> # ⚙ ARCHITEKTUR-UPDATE (2026-06-05) — der Plan wird durch den Node-MJPEG-Schalter EINFACHER
>
> Diese Roadmap wurde für den **go2rtc**-Aufbau geschrieben. Der ist seit 2026-06-05 ersetzt:
> **Node besitzt alle Kameras selbst** (`src/cameraSwitch.js`, eine `CameraSwitch` pro Gerät),
> go2rtc ist weg. Das ändert mehrere Grundannahmen — überwiegend zugunsten weniger Aufwand:
>
> | Roadmap-Annahme (alt) | Neue Realität | Folge für den Plan |
> |-----------------------|---------------|--------------------|
> | Zwei Kamera-Klassen (`stream:true` via go2rtc, `stream:false` via eigenem FFmpeg) | **Eine** Klasse: jede Kamera ist eine `CameraSwitch` mit On-Demand | **Phase 2 (separater one-shot-Pfad) entfällt** — `getFrame()`/`grabHires()` gelten für alle |
> | go2rtc-Config parallel pflegen (Redeploy je Kamera) | nur `cameras.json` → erzeugt `CameraSwitch`-Instanzen | Phase 1 wird einfacher, **keine Doppelpflege** |
> | „~25 % CPU pro Live-Stream, dauerhaft" | **On-Demand: 0 % idle**, ~35 %/Kamera **nur während aktiv beobachtet** | „2–3 live" kostet nur was, wenn wirklich jemand zuschaut |
> | HD-Grab = „Phase-2-Dance" (Consumer release → cam_hires) | `grabHires()` (Live stoppen → 1280 → zurück), **fertig** | Phase-2-Dance-Beschreibungen sind überholt |
> | ffmpeg im Node-Container „noch zu ergänzen" | **bereits drin** (+ Geräte durchgereicht) | Phase-2-Voraussetzung schon erfüllt |
> | `stream: false` = „kein Live möglich" | jede Kamera *kann* live (On-Demand); `stream:false` = **nur Viewer zeigt keine Live-Box** | reine Anzeige-Entscheidung, kein anderer Grab-Pfad |
>
> **Netto:** Phasen 1, 3, 4 bleiben sinnvoll (cameras.json/Metadaten, „Snapshot alle", WebService).
> **Phase 2 ist großteils erledigt/obsolet.** USB-Bandbreite (unten) gilt unverändert.
> Details der Architektur: `05_screenShot_roadmap.md` (Abschnitt „Node-MJPEG-Schalter").
> Die folgenden Abschnitte sind als Konzept erhalten; go2rtc-spezifische Stellen sind
> inline mit ⚠ markiert.
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# AppRobotWebcam – Multiple Kameras
> Status: **Konzept** (teils überholt, s. Banner oben). Aktuelle Implementierung: Node-MJPEG-
> Schalter, alle Kameras On-Demand, HD-Grab via `grabHires()` (`05_screenShot_roadmap.md`).
> Diese Datei beschreibt den Ausbau auf bis zu 10 Kameras.
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## Ziel
| Anforderung | Detail |
|---|---|
| Bis zu **10 USB-Kameras** anschliessen | Nur ein Teil streamt live; alle liefern Snapshots |
| **2–3 Live-Streams** im Viewer | CPU-Budget: ~25 % pro MJPEG-Stream (gemessen) |
| **Alle** Kameras bei „Snapshot alle" | Streaming- und Nur-Snapshot-Kameras |
| **Identifizierbare Bilder** | Jede Kamera hat Namen, Position, Rolle – im Dateinamen sichtbar |
| **Download im Browser** | wie bisher |
| **Später: WebService-Weiterleitung** | Konzept ausarbeiten, noch nicht implementieren |
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## Grundproblem: ~~Zwei Kamera-Klassen~~ → EINE Klasse (aktualisiert 2026-06-05)
Eine USB-Kamera kann gleichzeitig nur **einmal** geöffnet werden — das bleibt der
harte Constraint. ⚠ **Die frühere Zwei-Klassen-Aufteilung ist mit dem Node-Schalter
hinfällig:** Jede Kamera ist eine `CameraSwitch`, die das Gerät **on-demand** öffnet.
