Simulcast的详细阐述

WPGYS • 2025-02-05 13:05 • 编程

一、Simulcast的来源

Simulcast一词源自“simultaneous”和“broadcast”的组合，指的是在同一时间将单个流广播到多个不同的接收方。Simulcast最初是由WebRTC标准的定义方案中提出的，在网络中将视频和音频流与其他用户共享时，可以减少网络延迟并提高质量。

随着时间的推移，Simulcast在直播流媒体应用中也变得越来越普遍。它是在直播中实现同时直播到多个设备的有效方案。

二、Simulcast与Multicast

与Simulcast类似的一个术语是Multicast。它们都可用于将流广播到许多不同的接收方。然而，两者之间有些许不同。Multicast依赖于网络中间设备路由器将数据包从源中转发到许多接收方。相比之下，Simulcast流直接从源流向接收方，并在接收方端利用媒体协议进行同步播放。

另外，Multicast的使用必须在网络基础设施中进行配置，并且仅在支持Multicast的网络中实现多组播会话，因此，Multicast的使用门槛要高于Simulcast。

三、Simulate的选取

（1）Scalability

Simulcast是可扩展的，可以轻松地添加或删除接收方。对于大型WebRTC应用程序和直播中，Simulcast可以确保可以实现高质量的多路视频流传输，使得用户可以同时连接，但不会导致服务器负荷或网络延迟增加。


// Simulcast Scalability Code 示例
pc.addTransceiver('video', {
  direction: 'sendrecv',
  sendEncodings: [{
    rid: 'r0',
    active: true,
    maxBitrate: 900000,
  }, {
    rid: 'r1',
    active: true,
    maxBitrate: 500000,
    scaleResolutionDownBy: 2.0,
  }, {
    rid: 'r2',
    active: true,
    maxBitrate: 300000,
    scaleResolutionDownBy: 4.0,
  }]
});

（2）Bandwidth Efficiency

Simulcast可以帮助节省带宽，避免多次因为流量过大而造成的视频帧的丢失。由于可以提供多种比特率的视频流，因此可以根据用户所需带宽大小来发送适当的视频内容，从而提高视频的传输率。


// Simulcast Bandwidth Saving Code 示范
const pc = new RTCPeerConnection();
const sender = pc.addTrack(videoTrack, stream);

sender.setParameters({
  encodings: [{
      rid: "h",
      maxBitrate: 900000,
      // 高分辨率
    }, {
      rid: "m",
      maxBitrate: 300000,
      scaleResolutionDownBy: 2.0, // 降低1/2分辨率
    }, {
      rid: "l",
      maxBitrate: 100000,
      scaleResolutionDownBy: 4.0, // 降低1/4分辨率
    },
  ]
});

（3）Adaptive Quality

Simulcast可以根据用户的设备和网络条件，自动调整传送的分辨率、视频质量。理论上，Simulcast可以提供更高的视频质量，尤其在较低的带宽条件下，通过降低分辨率从而提高纹理和色彩的细节。


// Simulcast适应性代码示例
let room = new OpenVidu.Room();
let camera: OpenVidu.Camera = OpenVidu.Camera.getDevices[0];

let publisher: OpenVidu.Publisher = room.publishCamera({
  camera: camera,
  videoElement: 'myVideoElement',
  publishProperties: {
    resolution: '640x480'
  }
});

publisher.setResolution('320x240');

四、Simulcast的优缺点

优点：

可伸缩性，可以轻松实现高质量、多流传输。
带宽效率，节约带宽消耗并减少视频帧丢失。
自适应质量，可以调整传输分辨率，适应设备和网络条件。
易于实现，使用门槛较低。

缺点：

需要相对较高的带宽和处理能力。
在低端设备上，会对电池寿命、CPU和带宽产生不利影响。

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