Google Cast：关键概念、流媒体协议和 Cast SDK

什么是 Google Cast？

Google Cast 是 Google 开发的一种无线多媒体传输协议，用于从移动设备、笔记本电脑和平板电脑向电视、扬声器和其他屏幕进行流媒体传输。与 AirPlay (Apple) 或 Miracast 不同，Cast 采用“发送 URL”模型 (send-to-device)：移动应用将内容的 URL 发送给 Chromecast，设备自行加载和播放流，不会加重手机负担。

Google Cast 相对于直接流媒体 (屏幕镜像) 的主要优势是能源效率。播放开始后，手机仅充当遥控器：用户可以最小化应用、锁定屏幕或切换到其他应用 — 视频继续在电视上播放。根据 Google (2025) 的数据，与镜像解决方案相比，Cast 在手机上消耗的电量减少 80%。

Google Cast 不仅支持 Chromecast，还支持索尼、TCL、飞利浦、海信等制造商带有 Google TV 或 Android TV 的电视中内置的 Cast 接收器。Cast 也支持音频系统 (Nest Audio、支持 Cast 的 Sonos) 和 Chromecast Audio。Cast 协议通过 Wi-Fi (2.4/5 GHz) 工作，要求发送设备和接收器在同一个网络中。

Cast 架构：发送方、接收方和协议

Google Cast 架构由三个组件组成：发送方 (移动应用)、接收方 (Chromecast/电视上的应用) 和传输协议。发送方使用 Cast SDK 检测网络中的设备、建立连接和发送播放命令。接收方是在 Chromecast 浏览器中运行的 Web 应用 (HTML5 + CSS + JavaScript)，负责加载和播放内容。

Google Cast 协议基于 DIAL (Discovery and Launch) 进行设备检测，并通过 WebSocket 使用专有协议进行播放控制。DIAL 使用 SSDP (简单服务发现协议) 在本地网络中搜索 Cast 设备。检测到后，发送方通过端口 8008 或 8009 与接收方建立 WebSocket 连接，并以 JSON 格式发送命令：LOAD、PLAY、PAUSE、STOP、SEEK。

用于播放控制的 Cast v2 协议

发送方 发送给接收方的不是内容本身，而是 URL (媒体 URL) 和元数据 (名称、图像、字幕)。接收方独立从 URL 加载内容，这使手机无需为数据传输消耗电池。播放开始后，发送方可以通过 Cast Protocol v2 发送暂停、快进、音量调节命令并接收播放状态。

Cast Application Framework (CAF)：快速集成

Cast Application Framework (CAF) 是 Google 提供的用于在移动应用中集成 Cast 的简化 API，于 2018 年推出。CAF 取代了旧的 Cast SDK (CastCompanionLibrary)，并提供现成的 UI 组件：Cast Button (设备检测图标)、Mini Controller (屏幕底部的迷你播放器) 和 Expanded Controller (全屏遥控器)。CAF 支持 Android、iOS、Flutter 和 React Native。

使用 CAF 时，开发人员无需编写自己的接收方 — Google 提供默认接收方 (Default Receiver)，它会自动加载和播放内容。默认接收方支持 HLS、DASH、MP4、WebM、MP3、图像和字幕。接收方的配置在 Google Cast Console 中进行 — 只需指定内容的 URL，默认接收方就会处理其余部分。自定义接收方仅在非标准场景下需要：电视上的自有界面、DRM 支持、播放队列。

// 配置 CAF 接收器选项
val receiverOptions = CastReceiverOptions.Builder(context)
    .setReceiverApplicationId(
        CastMediaControlIntent.DEFAULT_MEDIA_RECEIVER_APPLICATION_ID
    )
    .build()

// 连接 Cast 上下文
val castContext = CastContext.getSharedInstance(context)
castContext.setReceiverOptions(receiverOptions)

Cast Connect：无需物理设备即可测试

CAF 自动管理连接的生命周期：通过 Cast Button 检测设备、建立连接、加载媒体、在临时连接丢失时暂停以及重新连接。CAF 还支持播放列表的播放队列 (media queues) 以及 Android 锁屏和通知中心的“Cast”按钮。最低版本：Android 5.0 (API 21)，iOS 14+。

媒体流媒体：Chromecast 上的 HLS、DASH 和 MP4

Google Cast 支持主要流媒体格式：Apple 的 HLS (HTTP Live Streaming)、DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP) 和渐进式 MP4。Chromecast 根据互联网连接速度自动选择最佳视频质量 (自适应比特率)。对于 HLS 和 DASH，Chromecast 可实时切换流而无需停止播放。HLS 从 Chromecast 固件版本 1.28+ 开始支持。

