摘要：在後疫情時代，音視頻服務以前所未有之勢被各行業強烈需要，然目前想要被廣泛應用，卻面臨三大挑戰：“貴”、“卡”、“不夠炫”。依託華爲強大的技術基礎，華爲雲視頻雲服務如何解決這三大挑戰？或許，“華爲雲視頻雲如何理解雲原生”，“到目前爲止有哪些實踐及應用”可以給我們答案。雲原生，未來可期。
後疫情時代，視頻雲發展機遇與挑戰並存
疫情讓幾乎所有行業意識到視頻服務的基礎性與必要性，視頻雲“一夜爆紅”，視頻雲服務加速被接納，促使視頻雲的產品和能力快速更新。
而到目前爲止，視頻被運用到各個行業，華爲雲視頻雲總監陸振宇認爲，視頻服務的發展總結起來有三大挑戰。第一個挑戰是“貴”：不僅是資源貴，音視頻的開發人員也很貴；第二個挑戰是“卡”：視頻的“卡”，是一個代表詞，可能還有黑屏、綠屏，以及各種體驗問題；第3個挑戰是“不夠炫”，這也是一個美學概念，人們對美或對希望看到的視頻內容的創新和演進的體驗升級，有很高的訴求。如果僅靠單一的技術供應商，無法跟上這些訴求。
抽絲剝繭，視頻雲五彩斑斕的業務形態與相對穩態的底層邏輯
面對行業三大挑戰，華爲雲視頻雲服務，在試圖找辦法去解決。華爲雲在最開始就堅定擁抱了雲原生。希望通過雲原生的視頻能力，使能客戶和合作夥伴，解決視頻業務從“On Cloud”走向“In Cloud”的問題，同時打破原有的視頻生產、傳輸上的桎梏。基於雲原生的方法和理念，華爲雲視頻雲試圖找到結構性降低成本；系統性改善音視頻業務體驗，以及能夠用好雲的生態來做體驗和創新的快速演進和迭代，希望由此來解決行業的三大痛點，最終重塑視頻體驗，激發行業創新。
千里之行始於足下，華爲雲視頻雲所覆蓋的行業主要包括廣電媒體、互聯網視頻、通信視頻和行業視頻。這四個行業業務形態各不相同：從內容製作上看，包括了廣電媒體的專業內容製作、互聯網視頻的用戶產生的內容、通信視頻領域的交互式的實時音視頻以及行業視頻領域的基於機器視覺的視頻輸入；在分發環節，包括了廣電媒體和互聯網視頻領域的自上而下的視頻分發、通信視頻領域的雙向實時音視頻分發和行業視頻領域的自下而上的機器視覺視頻信號傳輸，最終實現在不同行業的不同終端上播出。
雖然業務形態各異，但因爲都是基於音視頻技術，因此在視頻內容生產效率、分發成本上都有類似的訴求。
深挖源動力，視頻產業上雲的三大驅動力
以前，視頻上雲主要集中在分發領域，現在很多內容製作領域的合作伙伴，也在積極地探索內容生產製作上雲。視頻上雲成爲趨勢的第一個原因，就是雲ICT基礎設施，能夠幫助視頻體驗不斷提升，從而推動視頻產業的發展。
在廣電媒體領域，一部頂級綜藝節目製作，有上百個機位，每個機位採用100M到200M碼率，節目素材是幾個PB級別；而頭部電影的製作，同樣也需要數個PB的素材存儲能力，以及數千臺服務器的渲染能力。在互聯網視頻領域，以直播爲例，2020年上半年就消耗了幾個PB的CDN流量，這也是互聯網視頻上雲時間更早的原因；疫情極大加速了通信視頻行業的發展，2020年在雲上轉發的實時音視頻分發數有望超過1000億分鐘/月，產生約700EB/月的實時音視頻流量；而行業視頻領域也會迎來更大的發展，2021年將有500萬攝像頭接入到雲上，每天將產生百EB級別的視頻數據和上行流量。面向未來，隨着4K、XR等業務的持續發展，視頻類業務對算力、存儲、帶寬的消耗將呈指數級上升趨勢，這些都是驅使視頻業務上雲的最直接原因。
另外，幾個視頻行業痛點，也會進一步推動視頻業務由On Cloud走向In Cloud。
視頻內容製作領域，目前全國有超過100萬家視頻內容製作公司，大部分公司體量不大，有好的內容創意，可以製作出與衆不同的內容，但隨着視頻製作技術的發展，比如製作4K、8K的超高清內容，製作更加精細和真實的特效……這些公司會面臨IT基礎設施投入和建設的瓶頸。
從內容生產流程來看，之前是線下完成內容製作後，成片渲染纔會需要消耗IT基礎設施；但現在視頻製作過程，越來越趨向於在拍攝時進行虛擬內容的製作和渲染，驅使整個視頻製作鏈條，對IT基礎設施的消耗不僅提前而且貫穿始終。
從分工來看，內容的雲原生有利於內容的分佈式生產製作，特別是長期持續的疫情之下，讓跨國、跨區域的內容製作成爲可能。
視頻上雲將成爲趨勢，數據創建和存儲的位置也會由端向雲和邊轉移。預計到2025年，網絡流量中90%將是音視頻數據；而數據創建的位置中心+邊緣將達到50%；而數據存儲的位置中心+邊緣將達到70%。視頻的製作、處理、傳輸在雲上將成爲新常態。
勇立潮頭，雲原生的華爲雲視頻雲服務，重塑體驗，激發創新
