> 本文从Android开发者的角度出发，介绍投屏的方式、常见的一些投屏方案及应用，最后详细介绍适合在Android手机上应用的一套方案：DLNA。 #### **1. 投屏方式** - 按照投屏后，展示端的数据来源，可以划分成两种主要的方式：**推送投屏(Screencasting)**和**镜像投屏（ScreenMirroring）** - 通过一个表格看看两者的区别 | | 推送投屏 | 镜像投屏 | | --- | --- | --- | | **数据源** | 发送端向展示端发送url，此后由展示端从服务器获取媒体数据。 | 展示端从发送端获取数据，实时展示发送端画面。 | | **优缺点** | 投屏后，手机使用不受限制，可以离开当前页面进行其他活动。但部分资源如文本等可能无法投屏。| 实时展示手机画面，可以突破资源使用限制。但是手机不能离开当前页面。 | | **使用场景** | 投屏多为音视频资源，主要应用在娱乐场景。如爱奇艺视频投屏等app内置投屏。 | 因不受资源限制，可以进行ppt展示等，主要应用在办公场景。如mac镜像等。 | #### **2. 投屏方案** - **2.1 Airplay** - `Airplay`是Apple推出的无线显示标准，因此其应用主要局限于Apple的生态之中。国内也有电视厂商实现了对`Airplay`的破解，使得Apple设备可以投屏到安卓电视上。 - 支持推送投屏和镜像投屏。 - **2.2 DLNA** - `DLNA（Digital Living Network Alliance）`是Sony于2003年发起的非营利性标准化组织，旨在制定在局域网内部进行多媒体文件及其信息共享的通信协议标准。DLNA的应用范围比较广泛，涵盖数字媒体设备、数字电视、车载娱乐等领域。大部分App内置投屏就是用的这个方案。 - 支持推送投屏。 - **2.3 Miracast** - `Miracast`是2012年首次由WiFi Alliance发布，其底层采用了`WiFi Direct`技术（点对点无线技术），因此不需要通过路由器，可以直接在两个设备之间建立P2P连接。目前对`Miracast`支持最好的生态就是MircoSoft的`Windows`系统了。 - 支持镜像投屏。 - **2.4 Chromecast** - Google推出了`Chromecast`，`Chromecast`是一款插在电视机HDMI接口上的无线设备，内置WIFI，可以通过WIFI与其他设备连接以及访问外网，类似一个迷你机顶盒。为了推广`Chromecast`，Google还专门推出`GoogleCastSDK`帮助APP开发者整合`Chromecast`的推送功能。不过`GoogleCastSDK`依赖于Google服务，在国内受到限制。 - 支持推送投屏。 - **2.5 乐播投屏** - 乐播投屏是一套投屏技术方案，据官网称市面上90%的电视已采用乐播乐联协议，App开发者只需要接入乐播发送端SDK，即可同时支持`Airplay`，`DLNA`，`乐联(lelink)`等协议，兼容程度较高。但从2022年5月30日起，乐播投屏停止对旧版SDK的维护，新版SDK需要收费，按投屏日活进行收费。 - 详细内容可上官网查看：[乐播](https://cloud.lebo.cn/) #### **3. DLNA详解** `DLNA（Digital Living Network Alliance）`是一个组织并不是一个协议，这个组织定义了一套由基础协议组成的标准，所以常用`DLNA`指代投屏的一种实现方案。 `DLNA`是目前大部分电视机支持的投屏方案，不需要收费且有一些成熟的开源框架支持开发者接入，支持的投屏方式为推送投屏，满足App投屏的需要。下面从几个角度详细介绍`DLNA`。 - **3.1 核心协议** `DLNA`依赖`UPnP协议`来完成发现设备、描述设备、控制设备；而`UPnP协议`依赖于`SSDP协议`来完成发现设备。下面简单了解下这两个协议。 - **UPnP** `UPnP`是一种网络协议，其全称为“通用即插即用协议”（`Universal Plug and Play`）。它是一种基于`TCP/IP`协议栈的协议。它的主要目的是让网络中的不同设备能够自动发现和连接其他设备，从而实现网络设备间的通信和协作。 `UPnP`的应用场景包括打印共享、音视频传输、远程控制等，适用于各种不同类型的网络设备，包括计算机、路由器、打印机、摄像头、音频设备等。 `UPnP`的核心是定义了一系列标准化的协议和接口，包括`设备发现`、`服务描述`、`设备控制`等，让支持协议的设备能够自动发现和连接其他设备。 - **SSDP** `SSDP`是一种基于UDP协议的网络协议，全称为“简单服务发现协议”（`Simple Service Discovery Protocol`）。它的主要目的是让网络中的设备能够自动发现和连接其他设备，从而实现设备间的通信和协作。 `SSDP`适用于各种不同类型的网络设备，应用场景包括UPnP、AirPlay等。 `SSDP`的核心是通过广播消息来实现设备的发现和服务的注册。 - **3.2 核心角色** 利用`DLNA`的体系，我们可以连接不同的网络设备(下面简称`CP(Control Point)`)。在不同`CP`间进行数据传输、展示，这个过程中就分化出不同的角色：发送控制端`DMC`、接收端`DMR`、数据存储服务端`DMS`。 - `DMR`：`Digital Media Render` 顾名思义就是渲染展示媒体数据的一端，比如我们的电视机。 - `DMS`：`Digital Media Server` 用于保存音视频文件的存储服务器，属于比较范的一个概念。 - `DMC`：`Digital Media Controller` 用于发现和控制的中间设备，发现局域网中存在的`DMR`，然后把`DMS`上的资源推送到`DMR`上进行播放。如果要把手机上的照片、视频文件推动到局域网内的电视上播放出来，手机就承担了`DMS`+`DMC`的角色，而电视则是一个`DMR`设备；而如果要在手机上控制电视播放B站的视频，手机就是`DMC`的角色，而电视就是`DMR`设备。 - **3.3 投屏的主要步骤** 了解核心协议、核心角色后，我们接下来以投屏为例，从`DMC`的角度出发，看看`DMC`如何发现、控制`DMR`，完成投屏。 - **发现设备** 当一个新的`CP`加入一个局域网时，为了获取当前网段里都有哪些智能设备，`CP`需要遵循`SSDP`向默认多播IP和端口发送获取信息的请求。请求的格式如下： ```java M-SEARCH * HTTP/1.1 MX: 1 //最大时间间隔数 ST: upnp:rootdevice //搜索的设备类型 MAN: "ssdp:discover" User-Agent: iOS 10.2.1 product/version Connection: close Host: 239.255.255.250 //多播地址 ``` 如果请求成功则返回如下信息： ```java HTTP/1.1 200 OK Cache-control: max-age=1800 Date: Thu, 16 Feb 2017 09:09:45 GMT LOCATION: http://10.2.9.152:49152/TxMediaRenderer_desc.xml //URL for UPnP description for device ... 省略不重要的信息 ST: upnp:rootdevice //device type ``` 其中`LOCATION`代表一个`xml`文件的链接，这个文件详细描述了当前局域网内`CP`的信息。至此投屏的第一步完成，新加入的`CP`可以发现其他`CP`。 - **描述设备** 在上一步中，我们得到了一个`xml`链接，`xml`文件的内容如下： ```xml ... urn:schemas-upnp-org:device:MediaRenderer:1 卧室的创维盒子Q+ ... DMR-1.50 urn:schemas-upnp-org:service:AVTransport:1 urn:upnp-org:serviceId:AVTransport /AVTransport/9c443d47158b-dmr/scpd.xml ... ... ... ``` - **device** `device`描述了一个`CP`的信息，每个`device`对应局域网内的一个`CP`。`device`下的`deviceType`描述了当前`CP`的类型，`MediaRenderer`代表当前`CP`可以作为`DMR`用于展示媒体资源。 - **service** `service`描述了当前`CP`支持的服务，一般会有多个。`service`的`SCPDURL`指向另外一个`xml`文件，这个文件描述了当前`service`下支持的操作，如暂停、播放、快进等。