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05 原来浏览器还能抓取桌面？

无论是做音视频会议，还是做远程教育，共享桌面都是一个必备功能。如果说在 PC 或 Mac 端写个共享桌面程序你不会有太多感受，但通过浏览器也可以共享桌面是不是觉得就有些神奇了呢？

WebRTC的愿景就是要让这些看似神奇的事情，不知不觉地发生在我们身边。

你可以想象一下，假如浏览器有了共享桌面功能，这会使得浏览器有更广阔的应用空间，一个最直接的例子就是我们可以直接通过浏览器进行远程办公、远程协助等工作，而不用再下载共享桌面的应用了，这大大提高了我们的工作效率。

在WebRTC 处理过程中的位置

在正式进行主题之前，我们还是来看看本文在整个 WebRTC 处理过程中的位置，如下图所示：

WebRTC处理过程图

没错，它仍然属于音视频采集的范畴，但是这次采集的不是音视频数据而是桌面。不过这也没什么关系，桌面也可以当作一种特殊的视频数据来看待。

共享桌面的基本原理

共享桌面的基本原理其实非常简单，我们可以分“两头”来说明：

  • 对于共享者，每秒钟抓取多次屏幕（可以是3次、5次等），每次抓取的屏幕都与上一次抓取的屏幕做比较，取它们的差值，然后对差值进行压缩；如果是第一次抓屏或切幕的情况，即本次抓取的屏幕与上一次抓取屏幕的变化率超过80%时，就做全屏的帧内压缩，其过程与JPEG图像压缩类似（有兴趣的可以自行学习）。最后再将压缩后的数据通过传输模块传送到观看端；数据到达观看端后，再进行解码，这样即可还原出整幅图片并显示出来。
  • 对于远程控制端，当用户通过鼠标点击共享桌面的某个位置时，会首先计算出鼠标实际点击的位置，然后将其作为参数，通过信令发送给共享端。共享端收到信令后，会模拟本地鼠标，即调用相关的 API，完成最终的操作。一般情况下，当操作完成后，共享端桌面也发生了一些变化，此时就又回到上面共享者的流程了，我就不再赘述了。

通过上面的描述，可以总结出共享桌面的处理过程为：抓屏、压缩编码、传输、解码、显示、控制这几步，你应该可以看出它与音视频的处理过程几乎是一模一样的。

对于共享桌面，很多人比较熟悉的可能是RDP（Remote Desktop Protocal）协议，它是 Windows 系统下的共享桌面协议；还有一种更通用的远程桌面控制协议——VNC（Virtual Network Console），它可以实现在不同的操作系统上共享远程桌面，像TeamViewer、RealVNC都是使用的该协议。

以上的远程桌面协议一般分为桌面数据处理与信令控制两部分。

  • 桌面数据：包括了桌面的抓取(采集)、编码（压缩）、传输、解码和渲染。
  • 信令控制：包括键盘事件、鼠标事件以及接收到这些事件消息后的相关处理等。

其实在WebRTC中也可以实现共享远程桌面的功能。但由于共享桌面与音视频处理的流程是类似的，且WebRTC 的远程桌面又不需要远程控制，所以其处理过程使用了视频的方式，而非传统意义上的RDP/VNC等远程桌面协议。

下面我们就按顺序来具体分析一下，在桌面数据处理的各个环节中，WebRTC使用的方式与RDP/VNC等真正的远程桌面协议的异同点吧。

第一个环节，共享端桌面数据的采集。WebRTC 对于桌面的采集与RDP/VNC使用的技术是相同的，都是利用各平台所提供的相关API进行桌面的抓取。以 Windows 为例，可以使用下列 API 进行桌面的抓取。

  • BitBlt：XP 系统下经常使用，在 vista之后，开启DWM模式后，速度极慢。
  • Hook：一种黑客技术，实现稍复杂。
  • DirectX：由于DirectX 9/10/11 之间差别比较大，容易出现兼容问题。最新的 WebRTC都是使用的这种方式
  • GetWindowDC：可以通过它来抓取窗口。

第二个环节，共享端桌面数据的编码。WebRTC 对桌面的编码使用的是视频编码技术，即 H264/VP8等；但RDP/VNC则不一样，它们使用的是图像压缩技术。使用视频编码技术的好处是压缩率高，而坏处是在网络不好的情况下会有模糊等问题。

