WebRTC简介及应用

WebRTC（Web Real-Time Communication）是一种支持浏览器和移动设备 进行实时音视频通信的技术，无需安装插件或额外的软件。它是一个开放标准，最初由Google推动，并被W3C（万维网联盟）和IETF（互联网工程任务组）标准化。

WebRTC 的核心功能：

1. 音视频采集（获取本地摄像头、麦克风）

2. 音视频编解码（支持VP8/VP9/H.264等视频编码，Opus/G.711等音频编码）

3. P2P（点对点）传输（通过UDP和NAT穿透技术进行低延迟通信）

4. 数据通道（DataChannel）（可用于传输文本、文件等数据）

WebRTC 的主要 API：

• getUserMedia：获取本地音视频流

• RTCPeerConnection：建立点对点连接

• RTCDataChannel：进行P2P数据传输

WebRTC 的应用场景：

• 视频通话（如 Google Meet、Zoom）

• 直播推流（结合 WebRTC + Media Server）

• 远程协作（如 Google Docs 的多人编辑）

• 在线教育、远程医疗

• 物联网（IoT）设备的远程控制

在 Vue 2 前端项目中使用 WebRTC，可以实现视频通话、音视频流传输、屏幕共享等功能。以下是 WebRTC 在 Vue 2 项目中的基本实现步骤：

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1. WebRTC 基本概念

WebRTC 提供了三个核心 API：

• getUserMedia()：获取摄像头、麦克风权限

• RTCPeerConnection：建立 P2P 连接，传输音视频

• RTCDataChannel：传输文本、文件等数据

创建 WebRTC.vue 组件

<template>
  <div>
    <h2>WebRTC 视频采集</h2>
    <video ref="localVideo" autoplay playsinline></video>
    <button @click="startCamera">启动摄像头</button>
    <button @click="stopCamera">关闭摄像头</button>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      localStream: null,
    };
  },
  methods: {
    async startCamera() {
      try {
        this.localStream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia({
          video: true,
          audio: true,
        });
        this.$refs.localVideo.srcObject = this.localStream;
      } catch (error) {
        console.error("获取摄像头失败：", error);
      }
    },
    stopCamera() {
      if (this.localStream) {
        this.localStream.getTracks().forEach(track => track.stop());
        this.localStream = null;
      }
    },
  },
};
</script>

✅ 效果 ：点击按钮可以打开/关闭摄像头，并在 <video> 组件中显示

实现 WebRTC P2P 连接

如果想要实现点对点（P2P）通信 ，需要使用 RTCPeerConnection，并结合 WebSocket / Socket.io 进行信令交换。

创建 PeerConnection.vue 组件

<template>
  <div>
    <h2>WebRTC P2P 视频通话</h2>
    <video ref="localVideo" autoplay playsinline></video>
    <video ref="remoteVideo" autoplay playsinline></video>
    <button @click="startCall">开始通话</button>
  </div>
</template>

<script>
export default {
  data() {
    return {
      localStream: null,
      peerConnection: null,
      remoteStream: null,
    };
  },
  methods: {
    async startCall() {
      // 1. 获取本地视频流
      this.localStream = await navigator.mediaDevices.getUserMedia({
        video: true,
        audio: true,
      });
      this.$refs.localVideo.srcObject = this.localStream;

      // 2. 创建 RTCPeerConnection
      this.peerConnection = new RTCPeerConnection();

      // 3. 添加本地流到 PeerConnection
      this.localStream.getTracks().forEach(track => {
        this.peerConnection.addTrack(track, this.localStream);
      });

      // 4. 监听远程流
      this.peerConnection.ontrack = event => {
        if (!this.remoteStream) {
          this.remoteStream = new MediaStream();
          this.$refs.remoteVideo.srcObject = this.remoteStream;
        }
        this.remoteStream.addTrack(event.track);
      };

      // 5. 创建 offer（本地 SDP）
      const offer = await this.peerConnection.createOffer();
      await this.peerConnection.setLocalDescription(offer);

      console.log("本地 SDP:", offer);
      // 这里需要使用 WebSocket / Socket.io 发送 SDP 给远程端
    },
  },
};
</script>

