Infra - Linux

Transmitindo vídeo de eventos ao vivo via Internet com GNU/Linux

Neste artigo o autor irá proporcionar conceitos para transmissão de áudio e vídeo ao vivo via Internet, usando um servidor Linux. Acredito que, com este documento, falta de conhecimento não será argumento para a não transmissão ao vivo de eventos open-source (palestras, congressos, install fests e outros).

por Alessandro de Oliveira Faria


Introdução

FFmpeg é uma solução completa para gravar, converter e transmitir audio e vídeo. Este pacote inclui a biblioteca libavcodec, responsável pelos codecs de audio/video. FFmpeg é desenvolvido sob GNU/Linux, mas pode compilado sob a maioria de sistemas operacionais, incluindo Microsoft Windows.

Componentes do pacote FFmpeg

  • ffmpeg é um utilitário para a linha de comando que possui a função de converter um formato de vídeo para outro. Vale à pena lembrar que este programa suporta também a captura e codificação em tempo real de uma placa de TV ou webcam.
  • ffserver é um programa servidor para transmitir de audio e vídeo via protocolo HTTP.
  • ffplay é um player simples para o modo console que utiliza a biblioteca SDL com as bibliotecas FFmpeg.
  • libavcodec é uma biblioteca que contém todos os codificadores e decodificadores de audio/vídeo do pacote FFmpeg .
  • o libavformat é uma biblioteca que contém analisadores e geradores de diversos formatos de audio e vídeo.


Download e instalação

Se você deseja efetuar a instalação através do pacote .RPM, efetue o download no link abaixo:
Abaixo a lista de dependências do pacote:
  • libffmpeg0
  • imlib2
  • lame
  • faad2
  • libavcodec.so
  • libavformat.so

Para efetuar o download e instalação dos fontes, siga as instruções abaixo:

$ wgethttp://kent.dl.sourceforge.net/sourceforge/ffmpeg/ffmpeg-0.4.9-pre1.tar.gz

Após o download, descompacte o pacote com o comando tar:

$ tar -zxvf ffmpeg-0.4.9-pre1.tar.gz
$ cd ffmpeg-0.4.9-pre1/

Crie os arquivos de configuração para a compilação:

$ ./configure

Compilando e instalando o pacote:

$ make

$ su -c "make install"

Nesta etapa, se todos os passos foram seguidos corretamente, o pacote ffmpeg foi instalado com sucesso!


Conceitos de funcionalidade

Partirei do princípio que o seu hardware de captura de vídeo está devidamente instalado e configurado, pois este não é o objetivo deste tutorial.

Para gravar um vídeo, usamos o comando ffmpeg na linha de comando, como no exemplo abaixo:

$ ffmpeg teste.mpg
Input #0, video4linux, from "":
Duration: N/A, bitrate: N/A
Stream #0.0: Video: rawvideo, yuv420p, 160x128, 25.00 fps
Input #1, audio_device, from "":
Duration: N/A, bitrate: N/A
Stream #1.0: Audio: pcm_s16le, 44100 Hz, mono, 705 kb/s
Output #0, mpeg, to "teste.mpg":
Stream #0.0: Video: mpeg1video, 160x128, 25.00 fps, q=2-31, 200 kb/s
Stream #0.1: Audio: mp2, 44100 Hz, mono, 64 kb/s
Stream mapping:
Stream #0.0 -> #0.0
Stream #1.0 -> #0.1
Press [q] to stop encoding
frame= 120 q=2.0 size= 112kB time=4.8 bitrate= 191.1kbits/s

Pressione a tecla (q) para finalizar a gravação.

Para reproduzir o vídeo, usamos o utilitário ffplay como no exemplo abaixo:

$ ffplay teste.mpg

Parâmetros principais do ffmpeg

  • -L = Exibe a licença;
  • -h = Exibe a mensagem de ajuda;
  • -formats = Exibe os formatos, codecs e protocolos válidos;
  • -f [formato] = Força a reprodução no formato especificado;
  • -i [arquivo] = Nome do arquivo de entrada;
  • -y = Substitui o arquivo anterior sem perguntar ao operador;
  • -t [duração] = gera um vídeo com a duração especificada no formato hh:mm:ss[.xxx];
  • -ss [posição] = Indica a gravação no tempo especificado, formato hh:mm:ss[.xxx];
  • -title [string] = Determina a string de título;
  • -author [string] = Determina a string do autor;
  • -copyright [string] = Determina a string copyright;
  • -comment [string] = Determina a string de comentário;
  • -target [tipo] = Especifica o formato destino ("vcd", "svcd", "dvd", "dv", "pal-vcd", "ntsc-svcd", ... ). exemplo:

