智能终端手机平板电脑屏幕无线共享技术

1、第1章 手机屏幕共享技术介绍镜像技术(Mirroring Technology)是数字生活网络联盟(DLNA)推出的技术方案或虚拟网络运算(VNC)技术混淆。DLNA技术的用途是多媒体档案(音乐、图片、影片)的分享；而VNC强调的是远程桌面的控制，本文讨论的镜射技术则是强调个人装置上的声音画面分享，不限于任何文件格式及服务应用。目前与镜像技术相关的技术主要有苹果(Apple)的AirPlay Mirroring、英特尔(Intel)的WiDi、AMD 的AWD 3.0、WiGig联盟的WiGig、晶像(Silicon Image)UltraGig(Wireless HD)、WHDI联盟的无线数

2、字家庭接口(WHDI)、汽车联机联盟(Car Connectivity Consortium)的MirrorLink，以及Miracast。除WiGig及UltraGig使用的是60GHz的频段，其他的技术都是使用2.4GHz或5GHz的频段，不同的技术也有不同的传输速率及影音格式的规范。AirPlay Mirroring凭借着其iOS及Mac装置的热卖，在此技术领域占有一定的比例；WiDi以内建于英特尔笔记本电脑平台上的优势打入市场；WiGig技术的传输率可到达7Gbit/s，2013年初又与Wi-Fi联盟合并，因此未来的发展值得关注。UltraGig的传输率可到达28Gbit/s，不过该技

3、术目前由晶像独占，得看设备制造商是否愿意采用；WHDI也由于其独占性，须看制造商是否支持；MirrorLink主要的应用目标是在车载系统，并同时定义有线及无线的应用，由于是汽车联机联盟主推，因此比较有机会被车商所采用；而Miracast由Wi-Fi联盟提出，并基于既有的Wi-Fi技术，容易与现有的无线产品结合，因此开发厂商较多，特别是英特尔宣布WiDi3.5版将与Mircast兼容。由此可见，Miracast是目前最被看好的一项技术，自从2012年9月中开放认证后，已有数十项产品通过认证，经认证的产品数量也陆续增加中。第2章 Miracast智能手机、平板无线屏幕共享技术Miracast是Wi

4、-Fi Alliance于2012年9月19日宣布启动的Wi-Fi CERTIFIED Miracast认证项目。Miracast设备提供简化发现和设置，用户可以迅速在设备间传输视频。该技术与认证项目由Wi-Fi联盟中的移动与消费性电子设备制造商及芯片厂商共同制定。行业分析者预计Miracast认证设备的年产量在未来四年将超过10亿台。1 Miracast用户可以尽情在大屏电视上浏览智能手机拍下的照片，通过会议室投影仪实时共享笔记本屏幕，或者在平板电脑上收看家庭电视机顶盒的直播节目。Miracast通过Wi-Fi CERTIFIED Wi-Fi Direct形成连接，因此无需接入任何

5、 Wi-Fi网络Miracast认证设备内部具备连接功能。Miracast支持保护内容串流，使设备可以接收电影和其它受版权保护的材料。为了保护高级内容，Miracast对今天广泛应用于HDMI®和DisplayPort等有线界面的受信任内容保护机制进行了无线改编。另外，每台设备都自动启用全新WPA2安全保护，保证所有多媒体内容传输的隐密性。“Miracast 是基于Wi-Fi Direct的一个引人瞩目的应用，”IHS iSuppli Research的Brian ORourke表示。Miracast采用的技术由来自Wi-Fi Alliance移动和客户电子制造商和芯片制造商的

6、团队研发，以实现简化视频分享的标准化。根据Wi-Fi Alliance 显示规格，产品包含了Miracast厂商间不同品牌的交互操作，使用户可以轻松在家或在办公室享受大屏幕上的视频。外文名：Miracast发布时间：2012年9月19日作用：简化发现和设置、传输视频2.1 简化过程当使用者希望在设备间无线分享设备的画面内容时，毋须再透过繁复的手续连接传输线或进行设定，而能彼此识别、彼此连结，并能管理链接，根据设备的功能与网络条件，协调合适的影音传输格式，让影音画面能在不同的装置间串流分享。利用Miracast技术，使用者不再须要寻找各种规格的线材与转换器，亦毋须确认用于连接设备的正确接头。除此

