模仿UP主,用Python实现一个弹幕控制的直播间!

灵感来源

之前在B站看到一个有意思的视频:

【B站】【亦】终极云游戏!五千人同开一辆车,复现经典群体智慧实验

大家可以看看,很有意思。

up主通过代码实现了实时读取直播间里的弹幕内容,进而控制自己的电脑,把弹幕翻译成指令操控《赛博朋克2077》游戏。

观众也越来越多,最后甚至还把直接间搞崩了(当然,其实是因为那天B站全站崩了)。

我十分好奇到底是怎么做到的。

外行看热闹,内行看门道,作为半个内行,我们就模仿UP主的想法,自己做一个。

所以今天我的目标就是复刻一个 通过弹幕控制直播间 的代码,并且最终在自己的直播间开播。

先给大家看看最终我的成品小视频:

【B站】模仿UP主,做一个弹幕控制的直播间!

看起来是不是很像样了。

初版设计思路

首先在脑海里规划一个大致的思路,如下图:

img

这个思路看起来很简单,不过还是得解释一下,首先我们要搞清楚,弹幕的内容是怎么抓到的。

大部分我们常见的直播平台,在浏览器端,弹幕都是通过WebSocket来推送给观众的。在手机平板等客户端(非Web端),可能会有一些更加复杂的TCP进行弹幕的推送。

关于TCP的消息投递,有个很好的文章,就是美团的这个:美团终端消息投递服务Pike的演进之路

归根结底,这些弹幕都是通过在客户端和服务端建立长链接来实现的。

所以,我们需要做的就是用代码作为客户端,与直播平台进行长链接。这样就能拿到弹幕。

我们只是需要实现整个弹幕控制的流程,所以弹幕的抓取也不是本文的重点,我们来淘一个现成的轮子!在Github上一顿找,找到了一个非常不错的开源库,里面能够获取很多直播平台的弹幕:

https://github.com/wbt5/real-url

获取斗鱼&虎牙&哔哩哔哩&抖音&快手等 58 个直播平台的真实流媒体地址(直播源)和弹幕,直播源可在 PotPlayer、flv.js 等播放器中播放。

我们把代码clone下来,运行main函数,随便输入一个Bilibili直播间地址,就能拿到直播间实时的弹幕流:

image-20211122225149043

代码里把获取到的一条条弹幕(包括用户名)直接打印在了控制台。

他是如何做到的呢?核心的Python代码如下(不熟悉Python?不要紧,就当做伪代码,很容易看懂):

wss_url = 'wss://broadcastlv.chat.bilibili.com/sub'
heartbeat = b'\x00\x00\x00\x1f\x00\x10\x00\x01\x00\x00\x00\x02\x00\x00\x00\x01\x5b\x6f\x62\x6a\x65\x63\x74\x20' \
                b'\x4f\x62\x6a\x65\x63\x74\x5d '
  heartbeatInterval = 60

@staticmethod
async def get_ws_info(url):
    url = 'https://api.live.bilibili.com/room/v1/Room/room_init?id=' + url.split('/')[-1]
    reg_datas = []
    async with aiohttp.ClientSession() as session:
        async with session.get(url) as resp:
            room_json = json.loads(await resp.text())
            room_id = room_json['data']['room_id']
            data = json.dumps({
                'roomid': room_id,
                'uid': int(1e14 + 2e14 * random.random()),
                'protover': 1
            }, separators=(',', ':')).encode('ascii')
            data = (pack('>i', len(data) + 16) + b'\x00\x10\x00\x01' +
                    pack('>i', 7) + pack('>i', 1) + data)
            reg_datas.append(data)

    return Bilibili.wss_url, reg_datas

它连上了Bilibili的直播弹幕WSS地址,也就是WebSocket地址,然后伪装成客户端,接受弹幕推送。

OK,做完了第一步,下一步就是用消息队列将弹幕发送出来。开启单独的消费者接收弹幕。

为了实现上尽量简单,就不上那些专业的消息队列了,这里用了redis的list作为队列,将弹幕内容放进去。

发送者核心代码如下:

# 链接Redis
def init_redis():
    r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, decode_responses=True)
    return r

# 消息发送者
async def printer(q, redis):
    while True:
        m = await q.get()
        if m['msg_type'] == 'danmaku':
            print(f'{m["name"]}:{m["content"]}')
            list_str = list(m["content"])
            print("弹幕拆分:", list_str)
            for char in list_str:
                if char.lower() in key_list:
                    print('推送队列:', char.lower())
                    redis.rpush(list_name, char.lower())

完成了弹幕内容的发送后,需要写一个消费者,消费这些弹幕,把里面的指令都提取出来。

并且,在消费者收到弹幕后,如何消费呢?我们需要一个能够用代码指令控制电脑的办法。

咱继续本着不造轮子的原则,找到了一个Python的自动化控制库PyAutoGUI

PyAutoGUI is a cross-platform GUI automation Python module for human beings. Used to programmatically control the mouse & keyboard.

