# 大规模屏幕监控优化设计

## 1. 整体架构

```
┌─────────────┐         ┌─────────────┐         ┌─────────────┐
│  学生端     │         │  服务器     │         │  教师端     │
│  (Agent)    │◄───────►│  (信令)     │◄───────►│  (Web)      │
│             │         │             │         │             │
│ DXGI采集    │         │ WebSocket   │         │ 监控墙      │
│ H.264编码   │         │ 信令转发    │         │ 视频解码    │
│ WebSocket   │         │ 质量控制    │         │ 动态切换    │
└─────────────┘         └─────────────┘         └─────────────┘
       │                                               │
       └───────────────────────────────────────────────┘
                    直连 WebSocket (视频流)
```

## 2. 质量档位设计

### 低质量模式（监控墙）
- 分辨率：320x180
- 帧率：3 fps
- 码率：100 kbps
- 用途：60台总览

### 高质量模式（单机放大）
- 分辨率：1280x720
- 帧率：15 fps  
- 码率：1000 kbps
- 用途：单台详细查看

## 3. 核心流程

### 学生端流程
```
1. Agent启动 → 初始化DXGI采集器
2. 等待服务器信令 → 收到"开始推流"指令
3. 根据质量参数 → 配置编码器
4. 开始采集编码 → 通过WebSocket推送
5. 收到"停止推流" → 立即停止
6. 收到"切换质量" → 动态调整编码参数
```

### 教师端流程
```
1. 打开监控墙 → 向服务器请求所有设备列表
2. 服务器通知所有Agent → 开始低质量推流
3. 教师点击某设备 → 通知该设备切换高质量
4. 其他设备保持低质量 → 节省带宽
5. 教师关闭监控墙 → 通知所有Agent停止推流
```

## 4. 带宽控制策略

### 策略1：按需推流
- 只有教师打开监控墙时，学生端才推流
- 教师离开页面，所有推流立即停止

### 策略2：质量分级
- 默认所有设备低质量（100kbps）
- 被选中设备切换高质量（1Mbps）
- 取消选中立即降回低质量

### 策略3：动态调整
- 检测网络拥塞 → 自动降低码率
- 网络恢复 → 恢复正常码率

## 5. 关键技术点

### DXGI Desktop Duplication
- 优势：只捕获变化区域，CPU占用低
- 支持硬件加速
- Windows 8+ 原生支持

### Media Foundation H.264编码
- 优势：支持硬件编码（QuickSync/NVENC）
- 动态调整码率和分辨率
- 低延迟

### WebSocket直连
- 学生端直接推送到教师端浏览器
- 服务器只转发信令，不处理视频数据
- 降低服务器压力

## 6. 性能保证

### 60台设备流畅运行的原因

1. **低质量模式带宽可控**
   - 60台 × 100kbps = 6Mbps
   - 远低于千兆网络容量

2. **硬件编码降低CPU占用**
   - 使用GPU编码，CPU占用<5%
   - 每台学生机可轻松支持

3. **差分捕获减少数据量**
   - DXGI只捕获变化区域
   - 静止画面几乎不占带宽

4. **按需推流避免浪费**
   - 无人观看时不推流
   - 节省网络和CPU资源

5. **服务器仅转发信令**
   - 不解码视频
   - 可支持数百台设备

## 7. 实现模块

### Agent端模块
- `DxgiScreenCaptureService.cs` - DXGI屏幕采集
- `AdaptiveH264EncoderService.cs` - 自适应H.264编码
- `StreamQualityController.cs` - 质量控制
- `SignalingClient.cs` - 信令客户端

### 服务器端模块
- `StreamSignalingHub.cs` - SignalR信令中心
- `StreamQualityManager.cs` - 质量管理
- `DeviceStreamController.cs` - 设备流控制

### 教师端模块
- `MonitorWall.vue` - 监控墙组件
- `AdaptiveVideoPlayer.vue` - 自适应视频播放器
- `StreamQualitySelector.vue` - 质量选择器