7、之外，智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式机等设备不再须要设计各种连接接口，就能与其他的输出设备，如电视机、机顶盒(STB)、投影仪、音响、耳机等连接，即可将多媒体与应用服务的内容在远程影音设备上播放。2.2 兼容技术编辑Miracast建立在其他几项Wi-Fi联盟所发展的基础技术之上，包括无线传输技术802.11n(兼容于未来其他传输规格如802.11ac)、点对点连接技术的Wi-Fi Direct与TDLS(Tunneled DirectLink Setup)、安全性方面的WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)加密、提供服务质量(QoS)及流量管理的WMM(Wi-Fi

8、 Multimedia)技术、省电相关机制的WMM Power Save技术，以及方便用户配置网络的WPS(Wi-Fi Protected Setup)技术。在Miracast规格中，将设备分为两类，一类称为传送端(Source)，另一类称为接收端(Sink)。接收端又分为主接收端(Primary Sink)及次接收端(Secondary Sink)，差别在于主接收端能支持影像或声音的数据输出；而次接收端只支持声音的数据输出，这样的区别是由于Miracast提出配对接收端(Coupled Sink)的操作架构(图1)，使用者可选择将影音分流至不同设备并同时呈现影音信息。Miracast操作的程

9、序，如图2所示。首先，由于Miracast 也定义服务搜寻的功能，不过在规格中是选择性的，因此会以Wi-Fi Direct寻找附近的Miracast装置，然后将寻找的讯息传达给用户。使用者可以从寻找到或是先前联机过的装置中，选择想要连接的装置，建立好无线联机后，两边的装置会进行设备功能与网络条件的协调，以选择适合的影音传输格式。建立影音串流的联机协议(Session)后，后续就是一连串的实时串流协议(RTSP)控制命令，以控制影音串流的播放及终止。图3为Mir acast的通讯架构中关于控制的部分，从底层来看是基于Wi-Fi Direct、TDLS及WPS等无线技术上。接下来会分为两个部分，一

10、部分是在于开放系统互联第二层(OSI Layer 2)，亦即数据链路层(Data Link Layer)的操作，以进行寻找装置及建立无线联机。另一部分是在无线网络联机建立后，TCP/IP层之上的控制命令，包括以RTSP协议进行装置能力沟通(Capability Negotiation)、影音串流联机协议的建立与管理、使用者输入反向信道(UIBC/User Input Back Channel)、远程I2C读写(Remote I2C Read/Write)或高带宽数字内容保护(High-Bandwidth Digital Content Protection,HDCP)控制讯息等数据的传送。其中

11、，UIBC定义如何将接收端的控制讯号回送到传送端，包括触控、鼠标、键盘、游戏杆等设备事件，让用户透过接收端的输入设备回控传送端；而远程IC读写是让传送端可透过TCP/IP读写一些接收端的IC讯号，如延伸显示能力识别(EDID)，以取得讯息或进行控制；HDCP是由英特尔发展，用于保护数字内容的技术，主要是防止数字内容在传输的时候被盗录，在传送端及接收端之前建立一套加解密的机制，如果在传输的过程中有不支持HDCP的装置，则被保护的影片将会无法显示或被迫调降分辨率观看。值得注意的是，UIBC、远程IC读写与HDCP等Miracast所定义的服务与功能，在规格中并非必备，厂商可依应用的需求决定是否实作

12、。2.3 不同规范编辑Miracast规格在视频上规定使用ITU-T H.264视频编码算法进行压缩，但为配合应用上的特性，有些微的修改，舍弃比较复杂的技术，如基线协议(Baseline Profile, BP)定义的弹性聚集区块(FlexibleMacroblock Ordering, FMO)、任意切片顺序(Arbitrary SliceOrdering, ASO)、冗余切片(Redundant Slice, RS)及CBP(Constrained Baseline Profile)等。另外，Miracast规格还调整HP(High Profile)中的上下文自适应二进制算术编码(Cont

