C# — jednolite renderowanie strumieniowe z WebRTC do dwukierunkowego przesyłania wiadomości tekstowych od klienta Unity do serwera JavaScript

Umożliwianie komunikacji w czasie rzeczywistym pomiędzy Unity i JavaScript przy użyciu WebRTC

Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na komunikację w czasie rzeczywistym w aplikacjach programiści wykorzystują WebRTC do płynnego przesyłania obrazu, dźwięku i danych. W tym kontekście Unity Render Streaming oferuje potężną platformę do strumieniowego przesyłania wideo z serwera JavaScript do klienta Unity. Jednak ustanowienie komunikacji dwukierunkowej — takiej jak wysyłanie wiadomości tekstowych z powrotem z Unity do serwera JavaScript — może być wyzwaniem.

W tym projekcie naszym celem jest zbudowanie aplikacji do przesyłania strumieniowego przy użyciu wtyczki Unity Render Streaming wraz z protokołem WebRTC. Po pomyślnym skonfigurowaniu części do przesyłania strumieniowego wideo następnym krokiem jest umożliwienie wymiany danych za pośrednictwem kanału RTCDataChannel. Umożliwi to wysyłanie wiadomości tekstowych z klienta Unity podczas aktywnych strumieni wideo.

Zbadamy, jak zmodyfikować istniejące próbki kodu, aby spełnić te wymagania. Aplikacja internetowa oparta na JavaScript będzie zarządzać strumieniowaniem wideo, podczas gdy klient Unity spróbuje wysłać przykładową wiadomość, taką jak „Hello World”, z powrotem na serwer. Omówimy napotkane wyzwania konfiguracyjne i ich potencjalne rozwiązania.

W tym artykule omówiono także problemy, takie jak brakujące przestrzenie nazw i nierozwiązane odniesienia w Unity. Ocenimy, czy obecny kod jest na dobrej drodze i zapewnimy rozwiązania rozwiązujące typowe problemy, takie jak błąd związany z „SingleConnection”. Do końca naszym celem jest ustanowienie płynnego, dwukierunkowego potoku przesyłania wiadomości tekstowych pomiędzy Unity i JavaScript przy użyciu WebRTC.

Rozkaz	Przykład użycia
RTCPeerConnection()	Tworzy nowe połączenie WebRTC, które obsługuje wymianę multimediów i danych między urządzeniami równorzędnymi. W naszym kontekście służy do ustanowienia połączenia pomiędzy Unity i JavaScript.
createDataChannel()	Tworzy kanał danych w RTCPeerConnection w celu wysyłania danych innych niż multimedialne (takich jak wiadomości tekstowe). Jest to klucz do umożliwienia komunikacji wykraczającej poza strumieniowe przesyłanie wideo pomiędzy klientem Unity a serwerem JavaScript.
OnOpen Event Handler	To zdarzenie jest wyzwalane, gdy DataChannel staje się gotowy do przesyłania danych. Używamy go do rozpoczęcia wysyłania wiadomości z Unity na serwer JavaScript po ustanowieniu kanału.
Send()	Wysyła dane przez otwarty DataChannel. W naszym przypadku wysyła wiadomość „Hello World” z Unity do aplikacji internetowej w celu sprawdzenia, czy połączenie działa.
captureStream()	Przechwytuje strumienie multimediów z elementu wideo HTML5. Jest to używane w kodzie JavaScript do przesyłania strumieniowego treści wideo do Unity za pośrednictwem WebRTC.
StartCoroutine()	Uruchamia współprogram w Unity w celu wykonywania operacji asynchronicznych w czasie, takich jak wielokrotne wysyłanie komunikatów za pośrednictwem kanału DataChannel co kilka sekund.
RTCDataChannelState	Reprezentuje bieżący stan DataChannel (np. łączenie, otwarcie lub zamknięcie). Jest to sprawdzane przed wysłaniem wiadomości, aby upewnić się, że kanał jest gotowy.
CreateOffer()	Generuje ofertę SDP, która inicjuje połączenie WebRTC. Jest to pierwszy krok w nawiązaniu połączenia pomiędzy Unity a serwerem JavaScript.
SetLocalDescription()	Ustawia lokalny opis SDP dla RTCPeerConnection. Spowoduje to skonfigurowanie parametrów połączenia przed ich wysłaniem do zdalnego elementu równorzędnego (serwer Unity lub JavaScript).

Budowanie systemu przesyłania wiadomości w formacie Unity-to-JavaScript za pomocą WebRTC

Celem tego projektu jest wykorzystanie wtyczka z WebRTC do przesyłania wideo z serwera JavaScript do klienta Unity, jednocześnie wysyłając wiadomości danych z powrotem z Unity. Pierwszy krok w skrypcie JavaScript polega na skonfigurowaniu strumienia multimediów. Do strumieniowego przesyłania treści wideo z elementu HTML5 używamy metody „captureStream()”. obiekt zarządza połączeniem pomiędzy dwoma urządzeniami równorzędnymi. W ramach tego połączenia tworzony jest kanał DataChannel, który umożliwia przesyłanie danych innych niż media (takich jak tekst) wraz ze strumieniem wideo.

