騰訊雲大學大咖分享 | 探索雲直播技術
- 2019 年 10 月 6 日
- 筆記
直播行業規模逐年增加，但行業增速卻在逐步放緩，視頻直播的平台對於各大廠商的解決方案提出了更多、更個性化的要求。是什麼樣的技術和服務在背後支撐着我們日常直播內容發佈和播放呢？今天我們通過騰訊雲大學和雲+社區共同整理的雲直播技術課程的乾貨內容進一步了解！
在2019年，直播行業規模已突破600億元，隨着移動帶寬和移動互聯網的互相加持，移動互聯網的用戶和流量進一步增加。預計到2020年直播行業規模將突破700億元。但隨着帶寬規模的不斷上升，直播行業增速在逐年放緩。
放緩的原因主要有以下幾個。在成本方面，用戶和流量的增加導致各大平台的成本越來越高。並且目前國內對直播行業有了更加明確的監管手段，監管越來越嚴格，網絡直播已經從野蠻增長階段變為健康監管階段。直播行業的人口紅利已經見頂，用戶向頭部平台集中，直播直播行業已進入下半場。
但隨着新技術的不斷產生和發展，人工智能，5G技術，增強現實等持續創新，行業迎來新的發展機會。
目前直播行業有一些較為典型的應用場景：遊戲（虎牙、企鵝電競）、秀場（映客、花椒）、新聞（CNTV）、教育（新東方在線）、旅遊（游雲南）、金融（大智慧）、電商（蘑菇街）、賽事（LOL系列賽，世界盃）、社交（陌陌）、安防（陽光廚房、道路監控）。
針對不同的行業場景以及用戶群體，騰訊雲直播提供了更加垂直於行業的端到端的解決方案，主要包括標準直播、移動直播SDK、慢直播和快直播四個場景，能夠滿足不同場景的不同技術需求，幫助直播用戶更快速、更安全的接入直播服務。
一、標準直播
首先我們來看看標準直播，在下圖中我們從內容的專業程度、互動性強弱把目前現有的直播平台劃分成四個象限。直播平台內容逐步多樣化，各種類型的直播平台之間的界限逐漸模糊。直播內容整體向強互動、專業化方向遷徙，受過專業訓練的素人主導的PUGC在內容生態中扮演着重要角色。
騰訊雲直播平台提供包含四大功能模塊（推流模塊、轉碼模塊、錄製模塊、支撐模塊）的一站式直播解決方案。從主播推流上雲，到雲端轉碼、智能處理，再到直播下行分發，用戶觀看直播。同時支持將直播內容錄製為點播文件進行持久化存儲，以便進行回看或存檔。
目前，騰訊雲直播平台資源的覆蓋十分全面，已覆蓋50+國家和地區，擁有超過1300+（1100+國內&200+海外）加速節點，總儲備帶寬超過100T+，以此保證直播內容能夠在全球範圍內進行高質量推流和分發。
騰訊雲直播平台提供的能力包括標準直播推流、錄製、時移、自動拼接、水印、回調、轉推/拉、截圖、鑒黃、混流、鑒權、豐富的openAPI以及QUIC加速能力，這些都是直播平台常用的一些能力。
極速高清是騰訊雲直播核心優勢之一。
極速高清主要是兩個能力，或者說是兩種用法，一種是在恆定碼率的情況下，採用極速高清技術還原畫面絢麗的細節。典型案例是去年央視的中秋晚會，採用了極速高清轉碼過後，人眼主觀感受，要比普通轉碼高出20%以上。第二種用法，是在不改變人眼主觀感受的前提下，盡量降低視頻碼率，以達到降低成本的目的。典型案例是去年世界盃期間，央視網採用極速高清技術，畫面的流暢度和清晰度都有明顯的提升，並且同等畫質下碼率降低了30%，這就意味着節省掉30%的帶寬成本。
另一個核心優勢是PCDN技術。騰訊雲新一代的P2P技術，能夠有效的降低帶寬成本，並且保證直播質量。騰訊雲PCDN平台，支撐了英雄聯盟系列賽事直播，將帶寬成本下降了50%以上，並且能夠同時滿足2S以內的超低延遲，將卡頓率控制在2%以內、首屏時間低至400毫秒等核心體驗指標。
二、移動直播 SDK
移動直播 SDK（Mobile Live Video Broadcasting）是騰訊雲直播服務(LVB) 在手機直播方向 的延伸。相比於主要面向雲對接的直播(LVB) 服務，移動直播（MLVB）既提供了 基於 RTMP SDK 的「快速集成方案」，也提供了集直播(LVB)、點播(VOD)和雲通信(IM) 等多雲端服務於一體的「一體化解決方案」。
騰訊雲直播的應用場景主要有自由開播、直播連麥、直播聊天和小程序直播四個場景。自由開播場景是藉助移動直播 SDK，iOS、Android、PC、微信小程序、Web 或 H5 頁面都可以接入直播能力，不再受限於環境和設備，主播隨時拿起手機即可開播。移動直播 SDK 支持直播連麥，通過互動直播解決方案完成主播與觀眾之間視頻連麥，實現雙向的視頻通話互動，打破直播單向交流的邊界。移動直播 SDK 搭配騰訊雲 IM 能力，讓觀眾之間也能通過聊天互動，包括彈幕、評論、點贊等等，讓直播互動更加多樣精彩。移動直播 SDK 整合到小程序解決方案中，實現微信小程序端在線直播、多人通話、直播連麥等多種多樣的複雜功能，滿足絕大多數場景中的在線音視頻需求。