通过 Google Cast 进行流媒体传输时，内容必须可通过公共 URL (HTTP/HTTPS) 访问 — Chromecast 直接从服务器加载内容，而非通过手机。DRM (数字版权管理) 通过 Widevine 提供支持：Chromecast 支持 Widevine L3 (所有设备) 和 L1 (某些型号，例如 Chromecast with Google TV)。使用 DRM 需要集成 Shaka Player 或 ExoPlayer 的自定义接收方。据 Google 称，Chromecast with Google TV 支持通过 Widevine L1 为 Netflix、Disney+ 和其他服务提供 4K HDR。

// 通过 CAF 将媒体加载到 Chromecast
val mediaInfo = MediaInfo.Builder(Uri.parse(videoUrl))
    .setStreamType(MediaInfo.STREAM_TYPE_BUFFERED)
    .setContentType("video/mp4")
    .setMetadata(MediaMetadata(MediaMetadata.MEDIA_TYPE_MOVIE)
        .putString(MediaMetadata.KEY_TITLE, title)
        .putString(MediaMetadata.KEY_SUBTITLE, subtitle))
    .build()

CastSession.RemoteMediaClient
    ?.load(mediaInfo, autoPlay = true)

字幕格式：Chromecast 支持 TTML、WebVTT 和 CEA-608。字幕作为 MediaInfo 的一部分通过 MediaTrack 传输。Chromecast 还支持通过 Cast Queue API 异步加载图像 (照片)，并可在图像之间滑动。对于音频，Chromecast 支持 MP3、AAC、FLAC、WAV 和 OGG。通过 Google Cast 的音频流媒体可在 Chromecast Audio 和 Cast 扬声器上使用。

Cast UI 组件：Cast Button 和 Mini Controller

Cast Button 是 Google Cast SDK 的关键 UI 组件，显示 Cast 图标并自动更改状态：非活动 (无设备)、可用 (找到设备)、已连接 (活动会话)。点击 Cast Button 后，会打开设备选择对话框。该组件可通过 MediaRouteActionProvider (Android) 或 GCKUICastButton (iOS) 获得。Cast Button 应仅在网络中 Cast 设备可用时可见 — 当没有设备时，CAF 会自动隐藏按钮。

Mini Controller 是屏幕底部的面板，显示内容名称、封面、播放/暂停按钮和关闭会话按钮。当 Cast 会话活动且用户位于与播放无关的屏幕上时，Mini Controller 会自动出现。CAF 为 Android 提供了现成的 MiniControllerFragment，可嵌入到布局中。默认情况下，Mini Controller 位于屏幕底部，但可以配置到任何位置。

// 通过样式自定义 Mini Controller
// styles.xml
// <style name="CastMiniControllerStyle"
//     parent="Theme.GoogleCast">
//     <item name="castMiniBackgroundColor">#FF0000</item>
//     <item name="castShowImageThumbnail">true</item>
// </style>

// Mini Controller 的编程控制
val miniController = findViewById<MiniControllerFragment>(
    R.id.miniController
)
miniController.setVisibility(
    isCastSessionActive()
)

Expanded Controller 是全屏遥控器，用于控制电视上的播放，点击 Mini Controller 即可打开。Expanded Controller 显示：名称、描述、封面、带快进功能的进度条、播放/暂停/停止按钮、曲目列表 (如果有队列)、音量调节器和断开连接按钮。CAF 提供现成的 ExpandedControllerActivity，可自动启动。如果需要自定义界面，请扩展基本的 ExpandedControllerActivity。

自定义接收方：电视上的自有界面

自定义接收方 (Custom Receiver) 是在 Cast 会话启动时加载到 Chromecast 上的 Web 应用 (HTML5 + CSS + JavaScript)。与默认接收方不同，自定义接收方可以完全控制电视上内容的显示：背景图像、动画、自定义控件、品牌徽标。自定义接收方在 Google Cast Console 中注册，并获取唯一的 Application ID。

自定义接收方的开发使用 Cast Receiver Framework (CAF Receiver) 在 JavaScript 中完成。CAF Receiver 提供 API 用于处理来自发送方的传入消息、管理媒体流、处理队列和 DRM 集成。接收方在 Chromecast 的隔离浏览器环境 (WebKit) 中运行，对 DOM 的访问受限。最低要求：HTML5、CSS3、JavaScript ES6。接收方托管在 HTTPS 服务器上。

