CN111464873A - 一种视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法 - Google Patents

一种视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，包括下列步骤：学生端通过http从后台请求请求历史数据，解析在内存中；学生端和老师端实现socket长链接；老师端在PPT上绘图或者书写文字；判断老师操作的类型，每隔设定时间发送一次数据；学生端收到老师端发来的数据，整理处理后的数据并存储；在学生端相应的PPT页面上绘图或者书写文字。本方案把绘图或者文字数据的中间变化过程也发送给学生端，每200ms收发一次数据，使得老师的画笔或者文字信息能够实时高效的传递到学生端。

Description

一种视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法
技术领域
本发明涉及一种实时画笔及实时文字的解决方法，尤其是涉及一种微信小程序视频直播观看端实现高同步实时画笔及实时文字的方法。
背景技术
现如今直播平台众多，直播技术已经相当成熟，在教育类直播软件中，老师很可能在直播的同时，通过直播软件，在PPT上进行写文字，或者画图，画曲线等等操作，那么如何使这些文字，或者图形快速实时地传达到学生端让学生看到，而不是在老师画完一笔或者写完一段文字之后生硬的把最终的图形或者文字突然显示在学生端。
1.目前市场上的同类产品的做法：
在直播过程中，当老师画完一笔或者书写完一段文字之后，触发鼠标抬起动作或者点击确定按钮的动作会触发老师端的讲课软件把这一笔画的绘图数据或者这一段文字数据发送给学生端。
2.特点：
传输数据比较小，直接把最终的绘图结果或者最终的文字片段传递给学生端，不会传输绘图或者文字的中途数据，学生端一目了然地看到了最终的绘画或者文字片段数据。
3.缺点：
缺点也很明显，就是学生端显示的绘画或者文字内容比较突兀，PPT上突然显示出一段文字或者一段绘图数据，如果老师在画图或者书写一段文字的同时，一直在讲课而并没有画完这一笔画或者写完这段话，那么学生就老师所讲的内容和学生端所显示的PPT上的绘图或者文字数据对应不上，当老师讲了一部分内容之后，这一段文字或者绘图数据突然显示在PPT上，比较尴尬。
发明内容
本发明提供了一种视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，用于解决上述不能实时的问题，可以应用在教育类直播软件，当老师端在PPT文档上绘图或者写文字时，能够高同步性的传达给学生端，让学生看到。其技术方案如下所述：
一种视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，包括下列步骤：
S1：学生端通过http从后台请求请求历史数据，历史数据包括历史绘图及文字数据，并将历史数据解析在内存中；
S2：学生端和老师端实现socket长链接，使学生端和老师端能够随时互发数据信息，并且对方能接收到相应的数据信息；
S3：老师端在PPT上绘图或者书写文字；
S4：判断老师操作的类型，每隔设定时间发送一次数据；
S5：类型为书写文字时，老师端把全量的文字数据发送给学生端；
S6：类型为绘图时，老师端把增量的绘图数据发送给学生端；
S7：学生端收到老师端发来的数据，整理处理后的数据并存储到内存中；
S8：内存中的数据在相应的PPT页面上绘图或者书写文字；
S9：在老师端和学生端断开socket长链接后，结束数据传输。
进一步的，步骤S1中，历史数据解析到内存后，整理历史数据，并一次性绘制到相应的PPT的相应页面上。
进一步的，步骤S2中，socket长连接通过socket.IO类库实现。
进一步的，步骤S5中，老师端一直轮询检查当前文字输入框中的内容是否发生改变，如果文字没有发生改变的话，老师端不触发发送文字数据信息的动作。
文字发生改变时，老师端把当前的文字内容通过全量的方式发送给学生端，发送的文字信息包含有文字内容、文字颜色、颜色透明度、文字字体、文字字号、文字起始位置坐标点、换行符信息、绘图文字的区域长宽数值数据，还有文字字体的线条宽度以及该文字所依附的文档PPT附加信息。
进一步的，步骤S6中，绘图数据包括线条的宽度、线条的颜色、颜色透明度、图形的形状，还有绘图的相应坐标点以及该绘画所依附的文档PPT附加信息。