13、ext-adaptive Binary Arithmetic Coding,CABAC)和B Slice，成为新的CHP(Constrained High Profile)。此外，Miracast视频传输规格级别(Level)定义在3.1到4.2，可选择的分辨率包括美国消费电子产品协会(CEA)、视讯电子标准协会(VESA)及HH(Handheld)标准中所订定的数十种分辨率组合，最高分辨率及更新率可达1,920×1,200 60fps。另外，Miracast视频传输规格也有定义三维(3D)影片格式，包括Top & BottomHalf、Frame Sequential、Fr

14、ame Packing及Side by SideHalf等格式。在声音的格式方面，主要定义线性脉冲编码调变(Linear Pulse-Code Modulation, LPCM)、进阶音频编码(Advanced Audio Coding, AAC)及Dolby Advanced Codec 3(AC3)三种声音编码方式，及不同的声道数、取样频率及位频率等。图4为Miracast通讯架构中关于视频数据处理流程的部分。整个视频数据处理及传输的流程，大致上分为几个阶段，一开始将撷取到系统的画面及声音进行压缩，而压缩后的影音数据再转为基本封包串流(Packetized Elementary Strea

15、m, PES)封包格式，若应用HDCP，会将相关信息加进来，再以MPEG2-TS的方式进行影音数据的融合(Mux)，接下来再加上RTP的标头(Header)，最后透过UDP/IP的方式传送。到接收端则是反向的解封装、分工(Demux)、HDCP解密及解压缩后，呈现影像及声音的数据。Miracast规格中也有提到建议的流量控制方式。在网络传输不稳定的时候，可透过改变压缩率、略过画面或聚集区块，或者透过改变影音编码格式等方法达到流量的控制，以维持影音播放的流畅性。2.4 镜像技术编辑说明了Miracast的流程及架构后，将进一步讨论镜像技术的相关应用，因此并不局限在Miracast的规范内。除基本

16、的小屏幕镜像到大屏幕的影音多媒体应用外，镜像技术还可发展出许多种不同的变形应用，如可扩展到一对多的应用，亦即会议中可将简报传送到其他与会者的个人装置，也可把文件的分享整合，让与会者能同时在文件上进行协作编辑，会议结束后能将纪录储存于与会者的个人装置。在教学的应用环境中，教学者能将画面传送到学生的装置，或是将教学者或特定学生的画面传送到电子黑板上。另外的变形应用是使用镜像技术将个人装置的延伸画面传送到远程屏幕，进而和原有的装置进行特殊的互动应用，例如将游戏画面投放在高分辨率的电视上，手机上则显示与用户互动的控制器画面。除此之外，结合UIBC的技术，可达到BYOD(BringYour Own De

17、vice)的概念，消费者使用自己的智能设备做为一台便携式的主机，在办公室只须准备屏幕及输入设备后，就能轻松的办公，也毋须担心的数据的同步、传输的安全性及工作环境的机动性之类的问题。2.5 认证产品编辑Wi-Fi第一批Wi-Fi CERTIFIED Miracast产品。测试套件博通双频 11n WiFiIntel® WiDiMarvell Avastar USB-8782 802.11n 1x1 双频参考设计MediaTek a/b/g/n 双频移动电话客户, MT662X_v1 and DTV Sink, MV0690Ralink 802.11n 无线适配器, RT3592R

18、ealtek Dual-band 2x2 RTL8192DE HM92D01 PCIe半迷你卡 and RTD1185 RealShare智能显示适配器自产品测试向供应商开放以来，第一批通过认证的消费产品有Actiontec -screenbeam 屏幕分享器套件、LG Optimus G智能手机、三星Galaxy S III智能手机和三星的Echo-P系列电视。在芯片商方面，英伟达（NVIDIA）、德州仪器（Ti）、高通、瑞昱、Marvell、联发科等也纷纷加入Wi-Fi CERTIFIED Miracast认证计划测试平台。随着各种支持Miracast技术的终端设备不断问世，我们相信一个精