第三个环节，传输。编码后的桌面数据会通过流媒体传输协议发送到观看端。对于WebRTC来说，当网络有问题时，数据是可以丢失的。但对于 RDP/VNC 来说，桌面数据一定不能丢失。

第四个环节，观看端解码。WebRTC 对收到的桌面数据通过视频解码技术解码，而 RDP/VNC 使用的是图像解码技术（可对比第二个环节）。

第五个环节，观看端渲染。一般会通过 OpenGL/D3D等GPU进行渲染，这个 WebRTC 与 RDP/VNC 都是类似的。

通过以上的讲解，相信你应该已经对共享远程桌面有一个基本的认知了，并且也知道在浏览器下使用WebRTC 共享远程桌面，你只需要会使用浏览器提供的API即可。

因此本文的目标就是：你只需要学会和掌握浏览器提供的抓取屏幕的API就可以了。至于编码、传输、解码等相关知识，我会在后面的文章中陆续为你讲解。

如何共享桌面

学习完共享桌面相关的理论知识，接下来，就让我们实践起来，一起来学习如何通过浏览器来抓取桌面吧！

1. 抓取桌面

首先我们先来了解一下在浏览器下抓取桌面的API的基本格式：

var promise = navigator.mediaDevices.getDisplayMedia(constraints);

这个API你看着是不是似曾相识？没错，它与前面《01 | 原来通过浏览器访问摄像头这么容易》一文中介绍的采集视频的 API 基本上是一样的，我们可以再看一下采集视频的 API 的样子：

var promise = navigator.mediaDevices.getUserMedia(constraints);

二者唯一的区别就是：一个是getDisaplayMedia，另一个是getUserMedia。

这两个API都需要一个constraints参数来对采集的桌面/视频做一些限制。但需要注意的是，在采集视频时，参数constraints也是可以对音频做限制的，而在桌面采集的参数里却不能对音频进行限制了，也就是说，不能在采集桌面的同时采集音频。这一点要特别注意。

下面我们就来看一下如何通过 getDisplayMedia API 来采集桌面：

...

//得到桌面数据流
function getDeskStream(stream){
localStream = stream;
}

//抓取桌面
function shareDesktop(){

//只有在 PC 下才能抓取桌面
if(IsPC()){
//开始捕获桌面数据
navigator.mediaDevices.getDisplayMedia({video: true})
.then(getDeskStream)
.catch(handleError);

return true;
}

return false;

}

...

通过上面的方法，就可以获得桌面数据了，让我们来看一下效果图吧：

Chrome浏览器共享桌面图

2. 桌面的展示

桌面采集后，就可以通过 HTML 中的<video>标签将采集到的桌面展示出来，具体代码如下所示。

首先，在 HTML 中增加下面的代码，其中<video>标签用于播放抓取的桌面内容：

...
<video autoplay playsinline id="deskVideo"></video>
...

下面的 JavaScript 则将桌面内容与<video>标签联接到一起：

...
var deskVideo = document.querySelect("video/deskVideo");
...
function getDeskStream(stream){
localStream = stream;
deskVideo.srcObject = stream;
}
...

在 JavaScript中调用getDisplayMedia方法抓取桌面数据，当桌面数据被抓到之后，会触发 getDeskStream 函数。我们再在该函数中将获取到的 stream 与video 标签联系起来，这样当数据获取到时就从播放器里显示出来了。

3. 录制桌面

录制本地桌面与《04 | 可以把采集到的音视频数据录制下来吗？》一文中所讲的录制本地视频的过程是一样的。首先通过getDisplayMedia方法获取到本地桌面数据，然后将该流当作参数传给 MediaRecorder 对象，并实现ondataavailable事件，最终将音视频流录制下来。

具体代码如下所示，我们先看一下 HTML 部分：

<html>
...
<body>
...
<button id="record">Start Record</button>
...
</body>
</html>

上面的 HTML 代码片段定义了一个开启录制的button，当用户点击该 button 后，就触发下面的JavaScript 代码：

...

var buffer;

...

function handleDataAvailable(e){
if(e && e.data && e.data.size > 0){
buffer.push(e.data);
}
}

function startRecord(){
//定义一个数组，用于缓存桌面数据，最终将数据存储到文件中
buffer = [];

var options = {
mimeType: 'video/webm;codecs=vp8'
}

if(!MediaRecorder.isTypeSupported(options.mimeType)){
console.error(`${options.mimeType} is not supported!`);
return;
}

try{
//创建录制对象，用于将桌面数据录制下来
mediaRecorder = new MediaRecorder(localStream, options);
}catch(e){
console.error('Failed to create MediaRecorder:', e);
return;
}

//当捕获到桌面数据后，该事件触发
mediaRecorder.ondataavailable = handleDataAvailable;
mediaRecorder.start(10);
}

...

