无论是做音视频会议,还是做远程教育,共享桌面都是一个必备功能。如果说在 PC 或 Mac 端写个共享桌面程序你不会有太多感受,但通过浏览器也可以共享桌面是不是觉得就有些神奇了呢?

WebRTC的愿景就是要让这些看似神奇的事情,不知不觉地发生在我们身边。

你可以想象一下,假如浏览器有了共享桌面功能,这会使得浏览器有更广阔的应用空间,一个最直接的例子就是我们可以直接通过浏览器进行远程办公、远程协助等工作,而不用再下载共享桌面的应用了,这大大提高了我们的工作效率。

在WebRTC 处理过程中的位置

在正式进行主题之前,我们还是来看看本文在整个 WebRTC 处理过程中的位置,如下图所示:

WebRTC处理过程图

没错,它仍然属于音视频采集的范畴,但是这次采集的不是音视频数据而是桌面。不过这也没什么关系,桌面也可以当作一种特殊的视频数据来看待

共享桌面的基本原理

共享桌面的基本原理其实非常简单,我们可以分“两头”来说明:

通过上面的描述,可以总结出共享桌面的处理过程为:抓屏、压缩编码、传输、解码、显示、控制这几步,你应该可以看出它与音视频的处理过程几乎是一模一样的。

对于共享桌面,很多人比较熟悉的可能是RDP(Remote Desktop Protocal)协议,它是 Windows 系统下的共享桌面协议;还有一种更通用的远程桌面控制协议——VNC(Virtual Network Console),它可以实现在不同的操作系统上共享远程桌面,像TeamViewer、RealVNC都是使用的该协议。

以上的远程桌面协议一般分为桌面数据处理与信令控制两部分。

其实在WebRTC中也可以实现共享远程桌面的功能。但由于共享桌面与音视频处理的流程是类似的,且WebRTC 的远程桌面又不需要远程控制,所以其处理过程使用了视频的方式,而非传统意义上的RDP/VNC等远程桌面协议

下面我们就按顺序来具体分析一下,在桌面数据处理的各个环节中,WebRTC使用的方式与RDP/VNC等真正的远程桌面协议的异同点吧。

第一个环节,共享端桌面数据的采集。WebRTC 对于桌面的采集与RDP/VNC使用的技术是相同的,都是利用各平台所提供的相关API进行桌面的抓取。以 Windows 为例,可以使用下列 API 进行桌面的抓取。

第二个环节,共享端桌面数据的编码。WebRTC 对桌面的编码使用的是视频编码技术,即 H264/VP8等;但RDP/VNC则不一样,它们使用的是图像压缩技术。使用视频编码技术的好处是压缩率高,而坏处是在网络不好的情况下会有模糊等问题。

第三个环节,传输。编码后的桌面数据会通过流媒体传输协议发送到观看端。对于WebRTC来说,当网络有问题时,数据是可以丢失的。但对于 RDP/VNC 来说,桌面数据一定不能丢失。

第四个环节,观看端解码。WebRTC 对收到的桌面数据通过视频解码技术解码,而 RDP/VNC 使用的是图像解码技术(可对比第二个环节)。

第五个环节,观看端渲染。一般会通过 OpenGL/D3D等GPU进行渲染,这个 WebRTC 与 RDP/VNC 都是类似的。

通过以上的讲解,相信你应该已经对共享远程桌面有一个基本的认知了,并且也知道在浏览器下使用WebRTC 共享远程桌面,你只需要会使用浏览器提供的API即可。

因此本文的目标就是:你只需要学会和掌握浏览器提供的抓取屏幕的API就可以了。至于编码、传输、解码等相关知识,我会在后面的文章中陆续为你讲解。

如何共享桌面

学习完共享桌面相关的理论知识,接下来,就让我们实践起来,一起来学习如何通过浏览器来抓取桌面吧!

1. 抓取桌面

首先我们先来了解一下在浏览器下抓取桌面的API的基本格式:

var promise = navigator.mediaDevices.getDisplayMedia(constraints);

这个API你看着是不是似曾相识?没错,它与前面《01 | 原来通过浏览器访问摄像头这么容易》一文中介绍的采集视频的 API 基本上是一样的,我们可以再看一下采集视频的 API 的样子:

var promise = navigator.mediaDevices.getUserMedia(constraints);

二者唯一的区别就是:一个是getDisaplayMedia,另一个是getUserMedia

这两个API都需要一个constraints参数来对采集的桌面/视频做一些限制。但需要注意的是,在采集视频时,参数constraints也是可以对音频做限制的,而在桌面采集的参数里却不能对音频进行限制了,也就是说,不能在采集桌面的同时采集音频。这一点要特别注意

下面我们就来看一下如何通过 getDisplayMedia API 来采集桌面

...