至此投屏的第二步完成，我们获取到`CP`的详细描述，包括设备的类型、支持的服务等。 - **控制设备** 在上一步中，我们得到了`SCPDURL`这个`xml`链接，`xml`文件的内容如下： ```xml ... SetAVTransportURI InstanceID in A_ARG_TYPE_InstanceID CurrentURI in AVTransportURI CurrentURIMetaData in AVTransportURIMetaData ... ``` - **action** 每个`action`代表一个操作，`action`的`argument`代表当前操作支持的参数。如上面的`SetAVTransportURI`就是设置媒体的url。执行这些`action`，需要按要求发起请求，请求的格式可以参考[基于DLNA的移动端网络视频投屏技术初探](https://www.jianshu.com/p/fbc7c700cdb5)。至此投屏的第三步完成，我们知道目标`CP`支持哪些操作，利用这些操作便可以完成我们的投屏及控制。这个过程中发起投屏的`CP`便是`DMC`，展示媒体资源的`CP`便是`DMS`。 - **3.4 相关开源框架** 前面我们了解了`DLNA`的原理，`DLNA`涉及的协议还是比较复杂的，人为的处理这些请求和响应，是比较麻烦的。所以社区中也有一些基于`DLNA`的第三方框架可供我们使用，如： - **[Platinum](https://github.com/plutinosoft/Platinum)** 是基于`UPnP`的`C++`框架。 - **[cling](https://github.com/4thline/cling)** 是基于`UPnP`的`java`框架，对`UPnP`进行了简单的封装，不支持纯ipv6的网络。 - **[cybergarage-upnp](https://github.com/cybergarage/cybergarage-upnp)** 是基于`UPnP`的`java`框架，对`UPnP`进行了简单的封装，不过代码结构不如`cling`且存在[getAction方法返回一直为空](https://www.jianshu.com/p/e3d5c7e20923)的问题，需要自己把jar包拉下来，然后修改其中的代码。 - **[DLNA-Cast](https://github.com/devin1014/DLNA-Cast)** 这个是目前发现比较完善的框架，是对`cling`的进一步封装，使用体验更好，目前还有在更新迭代，推荐使用。 - **3.5 安全性问题** - 投屏的时候，会把App的资源链接推送出去，可能涉及安全性。安全性问题怎么说呢？只能说防君子不防小人，即使像爱奇艺这样成熟的产品，还是会被盗取视频资源，只能通过一些手段提高盗取的成本。可以参考这个[讨论](https://v2ex.com/t/702631)，或许能找到一些思路。 - 在投屏这块，爱奇艺是用m3u8作为资源格式的： > setAVTransportURI: currentURI=`http://cache.m.iqiyi.com/mus/8077509274258301/0d2705c1ebed7831f58740f5149ceeee/afbe8fd3d73448c9/0/20230723/b1/b5/ca0afc30d7b7c53ce52ad8398cda4b8a.m3u8?XXXXX` > 注意：DLNA基于`UPnP`，需要进行组内广播。如果某WIFI环境下一直搜不到设备，可能是WIFI不支持广播，可以切换WIFI环境再尝试。 #### 参考文章 - [The difference between wireless screen sharing, screen mirroring and screencasting](https://medium.com/airtame/the-difference-between-wireless-screen-sharing-screen-mirroring-and-screencasting-f6b93f0d211e) - [主流无线投屏技术对比](https://www.pavelhan.tech/2022-08-23-most-popular-wireless-cast-techonology) - [基于DLNA的移动端网络视频投屏技术初探](https://www.jianshu.com/p/fbc7c700cdb5)