iOS 集成WebRTC相关知识点总结

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作者:睿青的技术小站

前言

本文主要是整理了使用WebRTC做音视频通讯时的各知识点及问题点。有理解不足和不到位的地方也欢迎指正。对于你感兴趣的部分可以选择性观看。

WebRTC的初始化

在使用WebRTC的库之前，需要对WebRTC进行初始化，用到的代码如下：

RTCInitializeSSL();

转定义后可以看到方法的声明：

/**
 * Initialize and clean up the SSL library. Failure is fatal. These call the
 * corresponding functions in webrtc/rtc_base/ssladapter.h.
 */
RTC_EXTERN BOOL RTCInitializeSSL(void);
RTC_EXTERN BOOL RTCCleanupSSL(void);

Initialize and clean up the SSL library. Failure is fatal. 初始化SSL库，失败是致命的。
函数返回的是一个布尔类型，表示初始化的结果。如果失败，则不能继续使用其他特性。这是使用WebRTC的前提

PeerConnection工厂的创建

在 WebRTC Native 层，factory 可以说是 “万物的根源”，像 RTCVideoSource、RTCVideoTrack、RTCPeerConnection这些类型的对象，都需要通过 factory 来创建

[RTCPeerConnectionFactory initialize];
    
//如果点对点工厂为空
if (!factory)
{
    RTCDefaultVideoDecoderFactory* decoderFactory = [[RTCDefaultVideoDecoderFactory alloc] init];
    RTCDefaultVideoEncoderFactory* encoderFactory = [[RTCDefaultVideoEncoderFactory alloc] init];
    NSArray* codecs = [encoderFactory supportedCodecs];
    [encoderFactory setPreferredCodec:codecs[2]];
    
    factory = [[RTCPeerConnectionFactory alloc] initWithEncoderFactory: encoderFactory
                                                        decoderFactory: decoderFactory];


}

首先要调用 RTCPeerConnectionFactory 类的 initialize 方法进行初始化；

然后创建 factory 对象。需要注意的是，在创建 factory 对象时，传入了两个参数：一个是默认的编码器；一个是默认的解码器。我们可以通过修改这两个参数来达到使用不同编解码器的目的。

获取本地视频流

在获取视频之前，我们首先要选择使用哪个视频设备采集数据。在WebRTC中，我们可以通过RTCCameraVideoCapture类获取所有的视频设备。如下所示：

NSArray<AVCaptureDevice*>* devices = [RTCCameraVideoCapture captureDevices];
AVCaptureDevice* device = devices[0];

通过上面两行代码，我们就拿到了视频设备中的第一个设备。当然，光有设备还不行。我们还要清楚从设备中采集的数据放到哪里了，这样我们才能将其展示出来。WebRTC 为我们提供了一个专门的类，即 RTCVideoSource , 它有两层含义：

一是表明它是一个视频源。当我们要展示视频的时候，就从这里获取数据；
另一方面，它也是一个终点。即，当我们从视频设备采集到视频数据时，要交给它暂存起来。

RTCVideoSource* videoSource = [factory videoSource];

除此之外，为了能更方便的控制视频设备，WebRTC 提供了一个专门用于操作设备的类，即 RTCCameraVideoCapture。通过它，我们就可以自如的控制视频设备了。

RTCVideoSource* videoSource = [factory videoSource];
capture = [[RTCCameraVideoCapturer alloc] initWithDelegate:videoSource];


[capture startCaptureWithDevice:device
                             format:format
                                fps:fps];

现在已经可以通过RTCCameraVideoCapture类控制视频设备来采集视频了，那如何获取采集的视频流呢？上面的代码我们已经将视频采集到视频源RTCVideoSource了, 那RTCVideoSource就是我们的视频流吗？显然不是。这里要提到的是WebRTC三大对象中的其中一个对象RTCMediaStream ，它才是我们说的视频流。那它和RTCVideoSource之间是什么关系呢，之间是如何建立关联的呢？

//创建本地流
_localStream = [_factory mediaStreamWithStreamId:@"ARDAMS"];
//获取数据源
_localVideoSource = [_factory videoSource];
                
//音频
RTCAudioTrack * audioTrack = [_factory audioTrackWithTrackId:@"ARDAMSa0"];
//视频
RTCVideoTrack *videoTrack = [_factory videoTrackWithSource:_localVideoSource trackId:@"ARDAMSv0"];

//将audioTrack、videoTrack添加到流
[_localStream addAudioTrack:audioTrack];
[_localStream addVideoTrack:videoTrack];

//拿到capture对象
RTCCameraVideoCapturer * capture = [[RTCCameraVideoCapturer alloc] initWithDelegate:_localVideoSource];

