Android技术分享| 一行代码实现安卓屏幕采集编码

Posted 2021-10-11 anyRTC

越来越多的App需要共享手机屏幕给他人观看，特别是在线教育行业。android 从5.0开始支持了MediaProjection，利用MediaProjection ，可以实现截屏录屏功能。

本库对屏幕采集编码进行了封装，简单的调用即可实现MediaProjection权限申请，H264硬编码，错误处理等功能。

特点

• 适配安卓高版本
• 使用 MediaCodec 异步硬编码
• 编码信息可配置
• 通知栏显示
• 链式调用

使用

ScreenShareKit.init(this)
          .onH264{ buffer, isKeyFrame, ts ->
              
         }.start()

Github

源码地址

实现

1 请求用户授权屏幕采集

@TargetApi(Build.VERSION_CODES.M)
    fun requestMediaProjection(encodeBuilder: EncodeBuilder){
        this.encodeBuilder = encodeBuilder;
        mediaProjectionManager  = activity?.getSystemService(Context.MEDIA_PROJECTION_SERVICE) as MediaProjectionManager
        startActivityForResult(mediaProjectionManager?.createScreenCaptureIntent(), 90000)
    }

startActivityForResult 是需要在 Activity 或者 Fragment中使用的，授权结果会在 onActivityResult 中回调。所以我们需要对这一步进行一个封装，使其能以回调到方式拿到结果。这里我们采用一个无界面的 Fragment，有很多库都是使用这种形式。

private val invisibleFragment : InvisibleFragment
        get() {
            val existedFragment = fragmentManager.findFragmentByTag(FRAGMENT_TAG)
            return if (existedFragment != null) {
                existedFragment as InvisibleFragment
            } else {
                val invisibleFragment = InvisibleFragment()
                fragmentManager.beginTransaction()
                    .add(invisibleFragment, FRAGMENT_TAG)
                    .commitNowAllowingStateLoss()
                invisibleFragment
            }
        }


fun start(){
    invisibleFragment.requestMediaProjection(this)
}

这样我们就可以在一个无界面的 Fragment 中拿到 onActivityResult中的授权结果和 MediaProjection 对象。

2.适配安卓10

如果 targetSdkVersion 设置的 29及以上，在获取到 MediaProjection 后调用 createVirtualDisplay ，将会收到一条异常

java.lang.SecurityException: Media projections require a foreground service of type ServiceInfo.FOREGROUND_SERVICE_TYPE_MEDIA_PROJECTION

意思是说，这个操作需要在前台服务中进行。

那我们就写一个服务，并把 onActivityResult 获取到的结果全传过去。

override fun onStartCommand(intent: Intent?, flags: Int, startId: Int): Int {
        intent?.let {
            if(isStartCommand(it)){
                val notification = NotificationUtils.getNotification(this)
                startForeground(notification.first, notification.second) //通知栏显示
                startProjection(
                    it.getIntExtra(RESULT_CODE, RESULT_CANCELED), it.getParcelableExtra(
                        DATA
                    )!!
                )
            }else if (isStopCommand(it)){
                stopProjection()
                stopSelf()
            }
        }
        return super.onStartCommand(intent, flags, startId)
    }

在 startProjection 方法中，我们需要获取 MediaProjectionManager，再获取 MediaProjection，接着创建一个虚拟显示屏。

private fun startProjection(resultCode: Int, data: Intent) {
        val mpManager = getSystemService(MEDIA_PROJECTION_SERVICE) as MediaProjectionManager
        if (mMediaProjection == null) {
            mMediaProjection = mpManager.getMediaProjection(resultCode, data)
            if (mMediaProjection != null) {
                mDensity = Resources.getSystem().displayMetrics.densityDpi
                val windowManager = getSystemService(WINDOW_SERVICE) as WindowManager
                mDisplay = windowManager.defaultDisplay
                createVirtualDisplay()
                mMediaProjection?.registerCallback(MediaProjectionStopCallback(), mHandler)
            }
        }
    }
    
    
private fun createVirtualDisplay() {
        mVirtualDisplay = mMediaProjection!!.createVirtualDisplay(
            SCREENCAP_NAME,
            encodeBuilder.encodeConfig.width,
            encodeBuilder.encodeConfig.height,
            mDensity,
            DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_OWN_CONTENT_ONLY or DisplayManager.VIRTUAL_DISPLAY_FLAG_PUBLIC,
            surface,
            null,
            mHandler
        )
    }