    $ ffmpeg -i meu-video.avi -target vcd /tmp/vcd.mpg

  • -hq = Ativa a configuração de alta qualidade.


ffserver: configurando o padrão de vídeo a ser transmitido

Inicialmente vamos aprender a criar o arquivo ffserver.conf. Este arquivo é utilizado para definir os parâmetros do vídeo a ser transmitido (como o codec, por exemplo). Logo abaixo teremos um exemplo da estrutura do arquivo ffserver.conf:

# Porta de conexão com o servidor
Port 8090

# Endereços válido para o servidor
BindAddress 0.0.0.0

# Número máximo de clientes conectados
MaxClients 1000

# Banda máxima a ser consumida pelos cliente em kbits/sec
MaxBandwidth 1000

# Apague esta linha se desejar iniciar o ffserver como um daemon
NoDaemon

##############################################
# Definições de atributos do arquivo de transmissão do vídeo vivo

<Feed feed1.ffm>

# Definição do nome do arquivo, localização e tamanho
File /tmp/feed1.ffm
FileMaxSize 200K

# Apenas a conexão localhost é aceita
ACL allow 127.0.0.1
</Feed>

##############################################
# Agora vamos definir o tipo, codec e outros parâmetros

<Stream test1.mpg>

# Definição da chamada
Feed feed1.ffm

# Formato do vídeo
Format mpeg

# Taxa de transmissão de audio
AudioBitRate 32

# Propriedade do canal de audio : 1 = mono, 2 = stereo
AudioChannels 1

# Freqüência do audio
AudioSampleRate 44100

# Taxa de transmissão do vídeo
VideoBitRate 64

# Taxa de tamanho do Buffer
VideoBufferSize 40

# Number of frames per second
VideoFrameRate 3

# Resolução do vídeo
VideoSize 160x128

# Parâmetro para sincronização na transmissão do vídeo
VideoGopSize 12

# Desliga o audio
NoAudio

# Desliga o video #NoVideo </Stream>

Abaixo alguns exemplos de configuração para os padrões de transmissão:

# Single quadro JPEG

<Stream test.jpg>
Feed feed1.ffm
Format jpeg
VideoFrameRate 2
VideoIntraOnly
VideoSize 352x240
NoAudio
</Stream>

# Em Flash

<Stream test.swf>
Feed feed1.ffm
Format swf
VideoFrameRate 2
VideoIntraOnly
NoAudio
</Stream>

# ASF compatível com Windows

<Stream test.asf>
Feed feed1.ffm
Format asf
VideoFrameRate 15
VideoSize 352x240
VideoBitRate 256
VideoBufferSize 40
VideoGopSize 30
AudioBitRate 64
StartSendOnKey
</Stream>

# MP3 audio

<Stream test.mp3>
Feed feed1.ffm
Format mp2
AudioCodec mp3
AudioBitRate 64
AudioChannels 1
AudioSampleRate 44100
NoVideo
</Stream>

# Real audio (apenas para 32 kbits de audio)

<Stream test.ra>
Feed feed1.ffm
Format rm
AudioBitRate 32
NoVideo
NoAudio
</Stream>

# Real Video

<Stream test.rm>
Feed feed1.ffm
Format rm
AudioBitRate 32
VideoBitRate 128
VideoFrameRate 25
VideoGopSize 25
NoAudio
</Stream>

# MPEG1 VCD compatible (media qualidade)

<Stream test.mpg>
Feed feed1.ffm
Format mpeg
VideoFrameRate 15
VideoSize 320x240
VideoBitRate 800
VideoGopSize 30
AudioChannels 2
AudioSampleRate 44100
AudioBitRate 128
AudioCodec mp3
StartSendOnKey
</Stream>

# DivX - AVI (baixa qualidade)

<Stream test.avi>
Feed feed1.ffm
Format avi
VideoCodec mpeg4
VideoFrameRate 10
VideoSize 320x240 VideoGopSize 20
AudioChannels 2
AudioSampleRate 44100
AudioBitRate 128
AudioCodec mp3
StartSendOnKey
</Stream>

# DivX - AVI (alta qualidade)

<Stream test.avi>
Feed feed1.ffm
Format avi
VideoCodec mpeg4 ## odivx divx4
VideoFrameRate 25
VideoSize 320x240
VideoBitRate 300
VideoGopSize 30
AudioChannels 2
AudioSampleRate 44100
AudioBitRate 128
AudioCodec mp3
StartSendOnKey
</Stream>

