Miracast/WifiDisplay开发相关的深入调研分析-android投屏实战开发
Miracast/WifiDisplay概念介绍
Miracast
Miracast是由Wi-Fi联盟于2012年所制定,以Wi-Fi直连(Wi-Fi Direct)为基础的无线显示标准。支持此标准的消费性电子产品(又称3C设备)可透过无线方式分享视频画面,例如手机可透过Miracast将影片或照片直接在电视或其他设备播放而无需任何连接线,也不需透过无线热点(AP,Access Point)。
Wi-Fi Direct
Wi-Fi直连(英语:Wi-Fi Direct),之前曾被称为Wi-Fi点对点(Wi-Fi Peer-to-Peer),是一套无线网络互连协议,让wifi设备可以不必透过无线网络接入点(Access Point),以点对点的方式,直接与另一个wifi设备连线,进行高速数据传输。这个协议由Wi-Fi联盟发展、支持与授与认证,通过认证的产品将可获得Wi-Fi CERTIFIED Wi-Fi Direct®标志。
Wi-Fi Display
Wi-Fi Display是Wi-Fi联盟制定的一个标准协议,它结合了Wi-Fi标准和H.264视频编码技术。利用这种技术,消费者可以从一个移动设备将音视频内容实时镜像到大型屏幕,随时、随地、在各种设备之间可靠地传输和观看内容。
Miracast实际上就是Wi-Fi联盟对支持WiFi Display功能的设备的认证名称,产品通过认证后会打上Miracast标签。
使用场景图
最经典场景那就是:
手机投屏到电视或者显示器端,即可以把小屏幕设备画面声音投屏到 大屏端,上图还有提到一个Source和Sink概念。
Sink & Source
如下图所示
Miracast可分为发送端与接收端。Source端为Miracast音视频数据发送端,负责音视频数据的采集、编码及发送。而Sink端为Miracast业务的接收端,负责接收Source端的音视频码流并解码显示,其中通过Wi-Fi Direct技术进行连接。
WiFiDisplay实现核心技术图
如果实现一个最简单的WiFiDisplay核心部分会涉及如下部分:
其实WiFiDisplay和投屏本质没啥差别,主要就是把音视频数据传递给对方,对方接收后解码显示,但是WifiDisplay不是一直简单的私有协议,而是一种认证公共协议,即sink端和source端可能不是自己公司产品设备,但是也可以实现投屏。
1、设备链接部分–使用WIFI P2P,即可以不需要依赖热点
2、视频部分–使用一个类似虚拟屏幕WiFiDisplay,对这个屏幕画面进行编码成h264数据
3、声音部分–使用内录接口REMOTE_SUBMIX,录制系统自带发出声音,可以编码aac也可以直接pcm
4、传输协议-使用标准rtsp协议进行传输,音视频数据包装到rtp中发送
视频验证部分
dumpsys display后可以看到对应的display
同时从perfetto上vsync进行present时候也可以看到两个display
声音部分验证
采用 dumpsys media.audio_flinger命令,查看输出的音频情况
系统播放的声音都被输入到了AUDIO_DEVICE_OUT_REMOTE_SUBMIX设备
负责录制系统声音的输入设备就是AUDIO_DEVICE_IN_REMOTE_SUBMIX
协议部分验证
抓包wireshark工具安装
ubuntu环境wireshark安装
则使用如下命令安装
sudo apt update
sudo apt install wireshark
安装后运行wireshark:
sudo wireshark
注意这里要使用sudo,不使用则很多网卡设备和lo都看不到
但是因为WiFiDisplay开发调研的话,我们主要对手机设备,所以不是在ubuntu电脑上进行的抓包,而是需要到手机上抓包后,使用ubuntu的wireshark打开分析而已。
手机抓包方式
首先需要root权限。
以下是基本的操作步骤:
安装tcpdump工具:可以从网上下载对应Android设备架构(如armeabi, arm64-v8a, x86等)的tcpdump二进制文件。将其放置在设备的/system/xbin/或者其他已经在PATH环境变量中的目录下。获取root权限:使用已经root过的设备或者使用adb root命令来获取root权限。使用tcpdump命令抓包:通过adb shell进入设备的shell环境。adb shell ifconfig
lo Link encap:Local Loopback inet addr:127.0.0.1 Mask:255.0.0.0 inet6 addr: ::1/128 Scope: HostUP LOOPBACK RUNNING MTU:65536 Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1 RX bytes:0 TX bytes:0 dummy0 Link encap:Ethernet HWaddr 16:13:15:9b:8a:94inet6 addr: fe80::1413:15ff:fe9b:8a94/64 Scope: LinkUP BROADCAST RUNNING NOARP MTU:1500 Metric:1RX packets:0 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:157 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:0 TX bytes:10990 wlan0 Link encap:Ethernet HWaddr f6:ed:b6:e6:93:26 Driver icnssUP BROADCAST MULTICAST MTU:1500 Metric:1RX packets:380411 errors:0 dropped:6 overruns:0 frame:0 TX packets:651256 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:3000 RX bytes:19939920 TX bytes:687241648 rmnet_data0 Link encap:UNSPEC inet6 addr: fe80::e09a:e739:4a14:c7f0/64 Scope: LinkUP RUNNING MTU:2000 Metric:1RX packets:384 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:367 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:43754 TX bytes:30654 rmnet_ipa0 Link encap:UNSPEC UP RUNNING MTU:2000 Metric:1RX packets:363 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:367 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:1000 RX bytes:48362 TX bytes:30654 p2p0 Link encap:Ethernet HWaddr 5e:e4:4f:be:f3:d4 Driver icnssinet addr:192.168.49.1 Bcast:192.168.49.255 Mask:255.255.255.0 inet6 addr: fe80::5ce4:4fff:febe:f3d4/64 Scope: LinkUP BROADCAST RUNNING MULTICAST MTU:1500 Metric:1RX packets:142 errors:0 dropped:0 overruns:0 frame:0 TX packets:64114 errors:0 dropped:0 overruns:0 carrier:0 collisions:0 txqueuelen:3000 RX bytes:41602 TX bytes:73275825 选着合适网卡
adb shell tcpdump -i p2p0 -w /sdcard/capture.pcap
请注意,抓包可能会影响设备的正常网络性能,谨慎使用。此外,不同版本的Android和设备硬件可能需要不同的tcpdump版本和参数。
抓包分析WiFiDisplay数据传输rtsp协议
可以看到整个WiFiDisplay的数据传递流程如下:
1、rtsp进行会话描述协议
2、rtp传输megp-ts流,megp-ts流包裹了相关音视频数据
更多framework详细代码和资料参考如下链接
投屏专题部分:
https://mp.weixin.qq.com/s/IGm6VHMiAOPejC_H3N_SNg
hal+perfetto+surfaceflinger
https://mp.weixin.qq.com/s/LbVLnu1udqExHVKxd74ILg
其他课程七件套专题:
点击这里
https://mp.weixin.qq.com/s/Qv8zjgQ0CkalKmvi8tMGaw
视频试看:
https://www.bilibili.com/video/BV1wc41117L4/
参考相关链接:
https://blog.csdn.net/zhimokf/article/details/137958615
更多framework假威风耗:androidframework007
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