iOS 直播类APP开发流程解析

1 . 音视频处理的一般流程：

数据采集→数据编码→数据传输(流媒体服务器) →解码数据→播放显示
1、数据采集：
摄像机及拾音器收集视频及音频数据，此时得到的为原始数据
涉及技术或协议：
摄像机：CCD、CMOS
拾音器：声电转换装置（咪头）、音频放大电路
2、数据编码：
使用相关硬件或软件对音视频原始数据进行编码处理（数字化）及加工（如音视频混合、打包封装等），得到可用的音视频数据
涉及技术或协议：
编码方式：CBR、VBR
编码格式
视频：H.265、H.264、MPEG-4等，封装容器有TS、MKV、AVI、MP4等
音频：G.711μ、AAC、Opus等，封装有MP3、OGG、AAC等
3、数据传输：
将编码完成后的音视频数据进行传输，早期的音视频通过同轴电缆之类的线缆进行传输，IP网络发展后，使用IP网络优传输
涉及技术或协议：
传输协议：RTP与RTCP、RTSP、RTMP、HTTP、HLS（HTTP Live Streaming）等
控制信令：SIP和SDP、SNMP等
4、解码数据：
使用相关硬件或软件对接收到的编码后的音视频数据进行解码，得到可以直接显示的图像/声音
涉及技术或协议：
一般对应的编码器都会带有相应的解码器，也有一些第三方解码插件等
5、播放显示：
在显示器（电视、监视屏等）或扬声器（耳机、喇叭等）里，显示相应的图像画面或声音
涉及技术或协议：
显示器、扬声器、3D眼镜等

（二）视频推流与视频拉流的工作过程解析：

1.视频推流端

推流，就是将采集到的音频，视频数据通过流媒体协议发送到流媒体服务器。

一、选择流媒体协议

现在直播应用，采用RTMP协议居多，也有部分使用HLS协议。

采用RTMP协议，就要看下它与流媒体服务器交互的过程，RTMP协议的默认端口是1935，采用TCP协议。并且需要了解FLV的封装格式。

采用HLS协议，因为涉及到切片，延时会比较大，需要了解TS流。

二、采集音视频数据

做直播，数据的来源不可缺少，就是采集摄像头，麦克风的数据。

iOS平台上采集音视频数据，需要使用AVFoundation.Framework框架，从captureSession会话的回调中获取音频，视频数据。

三、硬编码，软编码音视频数据

软编码就是利用CPU资源来压缩音视频数据，硬编码与之相反。

软编码的话，现在广泛采用FFmpeg库结合编码库来实现，FFmpeg+X624来编码视频数据YUV/RGB输出H264数据，
FFmpeg+fdk_aac来编码音频数据PCM输出AAC数据。

四、根据所选流媒体协议封包音视频数据

将音频，视频打包成packet。

五、与服务器交互发送封包数据

根据所选流媒体协议，发送相应指令连接服务器，连接服务器成功后，就可以发送packet数据了。

Part 2. 拉流端

拉流，就是从流媒体服务器获取音频，视频数据。

一、解析协议

播放器端根据URL解析所用的流媒体协议（RTMP，HLS）。

二、解封装

解封装，就是demux的过程，从容器格式（FLV，TS）中，分离出音视频数据。

三、解码

解码，就是把获取到的数据解压缩，恢复成原始数据。解码就是将H264变成YUV，AAC变成PCM。

解码可以使用软解码，硬解码。

软解码就是利用CPU资源去解压缩数据，采用的方式是FFmpeg解码。

硬解码，对于iOS平台来说，可以使用VideoToolbox.Framework（该框架只能在iOS 8.0及以上系统使用）
硬解码视频数据。Android平台上，可以使用MediaCodec来硬解码视频数据。

