C#-Uniform Render Streaming με WebRTC για αμφίδρομη ανταλλαγή μηνυμάτων κειμένου από Unity Client σε διακομιστή JavaScript

Ενεργοποίηση επικοινωνίας σε πραγματικό χρόνο μεταξύ Unity και JavaScript χρησιμοποιώντας WebRTC

Με την αυξανόμενη ζήτηση για επικοινωνία σε πραγματικό χρόνο σε εφαρμογές, οι προγραμματιστές αξιοποιούν το WebRTC για την απρόσκοπτη μετάδοση βίντεο, ήχου και δεδομένων. Σε αυτό το πλαίσιο, το Unity Render Streaming προσφέρει ένα ισχυρό πλαίσιο για τη ροή βίντεο από έναν διακομιστή JavaScript σε έναν πελάτη Unity. Ωστόσο, η δημιουργία αμφίδρομης επικοινωνίας - όπως η αποστολή μηνυμάτων κειμένου πίσω από το Unity στον διακομιστή JavaScript - μπορεί να είναι μια πρόκληση.

Σε αυτό το έργο, στοχεύουμε να δημιουργήσουμε μια εφαρμογή ροής χρησιμοποιώντας την προσθήκη Unity Render Streaming μαζί με το πρωτόκολλο WebRTC. Ενώ το τμήμα ροής βίντεο έχει διαμορφωθεί με επιτυχία, το επόμενο βήμα περιλαμβάνει την ενεργοποίηση της ανταλλαγής δεδομένων μέσω ενός καναλιού RTCData. Αυτό θα επιτρέψει την αποστολή μηνυμάτων κειμένου από το πρόγραμμα-πελάτη Unity κατά τη διάρκεια ενεργών ροών βίντεο.

Θα διερευνήσουμε πώς να τροποποιήσουμε υπάρχοντα δείγματα κώδικα για να πληρούν αυτές τις απαιτήσεις. Η εφαρμογή Ιστού που βασίζεται σε JavaScript θα διαχειρίζεται τη ροή βίντεο, ενώ ο πελάτης Unity θα επιχειρήσει να στείλει ένα δείγμα μηνύματος όπως "Hello World" πίσω στον διακομιστή. Θα εξετάσουμε τις προκλήσεις διαμόρφωσης που αντιμετωπίζουμε και τις πιθανές λύσεις τους.

Αυτό το άρθρο εξετάζει επίσης ζητήματα όπως οι χώροι ονομάτων που λείπουν και οι μη επιλυμένες αναφορές στο Unity. Θα αξιολογήσουμε εάν ο τρέχων κώδικας είναι στο σωστό δρόμο και θα παρέχουμε λύσεις για τη διόρθωση συνηθισμένων προβλημάτων, όπως το σφάλμα που σχετίζεται με το "SingleConnection". Στο τέλος, στοχεύουμε να δημιουργήσουμε μια ομαλή, αμφίδρομη γραμμή ανταλλαγής μηνυμάτων κειμένου μεταξύ Unity και JavaScript χρησιμοποιώντας το WebRTC.

Δημιουργία συστήματος ανταλλαγής μηνυμάτων Unity-to-JavaScript με το WebRTC

Στόχος αυτού του έργου είναι η χρήση του Unity Render Streaming πρόσθετο με WebRTC για μετάδοση βίντεο από διακομιστή JavaScript σε πελάτη Unity, ενώ επίσης στέλνει μηνύματα δεδομένων πίσω από το Unity. Το πρώτο βήμα στο σενάριο JavaScript περιλαμβάνει τη ρύθμιση μιας ροής πολυμέσων. Χρησιμοποιούμε τη μέθοδο «captureStream()» για τη ροή περιεχομένου βίντεο από ένα στοιχείο HTML5 και RTCPeerConnection αντικείμενο διαχειρίζεται τη σύνδεση μεταξύ των δύο ομότιμων. Σε αυτήν τη σύνδεση δημιουργείται ένα DataChannel, το οποίο επιτρέπει τη μετάδοση δεδομένων μη πολυμέσων (όπως κείμενο) παράλληλα με τη ροή βίντεο.

Στην πλευρά του Unity, αρχικοποιούμε τη σύνδεση WebRTC στο σενάριο «ReceiverSample.cs» ρυθμίζοντας ένα RTCDataChannel. Αυτό το κανάλι είναι υπεύθυνο τόσο για την αποστολή όσο και για τη λήψη δεδομένων κειμένου στον διακομιστή JavaScript. Μια συνάρτηση κορουτίνας χρησιμοποιείται για την επανειλημμένη αποστολή του μηνύματος "Hello World" κάθε δύο δευτερόλεπτα, μόνο εάν η κατάσταση του καναλιού είναι "Open". Όταν το DataChannel στον διακομιστή JavaScript λαμβάνει ένα μήνυμα, καταγράφει το περιεχόμενο στην κονσόλα για να επιβεβαιώσει την επιτυχή σύνδεση.