19、彩的无线显示时代即将到来！支持设备目前支持Miracast的发送端设备主要有：Samsung: GT-I9300、GT-I9300Z、 支持Miracast的接收端设备主要有：智开miracast大屏分享器、WiPlug、Screenbeam、Nanters、乐视超级电视、小技PTV、幻屏无线媒体分享器、多笑金箍棒、PTV3000、小米盒子、美莱仕宝盒等第3章 DLNA无线屏幕共享技术DLNA的全称是DIGITAL LIVING NETWORK ALLIANCE， 其宗旨是Enjoy your music, photos and videos, anywhere anytime， D

20、LNA(Digital Living Network Alliance) 由索尼、英特尔、微软等发起成立、旨在解决个人PC，消费电器，移动设备在内的无线网络和有线网络的互联互通，使得数字媒体和内容服务的无限制的共享和增长成为可能，目前成员公司已达280多家。DLNA并不是创造技术，而是形成一种解决的方案，一种大家可以遵守的规范。所以，其选择的各种技术和协议都是当前所应用很广泛的技术和协议。DLNA将其整个应用规定成5个功能组件。从下到上依次为：网络互连，网络协议，媒体传输，设备的发现控制和管理，媒体格式。中文名： DLNA外文名： DIGITAL LIVING NETWORK ALLIANCE

21、时间： 2003 年6 月24 日前身： DHWG功能： 终端互联解决方案3.1 发展编辑DLNA 成立于2003 年6 月24 日, 其前身是DHWG （Digital Home Working Group 数字家庭工作组），由Sony、Intel、Microsoft等发起成立、旨在解决个人PC ，消费电器，移动设备在内的无线网络和有线网络的互联互通，使得数字媒体和内容服务的无限制的共享和增长成为可能。DLNA的口号是Enjoy your music, photos and videos, anywhere anytime。3.2 功能编辑探索：网络中寻找无配置的设备并计算出其提供的 家庭解

22、决方案：性能2.浏览：浏览内容并通过不同方式分类3.搜索:在设备上寻找特定内容4.分流:全网发送多媒体内容5.服务:网络通知通讯录6.打印:向网络附属打印机发送内容7.控制:使用网络改变设备状态8.上传:发送内容到服务器9.下载:接收并储存内容10.自动译码:改变分辨率或内容格式来确保设备正确翻译11.服务保证:区分网络交通优先次序，若网络超载，优先放弃最弱的优先权3.2.1 功能模块DMSDMRDMCDMPDMS：Digital Media Server 服务器DMR：Digital Media Renderer 渲染器（受控端）DMC：Digital Media Controller 控制

23、器DMP：Digital MediaPlayer 播放器（可理解为DMC+DMR）3.2.2 组件构成功能组建重要技术和协议Media FormatsMedia Format Required and Optional Format ProfilesDevice Discovery Control and Media ManagementDevice Discovery and Control UPnP Device Architecture 1.0Media Management and Control UPnP AV 1.0 and UPnP Printer:1Media Transpor

24、tMedia Transport HTTP (Mandatory) and RTP (Optional)Network StackNetworking IPv4 SuiteNetwork ConnectivityConnectivity Ethernet,802.11, and Bluetooth3.3 传输编辑1.网络互连。其规定了所接入网络的类型和协议。主要包括：有线网络：802.3.i/u无线网络：802.11/a/b/g/n2.网络协议。其规定了所使用的网络协议。目前，其规定必须支持IPv4。但是，考虑到地址空间等IPv4的缺点，将在不久的将来支持IPv6。当然，考虑已经存在的IPv4

25、的诸多应用和设备。在未来的很长一段时间内同时支持IPv4和IPv6并保证IPv4和IPv6的互连的双重协议栈将会受到青睐。3.媒体传输。其规定了所有DLNA设备都必须支持使用HTTP协议进行媒体的传输。这将使得未来很长一段时间如何提高HTTP协议上高速安全的进行大数据量的传输成为一个课题。单纯就安全而言，TLS(安全传输层协议)也许是个不错的选择。另外，在IPv6的协议中IPSEC已经成为了一个必选项。这也在一定程度上解决了安全问题。不过好像使用软件做加解密的工作始终都不是个正确的选择。因为，在真正的应用中，很少有客户不对你的速度指手画脚。当然，同时你也可以使用RTP(实时传送协议)的其他专用

