[2018 iThome 鐵人賽] Day 20: 如何在 Linux 上使用 Miracast

2018 iT 邦幫忙鐵人賽

DAY 20

自我挑戰組

M157q 的待業程式生活日誌系列第 20 篇

2018鐵人賽 linux miracast miraclecast wds

M157q

2018-01-08 23:10:36

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TL;DR

先說結論，試了以下兩個專案：

GitHub - albfan/miraclecast: Connect external monitors to your system via Wifi-Display specification also known as Miracast
- GitHub - derekdai/miraclecast: Connect external monitors to your system via Wifi-Display specification also known as Miracast 這個 fork 出去修改的版本解決了比較多的問題，但最後嘗試了一番還是沒辦法順利使用。
GitHub - intel/wds: Wireless Display Software For Linux OS (WDS)
- 嗯，沒錯，是那個 Intel。
- 這個算是試到後來可以動的，但結果不盡理想，畫面非常卡，聲音也沒有出來，猜測是還得去調整其他 gstreamer 的參數，這篇會以紀錄 wds 為主。

前言

2017 年 5 月換租屋處後，客廳有台螢幕，雖然不大，但至少比筆電的螢幕還大。想說有時候筆電或手機可以把畫面投到上面用大螢幕看比較爽，然後又懶的接有線的 VGA 或 HDMI，就想說來買個無線投影裝置。

於是就在 6 月初左右就上網買了便宜的無線投影裝置，該裝置對於 iOS 裝置的支援是使用 DLNA，對於 Android 裝置的支援則是使用 Miracast，當時是我第一次知道 Miracast。

想說筆電是跑 Arch Linux，和 Android 一樣都是 based on Linux，所以應該也可以使用 Miracast 吧？才發現可以用的東西少的可憐，也不一定會動。在 GitHub 上找到了 2 看起來比較有希望的專案，花了好幾個小時，看程式碼、查閱相關文件，終於成功把筆電的畫面透過 Miracast 無線投影到螢幕上。

後來因為室友買了個攜帶型投影機送了 Chromecast 之後就沒有使用 Miracast 了，所以這篇算是個半殘文，但還是想紀錄一下，畢竟花了不少時間研究。

關於 Miracast

可以把它想像成用 Wi-Fi 來傳輸 HDMI 訊號，所以可以不用接線就能把畫面投影到其他有支援 Miracast 的裝置上。
除了不用接線外，也不需要有其他的裝置或是要連接到某個 Wi-Fi Access Point。
- 這點真的很方便啊，不用買其他裝置就能支援無線投影。
2012 底，由 Wi-Fi Alliance 推出，也是 Android 4.2 的重要新功能之一，但在 2015 年推出的 Android 6.0 卻消失了。
Miracast 不知道為啥一直沒有成為標準。
Google 後來推出了 Chromecast，基本上這裝置的功能完全和 Miracast 衝突，而且我覺得沒有比較好，除了得額外多接一個 Chromecast 以外，Chromecast 還需要一個額外的 Wi-Fi Access Point，更別說 Chromecast 實際使用上的體驗真的是頗差的。
關於 Miracast 詳細介紹，可以參考這篇繁體中文的文章：以鏡射與Wi-Fi技術為基礎　Miracast實現多螢影音串流 - 技術前瞻 - 新通訊元件雜誌

紀錄

因為 MiracleCast 沒試成功，所以只會以紀錄 WDS 為主。
其實還有找到一個 openwfd，不過因為看起來已經年久失修了，所以就沒去試了。

WDS 的裝置分類

首先，WDS 把使用 Miracast 的裝置區分為以下兩種：

Sink: 要呈現畫面的裝置。
Source: 要把畫面投影出去的裝置。

我使用 WDS 時遇到的問題

然後把當時遇到的問題相關連結都先列出來一下：

WDS 安裝與使用步驟

WDS 會用到以下幾個程式，必須預先安裝：

wpa_supplicant
- 2.4 以後的版本，且必須要在 build 的時候開啟 CONFIG_P2P=y, CONFIG_WIFI_DISPLAY=y, CONFIG_CTRL_IFACE_DBUS_NEW=y 這 3 個參數
connman
- 必須是 1.28 以後的版本
gstreamer