老师端根据所画图形的形状向学生端传输相应的图形的坐标点数据。
进一步的，步骤S7中，老师端处理撤销的动作时，学生端首先通过该绘图或者文字所依附的文档的id信息，以及该绘图所依附的文档的页数信息，以及该绘图或者文字的唯一id信息，找到该绘图或者文字在内存中的数据，然后直接把老师端所发起的删除的内容从观看端内存中清除掉，接着重新整理内存中的剩余数据，把剩余部分数据重新绘制到相应的PPT文档中的相应页面。
进一步的，步骤S4中，所述设定时间为200ms。
所述视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法应用在教育类直播软件中，当老师在直播的同时在PPT上书写文字或者绘图时，使文字或者绘图数据实时地传输到学生端的观看软件上，把文字或者绘图数据，从开始到结束以及中间过程数据实时地传输到学生端，然后在学生端把数据平滑地显示出来，不至于显得过于突兀。
本发明具有以下特点：
(1)在教育类直播软件当中，老师在主讲端进行画图操作时，画笔数据信息不断的以增量的方式发送给学生观看端，学生观看端收到画笔数据后，马上在绘图载体上绘制出相应的图形，并且画图数据不断的以相当短的时间间隔实时地发送给学生观看端，学生观看端软件画出来的图形慢慢形成，这样就貌似和老师讲课端的画图数据同步。
(2)在教育类直播软件当中，老师在主讲端进行书写文字操作时，文字数据信息不断的以全量的方式发送给学生观看端，学生观看端收到文字数据后，马上在文字载体上加载相应的文字，并且文字数据不断的以相当短的时间间隔实时地发送给学生观看端，学生观看端软件绘制出来的文字貌似一个字一个字的出来，或者一个字一个字的被删除，这样就貌似和老师讲课端的文字数据同步。
(3)学生端收到的绘图数据格式和文字数据格式，这是CC视频特有的实时绘图和实时文字数据传输格式。
(4)学生观看端软件在进入直播时，可能老师直播端已经开始讲课并且有绘制图形和文字信息数据产生，学生端要首先加载历史绘图数据和文字信息数据，然后一次性的把这些图画和文字展示在载体上，这样画板上的信息才能和老师直播端的画板信息保持一致。
附图说明
图1是所述视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法的流程示意图。
具体实施方式
对于教育方面的视频直播，老师端和学生端采用同一程序，老师端是指老师操作的使用端，学生端是指学生使用的观看端，传输的数据是在PPT上进行写文字，或者画图，画曲线等等操作，PPT依赖于画板，使画板上的信息和老师直播端的画板信息保持一致。
如图1所示，所述视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法包括如下步骤：
1、加载历史绘图及文字数据：
首先通过http请求历史数据，如果老师在用直播软件讲课途中有学生通过观看软件中途进入直播间，那么这时候很可能老师已经在PPT上画了一部分图或者书写了一部分文字，当学生端直播软件刚进入直播间，就首先要请求历史绘图数据和文字数据，把所有PPT上已经画的图和书写的文字通过http请求得到，并把数据存储在内存中，然后整理这部分数据，把这部分数据一次性绘制到相应的PPT的相应页面上。
进一步的，在实施时，之前的历史绘图数据和文字数据，可能存在文件较多的情况，因此为了提高加载速度，可以设定单位时间内，比如五分钟内的相关文件作为传输基础，进行首次传输。然后在学生跟随进度学习时，之前没有传输的历史绘图数据和文字数据分批次从后到前的顺序逐次传输，传输的批次依然可以设定时间，比如同样设定五分钟。这样假定之前已经进行了三十分钟的讲课，那么，学生收到的是第25分钟到第30分钟的内容，有助于学生了解当前进度，接下来进行下面的socket长连接，在建立好长连接后，学生跟随已加载进度和老师的实时讲课进行时，前面的历史绘图数据和文字数据，分五批次逐次传输到学生端。
2、实现socket长连接：
学生端和老师端实现socket长链接，使学生端和老师端可以随时互发数据信息，并且对方可以接收到相应的数据信息，socket长连接可以通过socket.IO这个类库来实现。
长连接的作用是老师端和学生端始终保持一个网络连接并且不断开，当老师端发送给学生端数据信息时，学生端可以立马得到该数据，不会导致太大的时间延迟。
其中，socket长连接传输的信息Json格式如下：
(1)一条文字类信息的传输格式示例如下：
