VR头显如何低延迟播放8K的RTSP|RTMP流

2024-07-12

技术背景

我们在做Unity平台RTSP、RTMP播放器的时候，有公司提出来这样的技术需求，希望在头显播放全景的8K RTSP|RTMP直播流，8K的数据，对头显和播放器，都提出了新的要求，我们从几个方面，探讨下VR头显设备如何播放8K的RTSP|RTMP流数据：

一、播放器支持

兼容性：首先，RTSP|RTMP播放器需要支持8K分辨率的视频流。这意味着播放器必须能够解码8K视频，并在支持8K分辨率的显示设备上播放，这个不必多说，我们已经支持。
解码能力：播放器需要具备强大的解码能力，以处理8K视频流中的大量数据。这通常要求播放器使用高效的解码算法，并充分利用硬件加速功能（如GPU加速），这就需要头显支持8K的硬解码。

二、网络要求

带宽：8K视频流需要极高的网络带宽来支持实时传输。确保网络带宽足够大，以避免播放过程中出现卡顿、延迟或缓冲等问题，如果是内网环境下，基本不要纠结带宽问题。
稳定性：网络连接的稳定性也非常重要。不稳定的网络连接可能导致视频流中断或质量下降。

三、硬件要求

处理器与内存：VR头显播放8K的视频流，对VR头显的性能，提了很高的要求，比如说quest3，就是不错的选择。

四、播放步骤

选择RTSP播放器：我们的做法，是用大牛直播SDK的原生的RTSP|RTMP播放器，硬解码模式，回调解码后的YUV或RGB数据到unity，需要注意的是，由于8K的RTSP|RTMP流，数据量非常大，特别是解码后的数据，条件允许的情况下，需要尽可能少的减少拷贝。

技术实现

本文以大牛直播SDK的Android平台Unity3D RTSP|RTMP播放模块为例：

开始播放：


/*
 * SmartPlayerAndroidMono.cs
 * Author: daniusdk.com
 * QQ：89030985
 */
public void Play()
{
	if (is_running)
	{
		Debug.Log("已经在播放。。");   
		return;
	}
 
	//获取输入框的url
	string url = input_url_.text.Trim();
 
	if (!url.StartsWith("rtmp://") && !url.StartsWith("rtsp://"))
	{
		videoUrl = "rtsp://admin:[email protected]:554/h264/ch1/main/av_stream";
	}
	else
	{
		videoUrl = url;
	}
 
	OpenPlayer();
 
	if ( player_handle_ == 0 )
		return;
 
	NT_U3D_Set_Game_Object(player_handle_, game_object_);
 
	/* ++ 播放前参数配置可加在此处 ++ */
	int is_using_tcp = 0;        //TCP/UDP模式设置
	NT_U3D_SetRTSPTcpMode(player_handle_, is_using_tcp);
 
	int is_report = 0;
	int report_interval = 1;
	NT_U3D_SetReportDownloadSpeed(player_handle_, is_report, report_interval);  //下载速度回调
 
	NT_U3D_SetBuffer(player_handle_, play_buffer_time_);                        //设置buffer time
 
	NT_U3D_SetPlayerLowLatencyMode(player_handle_, is_low_latency_ ? 1 : 0);    //设置是否启用低延迟模式
 
	NT_U3D_SetMute(player_handle_, is_mute_ ? 1 : 0);                           //是否启动播放的时候静音
 
	NT_U3D_SetAudioVolume(player_handle_, cur_audio_volume_);                   //设置播放音量
 
	NT_U3D_SetVideoDecoderMode(player_handle_, is_hw_decode_ ? 1 : 0);          //设置H.264软硬解模式
 
	NT_U3D_SetVideoHevcDecoderMode(player_handle_, is_hw_decode_ ? 1 : 0);          //设置H.265软硬解模式
 
	int is_output = 1;
	int disable_use_image_planes = 0;
	bool is_supports_texture_format = SystemInfo.SupportsTextureFormat(TextureFormat.RG16);
	Debug.Log("is_supports_texture_format: " + is_supports_texture_format);
	int is_supported_multiple_format = is_supports_texture_format? 1:0;
	int max_images = 3;
	int buffer_pool_max_size = 0;
	NT_U3D_SetImageReaderOutput(player_handle_, is_output, disable_use_image_planes, is_supported_multiple_format, max_images, buffer_pool_max_size);  //硬解码image reader
 