Es gibt **einen** Grab-Pfad für alle:
| | `stream: true` | `stream: false` |
|---|---|---|
| Was ist es | `CameraSwitch` (wie alle) | `CameraSwitch` (wie alle) |
| Live-View im Viewer | ja (Live-Box) | nein (nur Snapshot-Symbol) — **reine Anzeige-Wahl** |
| Snapshot 640 | `getFrame()` (startet Gerät on-demand) | identisch `getFrame()` |
| Hires 1280 | `grabHires()` | identisch `grabHires()` |
| CPU im Idle | **0 %** (On-Demand, niemand schaut) | **0 %** |
| CPU aktiv | ~35 %/Kamera nur solange beobachtet/gegrabbt | nur während eines Grabs (~2 s) |
**`stream` steuert jetzt nur, ob der Viewer eine Live-Box aufmacht** — nicht mehr den
Grab-Mechanismus. Das alte „Phase-2-Dance" und der separate FFmpeg-one-shot-Pfad
entfallen; der Schalter macht das einheitlich.
**Faustregel (unverändert sinnvoll):** dauernd zu beobachtende Kameras → `stream: true`
(Live-Box); nur beim Homing/Trigger relevante → `stream: false` (spart Viewer-Last und
Bandbreite, da kein Dauer-`![]()
`).
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## Kamera-Konfigurationsdatei (`cameras.json`)
Statt hardcodierter Gerätenamen eine maschinenlesbare Liste:
```json
{
"cameras": [
{
"id": "cam_front",
"device": "/dev/video0",
"name": "Vorderseite",
"position": "front",
"stream": true,
"hires": true,
"note": "Logitech C270, Arm-Spitze"
},
{
"id": "cam_left",
"device": "/dev/video2",
"name": "Links",
"position": "left",
"stream": true,
"hires": true,
"note": ""
},
{
"id": "cam_top",
"device": "/dev/video4",
"name": "Draufsicht",
"position": "top",
"stream": false,
"hires": true,
"note": "Nur Snapshot, kein Live-Stream"
}
]
}
```
### Felder
| Feld | Typ | Bedeutung |
|---|---|---|
| `id` | string | stabiler Bezeichner, wird im Dateinamen verwendet |
| `device` | string | `/dev/videoN` — oder besser persistenter Pfad (s.u.) |
| `name` | string | Anzeigename im Viewer |
| `position` | string | frei; hilfreich für Homing-Auswertung |
| `stream` | bool | `true` → Viewer zeigt Live-Box; `false` → nur Snapshot-Symbol (Grab-Pfad identisch, On-Demand) |
| `hires` | bool | `false` → nur 640er-Snapshot verfügbar (z.B. bei alter Kamera) |
| `note` | string | Freitext, erscheint nicht im Viewer |
### Persistente Gerätenamen (empfohlen)
`/dev/video0` kann nach Reboot wechseln. Stabiler:
```
/dev/v4l/by-id/usb-Logitech_HD_Webcam_C270_-video-index0
```
Ausgabe: `ls /dev/v4l/by-id/` auf dem Server.
Symlinks auf `/dev/videoN` — einmal prüfen, dann in `cameras.json` eintragen.