Ένα κρίσιμο ζήτημα που επισημάνθηκε κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας είναι η έλλειψη αναφοράς στον χώρο ονομάτων "SingleConnection" στον κώδικα Unity, που προκαλεί σφάλματα μεταγλώττισης. Αυτό υποδηλώνει ότι είτε λείπει το απαιτούμενο πακέτο είτε υπάρχει λανθασμένη εξάρτηση στη διαμόρφωση του έργου. Για να επιλύσετε αυτό το πρόβλημα, συνιστούμε να επαληθεύσετε ότι όλες οι απαραίτητες εξαρτήσεις, όπως το πακέτο Unity WebRTC, έχουν εγκατασταθεί σωστά και αναφέρονται σωστά. Εάν το πακέτο δεν είναι διαθέσιμο, η κλάση μπορεί να χρειαστεί να αντικατασταθεί με ένα πρότυπο RTCPeerConnection αντικείμενο.

Τέλος, ο μηχανισμός διαχείρισης σφαλμάτων και για τα δύο σενάρια διασφαλίζει ότι οι αποτυχημένες συνδέσεις αναφέρονται στην κονσόλα, βοηθώντας στον εντοπισμό σφαλμάτων. Η δέσμη ενεργειών Unity περιλαμβάνει μια λειτουργία «StartCoroutine()» για τη διαχείριση ασύγχρονων μηνυμάτων, η οποία είναι χρήσιμη για τη διατήρηση της ανταλλαγής δεδομένων σε πραγματικό χρόνο χωρίς τον αποκλεισμό άλλων διεργασιών. Χρησιμοποιούμε επίσης συμβάντα «OnOpen» και «OnClose» για την παρακολούθηση της κατάστασης του DataChannel, διασφαλίζοντας ότι τα μηνύματα αποστέλλονται μόνο όταν η σύνδεση είναι σταθερή. Αυτή η αρθρωτή ρύθμιση διασφαλίζει ότι ο κώδικας μπορεί να επεκταθεί ή να τροποποιηθεί εύκολα και παρέχει ένα σταθερό σημείο εκκίνησης για τη δημιουργία πιο προηγμένων εφαρμογών ροής χρησιμοποιώντας το Unity και το 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);
  }
}

Εξερευνώντας τις προκλήσεις μετάδοσης δεδομένων στο Unity και στο WebRTC Streaming

Εκτός από τη ροή βίντεο, η ενεργοποίηση επικοινωνία δεδομένων μεταξύ ενός πελάτη Unity και ενός διακομιστή JavaScript που χρησιμοποιεί το WebRTC ανοίγει νέες δυνατότητες. Ωστόσο, η υλοποίηση μιας τέτοιας επικοινωνίας δεν είναι πάντα απλή, ειδικά όταν ενσωματώνετε το πρόσθετο Unity Render Streaming. Ένα κοινό πρόβλημα που αντιμετωπίζεται είναι η σωστή ρύθμιση και διαχείριση του RTCDataChannel για απρόσκοπτη επικοινωνία κειμένου. Στο παράδειγμά μας, ο πελάτης Unity θα πρέπει να μπορεί να στείλει ένα μήνυμα "Hello World" πίσω στον διακομιστή JavaScript. Αυτό το βήμα απαιτεί προσεκτικό χειρισμό τόσο του περιβάλλοντος δέσμης ενεργειών του Unity όσο και των αποχρώσεων του πρωτοκόλλου του WebRTC.

Μια σημαντική πρόκληση περιλαμβάνει τη διαχείριση εξαρτήσεων στο Unity. Σφάλματα όπως ο χώρος ονομάτων «SingleConnection» που λείπει στον κώδικα «ReceiverSample.cs» υπογραμμίζουν την ανάγκη να διασφαλιστεί ότι όλες οι απαραίτητες προσθήκες, συμπεριλαμβανομένου του WebRTC, έχουν εγκατασταθεί σωστά. Μια καλή πρακτική εδώ είναι να ελέγχετε για συμβατότητα μεταξύ της έκδοσης Unity και της έκδοσης προσθήκης που χρησιμοποιείται. Το πρόβλημα θα μπορούσε επίσης να προέρχεται από παλιά ή λείπουν στοιχεία Unity Render Streaming, τα οποία πρέπει να ρυθμιστούν με τη σωστή σύνδεση αντικείμενα.

Πέρα από τεχνικά ζητήματα, μια πρόσθετη πτυχή που πρέπει να εξερευνήσετε είναι η καθυστέρηση μεταξύ Unity και JavaScript μέσω WebRTC. Ενώ το WebRTC παρέχει επικοινωνία χαμηλής καθυστέρησης, οι συνθήκες δικτύου μπορούν ακόμα να επηρεάσουν την παράδοση μηνυμάτων. Η χρήση κορουτινών εντός του Unity επιτρέπει τη μη αποκλειστική παράδοση μηνυμάτων, διασφαλίζοντας ότι η αποστολή δεδομένων κειμένου (π.χ. μέσω «StartCoroutine») δεν διακόπτει τη ροή βίντεο. Ο έλεγχος της σταθερότητας της σύνδεσης μέσω του «RTCDataChannelState» είναι μια άλλη βασική πρακτική για να διασφαλιστεί ότι τα μηνύματα αποστέλλονται μόνο όταν το κανάλι είναι ενεργό. Αυτές οι στρατηγικές συμβάλλουν στη βελτιστοποίηση της απόδοσης και διασφαλίζουν καλύτερη εμπειρία χρήστη σε εφαρμογές σε πραγματικό χρόνο.