	int is_fast_startup = 1;
	NT_U3D_SetFastStartup(player_handle_, is_fast_startup);                     //设置快速启动模式
 
	int rtsp_timeout = 10;
	NT_U3D_SetRTSPTimeout(player_handle_, rtsp_timeout);                        //设置RTSP超时时间
 
	int is_auto_switch_tcp_udp = 1;
	NT_U3D_SetRTSPAutoSwitchTcpUdp(player_handle_, is_auto_switch_tcp_udp);    //设置TCP/UDP模式自动切换
 
	int is_audiotrack = 1;
	NT_U3D_SetAudioOutputType(player_handle_, is_audiotrack);                   //设置音频输出模式: if 0: 自动选择; if with 1: audiotrack模式
 
	NT_U3D_SetUrl(player_handle_, videoUrl);
	/* -- 播放前参数配置可加在此处 -- */
 
	int flag = NT_U3D_StartPlay(player_handle_);
 
	if (flag  == DANIULIVE_RETURN_OK)
	{
		is_need_get_frame_ = true;
		Debug.Log("播放成功");
	}
	else
	{
		is_need_get_frame_ = false;
		Debug.LogError("播放失败");
	}
 
	is_running = true;  
}

对应的OpenPlayer()实现如下：


private void OpenPlayer()
{
	if ( java_obj_cur_activity_ == null )
	{
		Debug.LogError("getApplicationContext is null");
		return;
	}
 
	player_handle_ = NT_U3D_Open();
 
	if (player_handle_ != 0)
		Debug.Log("open success");
	else
		Debug.LogError("open fail");
}

关闭Player：


private void ClosePlayer()
{
	is_need_get_frame_ = false;
	is_need_init_texture_ = false;
 
	int flag = NT_U3D_StopPlay(player_handle_);
	if (flag == DANIULIVE_RETURN_OK)
	{
		Debug.Log("停止成功");
	}
	else
	{
		Debug.LogError("停止失败");
	}
 
	flag = NT_U3D_Close(player_handle_);
	if (flag == DANIULIVE_RETURN_OK)
	{
		Debug.Log("关闭成功");
	}
	else
	{
		Debug.LogError("关闭失败");
	}
 
	player_handle_ = 0;
 
	NT_U3D_UnInit();
 
	is_running = false;
	video_format_ = VideoFrame.FORMAT_UNKNOWN;
	video_width_ = 0;
	video_height_ = 0;
}

Update刷新数据：


private void Update()
{
	if (!is_need_get_frame_)
		return;
 
	if (player_handle_ == 0)
		return;
 
	AndroidJavaObject u3d_video_frame_obj = NT_U3D_GetVideoFrame(player_handle_);
 
	if (u3d_video_frame_obj == null)
	{
		return;
	}
 
	VideoFrame converted_video_frame = ConvertToVideoFrame(u3d_video_frame_obj);
 
	if (converted_video_frame == null)
	{
		u3d_video_frame_obj.Call("release");
 
	   u3d_video_frame_obj = null;
	   return;
	}
 
	if (!is_need_init_texture_)
	{
		if (converted_video_frame.format_ != video_format_)
		{
			is_need_init_texture_ = true;
 
		}
		else if (converted_video_frame.width_ != video_width_
			|| converted_video_frame.height_ != video_height_
			|| converted_video_frame.stride0_ != y_row_bytes_
			|| converted_video_frame.stride1_ != u_row_bytes_
			|| converted_video_frame.stride2_ != v_row_bytes_)
		{
			is_need_init_texture_ = true;
		}
	}
 
	if (is_need_init_texture_)
	{
		if (InitYUVTexture(converted_video_frame))
		{
			is_need_init_texture_ = false;
		}
	}
 
	UpdateYUVTexture(converted_video_frame);
 
	converted_video_frame.java_frame_obj_ = null;
	converted_video_frame = null;
	u3d_video_frame_obj.Call("release");
	u3d_video_frame_obj = null;
}

总结

VR头显如果需要播放8K的RTSP或RTSP流，对硬件和网络的要求非常高，因此在实际应用中可能会遇到一些挑战。通过实际测试，在quest3头显，配合我们的RTSP|RTMP播放器，在unity下，可以实现毫秒级延迟的8K视频数据播放，以满足平衡操控等对实时性要求非常高的使用场景，感兴趣的开发者，可以单独跟我探讨。

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