直播答题解决方案

直播问答推流链路最核心的诉求是推流链路的稳定性，保障30分钟推流答题过程中的推流帧率稳定，阿里云直播问答推流系统架构：

• 推流服务部署阿里云北京云机房，SNAT 推流到阿里云直播中心。
• 两套域名，分别用于直播中心北京单元和上海单元，某个直播中心单元故障，可以实时切换。
• 一套域名，一个房间活动推两路流，互为Backup。
• 直播中心做实时转码。
• 阿里云视频直播服务全链路推拉流实时秒级监测，有效监测推流帧率的稳定性和拉流播放的流畅性，并将实时秒级监控报警信息通过企业服务钉钉群同步。

以上直播问答系统，将推流服务部署阿里云，结合阿里云CDN和阿里云视频直播服务北京直播单元、上海直播单元，提供双线推流链路，可保障推流帧率的稳定性和推流服务99.99%的可用性SLA。

直播答题的核心环节之一是如何做到画题同步。阿里云方案中，主持人信号与音视频通过同一传输通道同时传输，高精度同步。这也是决定用户体验的关键。阿里云提供的方案如下：

具体操作流程如下所示：

1. 主持人提出问题，此时准备推送题目。为了能快速让用户看到题目，题库都存在阿里云持久型缓存数据库Redis上。
2. 现场人员发出信息，通过接入方的AppServer，调用阿里云的OpenAPI，在直播视频流当前位置中插入若干SEI帧，帧内容可由业务自定义。
3. 播放SDK接收到视频流后，解析出SEI帧，并回调给APP。此时APP立即向AppServer请求问题信息，然后显示在APP上，完成整个出题过程。
4. 收到用户答题后，用户答题结果实时写入Redis，判断答题是否正确。并返回给现场人员。完成整个答题流程。

以上方案环环相扣，实现了从主持人信号与音视频通过同一传输通道同时传输，可实现高精度同步。通常，直播答题场景都是通过现场人员在改造之后的OBS端，实现SEI信息插入的操作，同时，阿里云直播答题解决方案也即将提供移动端出题的能力，满足主播直接出题的业务场景需求。

直播问答一经上线就成为了流量的中心，随之而来的就是黑色产业和安全漏洞等一系列问题。对此，阿里云通过安全组件、白盒签名技术、云端防控等技术，有效保障业务逻辑安全，预防算法泄露以及业务漏洞的暴露，同时保护答题过程中通讯链路安全，防止脱机外挂自动答题，瓜分奖金。并且提供云端防护，人机对抗，识别黑产，防止模拟器、设备信息篡改及大量垃圾注册。

同时，该解决方案可以搭配DDoS防护包安全产品，直接可以把防御能力加载到云产品上，经过简单部署即可实现分钟级生效，快速升级产品安全能力。

此外，如果出现机器外挂的瞬时涌入给业务增压的情况，解决方案可以搭配Web应用防火墙，采用智能门阀机制，过滤恶意的机器外挂请求，精准限流技术保障业务访问平稳，降低后端服务压力，轻松应对数十倍、百倍的业务高峰流量。

阿里云视频直播问答解决方案依托强大的云计算基础设施、领先的CDN内容分发网络而建，在功能层可以实现主播人脸美颜等标配能力，也可以通过导播技术，完成直播画面和其他内容的自由切换。

一个典型的场景应用：在主持人开场时，用动态字幕更直观的介绍活动规则，并插入推广片花来引导用户进行活动宣传，还可以在活动开始前、活动中和结束时加入视频类垫片，运用于广告植入和直播异常时的备播处理。

据悉，目前视频直播服务业务场景已经基本覆盖所有行业，服务4000多家客户。在许多直播平台看来，直播问答游戏能够风靡千万网友，离不开背后云计算技术的赋能和支持。映客芝士超人更是直接表示，映客芝士超人是阿里云稳定支持的哦！相信在新兴的直播问答领域，有了阿里云的保驾护航，一定会有更多企业乘云飞翔！

