在老舊電腦上跑 vlc streaming 服務

該怎樣調校 vlc 的參數， 才可以把老舊電腦變成監視錄影器 (audio & video streaming server) 呢? 這篇延續 「循序漸進的 vlc 命令列教學」 第七節， 一樣拿一部舊筆電透過網路攝影機當作 vlc streaming server， 讓它在客廳看電視； 又在書房同一個區網內用一部 PC 連到筆電透過筆電間接看電視。 這篇的重點是如何用最懶惰的方法調參數， 讓不夠力的老舊筆電 (藉由犧牲畫質， 甚至犧牲聲音) 也能勉強播放。 [注意： 本文指令皆無加密效果； 請不要在公開網路上播放洩漏隱私或有著作權限制的內容!]

一、 降低網路及客戶端的不確定性

影音串流失敗， 經常是因為速度/效能不足的問題。 所以第一個要點就是先排除網路速度的問題： 請先在區網做實驗就好， 確保網路速度不是瓶頸。

再來， 接收影音的客戶端 (書房 PC) 相對來說比較不太需要強大的運算力。 (這跟 「解壓縮檔案比壓縮要輕鬆快速」 的道理一樣。) 所以如果無法播影片， 多半需要從串流伺服器那一頭去改設定， 而不是在客戶端這頭。

至於在客戶端這頭... vlc 印出來的錯誤訊息很難理解， 甚至連 google 大神都找不太到好答案。 後來我都改用 mplayer 來測試， 至少它的錯誤訊息比較容易理解。 指令如下： mplayer http://192.168.12.34:5780 如果它印出來的 "cache fill" 一直卡在 "0.00%" 那麼比較有可能是串流伺服器那頭的問題， 請停掉伺服器， 改其他參數重來一次。 有時 mplayer 填了一部分的 cache 之後， 會開始抱怨 「cache empty」， 請不要按 ctrl-c 打斷它! 也並不需要如它建議提高 -cache 跟 -cache-min 的值， 只需要 很有耐心地等幾分鐘， 影像就會出現了。

[9/1] ffmpeg 套件裡面的 ffplay 指令的錯誤訊息也很清楚， 而且成功率比 mplayer 高、 等待時間比 mplayer 短。

mplayer 測試成功之後， 如果需要， 客戶端再改用 vlc 或其他播放軟體。

二、 減輕伺服器負擔的方法

再來談伺服器端 (筆電) 的設定。 在筆電上記得要另開一個分頁或視窗， 用 top 指令隨時監看 CPU 使用率。 最好只有 cvlc 一個程序吃最兇， 而且筆電的 load average 最好經常保持在 1.00 以下。 比方說， 因為我都從 PC 用 ssh -X 連到筆電操作， 所以用一陣子之後， 發現筆電上的螢幕保護程式就跑出來亂， 吃掉不少資源。

影音參數又多又複雜， cvlc 命令列參數調校到快哭出來； 還好發現 ffmpeg 的 h264 編碼器 有幾組預先打包好的 「參數套餐集」 (preset)， 讓我們這些弱弱的凡人可以指定速度就好， 剩下的細節它自動幫我們填。 如果你的舊電腦不夠力， 預設的 medium 參數套餐集將無法即時提供影音串流給客戶端。 這時可以改用 fast、 faster、 veryfast、 superfast 甚至是最快的 ultrafast， 犧牲品質換取速度。 想知道每組 preset 到底設定了哪些參數? x264 原始碼 解壓縮後， 在 common/common.c 裡面可以看到 (天書 orz)。

查看 VLC 的 streaming features list 各種屬性/格式的相容對照表， 從 H.264/MPEG-4 那一列看過去， 並且了解一下 Transport Stream 的意義 之後， 決定那就採用 TS 當容器格式吧。

