摘要：LiveMedia已經(jīng)在VLC和MPlayer等開源的流媒體播放軟件中得到應(yīng)用。文章對LiveMedia的組成和功能進行了分析，并對LiveMedia在視頻點播方面的應(yīng)用進行了詳細的闡述。
　　關(guān)鍵詞：流媒體RTPRTSP服務(wù)器視頻點播
　　
　　
　　流媒體的市場空間迅速擴大，國內(nèi)很多公司迅速介入流媒體產(chǎn)品的開發(fā)。國內(nèi)的流媒體產(chǎn)品多借助于國外某些開源的RTP（實時傳輸協(xié)議real-timetransportprotocol）開發(fā)庫進行開發(fā)，在國外開源的RTP開發(fā)庫中，LiveMedia不但提供了基于RTP協(xié)議的開發(fā)庫，而且對于開發(fā)庫在視頻點播，直播等方面的應(yīng)用也給出相應(yīng)的參考實例，這對于從事流媒體的開發(fā)人員來都具有較高的參考價值。整個庫文件都是由標準的Ｃ++語言寫成，能夠跨平臺編譯，適合于構(gòu)建低成本的流媒體應(yīng)用系統(tǒng),也適合于嵌入式系統(tǒng)。
　　1LiveMedia的整體架構(gòu)
　　 LiveMedia可分為三部分：RTP庫、LiveMedia庫和流媒體應(yīng)用實例，RTP庫的主要功能是采用RTP協(xié)議完成數(shù)據(jù)的發(fā)送，LiveMedia庫主要功能是實現(xiàn)對各種媒體類型和編碼格式的支持，應(yīng)用實例主要用于說明如何應(yīng)用RTP庫開發(fā)流媒體應(yīng)用程序。下面分別對三部分作詳細描述。
　　1.1RTP庫
　　RTP庫又可分為三部分：UsageEnvironment庫、Groupsock庫和BasicUsageEnvironment庫。為了區(qū)分這三部分，在源程序目錄中有三個子目錄來分別放置這三個庫，這三個子目錄的名字分別是三個庫的名字，即UsageEnvironment、Groupsock和BasicUsageEnvironment。
　　UsageEnvironment庫中包括了三個主要的類：UsageEnvironment類、TaskScheduler類和HarshTable類，這些類都是抽象的基類，它們的實現(xiàn)都在其子類中完成。其中HarshTable類定義了通用Hash表的接口，主要為其它類服務(wù)。Hash表對象中存放的是諸如Socket句柄一類的對象，一旦程序需要，能夠?qū)崿F(xiàn)快速查找。UsageEnvironment類和TaskScheduler類主要用來處理延時事件,異步讀取事件和輸出錯誤或警告信息。延時事件處理是指對多媒體文件的傳輸處理，由于多媒體文件一般都較大，要完全發(fā)送到客戶端需要經(jīng)過較長一段時間，客戶端的播放程序要播放完這個文件一般也要經(jīng)過一段時間。這樣，為了實現(xiàn)邊傳輸邊播放，在服務(wù)器端將文件讀出后，根據(jù)多媒體文件的播放速度，每隔一段時間，發(fā)送一次數(shù)據(jù)，這些發(fā)送任務(wù)都發(fā)生在文件播出指令以后，以自動方式進行，不斷循環(huán)，直到文件發(fā)送完畢或遇到停止指令。異步讀取事件處理是指程序通過Socket以異步方式接收指令，并進行相應(yīng)的處理。輸出錯誤或警告信息是指在整個程序運行過程中，如果出錯誤或警告信息，該部分負責輸出。
　　Groupsock庫中的類封裝了網(wǎng)絡(luò)接口和套接字，在這里完成指令和數(shù)據(jù)的收發(fā)任務(wù)。在有些情況下其中的Groupsock類還可以完成多播數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收任務(wù)。
　　BasicUsageEnvironment類定義了UsageEnvironment類的一個具體實現(xiàn)，用作配置基本環(huán)境。
　　1.2LiveMedia庫
　　 這個庫在代碼目錄中也有對應(yīng)的子目錄，目錄名是LiveMedia。這部分是LiveMedia的核心，可以實現(xiàn)RTP和RTSP會話的建立、各種RTPpayload的打包和解析以及RTSP的控制等。其中定義了一個基類Medium，其它各種與流媒體類型和編碼有關(guān)的類都從這個類繼承。以下是基類Medium與其部分子類的關(guān)系圖。在這里，MediaSink用于從其它模塊接收數(shù)據(jù)并進行處理。MediaSource用于自身產(chǎn)生數(shù)據(jù)或接收其它模塊的數(shù)據(jù)，并可以將其輸出。Mpeg1or2Demux用于將Mpeg1或Mpeg2格式的程序流文件的聲音、圖像分離。RTSPServer用于建立基于RTSP協(xié)議的RTSP服務(wù)器。RTSPClient用于建立基于RTSP協(xié)議的客房端。還有其它很多子類可以在源程序和幫助文件中找到。
　　1.3應(yīng)用實例
　　應(yīng)用實例在源程序目錄中對應(yīng)于TestProgs子目錄，這個子目錄中的程序用來說明如何使用以上提到的兩個庫去開發(fā)應(yīng)用程序。其中主要有以下幾個程序：
　　1.3.1使用RTSP協(xié)議的客戶端