在 createVirtualDisplay 方法中，有一个 Surface 参数，屏幕上的所有动作，都会映射到这个 Surface 中，这里我们使用 MediaCodec 创建一个输入Surface用来接收屏幕的输出并编码。

3.MediaCodec 编码

 private fun initMediaCodec() {
        val format = MediaFormat.createVideoFormat(MIME, encodeBuilder.encodeConfig.width, encodeBuilder.encodeConfig.height)
        format.apply {
            setInteger(MediaFormat.KEY_COLOR_FORMAT,MediaCodecInfo.CodecCapabilities.COLOR_FormatSurface) //颜色格式
            setInteger(MediaFormat.KEY_BIT_RATE, encodeBuilder.encodeConfig.bitrate) //码流
            setInteger(MediaFormat.KEY_BITRATE_MODE, MediaCodecInfo.EncoderCapabilities.BITRATE_MODE_VBR)
            setInteger(MediaFormat.KEY_FRAME_RATE, encodeBuilder.encodeConfig.frameRate) //帧数
            setInteger(MediaFormat.KEY_I_FRAME_INTERVAL, 1)
        }
        codec = MediaCodec.createEncoderByType(MIME)
        codec.apply {
            setCallback(object : MediaCodec.Callback() {
                override fun onInputBufferAvailable(codec: MediaCodec, index: Int) {
                }
                override fun onOutputBufferAvailable(
                    codec: MediaCodec,
                    index: Int,
                    info: MediaCodec.BufferInfo
                ) {
                    val outputBuffer:ByteBuffer?
                    try {
                        outputBuffer = codec.getOutputBuffer(index)
                        if (outputBuffer == null){
                            return
                        }
                    }catch (e:IllegalStateException){
                        return
                    }
                    val keyFrame = (info.flags and  MediaCodec.BUFFER_FLAG_CODEC_CONFIG) != 0
                    if (keyFrame){
                        configData = ByteBuffer.allocate(info.size)
                        configData.put(outputBuffer)
                    }else{
                        val data = createOutputBufferInfo(info,index,outputBuffer!!)
                        encodeBuilder.h264CallBack?.onH264(data.buffer,data.isKeyFrame,data.presentationTimestampUs)
                    }
                    codec.releaseOutputBuffer(index, false)

                }

                override fun onError(codec: MediaCodec, e: MediaCodec.CodecException) {
                    encodeBuilder.errorCallBack?.onError(ErrorInfo(-1,e.message.toString()))
                }

                override fun onOutputFormatChanged(codec: MediaCodec, format: MediaFormat) {
                }

            })
            configure(format, null, null, MediaCodec.CONFIGURE_FLAG_ENCODE)
            surface = createInputSurface()
            codec.start()
        }
    }

以上进行了一些常规的配置,MediaFormat 可以为编码器设置一些参数，比如码率，帧率，关键帧 间隔等。

MediaCodec 编码提供同步异步两种方式，这里采用异步设置回调的方式（异步 API 21以上可用）

4.封装作用

在 onOutputBufferAvailable 回调中，我已经将编码后的数据回调出去，并且判断了是关键帧还是普通帧。那封装这个库有什么用呢😂
其实，可以结合一些第三方的音视频SDK,直接将编码后的屏幕流数据通过第三方SDK推流，就能实现屏幕共享功能。

这里以 anyRTC 音视频SDK的 pushExternalVideoFrame方法为例

        val rtcEngine = RtcEngine.create(this,"",RtcEvent())
        rtcEngine.enableVideo()
        rtcEngine.setExternalVideoSource(true,false,true)
        rtcEngine.joinChannel("","111","","")
        ScreenShareKit.init(this)
            .onH264 {buffer, isKeyFrame, ts ->
                rtcEngine.pushExternalVideoFrame(ARVideoFrame().apply {
                    val array = ByteArray(buffer.remaining())
                    buffer.get(array)
                    bufType = ARVideoFrame.BUFFER_TYPE_H264_EXTRA
                    timeStamp = ts
                    buf = array
                    height = Resources.getSystem().displayMetrics.heightPixels
                    stride = Resources.getSystem().displayMetrics.widthPixels
                })
            }.start()

几行代码就可以实现屏幕采集编码传输～非常的方便

参考

参考