Figure BDA0002445421490000051
Figure BDA0002445421490000061
(2)一条绘图类信息的传输格式示例如下：
Figure BDA0002445421490000062
Figure BDA0002445421490000071
Figure BDA0002445421490000081
4.数据传输：
(1)文字类信息的传输原理
文字类信息：当老师写文字时，老师端的直播软件一直轮询检查当前文字输入框中的内容是否发生改变，如果文字发生改变，那么直播软件立马把当前的文字内容通过全量的方式发送给学生端，如果文字没有发生改变的话，那么老师端不触发发送文字数据信息的动作，每200ms时间间隔检查一次，发送的文字信息包含有文字内容，文字颜色，颜色透明度，文字字体，文字字号，文字起始位置坐标点，换行符信息，绘图文字的区域长宽数值数据，文字字体的线条宽度以及该文字所依附的文档PPT的宽度，PPT高度，PPT名称，PPT总页数，PPT的id，PPT文档的长宽等附加信息，以便于精确地在相应文档的相应页面上绘制相应的文字，同时学生的观看端软件把刚接收到的文字信息保存在内存当中。
全量：全量的意思是每次都发送本文本框中的所有文字信息，比如一次以发送的是“我是中国人”，然后老师又添加了一个“民”字，那么下一次老师端发送给学生端的内容将是“我是中国人民”，然后学生端把“我是中国人民”这六个字全部替换原来的“我是中国人”这五个字。
进一步的，文本框中的内容比较多，且持续时间较长时，比如时间设定一分钟，当老师端对文本框的内容直接或间接输入时间判断超出一分钟时，则启动全量的批次处理，不再把文本框的内容每200ms全量发送，而是调整成每200ms发送前一分钟的数据，这样就降低了网络流量，提高了观看效果。
(2)绘图类信息的传输原理
绘图类信息：老师端当鼠标按下绘图时，直至鼠标抬起绘制一笔图画完成，每200ms把本笔画已绘制的图形数据信息通过增量的方式发送到学生端，使学生端不断的能接收到老师端所绘制的图形的数据，绘图信息数据包括，线条的宽度，线条的颜色，颜色透明度，图形的形状(圆形，椭圆形，矩形，直线，曲线)，绘图的相应坐标点以及该绘画所依附的文档PPT的宽度，PPT高度，PPT名称，PPT总页数，PPT的id，PPT文档的长宽等附加信息，其中给到的该绘画所依附的文档PPT的信息作用和上面一致。
然后老师端的直播软件根据所画图形的形状来向学生端的观看软件传输相应的坐标点数据，例如如果是圆形，传输的坐标数据是圆心位置坐标以及该圆的半径长度，如果画的是直线，那么传输的数据是起始点和终止点的位置坐标，如果画的是矩形，那么传输的数据是矩形起始点的位置坐标和矩形的长度，矩形的宽度信息，如果画的是曲线，那么传输的数据是绘制成这条曲线的所有坐标点的集合，然后学生的观看端软件把接收到的绘图信息保存在内存中。
增量：增量的意思是累加，比如如果老师端的绘图数据一共绘制了1，2，3，4，5，6这六个点，那么第一次老师端直播软件向学生端观看软件发送的200ms内的传输数据为1，2这两个点，第二次200ms内的传输数据为3，4这两个点，接下来的200ms内的传输数据为5，6这两个点。
(3)当老师触发一些撤销的动作时，比如删除文档，清除文档画笔，撤销某一笔画，撤销上一步，删除某个文字等动作时，学生的观看端软件首先通过该绘图或者文字所依附的文档的id(docid)信息，以及该绘图所依附的文档的第几页的页数(page)信息，以及该绘图或者文字的唯一id(drawid)信息，找到该绘图或者文字在内存中的数据，然后观看端软件直接把老师所发起的删除的内容从观看端内存中清除掉，然后重新整理内存中的剩余数据，把剩余部分数据重新绘制到相应的PPT文档中的相应页面上即可。
(4)绘制：
绘制就是每次收到绘图或者文字数据后，立刻在学生端的观看的画板上绘制出相应的数据信息，因为如果有连续的绘图数据传输的话，数据的传输间隔是200ms，这样达到的效果是，如果老师1S绘制一条直线或者曲线的话，会在学生的观看端画5次才能形成这条线，这样仿佛这条线是动态形成的，如果老师花费10S写一段文字的话，那么学生的观看端软件形成这段文字需要收到并绘制50次，这样在老师删除，或者添加文字的时候，学生观看端软件的显示方式就像老师一个字一个字的打出来的一样，比较平滑。