安装上这个库,在代码中引入,便可以通过他的API控制电脑鼠标和键盘执行对应的操作。简直是完美啊!

消费者(控制电脑)核心Python代码如下:

# 链接Redis
def init_redis():
    r = redis.Redis(host='localhost', port=6379, decode_responses=True)
    return r

# 消费者
def control(key_name):
    print("key_name =", key_name)
    if key_name == None:
        print("本次无指令发出")
        return
    key_name = key_name.lower()
    # 控制电脑指令
    if key_name in key_list:
        print("发出指令", key_name)
        pyautogui.keyDown(key_name)
        time.sleep(press_sec)
        pyautogui.keyUp(key_name)
        print("结束指令", key_name)


if __name__ == '__main__':
    r = init_redis()
    print("开始监听弹幕消息, loop_sec =", loop_sec)
    while True:
        key_name = r.lpop(list_name)
        control(key_name)
        time.sleep(loop_sec)

ok,大功告成,我们打开弹幕发送队列和消费者,这个不断循环消费的队列就开始运行了。一旦弹幕中有wsad这种控制游戏常用的按键,电脑就会自己给自己发出指令。

image-20211123000340404

初版运行中的问题

我兴冲冲的打开自己的B站直播间,开始调试,结果发现我还是太天真了。这个初版代码暴露了非常多的问题。我们一个个来说下是什么问题,我是如何解决的。

指令不人性化

水友们其实很喜欢发送类似www dddd这类重复单词(叠词),但初版的实现只支持单个字幕,水友们发现不得劲,没有作用后,就从直播间走了。

这点很容易解决,把弹幕内容拆分成每个单词,然后再推送给队列。

解决方法:拆解弹幕,把DDD,拆成D,D,D,发送个消费者。

危险指令

首先是玩家的指令超出了应该有的范围。

在我把赛博朋克游戏打开,让弹幕观众控制游戏里的开车时,有个神秘观众进了直播间,默默发了个“F”,然后。。。

然后游戏里的V(主角名)就从车里下来了,淦,我是让你们开车的,不是让你们下来和警察斗殴的。。。

解决方法:添加弹幕过滤器。

# 将弹幕进行拆分,只发送指定的指令给消费者
key_list = ('w', 's', 'a', 'd', 'j', 'k', 'u', 'i', 'z', 'x', 'f', 'enter', 'shift', 'backspace')
list_str = list(m["content"])
            print("弹幕拆分:", list_str)
            for char in list_str:
                if char.lower() in key_list:
                    print('推送队列:', char.lower())
                    redis.rpush(list_name, char.lower())

上面两个问题解决后,发送者就像下面这样运行了:

image-20211123000321183

弹幕指令堆积

这是个很大的问题,如果处理所有水友发送的全部弹幕指令,一定会存在消费不过来的问题。

解决方法:需要固定时间处理弹幕,其他抛弃。

if __name__ == '__main__':
    r = init_redis()
    print("开始监听弹幕消息, loop_sec =", loop_sec)
    while True:
        key_name = r.lpop(list_name)
        # 每次只取出一个指令,然后把list清空,也就是这个时间窗口内其他弹幕都扔掉!
        r.delete(list_name)
        control(key_name)
        time.sleep(loop_sec)

弹幕从发出到观众看到结果有延迟

在最开始的视频里,你们也能感受到了,从观众的指令发出,到最终被观众看到,大概要经历5秒的延迟。其中,起码有3秒,都是网络直播流的延迟,这一点,很难去优化。

回炉重造后的版本

经过一系列调优和涉及,我们的版本也算是从V0.1到了V0.2了。猛虎落泪。

下面是重构后的结构图:

img

后记

在写完这个项目后,我在直播间试了很多次,体验已经无限接近UP主当时的视频了。我开播挂在那边好久,但是,人气最高的时候,也只有20几个人,寥寥十几条弹幕,还有很多是我发的。我还期望着观众能够拉更多人进来一起玩呢,事与愿违啊。

由此可得出结论,我,先得有粉丝,才能玩得起来啊,呜呜呜呜。大家要是不介意,可以关注下我的B站账号,也叫:蛮三刀酱。我会偶尔抽风发点有趣的技术视频的。

本文实现的全部代码已经开源在了Github上,大家可以在自己的直播间里试试呀:

https://github.com/qqxx6661/live_comment_control_stream

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posted @ 2021-12-02 21:01  蛮三刀酱  阅读(1372)  评论(4编辑  收藏  举报