網路上有很多複雜的指令， 有些可能也是抄來的， 連作者自己都不知道是什麼意思 :-) 我則傾向盡量不要用看不懂的參數。 要調整參數之前， 建議先 用 mediainfo 查看你的影片檔案庫， 看看每個參數的正常值大約是多少。 比方說， 我發現手邊大部分影片的 bitrate 落在 200k bps 到 600k bps 之間， 而大部分聲音的 bitrate 則落在 40k 到 150k 之間。 但是 打電話品質的 audio bitrate 其實低到 10k 都還可以接受。 所以如果要調降 vb (video bitrate) 跟 ab (audio bitrate) 的話， 合理的低值是 vb=200 及 ab=10。 不過實驗後發現： 降低這兩個值， 對於伺服器減壓效果似乎有限。 不解的是， 降低 fps (每秒畫面數) 效果好像也有限? 而且這些數值改成超誇張低值時， 反而會出現其他奇奇怪怪的問題， 甚至提高接收端的失敗率。

另一個減壓效果很好的設定， 是降低解析度。 例如在原先預設的 640x480 模式底下， top 指令看到 vlc 吃掉五六十趴的 CPU， 改成 160x120 模式之後， 掉到只剩二十幾趴。

當然， 最好直接指定網路攝影機硬體所支援的解析度， 避免再多一次轉換。 請安裝 v4l-utils 套件， 然後用 v4l2-ctl --list-formats-ext 指令就可以查看你的攝影機到底支援哪些解析度。

[9/1] eeepc 700 採用 mux=ts 換各種參數都失敗； 後來改用 mux=ogg 就成功出現影像了! vcodec=mjpg 的效果比 vcodec=theora 要流暢。 至於聲音怎麼樣都試不出來。 結論： vcodec=mjpg 加 mux=ogg 搭配低解析度， 目前看來是舊電腦的最佳組合。

三、 機器、 OS、 指令

以下是我的實驗筆記。

1. 2011 年的 聯想 x220i， lubuntu 15.04： 這個陽春指令成功送出影音串流： cvlc v4l2:// :v4l-vdev=/dev/video0 :input-slave=alsa:// :sout='#transcode{vcodec=x264,venc=x264{preset=veryfast},acodec=mpga} : std{access=http, mux=ts, dst=:5780}'
2. 2008 年的 華碩 eeepc 900HA， antix 16： 不論怎麼調整， 聲音總是會超 lag， 最後放棄聲音， 只送出影像： cvlc v4l2:// :v4l-vdev=/dev/video0 :input-slave=alsa:// :sout='#transcode{vcodec=x264,venc=x264{preset=superfast},acodec=mpga} : std{access=http, mux=ts, dst=:5780}'
3. 2007 年的 華碩 eeepc 700， antix 16： 有影像沒有聲音： cvlc v4l2:// :v4l-vdev=/dev/video0 :input-slave=alsa:// :sout='#transcode{vcodec=mjpg} : std{access=http, mux=ogg, dst=:5780}'
4. 2004 年的 華碩 z9100： 裝完 antix 16 進 X Window 時全黑； lubuntu 15.04 抓不到 webcam； 改用 usb 網路攝影機， 執行 cvlc 時發生 Floating point exception。 好吧， 我放棄了。
5. 一個複雜的指令， 展示如何指定其他參數： (解析度 160x120， 每秒 10 張圖， video bitrate 200k， audio bitrate 12k) cvlc v4l2:// :v4l-vdev=/dev/video0 :input-slave=alsa:// :v4l2-width=160 :v4l2-height=120 :sout='#transcode{vcodec=x264,vb=200,fps=10,venc=x264{preset=ultrafast},acodec=mpga,ab=12} : std{access=http, mux=ts, dst=:5780}'
6. 目前成功率最高的指令： cvlc v4l2:// :v4l-vdev=/dev/video0 :input-slave=alsa:// :v4l2-width=160 :v4l2-height=120 :sout='#transcode{vcodec=mjpg,acodec=vorbis} : std{access=http, mux=ogg, dst=:5780}'

你的實驗成功嗎? 請留言分享一下你的電腦配備及 cvlc 參數吧!