1. 主持人提出问题，此时准备推送题目。
2. 现场人员发出信息，通过接入方的AppServer，调用阿里云的OpenAPI，在直播视频流当前位置中插入若干SEI帧，帧内容可由业务自定义。
3. 播放SDK接收到视频流后，解析出SEI帧，并回调给APP。此时APP立即向AppServer请求问题信息，然后显示在APP上，完成整个出题过程。

   	说明
   	需要说明的是，在这个方案中，由于推流会产生固定的延时，而现场人员是通过云端服务插入SEI信号，有可能插入SEI的画面比真实插入时间早一点。因此，现场人员在出题前需要做好校准，在插入SEI信号时加入一个固定延迟。

举例：现场主持人在12:00:00时提出问题，假设现场到阿里云的推流延时有1秒，那么现场工作人员应在12:00:01时调用添加SEI的OpenAPI（或者在12:00:00时调用，但是OpenAPI里面的delay参数设置为1000），这样正好保证SEI插入的是12:00:00主持人提出问题时的画面。

	说明
	客户端在收到SEI信号后，需要向服务器获取问题，这会产生一定的通信耗时。因此实际答题系统中，可酌情延长答题时间，比如在原有答题时间上+1秒。

	说明
	用户答题后，客户端需要上报答案，这会产生一定的通信耗时。因此实际答题系统中，AppServer在接收到答案时，答题超时时间允许有一个宽限值，比如原有的答题时限+1秒之内的均认为及时答题。

• 首先需要开通阿里云视频直播服务。
• 提出工单，要求开通视频云添加SEI功能（提交域名和appname信息）。
• 在推流时，需要增加一个推流参数wm=1。

如前流程介绍，在接入方的appserver完成视频流中添加SEI信号时需要调用以下接口。

	说明
	除了通过服务端API方式插入SEI信号完成题目下发，还可以通过我们提供的定制OBS工具完成推题。

（1）添加SEI的OpenAPI

• 请求参数

  参数	类型	是否必须	描述
  Action	String	是	操作接口名，系统规定参数，取值：AddTrancodeSEI
  DomainName	String	是	您的加速域名
  AppName	String	是	直播流所属应用名称
  StreamName	String	是	流名（SEI将会被添加到该流以及该流所产生的所有转码流上）
  Text	String	是	SEI文本，长度限制： 4000 字节
  Pattern	String	是	追加到每一个关键帧 / 每一帧，取值：keyframe / frame
  Repeat	Integer	是	重复次数，-1 代表无限
  Delay	Integer	是	接收到命令后的 delay 时间（毫秒）

• 返回参数

  名称	类型	描述
  RequestId	String	该条任务请求ID

• 特殊错误码

  错误代码	描述	Http 状态码	语义
  InvalidDomain.NotFound	The domain provided does not exist in our records.	404	当前账户下未查到域名
  IllegalOperation	Illegal domain operate is not permitted.	403	不支持当前操作，如：非直播类域名
  InvalidParams	invalid parameters	400	参数不合法
  InternalError	The request processing has failed due to some unknown error.	500	后台发生未知错误

（2）调用示例

https://live.aliyuncs.com?Action=AddTrancodeSEI&Domain=test101.cdnpe.com&App=xxx&Stream=xxx&Text=hahaha&Pattern=frame&Repeat=300&Delay=0&<公共请求参数>

	说明
	在直播答题这种场景下，参数Pattern建议取值frame，Repeat建议为3倍的关键帧间隔（示例中为300）。这样设置可以保证在3个关键帧间隔内，即便发生丢帧，只要播放器收到1帧，即可取得SEI信息。由于SEI在多帧内重复，所以播放器需要做SEI去重的工作。

首先需要集成阿里云播放器SDK，具体参考此链接。

针对直播答题，播放器SDK提供了SEI数据的回调，分别来看Android和iOS对应的接口。

1. Android SEI数据回调

通过播放器设置SEI数据回调接口，来获取到SEI的数据，从而进行业务的处理。

方法如下：

setSEIDataListener
public void setSEIDataListener(MediaPlayerSEIDataListener listener)

• 描述: 给播放器设置SEI数据的回调，获取流中的SEI数据。
• 参数: 回调监听。

MediaPlayer.MediaPlayerSEIDataListener
public void onSEIdata(String data)