　　程序名叫openRTSP，是一個命令行程序，用這個程序可打開、接收和記錄某一媒體流，這個媒體流一般通過以RTSP開頭的URL指定。例如：RTSP://192.168.0.1/test，test是媒體流的名字。參照該程序，可以建立基于RTSP協(xié)議的客戶端。
　　1.3.2使用RTSP協(xié)議的服務(wù)器端
　　程序名叫testOnDemandRTSPServer，這個程序能夠在程序啟動時建立RTSP服務(wù)器，并根據(jù)指定的文件建立相應(yīng)的子會話，在接收到點播命令后能夠建立相應(yīng)的單播流。該程序支持的視頻媒體類型主要有MPEG1，MPEG2和MPEG4格式的基本流文件、MPEG1、MPEG2格式的程序流和傳輸流文件。在這個程序的基礎(chǔ)上，可以建立視頻點播服務(wù)器，并可對服務(wù)器支持的格式進行擴展。
　　1.3.3MPEG聲音+視頻程序
　　程序名叫testMPEG1or2AudioVideoStreamer，這個程序在啟動后能不斷地讀取指定的MPEG1或MPEG2程序流文件，并把他們分解為獨立的聲音基本流和視頻基本流，然后進行流化，發(fā)送數(shù)據(jù)包到多播組239.255.42.42，端口是6666/6667(聲音)和8888/8889(視頻)。在這程序的基礎(chǔ)上，可以建立視頻直播服務(wù)器。
　　2應(yīng)用分析
　　2.1RTP庫的應(yīng)用
　　 RTP庫的作用是方便使用者使用RTP協(xié)議發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，無須考慮SSRC(同步源標識)沖突等一些底層的問題。它是LiveMedia的基礎(chǔ)。在實際應(yīng)用中，也可以只使用RTP庫來發(fā)送多媒體數(shù)據(jù)，而不必考慮其它庫。
　　2.2多格式支持庫的應(yīng)用
　　 LiveMedia庫的功能強大，不但支持多種格式，而且支持多種功能，包括建立點播服務(wù)器、直播服務(wù)器和客戶端等。該庫也有較大的擴展性，要擴展服務(wù)器支持的格式可以通過繼承FramedSource，要擴展客戶端支持的格式可以通過繼承MultiFramedRTPSink，通過以上繼承方式來實現(xiàn)自己的媒體類。
　　3用LiveMedia開發(fā)視頻點播服務(wù)器
　　在實例程序testOnDemandRTSPServer的基礎(chǔ)上，可建立起基于RTSP協(xié)議的視頻點播服務(wù)器，對建立的視頻點播服務(wù)器的測試，可采用通用RealPlayer或開源的VLC客戶端進行。
　　3.1基本視頻點播服務(wù)器分析
　　一個完整的視頻點播服務(wù)器應(yīng)包括點播服務(wù)系統(tǒng)和管理系統(tǒng)兩大部分。點播服務(wù)系統(tǒng)的功能包括建立與客戶端的RTSP會話、向客戶端發(fā)送需要的媒體信息等，管理系統(tǒng)則擔負用戶認證，計費等的任務(wù)。這其中的核心部分是媒體服務(wù)系統(tǒng)，服務(wù)器的性能很大程度上決定于它。LiveMedia代碼中的實例程序testOnDemandRTSPServer，能夠說明視頻點播服務(wù)器的建立過程，改進后就能作為我們需要的服務(wù)器。下面分析這一服務(wù)程序的建立流程：
　　（1）建立使用環(huán)境
　　 通過代碼TaskScheduler*scheduler=BasicTaskScheduler::createNew();
　　env=BasicUsageEnvironment::createNew(*scheduler);來生成BasicUsageEnvironment類的一個對象，建立基本使用環(huán)境。
　　（2）權(quán)限控制
　　 利用代碼UserAuthenticationDatabase*authDB=NULL;authDB=newUserAuthenticationDatabase;
　　authDB->addUserRecord("username1","password1");實現(xiàn)權(quán)限控制，可以阻止沒有權(quán)限的用戶進行點播。沒有權(quán)限控制需要的可以省略此部分。
　　（3）建立RTSP服務(wù)器
　　利用代碼RTSPServer*rtspServer=RTSPServer::createNew(*env,8554,authDB);建立RTSP服務(wù)器，該服務(wù)器完成與客戶端的交互，實現(xiàn)客戶端的VCR操作，即在客戶端完成對當前節(jié)目的播放、暫停、倒退、快進等操作。8554是RTSP服務(wù)器的端口，也可以改為其它未被占用的端口，服務(wù)器的IP地址不用特別設(shè)定，它是運行點播服務(wù)程序的計算機的IP地址。該服務(wù)器只創(chuàng)建一次，一個服務(wù)器響應(yīng)所有的點播用戶。
　　（4）創(chuàng)建服務(wù)器媒體會話
　　 通過創(chuàng)建ServerMediaSession類的對象來創(chuàng)建服務(wù)器媒體會話，不同的文體各自對應(yīng)一個服務(wù)器媒體會話。一個媒體會話對應(yīng)一個流名字（streamName）。當客戶點播時，要輸入流名字，告訴RTSP服務(wù)器點播的是哪個流。流名字和文件名的對應(yīng)關(guān)系是通過增加子會話建立起來的。媒體會話對會話描述、會話持續(xù)時間、流名字等與會話有關(guān)的信息進行管理。