✅ 效果：

• 获取本地视频流，并在 <video> 中播放

• 创建 WebRTC 连接，并监听远程视频流

• 生成 SDP（用于信令交换）

信令服务器（使用 WebSocket）

WebRTC 需要信令服务器 来交换 SDP 和 ICE 候选信息。可以使用 WebSocket 或 Socket.io 来实现：

后端（Node.js + WebSocket）

const WebSocket = require("ws");
const server = new WebSocket.Server({ port: 3000 });

server.on("connection", ws => {
  ws.on("message", message => {
    console.log("收到消息：", message);
    server.clients.forEach(client => {
      if (client !== ws && client.readyState === WebSocket.OPEN) {
        client.send(message);
      }
    });
  });
});

前端（Vue 使用 WebSocket 发送 SDP）

const socket = new WebSocket("ws://localhost:3000");

this.peerConnection.onicecandidate = event => {
  if (event.candidate) {
    socket.send(JSON.stringify({ candidate: event.candidate }));
  }
};

socket.onmessage = async message => {
  const data = JSON.parse(message.data);
  if (data.sdp) {
    await this.peerConnection.setRemoteDescription(data.sdp);
    if (data.sdp.type === "offer") {
      const answer = await this.peerConnection.createAnswer();
      await this.peerConnection.setLocalDescription(answer);
      socket.send(JSON.stringify({ sdp: answer }));
    }
  } else if (data.candidate) {
    await this.peerConnection.addIceCandidate(data.candidate);
  }
};

✅ 效果：

• 通过 WebSocket 服务器交换 SDP（Offer & Answer）

• 传递 ICE 候选信息，实现 P2P 连接

3. WebRTC 进阶功能

✅ 屏幕共享

const stream = await navigator.mediaDevices.getDisplayMedia({ video: true });
this.$refs.localVideo.srcObject = stream;

✅ 数据通道（P2P 传输文本/文件）

const dataChannel = peerConnection.createDataChannel("chat");
dataChannel.onmessage = event => console.log("收到消息：", event.data);
dataChannel.send("Hello WebRTC!");

4. WebRTC 在项目中的应用，例如风电项目中的应用

你可以用 WebRTC 实现：

• 风场监控：远程视频直播，实时监测风机状态

• 远程协作：风机运维人员可以通过 WebRTC 进行视频通话，远程指导维修

• 数据传输 ：通过 WebRTC RTCDataChannel 低延迟传输风机运行数据

总结

需求	方案
采集摄像头	getUserMedia()
P2P 音视频	RTCPeerConnection
远程信令	WebSocket / Socket.io
屏幕共享	getDisplayMedia()
数据传输	RTCDataChannel

P2P是什么？

P2P（Peer-to-Peer，点对点）是一种去中心化的通信模式，指的是两个或多个设备可以直接通信，而无需依赖中间服务器。在 WebRTC 中，P2P 主要用于实现点对点音视频通话、文件传输等功能。

P2P vs 传统客户端-服务器模式

模式	特点	示例
客户端-服务器（Client-Server）	需要一个中心服务器来转发数据	HTTP 请求、WebSocket 聊天、直播服务器
P2P（Peer-to-Peer）	设备之间直接通信，无需服务器转发	WebRTC 视频通话、种子下载（BitTorrent）

✅ P2P 的优点：

• 低延迟：数据直接传输，无需绕服务器

• 节省带宽：不占用服务器流量

• 去中心化：无须依赖单点服务器

❌ P2P 的挑战：

• NAT 穿透：有些网络环境（如 4G、WiFi）可能会阻止 P2P 连接

• 信令交换：需要 WebSocket / Socket.io 来建立连接

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📌 P2P 在 WebRTC 中的作用

WebRTC 通过 RTCPeerConnection 实现 P2P 连接：

1. 本地设备 获取摄像头/麦克风数据

2. 信令服务器 交换 SDP 和 ICE 候选信息

3. 建立 P2P 连接，直接传输音视频流

示例：P2P 连接代码

const peer = new RTCPeerConnection();

// 监听 ICE 候选信息
peer.onicecandidate = event => {
  if (event.candidate) {
    sendToServer({ candidate: event.candidate });
  }
};

// 监听远程视频流
peer.ontrack = event => {
  document.querySelector("#remoteVideo").srcObject = event.streams[0];
};

// 发送音视频流
navigator.mediaDevices.getUserMedia({ video: true, audio: true })
  .then(stream => {
    document.querySelector("#localVideo").srcObject = stream;
    stream.getTracks().forEach(track => peer.addTrack(track, stream));
  });

✅ 实现效果：

• 设备 A 和 B 通过 WebRTC 直接交换音视频数据，无需服务器转发

• 服务器只负责信令交换 ，实际音视频数据是P2P 直连的