• 描述：SEI数据的回调监听
• 参数：data：SEI的数据。

	说明
	同一次播放，如果SEI数据相同，则只回调一次，后续的相同数据不会回调。

使用示例

aliVcMediaPlayer = new AliVcMediaPlayer(DemoLiveAnswerActivity.this, videoSurface);
aliVcMediaPlayer.setSEIDataListener(new MediaPlayer.MediaPlayerSEIDataListener() {
           @Override
           public void onSEIdata(String data) {
                  praseData(data);//解析SEI data数据
           }
});
aliVcMediaPlayer.setMaxBufferDuration(3 * 1000);
aliVcMediaPlayer.prepareAndPlay(liveUrl);
private void praseData(String data) {
//具体格式按照自己业务的需求去解析，然后做业务处理
        JSONObject jsonObject = null;
        try {
            jsonObject = new JSONObject(data);
        } catch (JSONException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        SeiInfo seiInfo = SeiInfo.getFromJson(jsonObject);
        if (seiInfo == null) {
            Toast.makeText(getApplicationContext(), "SEI 数据错误", Toast.LENGTH_SHORT).show();
            return;
        }
        if (seiInfo.type.equals("startAnswer")) {
        //到服务器请求题目
            requestQuestion(seiInfo.questionId);
        } else if (seiInfo.type.equals("showResult")) {
        //到服务器请求答题汇总
            requestQuestionReport(seiInfo.questionId, seiInfo.showTime);
        }
    }

以上方法均可在Demo中找到使用方法。

1. iOS SEI数据回调

通过监听播放器SEI数据通知来获取SEI数据，具体的通知如下：

AliVcMediaPlayerSeiDataNotification

使用示例

添加监听通知接口：

//直播答题接收的消息
    [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self
                                             selector:@selector(onSeiData:)
                                                 name:AliVcMediaPlayerSeiDataNotification object:self.mediaPlayer];
处理监听通知中SEI数据：
//答题
- (void)onSeiData:(NSNotification *)notification{
    /*
    {
     "questionId": "001”,
     "type": "startAnswer"
     }  这个是开始答题
     {
     "questionId": "001”,
     "type": "showResult",
     "showTime": "5"
     }  这个是显示答题结果
     */
    NSDictionary* dict = [notification userInfo];
    if (dict) {
        NSString* seiData = [dict objectForKey:@"seiData"];
        if (seiData) {
            NSLog(@"sei data is %@",seiData);
    }
  }

可以在Demo中查询具体的使用方法。

1. 播放器延迟处理

需要控制每个端上的延迟是一致的，可以设置播放器最大的延迟参数来处理，一般的原则是延迟越大，越能够抗网络抖动，延迟越小，则卡顿越频繁。针对直播答题来说，需要考虑到整条链路上的整体延迟，所以这个延迟参数对题目的有效性时间会有影响。如果播放器延迟控制在3秒，答题时间是10秒，则题目的有效性时间需要加上播放器的延迟时间则是13秒。

ios延迟控制参数，单位毫秒@property(nonatomic, readwrite) int dropBufferDuration;android延迟控制接口：单位毫秒public void setMaxBufferDuration(int duration);

2. 下发题目延迟处理客户端在收到SEI信号后，需要向服务器获取问题，这会产生一定的通信耗时。因此在下发题目时，可酌情加大expiredSeconds，比如在原有答题失效时间上+1秒。

1. 开通阿里云视频直播服务。
2. 登录控制台，在 视频直播 > 域名管理中，选择管理，获取推流和拉流地址。详细操作请查看视频直播文档。
3. 提出工单，申请开通在视频直播的推流时添加SEI信号的功能，并附上相关的直播域名和appname信息。

	说明
	由于鉴权功能默认为开启状态，您须使用 鉴权URL 才能进行推流，避免被盗链的风险。

在获取推流地址后，可进行推流。如用OBS进行推流，可查看OBS设置文档。

	说明
	开启云端添加SEI功能，务必在推流地址中加上参数wm=1。 推流开始之后，在“流管理”中查看拉流地址时，您会看到除了目标推流地址之外，还会显示存在一个带有“_sei-copy”字符串的推流地址，请忽略即可。您还是从自行配置的推流地址中去获取拉流地址。

