帶你了解S12直播中的「黑科技」
摘要：讓精彩更流暢、讓較量更清晰、讓參與更沉浸、讓體驗更有趣，幕後的舞台，從來都是技術的戰場，S12背後的名場面同樣場場高能。
本文分享自華為雲社區《用硬核方式打開S12名場面》，作者：華為公眾號。
讓精彩更流暢、讓較量更清晰、讓參與更沉浸、讓體驗更有趣，幕後的舞台，從來都是技術的戰場，S12背後的名場面同樣場場高能。
經過35天的鏖戰，2022英雄聯盟全球總決賽（S12）終於在11月6日落下帷幕。在這一個多月里，各方戰隊一路披荊斬棘，有命懸一線，也有高光瞬間，榮耀的背後始終跟隨着挑戰。而對於擁有S12直播平台獨家版權的嗶哩嗶哩（以下簡稱「B站」）來說，亦是如此。
據悉，整個賽事期間，B站共完成了91場比賽的實時直播，其中最後一場的S12全球總決賽播出後，嗶哩嗶哩英雄聯盟賽事直播間的實時人氣一度突破3.1億。
紋理更加清晰的畫質、「縱享絲滑」的轉播效果、沉浸感十足的互動特效、更貼心的無障礙直播間……S12直播可以看做是音視頻領域「黑科技」的一次前沿試水。對於需承載億萬級並發在線觀看人次的直播平台來說，每一處升級都錯綜複雜，每一點進步都得來不易。
高光時刻，和戰隊即時共享
在短視頻、直播、社交等並進的互動時代，超高清已經成為遊戲玩家的硬核需求。「得畫質者得人心」，不管是音視頻內容的生產商還是服務商，極致的畫質體驗已經成為獲得用戶注意力資源的武器。
而在B站上看過今年英雄聯盟全球總決賽的觀眾，大都會明顯感覺到：今年的賽事直播畫面更清晰了，互動也更多了。
據【嗶哩嗶哩技術】官方公眾號公布的信息顯示，針對 S12的賽事直播，B站研發了一種實時畫面超分算法來提升畫面質量，該算法能夠在源流的基礎上使得畫面細節更加清晰、紋理更加豐富。
▲低質圖像/超分圖像/高質圖像/殘差圖像
圖像超分算法在業內已經不是新詞，目前主流超分算法分為非實時和實時處理兩種類型。在過往，已有大量非實時超分算法的實踐案例，比較典型的是視頻網站將低分辨率、低清晰度的老舊視頻轉換成符合主流觀看需求的720p、1080p、2k的高分辨率視頻。但這種非實時超分算法的計算量很大，只適用於對視頻實時性沒有要求的場景。
在B站S12賽事直播這類對視頻實時性要求很高的遊戲直播場景中，實時處理的超分算法可大幅度縮減計算量，在提升畫面質量的同時，也能提高視頻處理效率。
在此前測試時，B站的實時畫面超分算法將視頻從1080p超分至4k分辨率，單卡處理速度可以達到75fps（畫面每秒傳輸幀數）。這個處理效率對於60fps的遊戲直播源流來說，在速度上還有較大富餘。
此次B站推出的單卡4k 75fps的實時超分速度拓寬了超分技術在直播領域的應用。儘管目前該算法僅在S12官方賽事直播間應用，但據B站透露，未來其也將服務於更多需要較高實時性的遊戲直播業務中，開拓更為廣闊的應用空間。
不過，當前的互動時代，遠不止畫質等信息的「通信」傳輸，更強調的是共享時空，實時互動。
「看比賽時候的氛圍有非常強的實時性和感染力，大家會想要把自己比較飽滿的情緒及時表達出來，所以我們希望能通過除了彈幕或者是常規的點贊動作，讓大家能把自己興奮的一面更好地展現在直播間里，讓所有在線的觀眾能共慶此時，分享快樂。」今年B站的賽事直播比較明顯的變化是賽事房間使用了新版直播間，支持上下滑切換直播間、全新背景圖、表情包彈幕等功能。據B站直播互動技術保障負責人CrystalDan介紹，為了增強互動性和趣味性，B站在直播間加入了不少新玩法。
例如在比賽到了團戰、推高地等比較激烈的時刻，直播間會發起「點贊熱力特效」，引導大家積極點贊為選手打call，在極短的時間內打滿進度條後會出現酷炫的動畫特效。一方面是讓用戶通過點贊的方式表達自己對這場比賽的熱情，另一方面也讓沒有點贊的用戶可以通過進度條和動畫特效感受到緊張的比賽氛圍。