26、的媒体流传输协议。但是，前提是你已经支持了HTTP协议下的传输。4.设备的发现，控制和媒体的管理。这个功能组件是最重要的一个层次。也许是由于英特尔是UPnP的发起者吧，所以，在其再次发起DLNA的时候，UPnP所有的东西当然其不会浪费了呀。是不是因为UPnP很长时间停留在协议阶段，很少有应用，IDG是个例外，英特尔才又来发起DLNA的呢，目前，其采用了UPnP Device Architecture 1.0和UPnP AV 1.0 and UPnP Printer:1。这只是UPnP论坛上一堆标准中的冰山一角了。将其UPnP的东西，好像还是蛮多的，这里就不详细讲了。总之，其通过一系列的步骤和协

27、议来达到设备的发现和管理，同时也通过厂商定义的AV和Printer标准达到对媒体的管理。5.媒体格式。这是最后的一个组件了。其规定了进行数字媒体和内容的共享和使用的时候的媒体格式。其必须支持的是：JPEG, LPCM(线性脉冲编码调制), MPEG2。其他可选的媒体格式见表2。DLNA 媒体格式媒体分类 必须支持的格式 可以支持的格式Image JPEG PNG, GIF, TIFFAudio LPCM AAC, AC-3, ATRAC 3plus, MP3, WMA9AV MPEG2 MPEG-1,MPEG-4*, AVC, WMV9以上，就DLNA的技术做了简单的阐述，仅就技术而言，DLN

28、A离我们应该说很近了。但是，这里面还有很多商业上的因素。所以，DLNA离我们还有一段距离。3.4 版本编辑DLNA产品的版本主要为：v1.0数字媒体服务器（DMS, Digital Media Server）：提供了媒体文件的获取、录制、存储以及作为源头的设备。数字媒体播放器（DMP, Digital Media Player）：可查找并播放或输出任何由DMS所提供的媒体文件的设备。v1.5 除了原有的DMS和DMP，新增了数种设备及机能:移动式数字媒体服务器（M-DMS, Mobile Digital Media Server）：针对手机等体积较小、轻巧可移动式的电子设备所定义的服务器，多媒

29、体格式支持与一般DMS稍有不同。移动式数字媒体播放器（M-DMP, Mobile Digital Media Player）：同样是针对移动设备的播放器，多媒体格式支持与一般DMP稍有不同。数字媒体控制器（DMC, Digital MediaController）：作为遥控设备使用，可查找DMS上的多媒体文件，并指定可播放该多媒体文件的DMP进行播放或是控制多媒体文件上下传到DMS的设备。数字媒体打印机（DMPr, Digital Media Printer）：DMPr的打印机可以在DLNA网络架构下提供打印功能。3.5 应用编辑通俗的举个例子：我坐在马桶上点我手机里的歌曲，客厅里电脑的音箱立

30、刻播放了我手机里的音乐，下一首快进暂停都可以手机控制，或者你拍了一段高清的视频，用手机那小小的屏幕实在是没有阖家观赏的效果，不怕，我从容的选择电脑播放，在手机里点到视频，家里23寸的显示器立刻流畅的播放刚刚拍下的热腾腾的高清视频。而且在手机也可以浏览电脑里的图片音乐和视频3.5.1 电视机1：wifi，家里必须有无线网络覆盖2：通过一个多屏互动配件WiPlug注意：此教程试用于1、安卓2.3以上的手机（无论是品牌机还是山寨机都可以），2、电视机带HDMI接口就可以。教程步骤如下：1. 按照使用说明连接电视机2. 把手机和设备连到同一个wifi下面3. 选择推荐的视频客户端打开，然后点击DLNA

