基于 c# 实现 p2p 视频和聊天工具,结合 udp 协议和 omcs 音视频框架,支持跨平台(windows/linux)运行。
一、项目架构与技术选型
| 模块 | 技术实现 |
|---|---|
| 音视频采集 | directshow(windows) / v4l2(linux) + opencv 预处理 |
| 网络传输 | udp 套接字(支持 nat 穿透) + 自定义信令协议 |
| 音视频编码 | h.264(视频) / aac(音频) + mediafoundation(windows) / ffmpeg(linux) |
| 信令控制 | 自定义 json 协议(含心跳、sdp 描述、ice 候选) |
| 跨平台支持 | .net 6 + c# 10 + p/invoke 调用原生 api |
二、核心代码实现
1. 音视频采集与编码(windows 示例)
using system;
using system.drawing;
using directshowlib;
using mediafoundation;
public class mediacapture
{
private dsdevice _videodevice;
private imfsourcereader _videoreader;
private imfsinkwriter _videowriter;
public void initializecamera()
{
// 获取默认摄像头
_videodevice = dsdevice.getdevicesbyclass(dsclass.videoinputdevice).firstordefault();
if (_videodevice == null) throw new exception("未检测到摄像头");
// 初始化 mediafoundation 编码器
mfstartup(mf_version);
_videoreader = new mfsourcereader();
_videoreader.setdevice(_videodevice.monikerstring);
// 配置编码参数(h.264 + aac)
var videomediatype = mfmediatype.createvideo(mediatypeguids.h264);
videomediatype.setuint32(mf_mt_frame_rate, 30);
videomediatype.setuint32(mf_mt_frame_size_width, 640);
videomediatype.setuint32(mf_mt_frame_size_height, 480);
_videowriter = new mfsinkwriter();
_videowriter.addstream(videomediatype);
}
public bitmap captureframe()
{
// 从摄像头读取一帧
_videoreader.getcurrentbuffer(out _videoreader.buffercount, out _videoreader.buffer);
return (bitmap)_videoreader.buffer.toimage();
}
}
2. udp 信令服务器(处理连接请求)
using system.net;
using system.net.sockets;
using system.text;
public class signalserver
{
private udpclient _udpserver;
private ipendpoint _endpoint;
public signalserver(int port)
{
_udpserver = new udpclient(port);
_endpoint = new ipendpoint(ipaddress.any, 0);
}
public async task listenforrequests()
{
while (true)
{
var result = await _udpserver.receiveasync();
string message = encoding.utf8.getstring(result.buffer);
// 解析信令消息(如视频请求、ice 候选)
handlesignalingmessage(result.buffer, result.remoteendpoint);
}
}
private void handlesignalingmessage(byte[] data, ipendpoint remoteep)
{
// 示例:处理视频请求
var request = jsonserializer.deserialize<videorequest>(encoding.utf8.getstring(data));
if (request.type == "video_invite")
{
// 回复 sdp 描述和 ice 候选
var response = new videoresponse { type = "video_offer", sdp = generatesdp() };
_udpserver.send(encoding.utf8.getbytes(jsonserializer.serialize(response)), response.length, remoteep);
}
}
}
3. p2p 连接建立(ice 协商)
public class icenegotiator
{
private list<icecandidate> _localcandidates = new();
private udpclient _icesocket;
public void starticecandidatediscovery()
{
// 生成本地 ice 候选(stun/turn 服务器可选)
_localcandidates.add(new icecandidate { candidate = "candidate:1", sdpmid = "0" });
// 发送候选到对端
sendcandidatetopeer(_localcandidates[0]);
}
private void sendcandidatetopeer(icecandidate candidate)
{
var msg = new { type = "ice_candidate", candidate = candidate };
byte[] data = encoding.utf8.getbytes(jsonserializer.serialize(msg));
_icesocket.send(data, data.length, _peerendpoint);
}
}
4. 音视频传输(rtp 封装)
public class rtpstreamer
{
private udpclient _rtpsocket;
private int _sequencenumber = 0;
private datetime _starttime;
public void sendpacket(byte[] payload, int payloadtype)
{
// rtp 头部封装
byte[] header = new byte[12]
{
(byte)(0x80 | payloadtype), // 版本2 + 无填充 + 无扩展 + csrc计数0
(byte)_sequencenumber,
(byte)(_sequencenumber >> 8),
(byte)(_timestamp >> 24),
(byte)(_timestamp >> 16),
(byte)(_timestamp >> 8),
(byte)_timestamp,
(byte)(_ssrc >> 24),
(byte)(_ssrc >> 16),
(byte)(_ssrc >> 8),
(byte)_ssrc
};
_rtpsocket.send(header.concat(payload).toarray(), _rtpsocket.client.localendpoint);
}
}
三、关键功能实现说明
1. nat 穿透方案
- stun 服务器:获取公网 ip 和端口(使用
stun:stun.l.google.com:19302) - turn 服务器:中继传输(开源方案如
coturn) - ice 框架:自动选择最佳路径(直连优先,失败切换 turn)
2. 音视频同步
- 时间戳对齐:rtp 包携带 ntp 时间戳,客户端根据时间戳播放
- 抖动缓冲:动态调整缓冲区大小(默认 100ms ~ 500ms)
3. 性能优化
- 硬件加速:nvidia nvenc / intel quick sync 编码(通过 mediafoundation 调用)
- 码率自适应:根据网络状况动态调整分辨率(如 720p → 480p)
四、依赖库与部署
| 组件 | 说明 | 安装命令 |
|---|---|---|
| omcs | 音视频框架(支持多路混流、网络传输) | nuget: install-package omcs |
| ffmpeg.autogen | 跨平台音视频编解码(linux 必需) | nuget: install-package ffmpeg |
| webrtc.native | 提供 ice/stun/turn 实现 | nuget: install-package webrtc |
部署步骤:
在 visual studio 2022 中创建 .net 6 控制台项目
安装上述 nuget 包
配置 appsettings.json:
{
"stunserver": "stun:stun.l.google.com:19302",
"turnserver": "turn:your-turn-server:3478",
"videocodec": "h264",
"audiocodec": "aac"
}
以上就是基于c#实现的p2p视频 聊天工具的详细内容,更多关于c# p2p视频 聊天工具的资料请关注代码网其它相关文章!
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