---
## Architektur-Überblick (aktualisiert 2026-06-05)
```
cameras.json
│
└── server.js erzeugt je Eintrag EINE CameraSwitch (besitzt /dev/videoN, On-Demand)
│
├── stream:true → Viewer zeigt Live-Box → GET /api/stream/:id (MJPEG multipart)
└── stream:false → Viewer zeigt nur Snapshot-Symbol (kein Dauer-![]()
)
(Grab-Pfad für beide identisch — getFrame / grabHires)
Node.js / Express :8444 (go2rtc ENTFERNT)
├── GET /api/cameras → Liste aus cameras.json (mit Metadaten) [Phase 4A]
├── GET /api/stream/:id → MJPEG multipart/x-mixed-replace (Live, On-Demand)
├── GET /api/snapshot/:id → 640er JPEG (getFrame – startet Gerät bei Bedarf)
├── GET /api/snapshot/:id/hires → 1280er JPEG (grabHires – Live kurz pausieren)
└── POST /api/snapshot/all → alle Kameras grabben, JSON mit Metadaten [Phase 4B]
```
---
## USB-Hardware: Bandbreite
**10 Kameras brauchen mehrere USB-Controller.** Faustregel:
| Auflösung | fps | MJPEG-Bitrate (ca.) | Kameras pro USB-2.0-Controller |
|---|---|---|---|
| 640×480 | 30 | ~5 MB/s | 8 (theoretisch) |
| 1280×960 | 15 | ~15 MB/s | 3 |
Praktisch: 3–4 Kameras pro Controller ratsam (Headroom für Bursts).
`lsusb -t` zeigt die Controller-Topologie.
Streaming-Kameras (dauernd aktiv) auf **getrennten Controllern** halten.
Snapshot-only-Kameras teilen sich einen Controller ohne Probleme (selten aktiv).
---
## Phasenplan
### Phase 1 — `cameras.json` + Viewer-Anpassung
**Ziel:** bestehende 2 Kameras aus `cameras.json` lesen statt hardcodern.
Kein funktionaler Unterschied, aber Grundlage für alles Folgende.
**Änderungen:**
**`cameras.json`** (neu, im Projektverzeichnis)
- Startet mit den bestehenden cam0/cam1-Einträgen
**`server.js`**
- `cameras.json` beim Start laden, validieren
- Je Eintrag eine `CameraSwitch` erzeugen (ersetzt das heutige `detectDevices()`-Mapping).
⚠ **Keine go2rtc-Config mehr** — die Kamera-Definition lebt nur noch in `cameras.json`.
Geräte müssen weiterhin in `docker-compose.yaml` durchgereicht werden (`devices:`).
**`src/snapshotService.js`**
- `GET /api/snapshot` → liest Kamera-Metadaten aus `cameras.json` (Felder `name`,
`position`, `stream` mitliefern). Die Switch-Map kommt aus `server.js`.
**`public/viewer.js`**
- Kamera-Box zeigt `name` + `position` statt rohem `id`
- Nicht-Streaming-Kameras (`stream: false`): keine Live-Box, nur Snapshot-Symbol
(Platzhalter-Box mit Kamera-Name und einem Snapshot-Button)
**Dateinamen:** `${cam.id}_hires_${timestamp}.jpg` → bereits korrekt wenn `id` sprechend ist
**Erfolgskriterium:** Viewer zeigt `name`/`position`, Dateinamen enthalten `id`.
---
### Phase 2 — Snapshot-only-Kameras (FFmpeg one-shot) — ⚠ GRÖSSTENTEILS OBSOLET
> **Hinweis (2026-06-05):** Mit dem Node-Schalter ist dieser separate Pfad **nicht mehr
> nötig.** Jede `CameraSwitch` macht Snapshots on-demand (`getFrame`/`grabHires`) — egal ob
> `stream:true` oder `false`. ffmpeg im Container + Geräte-Durchreichung sind bereits erledigt.
> Der einzige offene Teil aus dieser Phase: bei `stream:false` im Viewer **keine** Live-Box
> rendern. Der untenstehende one-shot-Plan ist nur noch historischer Kontext.
**Ziel (alt):** Kameras mit `stream: false` können Snapshots liefern, ohne go2rtc zu berühren.
**Voraussetzung:** `ffmpeg` im Node-Container verfügbar.
Aktuelles Dockerfile (`dockerfile_inline` in `docker-compose.yaml`) installiert kein ffmpeg.