再比如通過「小黃車」賣賽事裝扮。當某一個戰隊獲勝了，用戶可能會由此產生購買該戰隊裝扮或周邊的慾望，以獲得歸屬感和榮譽感。而直播間里的「小黃車」提供淘寶、京東、會員購、個性裝扮等商品，能夠滿足用戶邊看邊買的需求。此外，還有一鍵預約、禮物特效、彈幕表情等更便捷、強互動的功能，大大提升了用戶的觀賽和參與體驗。
更好的畫質，更多的玩法，說起來簡單，要實現起來卻並不容易。作為承載千萬級乃至億量級的賽事直播平台，任何細小的問題都會對用戶體驗造成巨大的傷害，而新的玩法也會帶來新的場景計算和流量並發。
最強輔助，為直播保駕護航
簡單來講，本次S12賽事直播的流程可以理解為：
騰訊官方提供賽事的原地址；
B站的雲源站拿到直播信號後，會進行畫面的預處理，包括增強或銳化等；
進行轉碼和4k的一個超分；
將處理好的視頻流通過CDN內容分髮網絡，下發至觀眾的設備中進行播放。
為了保障直播各個環節的穩定性，早在今年8月，B站的技術團隊就制定出了周密的直播保障方案。不僅在技術上，對直播老網關做了遷移和容器化，並通過Go/PHP去cpuset化、內核升級推進了直播合池，提升了PaaS資源彈性，對核心功能做多活保證直播體驗，還通過全鏈路壓測、混沌工程、設定預案/SOP等技術手段，去提高系統的可靠性。
同時，在業務上，B站也與上游業務方做了合理的流量預估和資源預算，並同往年一樣，選擇依託華為雲過硬的技術服務，以確保直播萬無一失。
「從外面來看，我們整個直播系統是一個比較簡單的結構，但其實整個直播系統後面涉及到的微服務有幾百個。這對於直播的保障工作來說，是一件很有挑戰的事情。」B站S12技術總負責人小衛在採訪中說道。
要知道，賽事直播是一項比較複雜的工程，需要統一的管理和調度。因此，華為雲容器的引擎為B站提供了混合集群的統一管理服務。基於華為雲CCE容器的託管服務，B站搭建起導購台和中轉檯，配合華為高性能的GPU雲主機進行賽事的流轉碼，讓每場比賽都能夠順利地在億萬的終端上流暢、順滑地調度播放。
「在今年新增的這些玩法中，高並發的讀和寫是同時存在的，我們需要在高並發的場景下，保證用戶的互動體驗。」 小衛表示。
本次賽事華為雲還為B站提供了邊緣分佈式直播方案，幫助B站降低計算成本，消除了之前統一轉碼源站的單點故障，增強了直播過程中的穩定性、安全性。同時打造海量彈性資源池，按需調度，更好地提升了用戶的互動體驗。
例如基於華為雲智能邊緣站點，可實現視頻訪問的冷熱分流：
- 如果用戶訪問冷視頻，就通過邊緣站點解析域名，經由華為雲內部DCI高速網絡訪問直讀存儲OBS；
- 如果用戶訪問熱視頻，則通過熱域名訪問華為雲CDN，通過CDN的就近內容分發，保證熱度視頻的用戶播放體驗。
通過這樣冷、熱不同視頻的不同調度邏輯，細粒度管理，能夠更精細化地管理與控制成本。
同時，華為雲獨創的高性價比直播方案——邊緣G-EIP的網絡算力分離，也是本次賽事技術支持中的一大亮點。
眾所周知，華為雲在很多城市都有大量優質穩定的計算資源，能夠確保B站的收流、轉碼、錄製等計算密集型業務的持續穩定運行。只不過，一線城市的帶寬資源相對成本較高，直播又是帶寬強依賴型業務，這樣勢必會導致直播建設成本上浮，形成成本與穩定不可兼得的局面。
因此，華為雲針對B站的實際場景需求，創新性地將網絡出口拉遠至一線城市附近的二三線城市pop點，利用當地廉價的帶寬資源與華為雲主力region的網絡服務綁定結合，做到了可靠性與成本兼顧。同時，也得益於華為雲分佈在全國各區域的邊緣站點，終端用戶得以就近接入，保障了流暢的觀賽體驗。