//得到桌面数据流
function getDeskStream(stream){
        localStream = stream;
}

//抓取桌面
function shareDesktop(){

        //只有在 PC 下才能抓取桌面
        if(IsPC()){
                //开始捕获桌面数据
                navigator.mediaDevices.getDisplayMedia({video: true})
                        .then(getDeskStream)
                        .catch(handleError);

                return true;
        } 
         
        return false;
         
}  

...

通过上面的方法,就可以获得桌面数据了,让我们来看一下效果图吧:

Chrome浏览器共享桌面图

2. 桌面的展示

桌面采集后,就可以通过 HTML 中的<video>标签将采集到的桌面展示出来,具体代码如下所示。

首先,在 HTML 中增加下面的代码,其中<video>标签用于播放抓取的桌面内容:

...
<video autoplay playsinline id="deskVideo"></video>
...

下面的 JavaScript 则将桌面内容与<video>标签联接到一起:

 ...
 var deskVideo = document.querySelect("video/deskVideo");
 ...
 function getDeskStream(stream){
        localStream = stream;
        deskVideo.srcObject = stream;
 }
 ...

在 JavaScript中调用getDisplayMedia方法抓取桌面数据,当桌面数据被抓到之后,会触发 getDeskStream 函数。我们再在该函数中将获取到的 stream 与video 标签联系起来,这样当数据获取到时就从播放器里显示出来了。

3. 录制桌面

录制本地桌面与《04 | 可以把采集到的音视频数据录制下来吗?》一文中所讲的录制本地视频的过程是一样的。首先通过getDisplayMedia方法获取到本地桌面数据,然后将该流当作参数传给 MediaRecorder 对象,并实现ondataavailable事件,最终将音视频流录制下来。

具体代码如下所示,我们先看一下 HTML 部分:

<html>
...
<body>
    ...
    <button id="record">Start Record</button>
    ...
</body>
</html>

上面的 HTML 代码片段定义了一个开启录制的button,当用户点击该 button 后,就触发下面的JavaScript 代码:

...

var buffer;

...

function handleDataAvailable(e){
        if(e && e.data && e.data.size > 0){
                buffer.push(e.data);
        }
}

function startRecord(){
        //定义一个数组,用于缓存桌面数据,最终将数据存储到文件中
        buffer = [];

        var options = {
                mimeType: 'video/webm;codecs=vp8'
        }

        if(!MediaRecorder.isTypeSupported(options.mimeType)){
                console.error(`${options.mimeType} is not supported!`);
                return;
        }

        try{
                //创建录制对象,用于将桌面数据录制下来
                mediaRecorder = new MediaRecorder(localStream, options);
        }catch(e){
                console.error('Failed to create MediaRecorder:', e);
                return;
        }

        //当捕获到桌面数据后,该事件触发
        mediaRecorder.ondataavailable = handleDataAvailable;
        mediaRecorder.start(10);
}

...

当用户点击Record按钮的时候,就会调用startRecord函数。在该函数中首先判断浏览器是否支持指定的多媒体格式,如webm。 如果支持的话,再创建MediaRecorder对象,将桌面流录制成指定的媒体格式文件。

当从localStream获取到数据后,会触发ondataavailable事件。也就是会调用 handleDataAvailable 方法,最终将数据存放到Blob中。

至于将Blob保存成文件就比较容易了,我们在前面的文章《04 | 可以把采集到的音视频数据录制下来吗?》中都有讲解过,所以这里就不再赘述了!

小结

本文我向你讲解了如何通过浏览器提供的 API 来抓取桌面,并将它显示出来,以及如何通过前面所讲的MediaRecorder对象将桌面录制下来。

其实,真正的商用客户端录制并不是录制音视频流,而是录制桌面流。这样即使是多人互动的场景,在有多路视频流的情况下,录制桌面的同时就将桌面上显示的所有视频一起录制下来了,这样问题是不是一下就简单了?

比较遗憾的是,关于我们上述录制桌面的API,目前很多浏览器支持得还不够好,只有 Chrome 浏览器相对比较完善。不过现在WebRTC 1.0规范已经出来了,相信在不久的将来,各浏览器都会实现这个API的。

思考时间

为什么使用视频的编码方式就容易出现桌面模糊的现象呢?有什么办法可以解决该问题吗?

欢迎在留言区与我分享你的想法,也欢迎你在留言区记录你的思考过程。感谢阅读,如果你觉得这篇文章对你有帮助的话,也欢迎把它分享给更多的朋友。

所做Demo的GitHub链接(有需要可以点这里)

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