windows下实现屏幕分享(C#)

采用UDP广播进行数据的传输，实现windows下进行低延迟的屏幕共享。

开发语言：C#

第三方组件：Redis

1.实现思路

 

总体流程图

DGIS.DesktopShare实现windows下屏幕分享低延迟功能，按照服务执行位置由三部分构成：发起端、接收端、缓存端。

通过UDP广播实现发起端和接收端的通讯，是为了尽量的减少通讯负载和降低延迟。众所周知UDP是所有通讯协议中延迟最低的(但也有受网络因素丢包的问题，这里作为局域网同屏，暂不考虑丢包问题)，而采用广播的方式可以有效的降低发起端的性能负担。

增加一个Redis服务，是为了减少UDP广播数据，按照1920*1080分辨率的截屏数据来算，单张图片已经超过了UDP单包的最大数据量1472字节，倘若直接使用UDP传输截屏图片，需要额外的进行封包拆包，这样不仅浪费了程序执行时间，也增加了发送端和接收端的代码复杂度。本着最低延迟的目的，将真实的图片数据存入Redis缓存，只通过UDP广播Redis中对应的UID信息即可，这也是本程序最核心的地方。接收端接收到UID的数据后，再自行去获取Redis中真实的数据进行解析。

2.代码结构

 

DGIS.DesktopShare.Service的代码结构分为Frm(窗体)、IService(接口)、Service(实现)三个部分。引用的第三方dll有Redis相关操作库、屏幕获取相关库和DGIS开头的辅助操作库。

Frm：

ImgDisplyFrm是接收端的默认显示界面，包含一个PictureBox控件，显示接收到的屏幕图像。

IService：

IDesktopShareService屏幕共享操作接口，主要方法有4个。

注释的已经很明确了，这里不多说。

Service：

DesktopShareService：IDesktopShareService的实现类，里面是详细的实现方法。核心的代码有下面几个地方：

 public void Start(int frameRate, bool mouseDisplay, int port)
        {
            _udpService = new UdpBroadcastService(port,
                bytes =>
                {
                    //deskShareFrm.ShowImg(bytes);
                });

            _desktopCapturer = CapturerFactory.CreateDesktopCapturer(frameRate, mouseDisplay);
            _desktopCapturer.ImageCaptured += ImageCaptured;
            _desktopCapturer.Start();

            //队列循环处理积压的图片
            //Task.Factory.StartNew(() =>
            //{
            //    while (true)
            //    {
            //        if (_bitmapQueue.Count > 0)
            //        {
            //            Bitmap bitmap = _bitmapQueue.Dequeue();
            //            SendCommand(bitmap);
            //        }

            //    }
            //});
        }

开始屏幕分享，_udpService 初始化，屏幕抓取设置以及开启屏幕抓取。

 /// <summary>
        /// 屏幕截屏结果
        /// </summary>
        /// <param name="bitmap"></param>
        private void ImageCaptured(Bitmap bitmap)
        {
            //_bitmapQueue.Enqueue(bitmap);
            SendCommand(bitmap);
        }

 /// <summary>
        /// 发送命令
        /// </summary>
        /// <param name="bitmap"></param>
        private void SendCommand(Bitmap bitmap)
        {
            //Bitmap newBitmap = ESBasic.Helpers.ImageHelper.RoundSizeByNumber(bitmap, 4);
            //bitmap.Dispose();
            //bitmap = null;

            string uid = Guid.NewGuid().ToString();
            Console.WriteLine(string.Format("图片获取时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

            byte[] bytes = ImgConvert.ConvertByte(bitmap);
            Console.WriteLine(string.Format("缓存转换时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));
            bitmap.Dispose();
            bitmap = null;

            _redisCacheHelper.Add<byte[]>(uid, bytes, TimeSpan.FromMilliseconds(5000));
            Console.WriteLine(string.Format("缓存插入时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

            byte[] sendBytes = StringToBytes(uid);
            _udpService.Send(sendBytes, sendBytes.Length);
            Console.WriteLine(string.Format("图片发送时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

            sendBytes = null;
            bytes = null;
        }

抓取到屏幕图片的结果是Bitmap，这里需要将Bitmap转换为byte[]，因为在测试中Redis直接存入Bitmap取出时候有些异常。待Redis存入图片数据后，再通过UDP发送图片数据。来看下测试数据，图片获取到发送的耗时情况。

 

主要的耗时在图片转换这个地方，耗时约10毫秒，redis存入时间是很快的6毫秒左右，UDP发送时间基本为0.

 

public void Recive(int port)
        {
            _imgDisplyFrm = new ImgDisplyFrm();
            _imgDisplyFrm.Closed += (e, o) =>
            {
                if (_udpService != null)
                {
                    _udpService.Dispose();
                    _udpService = null;
                }
            };

            _udpService = new UdpBroadcastService(port,
                bytes =>
                {
                    ShowImg(bytes);
                });
            _imgDisplyFrm.ShowDialog();
        }

/// <summary>
        /// 显示图像
        /// </summary>
        /// <param name="reciveBytes"></param>
        private void ShowImg(byte[] reciveBytes)
        {
            Bitmap bitmap = ParseImg(reciveBytes);

            if (_imgDisplyFrm != null)
                _imgDisplyFrm.ShowImg(bitmap);
        }

/// <summary>
        /// 解析图片
        /// </summary>
        /// <param name="bytes"></param>
        /// <returns></returns>
        private Bitmap ParseImg(byte[] bytes)
        {
            string uid = BytesToString(bytes);
            Console.WriteLine(string.Format("消息接收时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

            byte[] imgBytes = _redisCacheHelper.Get<byte[]>(uid);
            Console.WriteLine(string.Format("缓存获取时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

            if (imgBytes != null)
            {
                Bitmap bitmap = ImgConvert.ConvertImg(imgBytes);
                Console.WriteLine(string.Format("转码完成时间:{0}-{1}", DateTime.Now.ToString("mm:ss:ffff"), uid));

                return bitmap;
            }
            else
                return null;
        }

接收端同样也是开启一个_udpService ，初始化，进行消息监听，接收到消息后进入ShowImg(显示图像)方法，中间主要代码是ParseImg(图片获取解析)这部分，这部分实现将真实图片数据从redis中获取。看下耗时情况。

这里能看到，消息的发送和接收之间耗时约为0(这里考虑本机没有经过网卡，实际应该有100毫秒左右延迟)，redis缓存获取时间非常的快4毫秒左右，转码耗时30毫秒。

以上综合计算，从屏幕采集到终端接收解析总共耗时50毫秒左右，加上UDP广播理论上的100毫秒延迟，150毫秒是能够达到的。

下图是真实环境中两台电脑的屏幕分享延迟图片。

从截图上看，延迟在170毫秒，由此看出这种方案是比较可行的。

放一张测试效果图。

 

3.源码

源码放到了CSDN上，博客园不知道如何上传附件。万恶的CSDN居然至少需要设置2分了。

GIS.DesktopShare 下载地址：http://download.csdn.net/download/jiangfei200809/10229866 

 要是没有分的请移步去百度网盘下载吧，载地址：https://pan.baidu.com/s/1i5XlLnZ

 

代码开源地址：https://gitee.com/JFly/DGIS.BigEye.git

2018.1.30更新：增加了声卡声音采集同步传输

时间仓促，代码和文章都写的不好，只希望这种思路的提出能为有这方面需求的同行提供点参考。

更多个人工作中的项目请访问我的个人网站：www.88gis.cn