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从零开始构建 macOS 录屏应用：实现录屏采集

前端

前言

实时屏幕共享在远程协作、教育和技术支持等领域有着广泛的应用，录屏采集是其至关重要的第一步。对于 macOS 系统而言，录屏采集有着独特的实现方式。本文将深入探讨 macOS 桌面端的录屏采集技术，从基础概念到实际实现，为您提供一份全面的指南。

了解 macOS 屏幕共享的架构

macOS 中的屏幕共享功能由三部分组成：

  • 屏幕共享服务器： 负责管理共享会话，并向客户端发送屏幕数据。
  • 屏幕共享客户端： 用于连接到服务器并显示共享屏幕。
  • 录屏采集器： 负责捕获屏幕内容并将其发送给服务器。

录屏采集原理

在 macOS 中，录屏采集是通过 Core Media 框架实现的。Core Media 提供了一个称为 CVDisplayLink 的 API，它可以与屏幕刷新率同步，从而捕获每一帧的屏幕内容。该 API 提供了一个回调函数，该函数会在每一帧被捕获时调用。

实现 macOS 录屏采集

要实现 macOS 录屏采集，需要遵循以下步骤：

  1. 导入必要的库：

    • #import <CoreVideo/CoreVideo.h>
    • #import <CoreMedia/CoreMedia.h>

  2. 创建屏幕采集会话：

    • 创建一个 CVDisplayLinkRef 对象。
    • 设置 CVDisplayLinkSetOutputCallback 回调函数。
    • 启动 CVDisplayLink 会话。

  3. 捕获屏幕帧：

    • 在回调函数中，使用 CVPixelBufferGetBaseAddress 获取屏幕帧的像素缓冲区地址。
    • 将像素缓冲区复制到一个图像缓冲区或视频帧中。

  4. 发送屏幕帧：

    • 将捕获的屏幕帧发送到屏幕共享服务器或其他处理组件。

优化录屏采集

为了优化 macOS 录屏采集的性能，可以采取以下措施：

  • 使用低延迟模式： 使用 kCVDisplayLinkModeLowLatency 模式可以减少延迟。
  • 优化回调函数： 回调函数应尽可能高效，以避免影响性能。
  • 使用 Metal 或 OpenGL： 使用 Metal 或 OpenGL 渲染屏幕帧可以提高效率。

示例代码

以下示例代码演示了如何使用 CVDisplayLink 实现 macOS 录屏采集：

#import <CoreVideo/CoreVideo.h>
#import <CoreMedia/CoreMedia.h>

CVDisplayLinkRef displayLink;

void displayLinkCallback(CVDisplayLinkRef displayLink, const CVTimeStamp *inNow, const CVTimeStamp *inOutputTime, CVOptionFlags flagsIn, CVOptionFlags *flagsOut, void *displayLinkContext) {
    // 获取屏幕帧的像素缓冲区
    CVPixelBufferRef pixelBuffer = (CVPixelBufferRef)CVDisplayLinkGetCurrentBuffer(displayLink);
    
    // 将像素缓冲区复制到图像缓冲区
    CVImageBufferRef imageBuffer = CVImageBufferCreateWithPixelBuffer(kCFAllocatorDefault, pixelBuffer, kCVPixelFormatType_32BGRA, 0, NULL);
    
    // 发送图像缓冲区
    // ...
}

int main() {
    // 创建屏幕采集会话
    CVDisplayLinkCreateWithActiveDisplay(&displayLink);
    CVDisplayLinkSetOutputCallback(displayLink, &displayLinkCallback, NULL);
    CVDisplayLinkStart(displayLink);
    
    // ...
    
    // 停止屏幕采集会话
    CVDisplayLinkStop(displayLink);
    CVDisplayLinkRelease(displayLink);
    
    return 0;
}

结语

macOS 录屏采集技术在实时屏幕共享应用中至关重要。本文提供的指南和示例代码将帮助您构建自己的 macOS 录屏应用，让您可以轻松实现屏幕共享功能。通过遵循这些步骤并实施优化措施，您可以创建高效且可靠的录屏采集解决方案。