这个项目我想做好久了，起因是之前看到 @XINGRZ 导演的云监工项目，就也想自己拍点什么东西玩玩。正好买方舟的设定集里面送了一些白晶菊的种子，也是我第一次自己种植花草，就打算做一个延时摄影记录它的生长，顺便在 B 站直播整个过程，想想还是非常有意思的。
设备选择
之前为了做毕设买的树莓派 4B 现在一直在身边闲置着，就想着用它来做为这次的主要直播设备，负责图像采集、推流以及保存延时摄影画面。
摄像头方面，我原本是想用手头的佳能 750D 相机，还找到一个项目叫做 gphoto2，可以通过树莓派来控制相机。至于续航方面，可以在淘宝购买一块 USB 供电的假电池来解决。可是后来继续调研后发现，长时间拍摄以及参差不齐的假电池质量可能会对相机造成损伤，这相机也不是我的，所以还是另寻方案吧。
然后考虑使用可以输出 RTMP 流的监控摄像头，非常适合做长时间拍摄。但是监控摄像头拍远景做云监工还行，拍近物特写好像就有些力不从心了，继续换其他方案。
我手里有一个之前做毕设时购买的 Raspberry Pi Camera Module v2，画质不算好，只能说勉强够用，我当时用它采集人像和车牌做识别也是没有多大问题。
然后我搜索了一下，发现树莓派基金会在去年又推出了一款摄像头模组——Raspberry Pi HQ Camera。
这个模组和之前的摄像头有着很大的区别，使用索尼 IMX477 传感器，以及标准的 C/CS 镜头接口，还需要单独购买镜头才能使用。官方为这个模组出了两支镜头，16mm 10MP 的长焦镜头和 6mm 3MP 的广角镜头。在 YouTube 找了相关视频之后，我对这支长焦镜头相当感兴趣，于是就在淘宝下单了一套，决定本次直播就使用它进行拍摄。
因为这个摄像头模组使用标准的 1/4”-20 螺丝孔位，所以三脚架的选择就相当自由了，一番搜寻之后我看上了影视飓风的三脚架 + 云台组合，价格也不贵，看起来非常可靠。
还有一个需要解决的就是夜晚的照明问题，否则半夜的直播就只有一片漆黑了。这里我选择了一个比较简单粗暴的解决方案：以前在学校宿舍里用的桌面灯管，通过米家智能插座自动控制开关即可。
原本还买了个小米光照传感器来配合控制，后来发现完全不需要，智能插座自己就可以设置定时或者在日出和日落时自动开关了。5W 的功率也比较低，比较省电，而且 LED 灯没有有频闪的问题，不会干扰到夜晚的拍摄质量。
场景搭建
直播场景我选择放在了家里的阳台，光照还算充足，也不会干扰到日常生活。LED 灯用 3M 的胶带粘在了窗台上（顺便安利一下 3M 的胶带，粘性强，而且不留痕迹，真的好用），三脚架因为不能伸缩，所以搬了个凳子过来凑合一下，花盆的后面放了弑君者兔兔和阿米娅的立牌作为背景稍微装饰一下，整个朴实无华的场景就算完成了。
软件配置
录像
本次直播使用 FFmpeg 进行画面的处理以及推流。原本想直接用 FFmpeg 获取 /dev/video0 的视频画面，但是不知道为什么出来的视频帧率非常低，所以最后采用的方法是用 raspivid 获取视频画面，再通过 shell 的管道输出给 FFmpeg。
搭建 RTMP 服务器
因为还需要调试推流的各项参数，但是直接推到 B 站进行调试的话不是很方便，我又不想在自己电脑上装 Nginx，所以借了一台朋友的洋垃圾 Chromebook，装 CentOS 7 临时搭建了一个 RTMP 服务端用于本地测试。
搭建过程非常简单，下载编译安装 Nginx，编译的时候记得带上 --add-module=nginx-rtmp-module --with-http_ssl_module 参数，最后在 conf 里加上 RTMP 的配置就可以了。
#RTMP 服务
rtmp
{
server
{
#指定服务端口
listen 1935;
chunk_size 4096;
#指定RTMP流应用
application live
{
live on;
}
}
}推流
先用 raspivid 获取视频画面，再通过管道发送给 FFmpeg 编码后推送到 B 站的直播地址。
raspivid -t 0 -w 1280 -h 720 -b 5000000 -o - | ffmpeg -re -i - -vcodec copy -acodec copy -preset veryfast -b:v 5000k -bufsize 5000k -f flv "rtmp://live-push.bilivideo.com/live-bvc/?xxx"可能是由于树莓派性能不足，推 1080p 的直播画面会时不时卡顿，所以改成 720p，5Mbps 的码率。
定时保存画面
为了后期制作延时摄影，还需要定时保存画面。在 FFmpeg 推流的命令后面再添加一条 -f image2 -r 0.01 -strftime 1 /home/pi/photo/"%m-%d_%H-%M-%S.jpg"。
-r 表示每秒保存的帧数，0.01 的意思就每 100 秒保存一张，后面则是输出的路径，使用格式化的日期来作为文件名方便后期检索。
自动重启
由于直播过程中可能会因为网络波动等各种原因导致推流中断，所以还需要让脚本能够自动重启恢复推流。
while true
do
raspivid -t 0 -w 1280 -h 720 -b 5000000 -o - | ffmpeg -re -i - -vcodec copy -acodec copy -preset veryfast -b:v 5000k -bufsize 5000k -f flv "rtmp://live-push.bilivideo.com/live-bvc/?xxx" -f image2 -r 0.01 -strftime 1 /home/pi/photo/"%m-%d_%H-%M-%S.jpg"
sleep 10s
done图片导出
我写了一个简单的脚本。
current=`date "+%m-%d"`
zip /home/pi/output/$current.zip /home/pi/photo/*.jpg
rm /home/pi/photo/*.jpg再添加一条 crontab 自动执行，就可以每天晚上自动将当天的所有图片打包放在一起。
内网穿透
由于我不可能 24 小时在家维护直播，为了防止出现意外情况导致直播中断，还需要我随时可以连接回家里的树莓派进行配置，这里我选择使用 frp。
因为只需要一个最基本的 SSH 内网穿透，所以配置也非常简单，直接复制官方文档里的示例就可以。在树莓派上安装好客户端，在我的博客服务器上装好服务端，就可以正常通过公网连接到家里的树莓派了。
开始直播
所有东西准备就绪，直播正式开始，希望我能顺利完成本次直播吧。