阿里云播放器SDK支持SEI信号的解析，您可以直接集成使用（下载）。

Android

• 系统支持

  播放器SDK支持Android4.0以上。手机芯片要求armv7或arm64架构。

• 运行环境

  推荐开发者使用 Android Studio 作为自己的开发工具，本开发文档也是基于 Android Studio开发环境下进行编写的。

• 如何导入

  1. 将如下aar添加到libs文件夹中。
     
     
  2. 在app的gradle中添加对aar的引用。
     
     
• 播放器使用
  在需要使用播放器SDK的activity里面添加如下方法：
  
  

  此外，andriod播放器更详细的使用方式介绍请见基础播放器；andriod播放器更多功能和接口请参考相关接口文档。

iOS

• 系统支持

  播放器SDK支持iOS8.0以上。

• 运行环境

  建议使用XCode8.0以上版本进行编译。

• 如何导入

  播放器SDK支持普通导入和Cocoapods两种导入方式，选择一种即可。

  • 普通导入
    打开工程，选中目标target，依次选择 General > Embededed Binaries，单击 +号，单击 Add Other…，基础播放器仅需导入下载好的AliyunPlayerSDK.framework到项目中，并勾选 copy选项。
    
    
  • 头文件引入
    设置 Build Settings > Build Options > Enable Bitcode 为 NO。
    
    
  • Cocoapods导入

    添加如下语句加入你的Podfile文件中。

    pbash od 'AliyunPlayer_iOS/AliyunPlayerSDK'

    
    
    

    执行pod install或者pod update后集成SDK到项目工程。
    pod install :每次你编辑你的Podfile（添加、移除、更新）的时候使用。
    运行项目名.xcworkspace文件打开工程。

• 播放器使用

  -(AliVcMediaPlayer *)mediaPlayer{
        if (!_mediaPlayer) {
            //1.创建播放器
            _mediaPlayer = [[AliVcMediaPlayer alloc] init];
        }
        return _mediaPlayer;
    }
    -(void)player{
        self.contentView.frame = CGRectMake(0, 0, self.view.width, self.view.height-64);
        [self.view addSubview:self.contentView];
        [self.mediaPlayer create:self.contentView];
        self.mediaPlayer.scalingMode = scalingModeAspectFit;
        self.mediaPlayer.circlePlay = YES;
        self.mediaPlayer.dropBufferDuration = 3000;
        self.mediaPlayer.printLog = YES;
        AliVcMovieErrorCode err = [self.mediaPlayer prepareToPlay:[NSURL URLWithString:self.playUrl]];
        //5.判定错误，是否可以播放。
        if (err != ALIVC_SUCCESS) {
            NSLog(@"chinese-播放失败");
        }else{
            [self.mediaPlayer play];
        }
    }

  此外，iOS 播放器更详细的使用方式见基础播放器；andriod播放器更多功能和接口请参考相关接口文档。

当主持人准备播报题目时，现场工作人员需要调用AppServer的接口下发题目。下发题目的接口中包含以下参数：

• liveId表示直播场次。此ID代表了唯一一场直播。
• questionId表示需要下发题目的ID。
• expiredSeconds 答题失效时间（秒）。即多少秒内答题有效。
• AppServer在接收到请求后完成以下动作：
• 根据liveId查到直播流信息，从而调用视频云OpenAPI的接口，往直播流中添加自定义的SEI信号（里面包含questionId信息）。
• 初始化答题session。一个答题session包含：题目内容、答题失效绝对时间戳、各选项选择人数。
• OpenAPI调用示例

https://live.aliyuncs.com?Action=AddTrancodeSEI&Domain=test101.cdnpe.com&App=xxx&Stream=xxx&Text=hahaha&Pattern=frame&Repeat=300&Delay=0&<公共请求参数>

	说明
	在直播答题这种场景下，参数Pattern建议取值frame，Repeat建议为3倍的关键帧间隔（示例中为300）。这样设置可以保证在3个关键帧间隔内，即便发生丢帧，只要播放器收到1帧，即可取得SEI信息。由于SEI在多帧内重复，所以播放器需要做SEI去重的工作。

