波仔
🍓 第十章 相机模块与视频串流
📄 一句话概括

串流＝编码、封装、传输三层：树莓派用 rpicam-vid 把画面压成 H.264、包进 MPEG-TS、从网口发出去——老教程的【裸 H.264 直接给 VLC】已经失效，VLC 现在不吃裸流，套一层 MPEG-TS 封装就好。

📝 本节和前面几节的关系

10-3 的录像把画面写进文件，本节把同一份画面写进网络——这是【文件 vs 流】的区别。2-5 的 IP 与 SSH 知识是前提（你要知道树莓派的地址）；5-1 架过 Web 服务器（HTTP 那条路），本节的浏览器方案就是它的视觉版。10-4 的 picamera2 在结尾露了一手 MJPEG，本节补全它的用法。

一、三层概念：编码、封装、传输

把【串流】拆开，其实就三个动作：

  1. 编码：原始画面每秒上百兆（10-4 算过 178 MiB/秒），必须压缩——树莓派芯片里有硬件 H.264 编码器，一边拍一边压，CPU 几乎不干活
  2. 封装：压缩后的码流包进一个【集装箱】（如 MPEG-TS），方便接收方按帧拆包
  3. 传输：集装箱从网络发出去——TCP（可靠）、UDP（低延迟可丢包）、RTSP（监控行业标准）

老教程失效的原因就在第二层：早年 raspivid | vlc 传的是裸 H.264（不装集装箱），VLC 新版不再支持裸流——照抄老命令，画面黑屏，还以为相机坏了。

二、主线方案：一条命令 TCP 串流（MPEG-TS 封装）

树莓派上（服务器，等待连接）：

rpicam-vid -t 0 -n --codec libav --libav-format mpegts -o tcp://0.0.0.0:8080?listen=1

逐段拆读：

电脑上（Windows 的 VLC）：菜单【媒体 → 打开网络串流】，输入

tcp://树莓派的IP:8080

（IP 忘了？2-5 的老办法：路由器后台或 hostname -I。）画面即刻出现——这就是一个不要花一分钱的网络监控摄像头。

三、UDP 与 RTSP：各一句话认识

怎么选：自己看画面 → TCP 主线方案最省事；要接现成监控系统 → RTSP；延迟敏感且网络稳 → UDP。

四、浏览器方案：MJPEG（picamera2 出场）

不想装 VLC、想直接浏览器看？用 picamera2 官方自带的 MJPEG 示例服务器：

# 官方示例路径按系统版本略有差异，找到它并运行：
python3 /usr/share/doc/python3-picamera2/examples/mjpeg_server.py

然后浏览器打开 http://树莓派IP:8000——画面直接出现在网页里。

MJPEG 的原理：把每一帧压成 JPEG，连续不断地推给浏览器（HTTP 的 multipart/x-mixed-replace）——本质是【连续的图片】，不是视频流。优点是零门槛（有浏览器就能看）；代价是带宽大得多（没有 H.264 压缩的帧间优势），适合低帧率小画面的场景。这正好是 5-1 Web 服务器的亲戚：都是 HTTP 服务，一个送网页、一个送画面。

五、开机自启：systemd 服务一段

监控类项目要【断电重启后自动恢复】，用 4-x 时代见过的 systemd：

# /etc/systemd/system/pistream.service
[Unit]
Description=Pi camera TCP stream
After=network.target

[Service]
ExecStart=/usr/bin/rpicam-vid -t 0 -n --codec libav --libav-format mpegts -o tcp://0.0.0.0:8080?listen=1
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now pistream.service
systemctl status pistream.service    # active (running) 即成功

（写服务文件的注意事项同 4-4 的系统目录规矩：这是系统级配置，放 /etc/systemd/system/。）

六、动手 Demo：完整跑通一次 TCP 串流

准备：树莓派和 Windows 在同一局域网；Windows 装了 VLC（官网免费）。

# 树莓派上：① 查自己的 IP
hostname -I
# ② 起流（参数照抄第二节）
rpicam-vid -t 0 -n --codec libav --libav-format mpegts -o tcp://0.0.0.0:8080?listen=1

Windows 上：VLC → 媒体 → 打开网络串流 → 输入 tcp://上一步的IP:8080 → 播放。

看到什么算成功：VLC 里出现树莓派镜头前的实时画面，延迟约零点几到两秒；树莓派终端无报错持续输出。

读结果：

七、30 秒实验：串流带宽的账

H.264 串流码率按 8 Mbps（兆比特每秒）算：

  1. 每秒传多少 MB？
  2. 连续串流 1 小时，过网多少数据？
  3. Wi-Fi 理论 150 Mbps，同时给两路 8 Mbps 的流够吗？

参考答案：1. 8 Mb ÷ 8 ＝ 1 MB/秒（比特换字节除 8）。2. 1 MB × 3600 ＝ 3.6 GB——串流是持续吃带宽的活儿，看清楚数字再定方案。3. 2 × 8 ＝ 16 Mbps，理论够；但 Wi-Fi 实际有效带宽常打对折还要共享，多路串流优先走有线或降低码率。

八、常见误区

  1. 【照抄老教程 raspivid | cvlc 就能看】 —— 裸 H.264 已不被 VLC 支持，套 MPEG-TS 封装（--codec libav --libav-format mpegts）。
  2. 【忘了 listen=1，客户端连不上】 —— ?listen=1 是【服务器模式：等我】；漏了它会去【主动推】一个不存在的地址。
  3. 【卡顿一定是网速慢】 —— 先降分辨率／帧率再怀疑网络；一次只改一个变量。
  4. 【MJPEG 和 H.264 是一回事】 —— MJPEG 是【连续图片】（每帧独立压缩，带宽大）；H.264 利用帧间相似性压缩（带宽小）。浏览器方案图省事、VLC 方案省带宽。
  5. 【端口随便换着用】 —— 树莓派端监听端口与 VLC 里输入的端口必须一致；占用时先 ss -tlnp 查，别瞎换。
自测三问（点开对答案） 1. 串流三层的顺序与各自动作？ 2. 老教程 VLC 黑屏的根因是什么、怎么修？ 3. 为什么浏览器方案带宽大？ **参考答案** 1. **编码**（硬件 H.264 压缩）→ **封装**（包进 MPEG-TS 集装箱）→ **传输**（TCP／UDP／RTSP 发出去）。 2. 裸 H.264 不装封装，新版 VLC 不再支持；修复＝加 `--codec libav --libav-format mpegts` 再串流。 3. MJPEG **每一帧都独立压缩成 JPEG**，吃不到 H.264【只传帧间变化】的红利；换来的是零门槛（浏览器直接看）。

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