前言

最近遇到一个需求，需要同步摄像机画面并在摄像机画面上叠加虚拟图像，有点虚拟演播室的需求。于是对摄像头Free-D协议传回的UDP协议进行解析。

参考文献

FreeD协议说明

大佬文章

设备和环境

硬件：Lumens VC-H717KN

Visual Studio(数据接收)

摄像机设置

按照说明书捣鼓捣鼓(不同摄像机设置不一样)

Lumens的话，通讯笔者的话，关闭NDI才能接收到FreeD协议传输的数据。不知道为什么会冲突，官方没说明。

UDP获取PTZ数据

UDP直接采集的数据是29字节的十六进制数据。

数据包一共有 29字节 (尖括号的内容为一字节)，包括了摄像机的八个参数数据，这八个参数主要包括摄像机的六个外部参数和两个内部参数。外部的六个参数为：摄像机的空间位置（ x，y，z），摄像机自身水平（pan）、垂直（tilt）和自身旋转（roll）的数值。内部两个参数包括摄像机镜头的缩放（zoom）和对焦（focus）数值。

<D1> 消息类型

<CA> 摄像机 ID

<PH><PM><PL> 水平 Pan 角度

<TH><TM><TL> 垂直 Tilt 角度

<RH><RM><RL> 旋转 Roll 角度

<XH><XM><XL> 摄像机的 X 坐标

<YH><YM><YL> 摄像机的 Y 坐标

<HH><HM><HL> 摄像机的 H 坐标 (Z 坐标)

<ZH><ZM><ZL> 缩放（zoom）数值

<FH><FM><FL> 对焦时的焦点（focus）数值

<SH><SL> 由用户保留，以做它用

<CK> 校验位

我们主要解析的是第三和第四项数据。

B.2 摄像机平移角度

摄像机平移角度定义为 Y 轴与摄像机光轴在水平 (XY) 平面上的投影之间的角度。零值

对应于相机在正 Y 方向上看和一个正值

表示向右平移（即从以上）。

该值以度数表示为 24 位二进制补码有符号数，其中最高有效位（位 23）是符号位，接下来的 8 位（位 22 到 15）是

整数部分和其余位（位 14 到 0）是小数部分；或者，

这可以被认为是一个以 1/32768 度为单位的有符号整数值。值的范围是从 -180.0 度（A60000 hex）到 +180.0 度（5A0000 hex）。

以水平Pan角度解析为例：

我测试过：直接按照官方解析会存在一定的偏差。

然后我就根据寻找规律，如下：

//将三位十六进制合并成一个完整的十六进制数
//转成2进制数，第0位为符号位 1表示正数 0表示负数 1010 1010 1111 1111 1111 1111
//负数直接转十进制除于32768 0101 0101 0000 0000 0000 0000
//正数去除符号位得补码后转十进制除于32768 0011 0001 0011 0011 0011

具体实现，默认得到UDP中的三字节Pan的十六进制数据。

        static void Main(string[] args){int[] num1 = DecToBin(170);int[] num2 = DecToBin(255);int[] num3 = DecToBin(255);int[] binSlice = SpliceBin(num1, num2, num3);//判断符号位正负  if (binSlice[0] == 0){double num = BinToDec(binSlice);Console.Write(-num);}else{//补码for (int i = 0; i < 24; i++){binSlice[i] = binSlice[i] == 0 ? 1 : 0;}int len = binSlice.Length;binSlice[len - 1] += 1;for (int i = 0; i < len; i++){if (binSlice[len - 1 - i] > 1){binSlice[len - 1 - i] = 0;binSlice[len - i] += 1;}}double num = BinToDec(binSlice);Console.Write(num);}}/// <summary>/// 拼接三个二进制数据/// </summary>/// <returns>返回一个二十四位的二进制数据</returns>     static int[] SpliceBin(int[] bin1, int[] bin2, int[] bin3){int[] bin = new int[24];for (int i = 0; i < 8; i++){bin[i] = bin1[i];}for (int i = 0; i < 8; i++){bin[i + 8] = bin2[i];}for (int i = 0; i < 8; i++){bin[i + 16] = bin3[i];}return bin;}/// <summary>/// 十进制转八位的二进制 以二进制倒序数组返回/// </summary>/// <param name="value"></param>/// <returns></returns>static int[] DecToBin(int value){int temp = value;int index = 0;int[] tempInt = new int[8];int[] result = new int[8];while (temp > 0){tempInt[index] = temp % 2;temp /= 2;index++;}for (int i = 0; i < 8; i++){result[i] = tempInt[7 - i];}return result;}/// <summary>/// 二进制转十进制/// </summary>/// <param name="value"></param>/// <returns></returns>static double BinToDec(int[] value){int num = 0;for (int i = 0; i < value.Length; i++){num += (int)(value[i] * Math.Pow(2, 23 - i));}return (float)num / 32768;}

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