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摄像头编程及其动态能力 - zhuweisky

[日期:2013-03-30] 来源:  作者: [字体: ]
      在基于OMCS在开发类似视频聊天的应用时,我们经常需要获取摄像头的相关信息;而在进行视频聊天时,我们可能还希望有一些动态的能力。比如,在不中断视频聊天的情况下,切换一个摄像头、或者修改摄像头采集的分辨率或编码质量等等。OMCS提供了很多有用的特性以支持上述需求。

一.枚举摄像头

      我们如何得知当前的计算机有哪些摄像头了?

      OMCS提供了一个工具类OMCS.Tools.Camera,来帮助我们获取这些信息。Camera有个静态方法GetCameras,用于枚举当前计算机上的所有摄像头。 

  /// <summary>
  /// 枚举当前计算机上的所有摄像头设备。
  /// </summary>        
  public static List<CameraInformation> GetCameras()

      CameraInformation封装了摄像头的基本信息,其类图如下所示:

   

      我们可以将GetCameras方法返回的列表直接绑定到Combox控件,效果如下所示: 

            

      默认情况下,IMultimediaManager使用的摄像头的索引为0。如果索引为0的摄像头不可用,或者,用户指定使用其它的摄像头,则可以将指定摄像头的索引保存到配置文件。当客户端程序启动时,从配置文件中读取该索引值,并将其赋值给IMultimediaManager的CameraDeviceIndex属性。

 

二.获取摄像头支持的分辨率

      当选定了一个摄像头,我们如何知道该摄像头支持哪些采集分辨率、支持最高的帧频是多少了?

      Camera提供了另一个静态方法GetCameraCapability,来获取目标摄像头的能力信息。  

  /// <summary>
  /// 获取目标摄像头的能力信息(分辨率、最大帧频)
  /// </summary>
  /// <param name="deviceIndex">目标摄像头的索引</param>        
  public static List<CameraCapability> GetCameraCapability(int deviceIndex)

       CameraCapability类封装了摄像头的能力信息,其类图如下所示:

   

      我们可以将GetCameraCapability方法返回的列表直接绑定到Combox控件,效果如下所示: 

     

 

三.动态切换摄像头

      下面我们设想一种情况,假设我的电脑上装有两个可用的摄像头, 我正在使用索引为0的摄像头和我的朋友视频聊天,某个时刻,我想在不中断视频聊天的情况下,切换到索引为1的摄像头。这种需求就称为动态切换摄像头。

       OMCS支持动态切换摄像头,并且操作相当简单:我们只需要将IMultimediaManager的CameraDeviceIndex属性赋值为要切换到的摄像头的索引即可。

       切换会在OMCS内部自动进行,在很短的时间切换完成后,OMCS会将新摄像头采集的视频数据发送给各个guest。  

 

四.动态修改摄像头的分辨率

       还记得QQ视频聊天有这种能力,我们可以在视频聊天的时候,选择使用大窗口模式。这实际上就是使用摄像头更高的分辨率来采集视频,比如原始的采集分辨率为320*240,可切换到更高的640*480

       OMCS支持在不需要任何中断的情况下,修改正在使用的摄像头的采集分辨率。操作也是相当简单:我们只需要将IMultimediaManager的CameraVideoSize属性设置为目标分辨率大小即可。当然,如果设置的分辨率不被当前摄像头所支持,则将抛出NotSupportedException。另外要注意,在编码质量相同的情况下,视频的分辨率越高,所输出的码流就越大,所要求的带宽也越大。

        为了避免设置不恰当的分辨率给CameraVideoSize属性,在赋值之前,我们可以通过OMCS.Tools.Camera的静态方法Support来判断目标摄像头是否支持指定的分辨率: 

   /// <summary>
   /// 目标摄像头是否支持采集指定的分辨率。
   /// </summary>     
   public static bool Support(int deviceIndex, Size videoSize)

 

五.动态调节编码质量

      在客户端运行的任何时候,我们都可以通过设置IMultimediaManager的CameraEncodeQuality属性,来实时调整摄像头采集的视频的编码质量。编码质量越高(CameraEncodeQuality取值越小),对带宽的要求就越高;反之亦然。

      当然,正如前面文章所介绍的,如果IMultimediaManager的AutoAdjustCameraEncodeQuality属性被设置为true,则CameraEncodeQuality将会被OMCS自动调节以优先保证语音的清晰连贯,手动对CameraEncodeQuality的设置就不起作用了。

      如果我们将AutoAdjustCameraEncodeQuality设置为false,并且我们的应用自己能检测到网络状态的实时变化,那么,我们就可以根据当前的网络状态,来手动调整CameraEncodeQuality。

 

六.控制视频输出

       设想这样一种情况:我在进行视频会议时,某个时间出于某种原因,我不想让与会者看到我的视频,一段时间后,我又希望恢复原样。

       从节省带宽的角度,最好的方式就是在这段时间内不输出视频帧。OMCS能简单地实现这种控制:我们只需将IMultimediaManager的OutputVideo属性设置为false,即可关闭视频帧的输出。

 

七.广播时选择丢弃视频帧

       下面要设想的场景稍微复杂一点:在视频会议时,我的视频会发送给与会的每个人,假设我与每个与会者之间都建立的是P2P通道,视频帧都经过P2P通道传送。现在的问题时,每个P2P通道的质量是不一样的,有的可能很快,有的可能很慢。我们假设到与会者A的通道非常慢,到其他与会者的通道质量都很好。那么,我们来分析一下在两种广播模式下,可能出现的情况。

1.同步广播模式

      在同步广播模式下,只有当某个视频帧在所有的通道上都发送完毕时,才会去发送下一个视频帧。这样就会出现因为与A之间的通道缓慢,而导致其他与会者看到自己的视频出现卡或不连贯的情况。

2.异步广播模式

      在异步广播模式下,视频帧在所有的通道上都是异步发送的,这样A通道的缓慢不会影响到其它的与会者。OMCS采用的就是这种模式。

      但是,由于通道A的缓慢,生产视频帧的速度远大于通道A消费视频帧的速度,这就导致了需要使用更多的内存来缓存那些来不及发送的视频帧。就客户端进程看来,其所占用的内存会不断增加,就像内存泄漏一样。

      如何解决这个问题了?OMCS给出的方案是可以选择在通道繁忙时丢弃帧。通过将IMultimediaManager的AllowDiscardFrameWhenBroadcast属性设置为true,便可启用这种方案。

      AllowDiscardFrameWhenBroadcast被启用后,当一个新的视频帧要通过某个P2P通道发送给对应的与会者时,会先检测一下该P2P通道是否繁忙,如果繁忙,就取消该视频帧在这个通道上的发送。这样,就避免了内存无线增长的情况。但在这种方案下,那些通道比较慢的与会者,因为丢弃视频帧的原因,看到别人的视频可能就会出现马赛克、卡、不连续的现象。

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