Зачем мы сделали VOD на WebRTC

VOD — это про video on demand, т.е. проигрывание обычных роликов, как это делается на YouTube или другом стриминговом сервисе. WebRTC — это видео реалтайм с низкой задержкой. Вы спросите — как эти две вещи могут быть связаны? Заходите под кат за подробностями.

Сапорт и багфикс

Все началось, как обычно, с сапорта. К нам обратилась девушка-программист, предположительно из аутсорсинговой компании в Индии, которая участвовала в разработке мобильного приложения для телемедицины. Одной из хотелок клиента была запись WebRTC видеочата с iOS приложения, с последующим воспроизведением в этом же iOS приложении. Такая запись работала, но при воспроизведении стандартными средствами iOS SDK, обнаружились зеленые артефакты. Точнее даже не артефакты, а вполне четкие прямоугольные области зеленого цвета, занимающие ¾ экрана. Конечно же это никуда не годилось, и мы приступили к изучению проблемы.

Воспроизведение записанного WebRTC видео через AVPlayerViewController

В мобильном приложении для воспроизведения видео, мы использовали стандартные компоненты MPMoviePlayer или AVPlayerViewController, которые могут играть mp4 ролик если указать его http URL, например http://host/sample.mp4 ^[1]. Эти компоненты отыгрывали MP4 видео нормально, но в случае с трансляциями, записанными с iOS приложения, зеленая область никуда не исчезала и все портила.

WebRTC динамически меняет разрешение потока

Оказалось, что зеленые артефакты в записи были связаны с тем, что для WebRTC нормально менять разрешение видео на лету. При этом, в файле записи mp4 мы имеем чудесные фреймы разного размера, точнее сначала последовательность одного размера 640x480, потом другого 320x240, и т.д. Такие фокусы замечательно отыгрывает например VLC, без каких либо артефактов, а встроенные компоненты воспроизведения видео в iOS по HTTP дают зеленые артефакты при изменении разрешения видео в битстриме.

Давайте запустим трансляцию с iOS-приложения и убедимся, что это действительно так. Для тестирования можно воспользоваться нашим мобильным приложением для iOS — Two Way Streaming ^[2] на базе iOS SDK и демо-сервером WCS5-EU ^[3].

Так выглядит приложение, которое стримит поток на сервер:

А так выглядит изменение разрешения видео, отправляемого с мобильного приложения, во времени:

Из графика мониторинга видеопотока видно, что разрешение картинки динамически меняется в зависимости от возможностей мобильного устройства по сжатию видео, работы с сетью, и т.д. WebRTC меняет разрешение чтобы таргетировать низкую задержку.

WebRTC VOD, как решение

Выходом из сложившейся ситуации стал бы рескейлинг с транскодингом, т.е. декодирование фреймов, приведение к одному разрешению, например 640x480 и запись в этом разрешении. Но если делать так с каждым публикуемым на сервер стримом, ресурсы CPU быстро иссякнут на 10-20 видеопотоках. Поэтому нам требовалось какое-то решение, не задействующее транскодинг.

Мы подумали — если WebRTC стримит видео с такими изменениями в разрешениях, то оно должно уметь и отыгрывать видео, записанное таким образом. Получается, если мы зачитаем mp4 файл и скормим его по WebRTC браузеру или мобильному приложению, то все должно быть в порядке и зеленые прямоугольники на экране iOS приложения должны уйти.

Осталось реализовать зачитку записанного mp4 и проброс в движок Web Call Server для дальнейшей конвертации в WebRTC. Первые же тесты показали хорошие результаты — зеленые прямоугольники исчезли.

Так мы получили VOD с воспроизведением не только по WebRTC, но и по всем поддерживаемым протоколам и технологиям: RTMP, RTMFP, RTSP, HTML5 Canvas, Media Source, HLS, WebRTC.

WebRTC VOD — Live трансляция

Дальше возник вопрос — “А вдруг пользователи захотят транслировать ролик как поток, всем сразу и одновременно?”.

В результате, пришлось сделать два типа VOD.

Первый — персональный VOD. Для каждого юзера, желающего проиграть ролик, создается отдельный канал, по которому с самого начала ролика отыгрывается видео.

Второй — живой VOD. Если юзер начал играть ролик, а второй юзер подключился позже, то они будут смотреть ролик как живую трансляцию в реальном времени, т.е. сервер будет стримить из ролика ровно один поток, к которому оба юзера будут подключены и смогут одновременно смотреть, например футбольный матч и комментировать действия игроков.

В нашем плеере и в API, чтобы играть поток, нужно знать его имя.

Для VOD мы ввели следующие схемы:

Если нужно проиграть ролик персонально, передаем имя потока так:

vod://sample.mp4

Если же требуется устроить из ролика полноценную онлайн-трансляцию, то имя потока будет таким:

vod-live://sample.mp4

Сам файл sample.mp4 должен лежать в папке сервера WCS_HOME/media и иметь формат MP4 / H.264 + AAC.

Что же стало с iOS приложением? — спросите вы.

Все хорошо. iOS приложение играет VOD ролик по WebRTC без зеленых прямоугольников.

WebRTC VOD в Web плеере

А теперь посмотрим, как WebRTC VOD выглядит в вебе. Для этого, на стороне сервера скопируем mp4-файл в папку /usr/local/FlashphonerWebCallServer/media. Пусть это будет всем известный Big Buck Bunny, sample.mp4.

Открываем страницу с тестовым плеером ^[4], указываем название потока vod://sample.mp4 и нажимаем Test Now.

Плеер начинает играть поток через WebRTC. В chrome://webrtc-internals можно видеть графики воспроизведения:

В итоге история закончилась хорошо. Мы пофиксили баг с зеленым экраном при воспроизведении mp4-записи трансляции в iOS приложении и сделали WebRTC-VOD-функцию для веб-браузеров и мобильных устройств под управлением iOS и Android.

Ссылки

1. Тестовое iOS приложение Two Way Streaming ^[2] для трансляций
2. Web плеер ^[4] — пример плеера для воспроизведения VOD — WebRTC потоков
3. Сервер Web Call Server 5 ^[5], раздающий mp4 ролики по WebRTC
4. WebRTC SDK для iOS ^[6] — библиотека для разработки стриминг-приложений для iOS

Автор: flashphoner

Источник ^[7]