阿里雲全球首次互聯網8K直播背後的技術解讀

3月28日,雲棲大會·深圳峯會現場,阿里雲發佈並現場演示了阿里視頻雲最新8K互聯網直播解決方案。這是全球發佈的首個8K視頻雲解決方案,也是全球首次8K互聯網視頻直播。

視頻地址:https://v.qq.com/x/page/v0618atp7nr.html

舞臺的屏幕上顯示了從1300公里以外的阿里巴巴杭州園區傳輸回來的直播圖像視頻。現場觀衆清晰地看到了景泰藍淘公仔的精緻畫面。海外的小夥伴也忍不住手動點贊。
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下面我們將詳細解讀阿里視頻雲8K解決方案背後的技術是如何實現8K直播的。

8K是什麼?

簡單來說,8K就是更加清晰的視覺體驗。

比如,全高清視頻也就是常說的1080P,每幀圖像是兩百萬像素。4K每幀是八百萬像素,而8K是三千三百萬像素。

也就是說,8K視頻的分辨率是1080P的16倍!

要知道,全畫幅的單反相機也就能拍出有效像素約兩千零二十萬的畫面。每一幀圖像都超越全畫幅單反相機。

巨大的像素量使得8K視頻每一幀都無比清晰,配合120fps的幀率,高動態範圍(HDR),寬色域範圍(WCG)等視頻技術,人眼已很難分辨圖像與實物的區別。處於標準觀看距離時,8K電視可提供達到100度的可視角度,大大超過4K的55度。配合高達22聲道的音頻,能爲用戶提供沉浸式的視頻體驗,帶來強烈的臨場感覺。

8K有哪些應用?

除了分辨率提升帶來的體驗升級,8K視頻可以使一些新的應用成爲可能。

首先當然是全景視頻、虛擬現實等新的沉浸式視頻應用,用戶可以置身於逼真的視頻場景之中。

除此之外,8K視頻還在遠程醫療、高精度視頻監控等領域有廣泛的應用。8K視頻流的巨大信息量,可以使得拍攝現場的每一點細節都被保留,使得數字化遠程視頻應用達到和現場一樣的效果。

8K直播是如何實現的?

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本次8K直播主要依託了阿里視頻雲解決方案。
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這其中包括:

• 現場採集
本次直播的8K超高清的視頻的每一幀視頻圖像擁有三千三百萬像素。視頻原始數據量非常大,達到每秒72G比特。這就需要應用到頂級的硬件編碼設備和編碼芯片。

同時,使用阿里視頻雲自研的推流軟件,在推流服務器上,把採集到的視頻和音頻的基帶數據流合成爲RTMP流,推送到直播中心。

• 網絡傳輸
網絡傳輸是互聯網直播的生命線,擁有穩定高速的網絡才能實現高質量、長距離的直播視頻流傳輸。

本次直播方案,應用到阿里雲視頻直播、阿里雲高速通道等產品。

阿里雲目前提供北京、上海、深圳和新加坡直播中心,可完成視頻的直播、雲端錄製、點播等功能。通過阿里雲CDN遍佈全球的1300多個節點,用戶可以順暢的觀看視頻。

在直播中心之間,使用阿里雲高速通道,可以很好的完成雲上跨地域的網絡互通。通過長期的大型活動直播的經驗積累和系統沉澱,阿里雲可以對直播流進行全鏈路實時的監控,及時發現卡頓原因並解決。
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阿里巴巴杭州西溪園區,距離深圳雲棲大會的會場1300公里,如何保證這麼遠距離的大數據量穩定傳輸,又是一個難題。

如圖所示,通過專線,把直播現場(阿里巴巴杭州西溪園區)連接到阿里雲網絡(杭州),使用深圳的視頻雲直播中心,來做中間的直播流數據接收轉發和處理。阿里雲高速通道連接了阿里雲(杭州)和深圳視頻直播中心,最後通過專線,連接觀衆現場與阿里雲(深圳)CDN網絡。

• 視頻播放
如果想要體驗8K視頻帶來的高清晰畫質和震撼的感覺,就需要強大的視頻播放端能力。爲保障本次8K視頻高質量,本次直播使用了阿里雲視頻雲自研的8K播放器,可以碼流緩衝處理,可抗網絡抖動。8K高清播放需要強大的解碼能力,阿里視頻雲自研的8K視頻播放軟件不僅具有軟件解碼能力,也支持GPU硬件解碼加速,可對渲染流水線上的性能狀態進行監測,實時解碼,保障播放流暢。

• 計算能力
爲了保障8K推流的順暢,阿里雲啓用了全新一代裸金屬服務器(神龍),在推流服務器、直播中心承載高性能計算。

裸金屬服務器(神龍)能夠提供96核,最大768G內存的高性能規格,作爲推流服務器,保障了項目的流暢與體驗。項目使用的神龍雲服務器搭載Intel Xeon Platinum 8163(Skylake)CPU,支持96 vCPU,實例計算性能領先業界50%,採用DDR4內存,內存數據傳輸速度可達2666MT/s,內存帶寬達128GiB/s,達到了8K原始素材72Gbps的要求,實現了流暢的體驗,同時神龍支持多達32個彈性網卡,實現高可用集羣搭建、低成本故障轉移和精細化的網絡管理等,支持高性能網絡,可達450萬PPS網絡收發包能力,滿足關鍵應用網絡性能要求,將丟包從源頭解決。

• 存儲能力
8K視頻的轉碼系統,需要高吞吐的存儲系統支持,同時也需要低成本的存儲滿足後續的分發和長期存儲。
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去年12月,阿里雲存儲發佈了阿里雲存儲引擎2.0,最高可以提供Tb/s級的寫入能力,同時雲存儲引擎2.0使用多流並行映射技術,使得雲盤的吞吐量可以水平擴展,吞吐量大幅超越物理盤。

阿里雲的NASPlus存儲系列產品結合了雲存儲引擎2.0的高IO與高擴展能力以及廣電級的智能緩存預讀技術,讓轉碼與非線編能力大大的增強。與NASPlus無縫連接的OSS對象存儲作爲海量音視頻最適合的低成本高吞吐存儲,近期也推出了極速版,把性能再往上提高了一個數量級。

未來已來

科技的發展,讓我們的世界變得越來越廣闊,回想一下從4K顯示技術首次出現至今,纔過去短短几年,已經很少有人記得第一眼看見4K的驚豔與震撼。
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如今8K技術又已出現,萬物相輔相成,8K視頻對於計算,存儲,網絡的考驗超過以往所有的視頻應用,解決方案基於阿里視頻雲領先的轉碼編碼技術,優質的網絡設施和雲生態合作伙伴:研華科技與索喜科技共同實現,阿里雲成爲全球首個具備8K視頻傳輸能力的雲廠商。

因爲相信,所以看見

1925年10月2日清晨,英國科學家貝爾德第一次在自己發明的電視系統中,看到一隻名叫比爾的木偶圖像。
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這是人類歷史上第一次通過電信號看見這個世界,當時世界上絕大多數人認爲用電信號記錄這個世界是天方夜譚,畢竟那時人類大規模掌握電力纔不過30來年。

接近100年後,阿里雲用一隻淘公仔畫面,宣告了互聯網8K直播時代的來臨。
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是偶然還是致敬,我們並不需要一個確切的答案,然而,他們都有一個共同點,這就夠了。

因爲在絕大多數人相信眼見爲實的時候,他們,因爲相信,所以看見。

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