本方案具有以下特点：1)解决了在教育类直播软件老师直播讲课的过程中，老师在PPT上绘图或者书写文字的时候，老师直播端软件和学生观看端软件的画笔或者文字信息高同步，高实时性的问题，使得老师的画笔或者文字信息能够实时高效的传递到学生端，让学生观看，不至于产生老师一笔没画完或者一段文字还没有书写完的情况下，学生观看端什么也看不到的现象发生。2)还避免了老师在画完一笔或者书写完一段文字之后，学生观看端的PPT上突然有一笔完整的笔画或者一段完整的文字出现的情况。
本方案是把绘图或者文字数据的中间变化过程也发送给了学生端，这样就会导致网络间的传输数据量就比较大，而且老师的直播端和学生观看端的收发数据的频率比较高，每200ms收发一次数据，因此需要网络信号良好，以免在网络极差的情况下，发送数据丢失，或者发送数据过慢造成要发送的数据产生堆积，影响用户体验。

Claims (9)

1.一种视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，包括下列步骤：
S1：学生端通过http从后台请求请求历史数据，历史数据包括历史绘图及文字数据，并将历史数据解析在内存中；
S2：学生端和老师端实现socket长链接，使学生端和老师端能够随时互发数据信息，并且对方能接收到相应的数据信息；
S3：老师端在PPT上绘图或者书写文字；
S4：判断老师操作的类型，每隔设定时间发送一次数据；
S5：类型为书写文字时，老师端把全量的文字数据发送给学生端；
S6：类型为绘图时，老师端把增量的绘图数据发送给学生端；
S7：学生端收到老师端发来的数据，整理处理后的数据并存储到内存中；
S8：内存中的数据在相应的PPT页面上绘图或者书写文字；
S9：在老师端和学生端断开socket长链接后，结束数据传输。
2.根据权利要求1所述的视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，其特征在于：步骤S1中，历史数据解析到内存后，整理历史数据，并一次性绘制到相应的PPT的相应页面上。
3.根据权利要求1所述的视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，其特征在于：步骤S2中，socket长连接通过socket.IO类库实现。
4.根据权利要求1所述的视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，其特征在于：步骤S5中，老师端一直轮询检查当前文字输入框中的内容是否发生改变，如果文字没有发生改变的话，老师端不触发发送文字数据信息的动作。
5.根据权利要求4所述的视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，其特征在于：文字发生改变时，老师端把当前的文字内容通过全量的方式发送给学生端，发送的文字信息包含有文字内容、文字颜色、颜色透明度、文字字体、文字字号、文字起始位置坐标点、换行符信息、绘图文字的区域长宽数值数据，还有文字字体的线条宽度以及该文字所依附的文档PPT附加信息。
6.根据权利要求1所述的视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，其特征在于：步骤S6中，绘图数据包括线条的宽度、线条的颜色、颜色透明度、图形的形状，还有绘图的相应坐标点以及该绘画所依附的文档PPT附加信息。
7.根据权利要求6所述的视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，其特征在于：老师端根据所画图形的形状向学生端传输相应的图形的坐标点数据。
8.根据权利要求1所述的视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，其特征在于：步骤S7中，老师端处理撤销的动作时，学生端首先通过该绘图或者文字所依附的文档的id信息，以及该绘图所依附的文档的页数信息，以及该绘图或者文字的唯一id信息，找到该绘图或者文字在内存中的数据，然后直接把老师端所发起的删除的内容从观看端内存中清除掉，接着重新整理内存中的剩余数据，把剩余部分数据重新绘制到相应的PPT文档中的相应页面。
9.根据权利要求1所述的视频直播观看端实现实时画笔及实时文字的方法，其特征在于：步骤S4中，所述设定时间为200ms。
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