windows下实现屏幕分享(C#)

采用UDP广播进行数据的传输，实现windows下进行低延迟的屏幕共享。

开发语言：C#

第三方组件：Redis

1.实现思路

总体流程图

DGIS.DesktopShare实现windows下屏幕分享低延迟功能，按照服务执行位置由三部分构成：发起端、接收端、缓存端。

通过UDP广播实现发起端和接收端的通讯，是为了尽量的减少通讯负载和降低延迟。众所周知UDP是所有通讯协议中延迟最低的(但也有受网络因素丢包的问题，这里作为局域网同屏，暂不考虑丢包问题)，而采用广播的方式可以有效的降低发起端的性能负担。

增加一个Redis服务，是为了减少UDP广播数据，按照1920*1080分辨率的截屏数据来算，单张图片已经超过了UDP单包的最大数据量1472字节，倘若直接使用UDP传输截屏图片，需要额外的进行封包拆包，这样不仅浪费了程序执行时间，也增加了发送端和接收端的代码复杂度。本着最低延迟的目的，将真实的图片数据存入Redis缓存，只通过UDP广播Redis中对应的UID信息即可，这也是本程序最核心的地方。接收端接收到UID的数据后，再自行去获取Redis中真实的数据进行解析。

2.代码结构

DGIS.DesktopShare.Service的代码结构分为Frm(窗体)、IService(接口)、Service(实现)三个部分。引用的第三方dll有Redis相关操作库、屏幕获取相关库和DGIS开头的辅助操作库。

Frm：

ImgDisplyFrm是接收端的默认显示界面，包含一个PictureBox控件，显示接收到的屏幕图像。

IService：

IDesktopShareService屏幕共享操作接口，主要方法有4个。

注释的已经很明确了，这里不多说。

Service：

DesktopShareService：IDesktopShareService的实现类，里面是详细的实现方法。核心的代码有下面几个地方：

  public void Start(int frameRate, bool mouseDisplay, int port)
         {
             _udpService = new UdpBroadcastService(port,
                 bytes =>
                 {
                     //deskShareFrm.ShowImg(bytes);
                 });

             _desktopCapturer = CapturerFactory.CreateDesktopCapturer(frameRate, mouseDisplay);
             _desktopCapturer.ImageCaptured += ImageCaptured;
             _desktopCapturer.Start();

             //队列循环处理积压的图片
             //Task.Factory.StartNew(() =>
             //{
             //    while (true)
             //    {
             //        if (_bitmapQueue.Count > 0)
             //        {
             //            Bitmap bitmap = _bitmapQueue.Dequeue();
             //            SendCommand(bitmap);
             //        }

             //    }
             //});
         }

开始屏幕分享，_udpService 初始化，屏幕抓取设置以及开启屏幕抓取。

  /// <summary>
         /// 屏幕截屏结果
         /// </summary>
         /// <param name="bitmap"></param>
         private void ImageCaptured(Bitmap bitmap)
         {
             //_bitmapQueue.Enqueue(bitmap);
             SendCommand(bitmap);
         }

  /// <summary>
         /// 发送命令
         /// </summary>
         /// <param name="bitmap"></param>
         private void SendCommand(Bitmap bitmap)
         {
             //Bitmap newBitmap = ESBasic.Helpers.ImageHelper.RoundSizeByNumber(bitmap, 4);
             //bitmap.Dispose();
             //bitmap = null;

             string uid = Guid.NewGuid().ToString();
             Console.WriteLine(string.Format("图片获取时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

             byte[] bytes = ImgConvert.ConvertByte(bitmap);
             Console.WriteLine(string.Format("缓存转换时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));
             bitmap.Dispose();
             bitmap = null;

             _redisCacheHelper.Add<byte[]>(uid, bytes, TimeSpan.FromMilliseconds());
             Console.WriteLine(string.Format("缓存插入时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

             byte[] sendBytes = StringToBytes(uid);
             _udpService.Send(sendBytes, sendBytes.Length);
             Console.WriteLine(string.Format("图片发送时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

             sendBytes = null;
             bytes = null;
         }

抓取到屏幕图片的结果是Bitmap，这里需要将Bitmap转换为byte[]，因为在测试中Redis直接存入Bitmap取出时候有些异常。待Redis存入图片数据后，再通过UDP发送图片数据。来看下测试数据，图片获取到发送的耗时情况。

主要的耗时在图片转换这个地方，耗时约10毫秒，redis存入时间是很快的6毫秒左右，UDP发送时间基本为0.

 public void Recive(int port)
         {
             _imgDisplyFrm = new ImgDisplyFrm();
             _imgDisplyFrm.Closed += (e, o) =>
             {
                 if (_udpService != null)
                 {
                     _udpService.Dispose();
                     _udpService = null;
                 }
             };

             _udpService = new UdpBroadcastService(port,
                 bytes =>
                 {
                     ShowImg(bytes);
                 });
             _imgDisplyFrm.ShowDialog();
         }

 /// <summary>
         /// 显示图像
         /// </summary>
         /// <param name="reciveBytes"></param>
         private void ShowImg(byte[] reciveBytes)
         {
             Bitmap bitmap = ParseImg(reciveBytes);

             if (_imgDisplyFrm != null)
                 _imgDisplyFrm.ShowImg(bitmap);
         }

 /// <summary>
         /// 解析图片
         /// </summary>
         /// <param name="bytes"></param>
         /// <returns></returns>
         private Bitmap ParseImg(byte[] bytes)
         {
             string uid = BytesToString(bytes);
             Console.WriteLine(string.Format("消息接收时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

             byte[] imgBytes = _redisCacheHelper.Get<byte[]>(uid);
             Console.WriteLine(string.Format("缓存获取时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

             if (imgBytes != null)
             {
                 Bitmap bitmap = ImgConvert.ConvertImg(imgBytes);
                 Console.WriteLine(string.Format("转码完成时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

                 return bitmap;
             }
             else
                 return null;
         }

接收端同样也是开启一个_udpService ，初始化，进行消息监听，接收到消息后进入ShowImg(显示图像)方法，中间主要代码是ParseImg(图片获取解析)这部分，这部分实现将真实图片数据从redis中获取。看下耗时情况。

这里能看到，消息的发送和接收之间耗时约为0(这里考虑本机没有经过网卡，实际应该有100毫秒左右延迟)，redis缓存获取时间非常的快4毫秒左右，转码耗时30毫秒。

以上综合计算，从屏幕采集到终端接收解析总共耗时50毫秒左右，加上UDP广播理论上的100毫秒延迟，150毫秒是能够达到的。

下图是真实环境中两台电脑的屏幕分享延迟图片。

从截图上看，延迟在170毫秒，由此看出这种方案是比较可行的。

放一张测试效果图。

3.源码

源码放到了CSDN上，博客园不知道如何上传附件。万恶的CSDN居然至少需要设置2分了。

GIS.DesktopShare 下载地址：http://download.csdn.net/download/jiangfei200809/10229866

要是没有分的请移步去百度网盘下载吧，载地址：https://pan.baidu.com/s/1i5XlLnZ

代码开源地址：https://gitee.com/JFly/DGIS.BigEye.git

2018.1.30更新：增加了声卡声音采集同步传输

时间仓促，代码和文章都写的不好，只希望这种思路的提出能为有这方面需求的同行提供点参考。

更多个人工作中的项目请访问我的个人网站：www.88gis.cn