Erweiterung:
```dockerfile
FROM node:lts-bookworm-slim
RUN apt-get update && apt-get install -y ffmpeg && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
WORKDIR /usr/src/app
EXPOSE 8444
```
**`docker-compose.yaml`** — Node-Container braucht Gerätezugang:
```yaml
webcam:
devices:
- /dev/video4:/dev/video4 # je Snapshot-only-Kamera
group_add:
- video
```
**`src/snapshotService.js`** — neuer Grab-Pfad für `stream: false`:
```
GET /api/snapshot/:id → ffmpeg one-shot @ 640×480, -frames:v 1
GET /api/snapshot/:id/hires → ffmpeg one-shot @ 1280×960, -vf select=gte(n,15)
(ersten 15 Frames verwerfen = Warmup, vgl. 04_*)
```
FFmpeg-Befehl (bewährt, vgl. `04_Delay_roadmap.md`):
```bash
ffmpeg -f v4l2 -input_format mjpeg -video_size 1280x960 -framerate 15 \
-i /dev/video4 -vf select=gte(n\\,15) -frames:v 1 -q:v 2 -f image2 pipe:1
```
**Mutex:** pro `device` (nicht pro `id`), damit parallele Aufrufe auf demselben Gerät
nicht kollidieren.
**Erfolgskriterium:**
- `GET /api/snapshot/cam_top/hires` liefert 1280er-JPEG
- go2rtc-CPU unverändert (~25 % für Streaming-Kameras)
---
### Phase 3 — „Snapshot alle" inkl. Snapshot-only-Kameras
**Ziel:** Ein Button-Klick erzeugt Bilder **aller** Kameras gleichzeitig.
⚠ **Vereinfacht (2026-06-05):** kein Unterschied mehr zwischen den Klassen. **Alle** Kameras
nutzen `grabHires()` (Live kurz pausieren → 1280 → zurück). Da jede `CameraSwitch` ihr
eigenes Gerät besitzt, laufen die Grabs gefahrlos parallel — genau das macht
`snapshotAllHires()` im Viewer heute schon.
**`public/viewer.js` — `snapshotAllHires()` erweitern:**
```
Promise.allSettled([
...streamingCams.map(c => hiresGrab(c)), // Phase-2-Dance
...snapshotOnlyCams.map(c => oneshotGrab(c)) // direkter Fetch
])
```
**Zeitbudget:**
- Streaming-Kameras: ~8–10 s (release + warmup)
- Snapshot-only-Kameras: ~2–3 s (FFmpeg one-shot + warmup)
- Gesamtdauer: ~8–10 s (parallel, limitiert durch Streaming-Kameras)
**Erfolgskriterium:** Alle Kameras liefern Bilder; Dateinamen enthalten `id`.
---
### Phase 4 (Option) — WebService-Schnittstelle
#### Option A — Pull: Bestehende REST-Endpunkte (fast fertig)
Andere Container (gleicher Host, `network_mode: host`) rufen bereits:
```
GET http://localhost:8444/api/snapshot/cam_front → 640er JPEG
GET http://localhost:8444/api/snapshot/cam_front/hires → 1280er JPEG
```
Das funktioniert **jetzt schon**. Einzige Ergänzung nötig:
```
GET /api/cameras → JSON-Liste aller Kameras mit Metadaten
```
Damit kann ein fremder Container die verfügbaren Kameras abfragen und gezielt
einzelne Snapshots holen.
