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直播与点播
一、概念
1.1 直播（Live Streaming）
直播是一种多媒体流技术，可以实时传送音频和视频数据。在这个过程中，观众无需等待整个文件下载完毕就能开始观看或听取内容。
1.2 点播（Video on Demand, VOD）
点播是一种数字化媒体流的分发方式，用户可以随时选择并观看他们喜欢的视频内容。这种方式不同于实时广播，用户可以控制播放，暂停，停止，快进和倒带视频。
二、技术对比
2.1 数据传输方式
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直播：在直播中，最重要的是保证音视频数据能够实时、快速地传输到每一个观众手中。为了实现这一目标，直播通常会使用如RTMP、HLS、DASH或者RTSP等流媒体协议进行数据传输。这些协议都具备低延迟的特性，并且可以适应各种网络环境，以保证直播内容能够实时播放。另外，尽管HLS和DASH是基于HTTP的协议，但在直播场景下，它们通常会采用更小的分段时间以降低延迟。
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点播：与直播不同，点播的主要目标是提供高质量的音视频体验，以及丰富的用户交互性能（例如，暂停、快进、倒退等）。因此，点播更多地会采用如HTTP Progressive Download (HPD)、HLS、DASH等基于HTTP的传输协议。这些协议可以确保音视频数据的完整性，并且支持自适应比特率（ABR）技术，可以根据网络条件的变化动态调整视频质量，从而提供更好的用户体验。
2.2 互动性
- 直播：由于直播内容的实时性，观众可以实时参与到直播过程中，例如实时评论、投票等，增强了互动性。
- 点播：点播服务主要提供录制好的视频内容，互动性相对较弱。
2.3 内容控制
- 直播：观众不能控制直播内容的播放进度，只能观看当前正在播放的内容。
- 点播：观众可以自由控制内容的播放、暂停、快进和倒带等。
三、实现技术
3.1 直播技术
3.1.1 RTMP协议
RTMP（Real Time Messaging Protocol）是Adobe公司为Flash播放器和服务器之间音频、视频和数据传输开发的开放协议。RTMP基于TCP，保证了数据的完整性，但由于TCP的重传机制，可能会导致延迟。
ffmpeg -re -i input.mp4 -c:v libx264 -preset veryfast -maxrate 3000k -bufsize 6000k -pix_fmt yuv420p -g 50 -c:a aac -b:a 160k -ac 2 -ar 44100 -f flv rtmp://<server-ip>/live/stream
上述命令使用ffmpeg将输入文件input.mp4编码并推送到RTMP服务器。
然后我们就能使用某些工具，如VLC来播放地址rtmp://<server-ip>/live/stream的视频流了。
注意：RTMP服务器需要单独搭建，具体搭建方法可搜索我其他博文。
3.1.2 HLS协议
HLS（HTTP Live Streaming）是苹果公司提出的基于HTTP的流媒体网络传输协议，它将流媒体切分为一系列小文件，然后通过HTTP协议进行传输。
ffmpeg -re -i input.mp4 -c:v libx264 -preset veryfast -maxrate 3000k -bufsize 6000k -pix_fmt yuv420p -g 50 -c:a aac -b:a 160k -ac 2 -ar 44100 -f hls -hls_time 4 -hls_playlist_type event stream.m3u8
上述命令使用ffmpeg将输入文件input.mp4编码并生成HLS流。
该命令将生成一个名为
stream.m3u8的HLS（HTTP Live Streaming）播放列表文件，以及与其相关的一系列.ts文件（分段视频文件）。这些文件将存储在运行此ffmpeg命令的同一目录下。可以通过访问服务器上此目录的相应URL来访问生成的
stream.m3u8文件。具体的URL取决于服务器配置和文件存放的路径。例如，如果服务器根目录是/var/www/，并且在/var/www/videos/目录下运行了这个ffmpeg命令，那么stream.m3u8文件的URL可能就是http://yourserver.com/videos/stream.m3u8。请确保服务器已经配置好对.m3u8和.ts文件类型的支持，并且正确设置了MIME类型，否则客户端可能无法正确播放这些流。
3.2 点播技术
3.2.1 HTTP Progressive Download
HTTP Progressive Download (HPD)是一种基于HTTP的点播技术，用户可以在下载过程中开始观看视频。
# 将MP4文件放置在Web服务器的可访问目录下，然后通过URL进行访问即可。
http://<server-ip>/path/to/video.mp4
3.2.2 HLS/DASH
HLS和DASH不仅可以用于直播，也可以用于点播。与HPD相比，HLS和DASH支持自适应比特率（Adaptive Bitrate, ABR），能根据网络状况动态调整视频质量，提供更好的观看体验。
ffmpeg -i input.mp4 -codec:v libx264 -profile:v main -level 3.1 -bf 1 -b_strategy 0 -sc_threshold 0 -refs 3 -coder 1 -mbd 2 -trellis 1 -pix_fmt yuv420p -me_range 16 -qdiff 4 -coder 1 -flags +loop -cmp +chroma -partitions +parti8x8+parti4x4+partp8x8+partb8x8 -me_method hex -subq 6 -me_range 16 -keyint_min 25 -keyint_max 250 -g 250 -r 30 -filter:v scale=-1:720 -b:v 1000k -f dash output.mpd
上述命令使用ffmpeg将输入文件input.mp4编码并生成DASH流。
DASH流（Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）和HLS类似，都是一种适应网络条件动态调整视频质量的流媒体技术。DASH流通常由一个MPD（Media Presentation
Description）文件和一系列分段的媒体文件组成。播放DASH流的方式也有很多，以下是一些常见的方法：
MPEG-DASH播放器：例如Dash.js，这是一个用JavaScript写的开源DASH客户端，可以在所有兼容MediaSource
Extensions的浏览器中运行。VLC播放器：VLC也支持播放DASH流，和播放HLS流一样，你可以点击"Media" -> “Open Network Stream…”，然后输入MPD文件的URL或路径。
在线DASH播放器：有些在线播放器也支持DASH流，比如bitmovin的在线DASH播放器。你只需要将MPD文件的URL粘贴到网页上的相应位置，然后点击播放即可。
其他媒体播放软件或服务：许多现代的媒体播放软件或服务，如Plex、Jellyfin等，都支持DASH流。
请注意，同样的，播放DASH流也需要能够访问到MPD文件及其相关媒体文件的URL或路径，如果是在本地电脑上生成的DASH流，你可能需要运行一个HTTP服务器来提供访问。
四、技术挑战
4.1 直播延迟问题
直播的实时性要求低延迟，但网络环境、编码解码过程、传输协议等因素都可能导致延迟。例如，RTMP基于TCP，重传机制可能导致延迟增大；HLS通过HTTP传输小文件，每个文件的传输时间也会造成延迟。
4.2 点播内容分发效率
点播需要将大量的视频内容分发到全球各地的用户，如何保证高效的分发是一个挑战。CDN（Content Delivery Network）是一种常用的解决方案，它将内容缓存到离用户近的节点，以减少数据传输的距离和时间。