移動直播SDK以源碼集的形式，集文字互動、彈幕消息、飄星點贊、美顏增白、動效蒙皮等功能於一體，幫助用戶快速上線直播功能。實時美顏，在圖像採集過程中，通過一系列複雜的DSP降噪、濾波、小波變換、光學處理等複雜數字圖像處理技術，通過顯存實時編碼輸出美化後的實時圖像。
除了以上的基礎功能之外，移動直播具備以下高級產品能力。
直播+連麥是在秀場直播和在線教育場景中經常使用的直播模式，它既能支持高並發和低成本的在線直播，又能通過連麥實現主播和觀眾之間的視頻通話互動，具有極強的場景適用性。
主播PK 是在秀場直播場景中經常使用的一種吸引熱度的方式，兩個分處不同房間的主播可以相互分屏連麥（視頻通話），主播與主播之間的延遲可以達到 500ms 以內，而觀眾在不需要切換流地址的情況下，就可以在原來的 CDN 直播流中看到主播 PK 的效果。
錄屏直播，手機錄屏直播，即可以直接把主播的手機畫面作為直播源，同時可以疊加攝像頭預覽，應用於遊戲直播、移動端APP演示等需要手機屏幕畫面的場景。
AI 美顏特效，大眼、瘦臉、動效貼紙、綠幕等特效功能，是基於優圖實驗室的人臉識別技術和天天P圖的美妝技術為基礎開發的特權功能，騰訊雲小直播團隊通過跟優圖和P圖團隊合作，將這些特效深度整合到 RTMP SDK 的圖像處理流程中，以實現更好的視頻特效。
綠幕摳像，主要是將綠色背景扣出，替換為其他豐富的素材的能力。
值得一提的是，移動直播SDK是開源的APP源碼，讓用戶在下載之後3步就可以完成終端集成。
三、慢直播
慢直播是騰訊雲針對大規模音視頻上行的直播方案，專為音視頻高並發推流場景而定製，廣泛應用於安防監控、旅遊景區直播、智慧門店分析等領域。
它有以下幾個核心優勢。
高並發推流：多年的音視頻技術積澱，支持穩定清晰的大規模高並發音視頻推流。
強大音視頻能力：聯合各視頻產品能力，支持音視頻錄製與時移回看功能，客戶可按需使用。
視頻分析加成：配合智能AI技術的分析能力，實現智能標籤、智能識別等視頻內容分析。
極高性價比：專為大規模的視頻上行場景定製，對比傳統直播模式，更具備價格優勢。、
慢直播的產品架構分為兩種模式，純雲端方案和邊緣+雲端方案。
騰訊雲慢直播的雲端方案配合雲點播實現了攝像頭音視頻流的錄製、存儲功能；同時藉助視頻分析能力，通過API接口回調將騰訊雲經過AI識別的音視頻傳回客戶系統，有效助力客戶業務。
邊緣+雲端方案運用客戶側的攝像頭終端拍攝視頻流通過優圖盒子進行本地分析，騰訊雲通過管理智能盒子邊緣節點，對節點上報的事件信息進行管理和存儲，並通過API接口或直接推送的形式，將事件通知推送到客戶APP、微信公眾號、小程序等等。
慢直播的應用場景有以下幾類。
安防監控：藉助騰訊雲慢直播能力，多角度監控對每個角落進行實時直播。有效地應用於監督食品製作安全的陽光廚房、實時交通路況監控、校園安防等場景。
一部手機游雲南：在雲南多個景點布置攝像頭進行景點拍攝，利用騰訊雲產品的高並發推流能力及視頻分發能力，讓用戶能夠隨時隨地實時查看到雲南的各處景點景色。
4S 門店：藉助店內的攝像頭，汽車4S門店通過優圖盒子（邊緣終端）對門店內的人流熱區及客戶識別，雲端分析店內客流熱區，讓門店利用更加高效；讓潛在客戶進店時能夠迅速識別，同步其他門店的數據，推送提醒店內銷售人員。
四、快直播
快直播 是標準直播在超低延遲播放場景下的延伸，比傳統直播協議延遲更低，為觀眾提供毫秒級的極致直播觀看體驗。 能夠滿足一些對延遲性能要求更高的特定場景需求，例如在線教育、體育賽事直播、在線答題等。
快直播可以應用於這幾種場景。
電商直播：電商直播中，商品拍賣、促銷搶購等交易反饋對直播實時性要求很高，快直播超低延遲能力，能讓主播和觀眾能夠及時得到交易反饋，提升邊看邊買的體驗。
在線課堂：師生通過直播完成在線的課堂教學，得力於快直播的超低延遲能力。快直播使師生雙方的直播畫面能夠實時同步給對方，讓在線課堂也能像面對面一樣自然。
秀場直播：快直播適用於秀場直播場景，極大優化了在觀眾送禮、主播連麥等對畫面實時性要求高的直播互動場景中的觀眾互動體驗；
體育賽事：快直播為體育賽事提供超低延遲的直播能力加持，讓比賽的賽事結果能夠快速通過直播觸達用戶，讓觀眾享受實時了解賽事動態的樂趣。
快直播具有超低延遲和抗性領先的核心優勢
快直播與標準直播3-10秒延遲相比，快直播優化了推流及傳輸鏈路延遲，將延遲縮小至極致的1S以內。網絡質量波動時，播放延遲不會越來越大，網絡恢復後延遲可以及時恢復。WebRTC是視頻通話標準，網絡控制和播放策略是流暢優先，弱網環境下依然可以保障能播放，不會一直卡住。
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