**Aufwand:** ~1 h (neuer Endpunkt, Metadaten aus `cameras.json`).
---
#### Option B — Push-Trigger: „Mache Screenshot" für andere Container
Ein fremder Container ruft einen Endpunkt auf; AppRobotWebcam grabbt alle Kameras
und legt die Bilder auf ein **gemeinsames Volume**:
```
POST /api/snapshot/trigger
Body (optional): { "cameras": ["cam_front", "cam_top"] } ← leer = alle
Response: { "job": "abc123", "status": "grabbing" }
GET /api/snapshot/job/abc123
Response: { "status": "done", "files": [
{ "id": "cam_front", "name": "Vorderseite", "path": "/snapshots/cam_front_hires_1234.jpg" },
{ "id": "cam_top", "name": "Draufsicht", "path": "/snapshots/cam_top_hires_1234.jpg" }
]}
```
**Nötige Änderungen:**
`docker-compose.yaml` — gemeinsames Volume:
```yaml
volumes:
snapshots: # benanntes Volume
webcam:
volumes:
- snapshots:/snapshots
homing-service: # der aufrufende Container
volumes:
- snapshots:/snapshots:ro
```
`src/snapshotService.js`:
- Bilder nicht nur als HTTP-Response, sondern auch nach `/snapshots/` schreiben
- Job-Queue (In-Memory reicht für Single-Operator-Betrieb): Map von `jobId → status`
- Dateiname: `${cam.id}_hires_${timestamp}.jpg`
**Aufwand:** ~3–4 h.
**Wann sinnvoll:** wenn der aufrufende Container die Bilder weiterverarbeiten soll
(OCR, ArUco-Erkennung, ML) ohne Browser-Interaktion.
---
#### Option C — Synchroner All-in-One-Endpunkt (einfachste WebService-Form)
```
GET /api/snapshot/all/hires
Response: multipart/form-data mit je einem JPEG pro Kamera
ODER: JSON { "cam_front": "", "cam_top": "" }
```
Nachteil: Antwort blockiert ~8–10 s (Grab-Dauer). Nur sinnvoll wenn der Aufrufer
synchron warten kann und keine grossen Bilder überträgt.
**Aufwand:** ~2 h.
---
## Offene Punkte / Risiken
| Punkt | Risiko | Umgang |
|---|---|---|
| Gerätenamen `/dev/videoN` wechseln nach Reboot | mittel | persistente by-id-Pfade in `cameras.json` |
| USB-Bandbreite bei >4 Kameras gleichzeitig | mittel | separate USB-Controller; `lsusb -t` prüfen |
| ffmpeg im Node-Container (Phase 2) | niedrig | einmalige Dockerfile-Änderung; bewährt in `04_*` |
| CPU bei vielen Kameras | niedriger als gedacht | On-Demand: nur **gleichzeitig beobachtete** Streams kosten CPU (~35 %/Kam). Idle = 0 %. Grenze ist die Zahl der parallel offenen Live-Views + USB-Bandbreite, nicht die Gesamtzahl der Kameras |
| Warmup-Schwarzbild bei Hi-Res | bekannt, gelöst | `CameraSwitch.grabHires` verwirft die ersten Frames (`settleFrames`/`minSize`) |
| Parallele Grabs auf gleichem Gerät | beherrschbar | Mutex pro Device (nicht pro ID) |
| Job-Queue Phase 4B bei mehreren Clients | gering | für Single-Operator akzeptiert; sonst persistente Queue |
---
## Empfohlene Reihenfolge
```
Phase 1 (cameras.json + Switch-Erzeugung) ~2 h Grundlage, kein Risiko
↓
Phase 2 (Snapshot-only, ffmpeg) ~0 h ⚠ erledigt durch Schalter; nur noch:
Viewer rendert bei stream:false keine Live-Box
↓
Phase 3 (Snapshot alle erweitert) ~1 h Logik existiert (snapshotAllHires), nur Liste erweitern
↓
Phase 4A (GET /api/cameras) ~1 h sofort nützlich für andere Container
↓
Phase 4B oder 4C ~3–4 h nur wenn Push-Trigger gebraucht wird
```
Phase 4B/C **erst wenn** ein konkreter aufrufender Container existiert —
nicht auf Vorrat bauen.