Po stronie Unity inicjujemy połączenie WebRTC w skrypcie `ReceiverSample.cs`, konfigurując . Kanał ten odpowiada zarówno za wysyłanie, jak i odbieranie danych tekstowych do serwera JavaScript. Funkcja współprogramu służy do wielokrotnego wysyłania wiadomości „Hello World” co dwie sekundy, tylko jeśli stan kanału to „Otwarty”. Kiedy DataChannel na serwerze JavaScript odbierze komunikat, rejestruje zawartość w konsoli, aby potwierdzić pomyślne połączenie.

Krytycznym problemem podkreślonym podczas tego procesu jest brak odniesienia do przestrzeni nazw „SingleConnection” w kodzie Unity, powodujący błędy kompilacji. Sugeruje to, że albo brakuje wymaganego pakietu, albo występuje nieprawidłowa zależność w konfiguracji projektu. Aby rozwiązać ten problem, zalecamy sprawdzenie, czy wszystkie niezbędne zależności, takie jak pakiet Unity WebRTC, są poprawnie zainstalowane i przywoływane. Jeżeli pakiet jest niedostępny, może zaistnieć potrzeba zastąpienia klasy standardem obiekt.

Wreszcie mechanizm obsługi błędów w obu skryptach zapewnia raportowanie w konsoli nieudanych połączeń, co pomaga w debugowaniu. Skrypt Unity zawiera funkcję „StartCoroutine()” do zarządzania asynchronicznym przesyłaniem komunikatów, co jest przydatne w utrzymywaniu wymiany danych w czasie rzeczywistym bez blokowania innych procesów. Używamy również zdarzeń `OnOpen` i `OnClose` do monitorowania stanu DataChannel, zapewniając, że wiadomości są wysyłane tylko wtedy, gdy połączenie jest stabilne. Ta modułowa konfiguracja zapewnia łatwe rozszerzanie i modyfikowanie kodu oraz stanowi solidny punkt wyjścia do tworzenia bardziej zaawansowanych aplikacji do przesyłania strumieniowego przy użyciu Unity i WebRTC.

// sendvideo.js - JavaScript Server-Side Code
import * as Logger from "../../module/logger.js";
export class SendVideo {
  constructor(localVideoElement, remoteVideoElement) {
    this.localVideo = localVideoElement;
    this.remoteVideo = remoteVideoElement;
    this.peerConnection = new RTCPeerConnection();
    this.dataChannel = this.peerConnection.createDataChannel("myDataChannel");
  }
  async startLocalVideo() {
    const stream = document.createElement('video').captureStream();
    this.localVideo.srcObject = stream;
    await this.localVideo.play();
    this.peerConnection.createOffer().then(offer => {
      this.peerConnection.setLocalDescription(offer);
    });
  }
}

// ReceiverSample.cs - Unity Client Code
using System.Collections;
using UnityEngine;
using Unity.WebRTC;
public class ReceiverSample : MonoBehaviour {
  private RTCDataChannel dataChannel;
  void Start() { StartCoroutine(InitializeConnection()); }
  IEnumerator InitializeConnection() {
    var connection = new RTCPeerConnection();
    dataChannel = connection.CreateDataChannel("myDataChannel");
    dataChannel.OnOpen += OnChannelOpen;
    yield return null;
  }
  void OnChannelOpen() { StartCoroutine(SendMessageLoop()); }
  IEnumerator SendMessageLoop() {
    while (dataChannel.ReadyState == RTCDataChannelState.Open) {
      dataChannel.Send("Hello World");
      yield return new WaitForSeconds(2);
    }
  }
}

// Adjustments to avoid missing reference issues in ReceiverSample.cs
using Unity.WebRTC;
public class FixedReceiverSample : MonoBehaviour {
  private RTCPeerConnection peerConnection;
  private RTCDataChannel dataChannel;
  void Start() { InitializeWebRTC(); }
  void InitializeWebRTC() {
    peerConnection = new RTCPeerConnection();
    dataChannel = peerConnection.CreateDataChannel("myDataChannel");
    dataChannel.OnOpen += () => Debug.Log("DataChannel open!");
    peerConnection.CreateOffer().ContinueWith(offer => {
      peerConnection.SetLocalDescription(offer.Result);
    });
  }
}

// DataChannelTest.cs - Unity Unit Test
using NUnit.Framework;
using Unity.WebRTC;
public class DataChannelTest {
  [Test]
  public void TestDataChannelCommunication() {
    var connection = new RTCPeerConnection();
    var channel = connection.CreateDataChannel("testChannel");
    bool messageReceived = false;
    channel.OnMessage += message => {
      messageReceived = message == "Hello World";
    };
    channel.Send("Hello World");
    Assert.IsTrue(messageReceived);
  }
}

Odkrywanie wyzwań związanych z transmisją danych w Unity i transmisji strumieniowej WebRTC

Oprócz strumieniowego przesyłania wideo, włączenie pomiędzy klientem Unity a serwerem JavaScript przy użyciu WebRTC otwiera nowe możliwości. Jednak wdrożenie takiej komunikacji nie zawsze jest proste, zwłaszcza gdy zintegrujesz wtyczkę Unity Render Streaming. Częstym problemem jest prawidłowe skonfigurowanie i zarządzanie plikiem do płynnej komunikacji tekstowej. W naszym przykładzie klient Unity powinien móc wysłać wiadomość „Hello World” z powrotem do serwera JavaScript. Ten krok wymaga ostrożnej obsługi zarówno środowiska skryptowego Unity, jak i niuansów protokołu WebRTC.