四、渲染数据

采用OpenGL渲染YUV数据，呈现视频画面。将PCM送入设备的硬件资源播放，产生声音。

iOS播放流式音频，使用Audio Queue 的方式，即，利用AudioToolbox.Framework 框架。

三： iOS开发之iOS直播平台有用的第三方资源共享：

1. 实时美颜参考网址：http://altitudelabs.com/blog/real-time-filter/

2. 直播测试地址：

HLS：http://live.3gv.ifeng.com/live/hongkong.m3u8 凤凰卫视香港台

SMTP：rtmp://live.hkstv.hk.lxdns.com/live/hks 香港卫视

RSTP：rtsp://rtsp.vdowowza.tvb.com/tvblive/mobileinews200.stream 互动新闻台1

3. HLS streaming工具下载，用于处理m3u8音、视频源的HLS Streaming Tool Download

4. 直播相关SDK

1. VideoCore 在新浪云上有文档说明，可阅读iOS推流SDK使用文档

2. 网易云信直播SDK 好像是收费的，价格还不便宜，一般公司可能也不会用，不过可以尝试看看，了解一下，有助于学习！

3. 暴风云直播 http://www.baofengcloud.com/apisdk/sdk/live/iossdk.html

4. 融云直播 http://www.rongcloud.cn/live

5. 腾讯直播SDK https://www.qcloud.com/solution/video.html

5. 直播相关开源库

1. BeautifyFaceDemo 基于GPUImage的图片处理，做美颜方面可以参考一下

2. lf.swift 开源RTMP Swift版的，可以学习一下！好像作者是日本的，或者是在日本工作的，写了不少日文！

3. PLPlayerKit 一个不依赖FFmpeg的播放器，支持RTMP

4. HLS-Demo https://github.com/yangchao0033/HLS-Demo HLS播放demo

5. SmarterStreaming https://github.com/daniulive/SmarterStreaming 直播SDK（支持私有协议和RTMP推流，如windows推流/android推流/iOS推流/windows播放器/android播放器/iOS播放器）

四： iOS开发之 iOS 直播平台常见的视频直播相关协议详解

1、 RTMP(Real Time Messaging Protocol，实时消息传送协议)

RTMP是Adobe Systems公司为Flash播放器和服务器之间音频、视频和数据传输开发的开放协议。它有三种变种：

1）、工作在TCP之上的明文协议，使用端口1935；

2）、RTMPT封装在HTTP请求之中，可穿越防火墙；

3）、RTMPS类似RTMPT，但使用的是HTTPS连接；

RTMP协议是被Flash用于对象、视频、音频的传输。这个协议建立在TCP协议或者轮询HTTP协议之上。RTMP协议就像一个用来装数据包的容器，这些数据既可以是AMF格式的数据，也可以是FLV中的视音频数据。一个单一的连接可以通过不同的通道传输多路网络流，这些通道中的包都是按照固定大小的包传输的。

2、RTSP(Real Time Streaming Protocol，实时流传输协议)

RTSP定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传送多媒体数据。RTSP提供了一个可扩展框架，数据源可以包括实时数据与已有的存储的数据。该协议目的在于控制多个数据发送连接，为选择发送通道如UDP、组播UDP与TCP提供途径，并为选择基于RTP上发送机制提供方法。

RTSP语法和运作跟HTTP/1.1类似，但并不特别强调时间同步，所以比较能容忍网络延迟。代理服务器的缓存功能也同样适用于RTSP，并且因为RTSP具有重新导向功能，可根据实际负载情况来切换提供服务的服务器，以避免过大的负载集中于同一服务器而造成延迟。

3、RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议)

RTP是针对多媒体数据流的一种传输层协议，详细说明了在互联网上传递音频和视频的标准数据包格式。RTP协议常用于流媒体系统（配合RTCP协议），视频会议和一键通系统（配合H.323或SIP），使它成为IP电话产业的技术基础。

RTP是建立在UDP协议上的，常与RTCP一起使用，其本身并没有提供按时发送机制或其它服务质量（QoS）保证，它依赖于低层服务去实现这一过程。

RTP 并不保证传送或防止无序传送，也不确定底层网络的可靠性，只管发送，不管传输是否丢包，也不管接收方是否有收到包。RTP 实行有序传送，RTP中的序列号允许接收方重组发送方的包序列，同时序列号也能用于决定适当的包位置，如在视频解码中，就不需要顺序解码。

4、RTCP(Real-time Transport Control Protocol，实时传输控制协议）

RTCP是RTP的配套协议，为RTP媒体流提供信道外的控制。RTCP和RTP一起协作将多媒体数据打包和发送，定期在多媒体流会话参与者之间传输控制数据。

RTCP的主要功能是为RTP所提供的服务质量（QoS）提供反馈，收集相关媒体连接的统计信息，例如传输字节数，传输分组数，丢失分组数，单向和双向网络延迟等等。网络应用程序可以利用RTCP所提供的信息来提高服务质量，比如限制流量或改用压缩比小的编解码器。