原来是通过一个中间对象RTCVideoTrack 建立的关联。

RTCCameraVideoCapturer 将采集的视频数据交给RTCVideoSource

通过RTCVideoSource创建 RTCVideoTrack

RTCMediaStream 添加视频轨 videoTrack。

获取本地流完整的代码如下：

if (!_localStream) {
        
        NSArray<AVCaptureDevice *> *captureDevices = [RTCCameraVideoCapturer captureDevices];
        AVCaptureDevice * device = captureDevices[0];

        //检测摄像头权限
        AVAuthorizationStatus authStatus = [AVCaptureDevice authorizationStatusForMediaType:AVMediaTypeVideo];
        if(authStatus == AVAuthorizationStatusRestricted || authStatus == AVAuthorizationStatusDenied)
        {
            NSLog(@"相机访问受限");
            
            //TODO:
            if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(webRTCClient:setLocalStream:)]) {
                [self.delegate webRTCClient:self setLocalStream:nil];
            }
        } else {
            if (device) {
                //创建本地流
                _localStream = [_factory mediaStreamWithStreamId:@"ARDAMS"];
                //获取数据源
                _localVideoSource = [_factory videoSource];
                
                //音频
                RTCAudioTrack * audioTrack = [_factory audioTrackWithTrackId:@"ARDAMSa0"];
                //视频
                RTCVideoTrack *videoTrack = [_factory videoTrackWithSource:_localVideoSource trackId:@"ARDAMSv0"];
                
                //将audioTrack、videoTrack添加到流
                [_localStream addAudioTrack:audioTrack];
                [_localStream addVideoTrack:videoTrack];
                
                //拿到capture对象
                RTCCameraVideoCapturer * capture = [[RTCCameraVideoCapturer alloc] initWithDelegate:_localVideoSource];
                
                //format , fps
                AVCaptureDeviceFormat * format = [[RTCCameraVideoCapturer supportedFormatsForDevice:device] lastObject];
                CGFloat fps = [[format videoSupportedFrameRateRanges] firstObject].maxFrameRate;
                
                //开始采集
                _videoCapture = capture;
                [capture startCaptureWithDevice:device format:format fps:fps completionHandler:^(NSError * error) {
                    NSLog(@"startCaptureWithDevice---：%@",error);
                    
                    dispatch_async(dispatch_get_main_queue(), ^{
                        //展示预览
                        if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(webRTCClient:setLocalStream:)]) {
                            [self.delegate webRTCClient:self setLocalStream:self.localStream];
                        }
                    });
                    
                }];
            }
            else
            {
                NSLog(@"该设备不能打开摄像头");
                if ([self.delegate respondsToSelector:@selector(webRTCClient:setLocalStream:)]) {
                    [self.delegate webRTCClient:self setLocalStream:nil];
                }
                
                
            } //end device
        }//end auth
        
    }

PeerConnection对象的创建

RTCPeerConnection是WebRTC用于构建点对点之间稳定、高效的流传输的组件，是WebRTC三大核心组件之一。使用它我们可以建立一条与远端通话的音视频数据传输通道。

上面提到了PeerConnection工厂 RTCPeerConnectionFactory， RTCPeerConnection 的实例就是通过此工厂来创建.

if (!ICEServers) {
    ICEServers = [NSMutableArray array];
    [ICEServers addObject:[self defaultSTUNServer]];
}


RTCConfiguration* configuration = [[RTCConfiguration alloc] init];
[configuration setIceServers:ICEServers];
RTCPeerConnection* conn = [factory
                                 peerConnectionWithConfiguration:configuration
                                                     constraints:[self defaultPeerConnContraints]
                                                        delegate:self];


- (RTCMediaConstraints *)defaultPeerConnContraints
{
    RTCMediaConstraints *constraints = [[RTCMediaConstraints alloc] initWithMandatoryConstraints:@{kRTCMediaConstraintsOfferToReceiveAudio:kRTCMediaConstraintsValueTrue,kRTCMediaConstraintsOfferToReceiveVideo:kRTCMediaConstraintsValueTrue} optionalConstraints:nil];
    return constraints;
}

对于 iOS 的 RTCPeerConnection 对象有三个参数：

第一个，是 RTCConfiguration 类型的对象，该对象中最重要的一个字段是 iceservers。它里边存放了 stun/turn服务器地址。其主要作用是用于NAT穿越。
第二个参数，是 RTCMediaConstraints 类型对象，也就是对 RTCPeerConnection 的限制。如，是否接收视频数据？是否接收音频数据？如果要与浏览器互通还要开启 DtlsSrtpKeyAgreement 选项。
第三个参数，是委托类型。相当于给 RTCPeerConnection 设置一个观察者。这样RTCPeerConnection 可以将一个状态/信息通过它通知给观察者。但它并不属于观察者模式，这一点大家一定要清楚。

iOS 集成WebRTC相关知识点总结