Jednym z ważnych wyzwań jest zarządzanie zależnościami w Unity. Błędy takie jak brakująca przestrzeń nazw `SingleConnection` w naszym kodzie `ReceiverSample.cs` podkreślają potrzebę upewnienia się, że wszystkie niezbędne wtyczki, w tym WebRTC, są poprawnie zainstalowane. Dobrą praktyką jest sprawdzenie zgodności między wersją Unity a używaną wersją wtyczki. Problem może również wynikać z przestarzałych lub brakujących komponentów Unity Render Streaming, które należy skonfigurować przy użyciu odpowiednich ustawień obiekty.

Poza kwestiami technicznymi dodatkowym aspektem do zbadania jest opóźnienie między Unity i JavaScript w WebRTC. Chociaż WebRTC zapewnia komunikację o niskim opóźnieniu, warunki sieciowe mogą nadal mieć wpływ na dostarczanie wiadomości. Używanie współprogramów w Unity pozwala na nieblokujące dostarczanie wiadomości, zapewniając, że wysyłanie danych tekstowych (np. przez `StartCoroutine`) nie zakłóca strumieniowania wideo. Testowanie stabilności połączenia za pomocą `RTCDataChannelState` to kolejna kluczowa praktyka zapewniająca, że ​​komunikaty są wysyłane tylko wtedy, gdy kanał jest aktywny. Strategie te pomagają zoptymalizować wydajność i zapewnić lepsze doświadczenie użytkownika w aplikacjach czasu rzeczywistego.

1. Jak to się dzieje pracujesz w WebRTC?
2. A umożliwia transmisję danych niemedialnych, takich jak dane tekstowe lub binarne, pomiędzy połączonymi urządzeniami równorzędnymi podczas sesji WebRTC.
3. Jaki jest cel w JavaScript?
4. The Metoda przechwytuje strumień multimediów z elementu wideo w celu przesłania go przez WebRTC.
5. Dlaczego otrzymuję błędy „nie znaleziono przestrzeni nazw” w Unity?
6. Ten błąd zwykle występuje, gdy zależności takie jak brakuje lub są one źle skonfigurowane. Upewnij się, że wszystkie wymagane wtyczki są zainstalowane i mają prawidłowe odniesienia w Unity.
7. W jaki sposób współprogramy pomagają w wysyłaniu wiadomości w Unity?
8. Współprogramy zarządzane poprzez , umożliwiają nieblokującą transmisję wiadomości, zapewniając płynną komunikację wraz z transmisją wideo.
9. Jaką rolę pełni grać w WebRTC?
10. inicjuje połączenie WebRTC, generując ofertę SDP, która jest wysyłana do zdalnego partnera w celu negocjacji połączenia.
11. Czy mogę przesyłać duże ilości danych? ?
12. Tak, ale musisz zarządzać fragmentacją danych i upewnić się, że kanał pozostaje otwarty za pomocą .
13. Jaka jest różnica pomiędzy I ?
14. zarządza strumieniami multimediów między urządzeniami równorzędnymi, podczas gdy obsługuje przesyłanie danych, takich jak dane tekstowe lub binarne.
15. Jak monitorować stan DataChannel w Unity?
16. Skorzystaj z I procedury obsługi zdarzeń do śledzenia stanu połączenia a .
17. Jakie warunki sieciowe wpływają na wydajność WebRTC?
18. Opóźnienie, przepustowość i utrata pakietów mogą mieć wpływ na wydajność WebRTC. Testowanie połączenia z zapewnia stabilną transmisję danych.
19. Czy WebRTC jest bezpieczny do przesyłania danych?
20. Tak, używane są połączenia WebRTC szyfrowanie w celu bezpiecznej transmisji danych i multimediów pomiędzy urządzeniami równorzędnymi.

Wdrożenie umożliwia zarówno strumieniowe przesyłanie wideo, jak i wysyłanie wiadomości tekstowych pomiędzy Unity a serwerem JavaScript, zwiększając interaktywność. Jednak zapewnienie poprawnych konfiguracji i zależności jest niezbędne, aby uniknąć problemów takich jak błąd „SingleConnection”, który może zakłócać przepływ pracy.

Wykorzystując narzędzia takie jak Unity Render Streaming i WebRTC, programiści mogą tworzyć wydajne potoki komunikacyjne o niskim opóźnieniu. Omawiana konfiguracja oferuje modułową i rozszerzalną strukturę, otwierającą możliwości dalszego rozwoju w scenariuszach wymiany danych w czasie rzeczywistym.