此外，除了對直播間的互動功能進行升級，在今年的S12期間，B站的無障礙直播間也使用了華為的高性能GPU雲主機，在自動生成實時字幕上比去年更為快速、準確。
「每當我們有一些資源不足、備量不足的問題時，就會找到我們的合作夥伴一起去看能不能通過一些方案或者從內部協調一些機器，幫我們去cover這些問題。」據B站S12技術總負責人小衛介紹，在賽事期間，華為雲會專門指派一些工程師到現場做駐場保障，在比賽的後端也會有團隊遠程在線互動，以確保不管是前方還是後方出現問題，都能及時響應，從而保證整個賽事過程的平穩順利。
共進共贏，音視頻產業迎來黃金時代
「希望成為中國年輕人的文化生活方式，陪這一代人一起成長。」成立13年，以技術創新為源動力的B站已發展成為了國內音視頻行業的領軍企業，而華為也在藉助底層技術架構的不斷創新，釋放音視頻技術生產力。
從1988年華為通話業務成就國內一流的音頻引擎，到2004年華為視頻業務擁有國內一流的直播CDN能力，再到2017年華為雲上線CDN海量節點，以及今年和B站的合作進一步突破了視頻直播這一複雜工程，華為始終立足於整個音視頻大生態，探索技術在其中的創新價值。
而得益於底座能力與關鍵技術的持續突破，音視頻服務體系正逐步從點播、直播到實時音視頻深化發展。實時性與互動性的長足需求與優化，逐步激活了更多場景下的音視頻互動模式，驅動用戶的音視頻消費習慣向更加還原真實、更加沉浸式的實時音視頻服務遷移。
「我曾經看過一個電影叫做《頭號玩家》。在我自己的設想中，未來一定是往這個方向發展的，是通過腦機接口或者類似AR、VR的技術來實現的。我覺得這種沉浸式的體驗給用戶帶來的感受會非常好。」B站技術委員會負責人毛劍在採訪中說道。
實時的音視頻互動與社交娛樂場景具有天然契合度，不僅可以直接提升現有產品的基礎屬性，還可以融合空間音頻、VR、AR等技術，給予用戶沉浸式的實時互動體驗。也正因如此，國內實時音視頻的市場規模一直在不斷上升，場景效能也在不斷深化。
根據艾瑞諮詢發佈的《2022年中國實時音視頻行業研究報告》顯示，2021年中國實時音視頻（RTC）PaaS市場規模為16億元，同比增長10.3%。受社交娛樂頭部應用的高度滲透及「雙減」政策的持續影響，預計未來三年的複合增長率為28.4%，2024年實時音視頻（RTC）PaaS市場規模將達到30億元。
而目前來看，華為雲的SparkRTC技術已經十分成熟，可提供高質量、低成本的實時音視頻服務，實現了跨大洲端到端時延200ms以內，SLA服務可用性高達99.99%。
「我們設想的未來，它包含着元宇宙、數字孿生，也包括VR和AR在內的很多技術。實現這些技術的核心在於，在應用的過程中解決高帶寬和低延時問題。在那之後，視頻這個市場就會像星辰大海一樣寬廣。它能帶來海量的視頻，人人都會去享受視頻。」華為雲上海總經理張英梗在採訪中說道。
可以預見，未來實時音視頻將有望在越來越多的產業互聯網領域實現落地，同時元宇宙相關應用的出現也將為消費互聯網創造更大的想像空間。
據張英梗總經理介紹，無論是to B還是to C，華為雲都具有豐富的服務經驗，未來也將持續加強數字內容生產的生態體系構建和技術研究實踐，助力客戶搭建無限玩法或場景，共建實時互動的世界。
「我們希望客戶和夥伴在整個大視頻生態上，都能體驗到未來技術帶給他們的創新價值，讓客戶能更好地服務於他的客戶以及他自己。同時，也希望我們的夥伴在整個華為雲生態上，都能享受到『一切皆服務』帶給他們價值體驗。」 張英梗說道。
S12雖已落幕，但屬於B站與華為雲的音視頻「黃金時代」才剛剛開始。