当用户点击Record按钮的时候，就会调用startRecord函数。在该函数中首先判断浏览器是否支持指定的多媒体格式，如webm。 如果支持的话，再创建MediaRecorder对象，将桌面流录制成指定的媒体格式文件。

当从localStream获取到数据后，会触发ondataavailable事件。也就是会调用 handleDataAvailable 方法，最终将数据存放到Blob中。

至于将Blob保存成文件就比较容易了，我们在前面的文章《04 | 可以把采集到的音视频数据录制下来吗？》中都有讲解过，所以这里就不再赘述了！

小结

本文我向你讲解了如何通过浏览器提供的 API 来抓取桌面，并将它显示出来，以及如何通过前面所讲的MediaRecorder对象将桌面录制下来。

其实，真正的商用客户端录制并不是录制音视频流，而是录制桌面流。这样即使是多人互动的场景，在有多路视频流的情况下，录制桌面的同时就将桌面上显示的所有视频一起录制下来了，这样问题是不是一下就简单了？

比较遗憾的是，关于我们上述录制桌面的API，目前很多浏览器支持得还不够好，只有 Chrome 浏览器相对比较完善。不过现在WebRTC 1.0规范已经出来了，相信在不久的将来，各浏览器都会实现这个API的。

思考时间

为什么使用视频的编码方式就容易出现桌面模糊的现象呢？有什么办法可以解决该问题吗？

欢迎在留言区与我分享你的想法，也欢迎你在留言区记录你的思考过程。感谢阅读，如果你觉得这篇文章对你有帮助的话，也欢迎把它分享给更多的朋友。

所做Demo的GitHub链接（有需要可以点这里）

精选留言（15）
  • 恋着歌 👍（13） 💬（2）

    如果是解决网络引起的模糊，那么可能就要牺牲实时性，提高延迟，就像我们看视频时卡顿要缓冲一下。 具体的解决方法是： 1，解决网络问题😂 2，关闭 Web RTC 的自适应码率，frameRate，width，height 设置固定值或高范围值。

    2019-07-25

  • 月光伴奏 👍（7） 💬（2）

    老师!文中(不能在采集桌面的同时采集音频),好像是能同时采集的,弹出了一个分享音频的选择框,勾上好像就能采集音频了

    2019-11-22

  • 春风吹又生 👍（3） 💬（2）

    老师，webrtc能否录制系统内声音呢？

    2019-10-27

  • 魏仁勋 👍（2） 💬（1）

    老师，我现在在用electron-vue写客户端，但是我想分享我的屏幕，结果报这个错误navigator.mediaDevices.getDisplayMedia is not a function，但是我是能看到视频和听到声音的，我之前在web是可以调的，请问这是为什么呢

    2020-11-13

  • 宇宙之王 👍（2） 💬（2）

    是不是这一讲的代码只能在Chrome下面运行，别的浏览器不支持，我试了一下，edge和火狐获取不到桌面，另，看到所有代码里面都有<script src="https://webrtc.github.io/adapter/adapter-latest.js"></script> <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/socket.io/2.0.3/socket.io.js"></script> 为什么要引入这两个js，删掉好像一样可以运行

    2020-08-23

  • 月光伴奏 👍（2） 💬（2）

    老师,也就是说webrtc这个分享时没办法实现分享系统声音的嘛？分享游戏听不到声音的嘛？

    2019-11-15

  • Embrace 👍（1） 💬（2）

    老师，按照demo写的，录下来的桌面视频好模糊，调整了分辨率和帧率也没啥用，分辨率太大了，录下来的视频会嵌套变成很多层；另外getDisplayMedia接口的具体参数在哪里能查到？ MDN的参数很简单，跟实际要用到的相比少了很多