31、的图标选择播放设备就可以了。4. 如果要实现把整个手机的屏幕投到电视机上，可以下载个WiPlug客户端然后就可以了。3.5.2 电脑DLNA无线直连实现条件：1：wifi，家里必须有无线网络覆盖2：可以无线上网的电脑3：电脑的系统最好为win7注意：此教程适应于所有支持DLNA的手机和设备，和手机的操作系统也没多大关系，电脑上的设置是相同的，手机上用不同的软件而已。此教程测试环境为Windows7，其他系统未验证。教程步骤如下：1.打开Windows服务中的“SSDP Discovery”和“Windows MediaPlayer Network Sharing Service”两个服务；2.

32、在“控制面板所有控制面板项网络和共享中心”中将当前电脑的无线网络类型设置为“家庭网络”，手机也连接到这个无线网络；3.在“控制面板所有控制面板项网络和共享中心”中，点击“选择家庭组和共享选项”，如果你想在手机上播放电脑上的图片、视频、音乐等，需选中“将我的图片、音乐和视频输出到我的家庭网络上的所有设备”。然后点击“选择媒体流选项”，启用媒体流，出现“为计算机和设备选择媒体流选项”时，默认全部允许即可。点击确定。这些步骤不一定顺序全对，反正你注意要开这些选项就对了。此时，启动Desire HD的Wifi，打开“媒体库”，点击底部的4个标签卡的最后一个，应该可以看到连接的媒体中出现了电脑上的媒体库

33、。这些媒体库左边是一个“Windows MediaPlayer”的图标，右侧会显示计算机名和计算机上的用户名。点击不同的用户可以浏览这个用户共享的媒体。4.最后一点是如何把Desire HD的视频、图片、音乐往电脑上显示。首先在电脑上启动“Windows MediaPlayer”（一般在开始菜单的附件里面），在媒体库的菜单上有“媒体流”菜单，勾选“允许远程控制我的播放器”和“自动允许设备播放我的媒体（这一个不勾应该也可以，自己试一下）”，保持Windows MediaPlayer不要关闭，等下播放图片、音乐、视频都是靠这个程序。现在你可以在Desires上打开“媒体播送”程序，以视频为例，点击

34、某段视频，将会自动搜索当前范围内支持DLNA的设备。如果只出现了“我的手机”，那么就是没有找到；如果出现了你的电脑，选择后将会出现一个播放控制界面，同时你的电脑上的Windows MediaPlayer已经开始欢快的播放了。5.最后再补充几点：a)拍了一段720P的视频，在电脑上流畅播放，就最开始会缓冲几秒钟。b)DesireHD的媒体播送程序，在播放控制界面，视频是不动的。可以暂停、拖动、调整电脑音量，但是没有全屏等高级控制，哪个兄弟有更好的DLNA软件分享一下。c)如果你的电视机等设备支持DLNA，那么手机上的视频也可以直接在电视机上播放。ps：应该所有的最新一代HTC Android系统

35、的都可以通用的，还有就是放音乐的时候要先把电脑上windows自带的播放器打开的，不然没法选电脑播放的哈第4章 苹果iOS AirPlay MirroringAirPlay，从字面上的解释就是通过空气来传播声音，也就是通过无线的方式将视频和音乐传送到支持Airplay功能的设备上播放。AirPlay的前身叫AirTunes，它是将MacBook或PC上的iTunes播放软件中的音乐以无线的方式传输到影音器材中播放，而要传输音乐则需要通过Airport Express无线路由器（带音频功能）的辅助，才能实现无线声卡的功能。AirPlay推出后，AirPlay对AirTunes的功能进行了很大的扩展，除了支持音频，还支持视频传输播放，能将iTunes上的短片通过Apple TV播放器在HDTV上进行播放。而且Apple还将AirPlay功能向影音厂商开放（目前只开放音频传输功能），拥有AirPlay功能后就不需要AirPort Express无线路由器的辅助即可将音乐传输到影音器材上进行播放，像Marantz、Denon、B&W、JBL等著名的影音厂商都有相应的产品推出。除此之外，Ai