No link abaixo você encontra um modelo para transmitir no padrão MPEG1:
Port 8090

BindAddress 0.0.0.0

MaxClients 3

MaxBandwidth 1000

CustomLog -

NoDaemon

<Feed feed1.ffm>
File /tmp/feed1.ffm
FileMaxSize 200K
ACL allow 127.0.0.1
</Feed>

<Stream test.mpg>
Feed feed1.ffm
Format mpeg
VideoFrameRate 3
VideoSize 160x128
VideoBitRate 256
VideoGopSize 12
NoAudio
</Stream>

Executando o pacote como um daemon

Para executar o ffserver como um daemon, em primeiro lugar remova a linha "NoDaemon" no arquivo ffserver.conf.

Crie um arquivo com o nome ffserverd em /etc/rc.d/init.d/ com o conteúdo logo abaixo. Use o comando "chkconfig -add" para adicionar o seu script do daemon.

#!/bin/sh
#
# ffserverservidor http multimedia streaming para live broadcasts
#
# chkconfig: 35 98 98
# description:video streaming
#
# processname: ffserver
# pidfile: /var/run/ffserver.pid
# config: /etc/ffserver.conf

. /etc/rc.d/init.d/functions

prog=ffserver

FFSERVER=/usr/local/bin/ffserver
CONFFILE=/etc/ffserver.conf

case "$1" in
start)
echo -n "Starting ffserver: "
touch /var/lock/subsys/ffserver
daemon $FFSERVER -f $CONFFILE
echo
;;
stop)
echo -n "Shutting down ffserver: "
killproc ffmpeg
killproc ffserver
echo
rm -f /var/lock/subsys/ffserver
;;
restart)
$0 stop
$0 start
;;
status)
status ffserver
;;
*)
echo "Uso: ffserver {start|stop|restart|status}"
exit 1
esac

exit 0

Em http://www.onlinetractorparts.com.au/rohbags/ffmpeg/ podemos encontrar um bom modelo de script de inicialização para daemons (tanto para ffserver como ffmpeg).


Colocando no ar o servidor de vídeo

Chega de blá-blá-blá. Para colocar em funcionamento a transmissão de vídeo, execute o comando ffserver para capturar o vídeo e o ffmpeg para disponibilizá-lo via protocolo HTTP como no exemplo abaixo:

Iniciando o ffserver


$ ffserver -f /etc/ffserver.conf
ffserver started.
127.0.0.1 - - [Wed Jun 1 19:15:35 2005] "GET /feed1.ffm HTTP/1.0" 20 0 8245
127.0.0.1 - - [Wed Jun 1 19:16:51 2005] "GET /test.rm HTTP/1.0" 200 284900
127.0.0.1 - - [Wed Jun 1 19:16:56 2005] "POST /feed1.ffm HTTP/1.0" 200 282624

Iniciando o ffmpeg


$ ffmpeg http://localhost:8090/feed1.ffm
Input #0, video4linux, from "":
Duration: N/A, bitrate: N/A
Stream #0.0: Video: rawvideo, yuv420p, 160x128, 25.00 fps
Output #0, ffm, to "http://localhost:8090/feed1.ffm":
Stream #0.0: Video: rv10, 160x128, 25.00 fps, q=3-31, 128 kb/s
Stream mapping:
Stream #0.0 -< #0.0
Press [q] to stop encoding
frame= 1992 q=3.0 size= 272kB time=79.7 bitrate= 28.0kbits/s

Pronto!!! Agora podemos visualizar o vídeo com qualquer player. Em nosso exemplo, podemos visualizá-lo com o ffplay:

$ ffplay http://201.27.36.89:8090/test.rm -x 160 -y 120

Assista o vídeo exemplo (utilizando o padrão Real-Vídeo) no link abaixo:
Use a força, seja livre. USE LINUX!!!

Alessandro de Oliveira Faria

Alessandro de Oliveira Faria - Sócio-proprietário da empresa NETi TECNOLOGIA fundada em Junho de 1996 (http://www.netitec.com.br), empresa especializada em desenvolvimento de software e soluções biométricas, Consultor Biométrico na tecnologia de reconhecimento facial, atuando na área de tecnologia desde 1986 assim propiciando ao mercado soluções em software nas mais diversas linguagens e plataforma, levando o Linux a sério desde 1998 com desenvolvimento de soluções open-source, membro colaborador da comunidade Viva O Linux, mantenedor da biblioteca open-source de vídeo captura entre outros projetos.