注意事项

• 由于推流会产生固定的延时，而现场人员是通过云端服务插入SEI信号，有可能插入SEI的画面比真实插入时间早一点。因此现场人员在活动前需要预先测量出推流延时，从而在插入SEI信号时加入一个固定延迟。
• 测量推流延时的方法，可以在画面上摆一个秒表。假设在T0时间插入了SEI，而播放器在播放到Ts时间的时钟画面时检测到了SEI，那么推流延时就等于T0 - Ts（Ts < T0）。

  	说明
  	现场主持人在12:00:00时提出问题，假设现场到阿里云的推流延时有1秒，那么现场工作人员应在12:00:01时调用添加SEI的OpenAPI（或者在12:00:00时调用，但是OpenAPI里面的delay参数设置为1000），这样正好保证SEI插入的是12:00:00主持人提出问题时的画面。

• 客户端在收到SEI信号后，需要向服务器获取问题，这会产生一定的通信耗时。因此在下发题目时，可酌情加大expiredSeconds，比如在原有答题失效时间上+1秒。

播放器会监听SEI信号的回调，通过播放器的SEI信号回调接口，可以获取到下发过来的SEI信息。

Android解析SEI信息

（1）设置回调

setSEIDataListener
 public void setSEIDataListener(MediaPlayerSEIDataListener listener)

（2）监听SEI回调

MediaPlayer.MediaPlayerSEIDataListener
 public void onSEIdata(String data)

iOS解析SEI信息

（1）添加监听通知接口

//直播答题接收的消息
     [[NSNotificationCenter defaultCenter] addObserver:self
                                              selector:@selector(onSeiData:)
                                                  name:AliVcMediaPlayerSeiDataNotification object:self.mediaPlayer];

（2）处理监听通知中SEI数据：

- (void)onSeiData:(NSNotification *)notification{
      NSDictionary* dict = [notification userInfo];
     if (dict) {
         NSString* seiData = [dict objectForKey:@"seiData"];
         if (seiData) {
             NSLog(@"sei data is %@",seiData);
     }

APP在获取到SEI中携带的questionId后，向AppServer请求对应的题目内容（请求中包含liveId和questionId）。

AppServer收到请求后，返回题目内容和剩余答题秒数remainSeconds。剩余答题秒数通过以下方式计算：

剩余答题秒数 = 答题失效绝对时间戳 - 当前绝对时间戳

APP收到响应后，显示题目，并根据remainSeconds开始倒计时。

1. APP显示题目，并根据appServer返回的remainSeconds字段来进行倒计时。如果用户上次答题正确，则可选择选项答题。如果已经淘汰，则不能答题。
2. 当用户点击选项，则用户不能更改选项，同时APP需要向AppSever上报用户选择的答案（请求中包含liveId，questionId，answerId和userId）。
3. 当用户没有选择，则不许要上报用户的选择答案，答题结果为失败，下次不能答题。
4. 上报答案之后，APP需要记录下来作为用户的答题结果，下次答题需要根据上次答题的结果判断用户是否能够答题。

AppServer收到APP上报的答案，需要做如下处理：

1. 根据上报答案请求中的liveId和questionId，查找答题session是否存在。若不存在则拒绝。
2. 根据当前时间是否超过答题失效绝对时间，判断答题是否超时，超时则答题无效。

   	说明
   	考虑到APP上传答案存在一定的网络延时，在判断答题是否超时时，可宽限一定时间，如2秒。

3. 统计答题人数：对应选项的答题人数+1。

当主持人宣布答题结束，准备公布答题结果时，现场工作人员需要调用AppServer的接口下发答题结果（请求中包含liveId和questionId）。

同样地，此时AppServer调用视频云OpenAPI的接口，往直播流中插入SEI信号（包含questionId信息），告知APP可以来请求答题结果。

1. APP播放器获取到显示答题汇总的SEI信息之后，这个时候APP端需要区分是答题SEI信号还是答题汇总SEI信号，区分是答题汇总SEI后，向APPServer请求答题汇总（包括liveId和questionId）。
2. APP在接收到答题汇总之后，显示汇总对话框，将是否答对以及各个答案的答题人数显示出来。
3. 当显示到一定时间后，隐藏汇总对话框，可以进入下一轮答题。