 实现步骤: ```swift let recorder = RPScreenRecorder.shared() recorder.startCapture(handler: { (sampleBuffer, bufferType, error) in // 在此注入视频帧数据 self.processVideoBuffer(sampleBuffer) }) { error in // 错误处理 } ``` - 可通过叠加本地视频层实现虚拟效果 2. **AVFoundation视频合成方案** - 使用`AVPlayer`播放本地视频 + `AVCaptureSession`合成画面 - 核心组件: ```swift let composition = AVMutableComposition() let videoTrack = composition.addMutableTrack(withMediaType: .video, preferredTrackID: kCMPersistentTrackID_Invalid) // 插入预设视频资源 ``` --- #### 二、越狱设备方案(存在风险) 1. **虚拟摄像头插件** - 使用`CameraOverride`等Deb插件替换摄像头输入[^1] - 实现原理: $$ \text{原生摄像头数据流} \xrightarrow{hook} \text{预设视频帧} $$ - 依赖Cydia源安装 --- #### 三、第三方工具推荐 | 工具名称 | 类型 | 功能特性 | |----------------|-------------|------------------------------| | Larix Broadcaster | SDK | 支持外部视频源输入 | | EpocCam | 虚拟摄像头 | 电脑视频流映射到iOS设备 | | OBS VirtualCam | 组合方案 | 需配合桌面端中转实现视频流注入 | --- ### 关键注意事项 1. **审核风险规避** - 避免使用私有API,否则违反App Store审核条款4.2.2 2. **性能优化** - 推荐H.265编码降低带宽消耗 - 保持视频分辨率≤1080P以确保流畅度 ---
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