// CAF 上的基本自定义接收方
const context = cast.framework.CastReceiverContext.getInstance()
const playerManager = context.getPlayerManager()

playerManager.setMessageInterceptor(
    cast.framework.messages.MessageType.LOAD,
    (loadData) => {
        // 媒体加载的自定义处理
        console.log("Loading media:", loadData.media.contentId)
        return loadData
    }
)

context.start()

// 处理来自发送方的自定义消息
context.addCustomMessageListener("urn:x-cast:custom", (event) => {
    console.log("Custom data:", event.data)
})

自定义接收方的开发和部署

自定义接收方必须通过 Cast Developer Console 在真实设备上进行测试。Google 建议在标准场景中使用默认接收方，仅在需要电视上的自有界面、DRM (Widevine) 支持或具有自定义逻辑的播放队列时才使用自定义接收方。接收方 无权访问发送方页面的 DOM，也不能执行发送方发送的 JavaScript (安全性)。

代码示例：Android 上的 Google Cast 集成

使用 CAF 在 Android 应用中集成 Google Cast 的完整示例。应用播放视频并允许通过 Cast Button 将其流式传输到 Chromecast。代码包括 CastOptions 配置、CastContext 初始化、连接管理以及向 Cast 设备加载媒体。

class CastPlayerActivity : AppCompatActivity() {

    private lateinit var castContext: CastContext

    override fun onCreate(savedInstanceState: Bundle?) {
        super.onCreate(savedInstanceState)
        setupCast()
        setContentView(R.layout.activity_player)
    }

    private fun setupCast() {
        CastOptions.Builder()
            .setReceiverApplicationId(
                CastMediaControlIntent.DEFAULT_MEDIA_RECEIVER_APPLICATION_ID
            )
            .build()
            .let {
                castContext = CastContext.getSharedInstance(this)
            }
    }

    fun castVideo(videoUrl: String, title: String) {
        val mediaInfo = MediaInfo.Builder(Uri.parse(videoUrl))
            .setContentType("video/mp4")
            .setStreamType(MediaInfo.STREAM_TYPE_BUFFERED)
            .setMetadata(MediaMetadata(MediaMetadata.MEDIA_TYPE_MOVIE)
                .putString(MediaMetadata.KEY_TITLE, title))
            .build()

        castContext.sessionManager.getCurrentCastSession()
            ?.remoteMediaClient
            ?.load(mediaInfo)
    }
}

要测试 Google Cast，请通过 Chrome DevTools (Cast 标签) 使用虚拟 Cast 设备或物理 Chromecast。Google 提供测试 Application ID — CC1AD845 (默认媒体接收器)。发布前，请在 Google Cast Console 中注册您的应用并获取生产 Application ID。Cast SDK 需要 Google Play Services 21.0.0+ 和 Android 5.0+。

常见问题与 Cast 调试

第一个常见问题 — Cast Button 不显示。原因：设备不在同一 Wi-Fi 网络中、Chromecast 不支持 DIAL (旧固件) 或手机上 Wi-Fi 检测已关闭。解决方法：检查手机和 Chromecast 是否连接到同一网络 (2.4 GHz 或 5 GHz)。Google Cast 不通过访客 Wi-Fi 网络、VPN 或具有客户端隔离的企业网络工作。使用 Cast Connect 进行无需物理设备的测试。

第二个问题 — 播放期间连接断开。Chromecast 可能因信号弱、信道过载或微波炉干扰 (2.4 GHz) 而失去 Wi-Fi 连接。解决方法：将 Chromecast 放在更靠近路由器的地方，使用 5 GHz (如果支持)，为 Chromecast 流量配置 QoS。在应用中，处理带有 IDLE 状态和错误原因的 onRemoteMediaPlayerStatusUpdated 回调 — 在连接丢失时显示通知并提供重新连接。

第三个问题 — 内容无法在 Chromecast 上播放。检查：内容的 URL 可从互联网访问 (Chromecast 直接加载内容，而非通过手机)，格式受 Chromecast 支持，没有 CORS 阻止 (对于 .m3u8 和 .mpd)。如果使用默认接收方，请确保 Application ID 正确。对于自定义接收方，请检查应用是否托管在 HTTPS 上。使用 Cast SDK Logger 进行调试：CastContext.getSharedInstance().setCastLogger(...)。