接下來就可以照著以下步驟來嘗試：

git clone https://github.com/intel/wds.git
cd wds
修改程式碼
- 根據 source video params should be tweaked for desktop mirroring use case · Issue #87 · intel/wds · GitHub 和 Black/frozen screen · Issue #133 · intel/wds · GitHub 這兩個 issues 裡頭提到的解法，我們得修改程式碼裡頭用到 gstreamer 的參數，不然只會出現黑的畫面，這部份可能因人而異，我只就我遇到的部份描述，附上 git diff，這個參數還有調整的空間就是。

diff --git a/mirac_network/mirac-gst-test-source.cpp b/mirac_network/mirac-gst-test-source.cpp  
index 12c2623..821e38a 100644  
--- a/mirac_network/mirac-gst-test-source.cpp  
+++ b/mirac_network/mirac-gst-test-source.cpp  
@@ -42,7 +42,9 @@ MiracGstTestSource::MiracGstTestSource (wfd_test_stream_t wfd_stream_type, std::  
     } else if (wfd_stream_type == WFD_TEST_VIDEO) {  
         gst_pipeline = "videotestsrc ! videoconvert ! video/x-raw,format=I420 ! x264enc ! mpegtsmux ! rtpmp2tpay ! udpsink name=sink " + hostname_port;  
     } else if (wfd_stream_type == WFD_DESKTOP) {  
-        gst_pipeline = "ximagesrc ! videoconvert ! video/x-raw,format=I420 ! x264enc tune=zerolatency ! mpegtsmux ! rtpmp2tpay ! udpsink name=sink " + hostname_port;  
+        gst_pipeline = "ximagesrc use-damage=0 ! videoscale ! videoconvert ! video/x-raw,format=I420,width=1440,height=900,framerate=50/1 ! x264enc aud=false bitrate=2048 dct8x8=true vbv-buf-capacity=1000 tune=stillimage+zerolatency byte-stream=true ! video/x-h264,profile=high ! muxer. pulsesrc device=alsa_output.pci-0000_00_1b.0.analog-stereo.monitor ! audioconvert ! audio/x-raw,channels=2,rate=44100 ! faac ! audio/mpeg,mpegversion=4 ! muxer. mpegtsmux name=muxer alignment=0 ! rtpmp2tpay pt=33 ! udpsink name=sink sync=false " + hostname_port;

cmake .
make
sudo wpa_supplicant -i wlp0s20u1 -ddt -u
- wlp0s20u1 請換成你的無線網卡裝置名稱
- -ddt: 用來開啟比較詳細的 debug 訊息，且在訊息加上 timestamp
- -u : 用來開啟 DBus control interface
  - 如果 wpa_supplicant 在編譯的時候沒有加入上面提到的 CONFIG_CTRL_IFACE_DBUS_NEW=y 的話，這個選項就不會有用。
- 執行這行指令的時候最好是先把原本有在用的 network manager 關掉，避免衝突。
sudo connmand -r -n -d -i wlp0s20u1
- wlp0s20u1 請換成你的無線網卡裝置名稱
- -r: 不要開啟 DNS proxy
  - 官方的 README 上沒有加這個選項，是我自己加上去的，我記得當時可以解掉一些問題，但現在忘了是什麼問題了。
- -n: 不要在背景執行，方便看到 debug 訊息
- -d: 開啟 debug 模式
sudo connmanctl
- 開啟 connman 的互動式介面
connmanctl> enable wifi
connmanctl> enable p2p
- connmanctl> scan p2p
- connmanctl> peers
- 檢查 p2p 功能是否正常
connmanctl> agent on

如果以上都正常的話，應該就會像官方在其 GitHub repo 的 wiki 所列出的截圖一樣：

Android 手機要無線投影到電腦 (Sink mode)
- 打開 Miracast 選單應該就可以看到電腦裝置
- 選擇投影到電腦上
- 許可連線
- 沒問題的話應該就可以在電腦上跳出一個視窗顯示手機的畫面了
電腦要無線投影到其他裝置 (Source mode)
- connmanctl> scan 可以重新掃描附近的裝置
- connmanctl> peers 列出可以連線的裝置
- connmanctl> connect N 連線到該裝置
- 許可連線
- 正常的話其他裝置應該就會顯示電腦上的畫面了