　　（5）增加子會話
　　 給已經(jīng)創(chuàng)建的服務(wù)器媒體會話增加子會話，子會話可以是視頻子會話，也可以是聲音會話，或者兩者都有。增加子會話通過ServerMediaSession類的addSubsession方法來實現(xiàn)。子會話的功能包括開始流、暫停流和刪除流等諸多操作。
　　（6）執(zhí)行循環(huán)方法
　　通過代碼env->taskScheduler().doEventLoop();來執(zhí)行循環(huán)方法，對套接字的讀取事件和對媒體文件的延時發(fā)送操作都在這個循環(huán)中完成。
　　3.2視頻點播服務(wù)器的實現(xiàn)
　　 只要將要點播的文件放入服務(wù)器的指定目錄，在客戶端輸入?yún)f(xié)議名、服務(wù)器的地址和文件名即可實現(xiàn)點播，例如在客戶端輸入RTSP://192.168.0.1/test.vob，只要服務(wù)器的指定目錄存在test.vob，即可正常播放。要實現(xiàn)這樣的功能，必須對實例程序進行改進。在testOnDemandRTSPServer程序中，服務(wù)器媒體會話是在程序啟動的時候創(chuàng)建的，程序一旦啟動便不能更改。要實現(xiàn)真正的視頻點播服務(wù)器，就必須實現(xiàn)動態(tài)的創(chuàng)建服務(wù)器媒體會話。
　　 為了方便動態(tài)創(chuàng)建服務(wù)器媒體會話，可讓流名字和文件名保持一致。當有客戶端通過RTSP會話告訴服務(wù)器點播的文件名時，程序首先查找這個文件對應(yīng)的服務(wù)器媒體會話是否存在。可以通過代碼
　　fOurServer.lookupServerMediaSession(urlSuffix);
　　來實現(xiàn)，其中fOurServer是類RTSPServer的實例，lookupServerMediaSession是它的一個方法，此時urlSuffix是要查找的服務(wù)器媒體會話的名字。若不存在，可用以下代碼創(chuàng)建：
　　fOurServer.createServerMediaSessoin(urlSuffix);
　　創(chuàng)建完成后加入子會話，最后將媒體會話加入RTSPServer。createServerMediaSessoin不是RTSPServe類本身具有的一個實例，需要自己編寫。可以使用以下代碼：
　　voidRTSPServer::createServerMediaSession(charconst*streamName){
　　charFileName[100];
　　strcpy(FileName,"D:VCVideoFile");//點播文件所在目錄
　　strcat(FileName,streamName);//得到完整的文件名
　　charconst*descriptionString="TestOnDemand";//流描述
　　BooleanreuseFirstSource=False;
　　BooleaniFramesOnly=False;
　　char*ExtName=strrchr(streamName,'.');
　　if(!strcmp(ExtName,".mpg")){//如果是mpg類執(zhí)行以下操作
　　 ServerMediaSession*sms =ServerMediaSession::createNew(envir(),streamName,streamName,descriptionString);//創(chuàng)建媒體會話
　　 MPEG1or2FileServerDemux*demux =MPEG1or2FileServerDemux::createNew(envir(),FileName,reuseFirstSource);
　　 sms->addSubsession(demux->newVideoServerMediaSubsession(iFramesOnly));//添加子會話
　　 sms->addSubsession(demux->newAudioServerMediaSubsession());//添加子會話
　　 RTSPServer::addServerMediaSession(sms);//將媒體會話加入RTSPServer
　　}
　　}
　　若服務(wù)器媒體會話存在，就跳過創(chuàng)建流。當客戶端通過RTSP會話要求播放媒體文件時，可以直接播放。
　　4結(jié)束語
　　 LiveMedia視頻點播服務(wù)程序根據(jù)需要，還可以進一步改進，例如，可以使之支持更多的格式或者成為直播服務(wù)器等。
　　參考文獻
　　[1]徐晶.視頻監(jiān)控點播系統(tǒng)視頻編解碼器的設(shè)計與實現(xiàn)[D].西安:西安電子科技大學,2005.1
　　[2]鐘玉琢,向哲,沈洪.流媒體和視頻服務(wù)器[M].北京:清華大學出版社,2003.6
　　[3]趙進,葉梧,馮穗力.基于RTP協(xié)議族的流媒體系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)[J].計算機工程.2005,31(2):197
　　[4]http://www.live555.com[DB/OL],2006.10