    2020-10-19

  • 初音韶歌 👍（1） 💬（1）

    老师，我的截取桌面播放的视频内容是嵌套的是怎么回事呢，就是一个桌面内容里又有n层小的内容

    2019-08-26

  • ZeroIce 👍（1） 💬（1）

    老师，录制的像素太低怎么办？

    2019-08-04

  • ZeroIce 👍（1） 💬（1）

    交作业：https://codepen.io/vicksiyi/pen/oKGJzL // 判断是否为PC端的Chrome let ifMachine = (() => { var ua = navigator.userAgent, isWindowsPhone = /(?:Windows Phone)/.test(ua), isSymbian = /(?:SymbianOS)/.test(ua) || isWindowsPhone, isAndroid = /(?:Android)/.test(ua), isFireFox = /(?:Firefox)/.test(ua), isChrome = /(?:Chrome|CriOS)/.test(ua), isTablet = /(?:iPad|PlayBook)/.test(ua) || (isAndroid && !/(?:Mobile)/.test(ua)) || (isFireFox && /(?:Tablet)/.test(ua)), isPhone = /(?:iPhone)/.test(ua) && !isTablet, isPc = !isPhone && !isAndroid && !isSymbian; return { isChrome: isChrome, isPc: isPc }; })();

    2019-08-04

  • K 👍（1） 💬（1）

    //第一部分代码 let videoTypes = "video/webm\;codecs=vp8"; let userMediaSetting = { video: true }; let playVideo = document.querySelector('video#play'); let rePlayVideo = document.querySelector('video#replay'); let recordingButton = document.querySelector('button#recording'); let playbackButton = document.querySelector('button#playback'); let downloadButton = document.querySelector('button#download'); let buffer; let mediaRecorder; let blob; function init() { if (!(mediaSupport() && mediaRecorderSupport())) return; getVideo(); } function mediaSupport() { if (!navigator.mediaDevices) { console.log('不支持 mediaDevices'); return false; } console.log('支持 mediaDevices'); return true; } function mediaRecorderSupport() { if (!MediaRecorder.isTypeSupported(videoTypes)) { console.log(`不支持 ${videoTypes}`); return false; } console.log(`支持 ${videoTypes}`); return true; } function getVideo() { navigator.mediaDevices.getDisplayMedia(userMediaSetting) .then(handleGetVideo) .catch(handleGetVideoError) } function handleGetVideo(mediaStream) { playVideo.srcObject = mediaStream; } function handleGetVideoError(err) { console.log(`获取视频输入出错: ${err.name} : ${err.message}`) } function recordingVideo() { if ( typeof(mediaRecorder) != "undefined" && mediaRecorder.state === 'recording') { console.log('已开始录制,请勿重复录制'); return; } console.log('开始录制'); buffer = []; let options = { mimeType : videoTypes }; mediaRecorder = new MediaRecorder(playVideo.srcObject, options); mediaRecorder.ondataavailable = handleDataAvailable; mediaRecorder.start(10); } function handleDataAvailable(d) { if (d && d.data && d.data.size > 0) { buffer.push(d.data); } }

    2019-07-25

  • caidy 👍（0） 💬（1）

    录制的视频清晰度很差，这个要怎么解决呢？还有显示的时候清晰度也非常差

    2021-04-23

  • CaptainJack 👍（0） 💬（1）

    请问，我这边做了一对一的视频连接，这个时候要共享桌面，拿到流之后，要怎么让对端看到这个流呢，我 stream.getTracks().forEach((track) => this.pc.addTrack(track, stream)) 之后，对端没有收到共享的流

    2021-04-01

  • 白马 👍（0） 💬（1）

    李老师，如何实现默认录制全屏呢？按照您教的，录制的时候会弹出提示框让选择是录制桌面还是录制应用的界面。我现在希望直接录制桌面，不弹出选择框。

    2020-09-23

  • Ben 👍（0） 💬（1）

    老师 本地桌面录制可以放在服务器上自动化吗？比如说在线教育的场景下，不想让学生和老师对录制过程有感知，所以把这个本地录制放到一个第三端中，在第三端录制本地桌面。但是chrome获取桌面视频流的时候好像必须要用户手动同意才行。

    2020-09-19