華爲雲視頻雲服務基於華爲的基礎設施和基礎服務，分爲兩層：最上面的是跨行業跨內容的生產、製作、分發全流程的各類視頻雲服務。另外，視頻雲服務依託於一張統一的媒體網絡，這張媒體網絡實現了5G的雲網協同，確保視頻內容快速傳輸上雲；採用統一的網絡架構，實現下行爲主的直播、點播類業務、雙向的實時音視頻類業務、和上行爲主的行業視頻類業務，都能實現雲資源的複用，從而實現成本的最優化；這張網絡也提供了分佈式的媒體處理框架，將視頻AI等能力按需下沉到不同網絡位置，保障處理的實時性。
並且，整個媒體網絡是統一架構，而不是一個個孤島，能實現最高效的資源複用和最低的傳輸成本。
以體驗爲本，科技爲源，鍛造華爲雲視頻雲服務四大核心價值
雲原生的華爲雲視頻雲服務的核心價值概括起來有四點：
生產效率提升：視頻雲服務和網絡實現雲網協同，無論在專線還是5G網絡環境下均可實現視頻的超級上行，滿足視頻內容快速上雲的需求。同時視頻雲的基礎設施進行鍼對性優化，實現線上、線下協同的內容生產製作，極大提升視頻生產效率。
網絡高效分發：採用統一架構，無論下行爲主的直播點播業務、雙向的實時音視頻業務和上行爲主的行業視頻類業務，均採用統一架構的網絡，實現雲基礎設施的共享和複用，最優化視頻傳輸的成本，保障體驗的一致性。支持分佈式的媒體處理，從實時視頻AI開始，將視頻AI能力按需下沉到邊緣，實現實時AI處理能力，增強用戶體驗。
業務持續創新：視頻服務以原子+分子能力形態，靈活組合，隨需調用，改變視頻應用創新方式，幫助合作伙伴實現業務創新。覆蓋視頻生產、處理、分發、消費的視頻能力，和視頻AI的深度集成，實現雲端視頻的智能化生產、處理、分析。同時提供了面向未來的XR雲服務能力。
重塑視頻體驗：基於靈活的視頻雲服務組合，使能客戶實現了各種視頻業務的體驗創新，並實現了商業應用。
四大核心價值點，具體是如何實現的？
視頻在雲上的生產製作首先面對的就是視頻內容傳輸上雲的問題，華爲雲通過兩大關鍵技術解決視頻上雲問題。
對於5G網絡的視頻內容上傳，華爲雲基於雲網協同，通過5G網絡的全時隙調度、時隙配比的優化、空口保障等各種關鍵技術，實現單用戶數百M和總體幾個G的超級上行速率。
其次對於基於物理專線的視頻內容上傳，華爲雲也提供了視頻內容的超級上行能力，可以達到4GB的上行速度，打破視頻傳輸上雲的瓶頸。
視頻傳輸上雲後，華爲對對象存儲和底層文件系統進行的優化，以適配專業媒體領域的視頻製作。經實測，雲轉碼的效率提升10倍、支持16軌的非線編並行處理、合片速度提升3倍並實現了7軌併發合成。這樣整個內容製作過程的效率得到提升，極大縮短了內容製作的週期。
其次，在內容製作方面，華爲雲提供了超高清製播雲，幫助客戶實現4K內容的高效生產。製播雲包括了雲導播、雲媒資和雲編輯三大核心能力，服務於大型活動製播、組合畫面製播、事件新聞製播、網紅個人直播等各種場景。
視頻拍攝現場可採用攝像機、手機、5G揹包等不同的拍攝方式，通過專線+5G網絡上傳到雲端，傳輸過程可採用H.264/H.265編碼、RTMP/SRT傳輸、支持1080P/4K超高清視頻內容，雲導播支持視頻切換、調音混音、圖文包裝等豐富的能力。
直播信號通過雲導播後，可以錄製到雲媒體中進行統一管理，並通過雲編輯實現了更加豐富的剪輯、AI處理、特效、圖文包裝等能力。
總之，在視頻內容生產端，一方面華爲雲基礎設施支持了視頻內容的超級上行，並讓現有的視頻製作工具在雲上運行時，比線下運行時效率提升了數倍；另一方面，華爲雲也提供了強大的製播雲服務能力，讓各類視頻業務場景上雲。
關於實現網絡高效分發，整個視頻產業現狀是不同的視頻業務，都有一個媒體網絡支撐，而這些媒體網絡都是互相割裂的，呈煙囪式的孤島狀態，他們之間的資源無法充分複用，比如在線教育領域，背後依託的是RTC傳輸網絡，互聯網視頻的直播、點播，依託的是CDN直播網絡，行業視頻依託的是連接幾百萬臺攝像機在雲上進行視頻處理的網絡，這幾個網絡之前都是互相割裂的。
華爲雲視頻雲從提供視頻服務之初，就希望整個連接千行百業的媒體網絡是統一架構和資源可複用。這不僅是一個技術架構統一，也包括資源架構的統一。資源架構的統一意味着這個網絡雖然服務於千行百業，但它用到的基礎設施、網絡資源都是可以在不同的行業進行復用的，實現高效傳輸和優化成本。
其次，視頻能力需要分佈在媒體網絡的不同位置。例如視頻AI的能力，終端側呈現的美顏和各種特效，目前都是在終端側處理。受限於終端的能力，特效不夠逼真；而如果將端側特效上移到雲端，雖然理論上特效的豐富性和逼真程度會大大增加，但會帶來更多的時延問題，影響用戶體驗。
華爲RTC提供了實時媒體AI的能力，通過開放式的函數運行框架，讓這些視頻AI的能力靈活的按需部署到媒體網絡的不同位置。這套架構中，華爲元戎函數計算平臺讓算法以函數容器的方式進行傳輸，並通過華爲雲IEF邊緣雲服務在網絡邊緣爲用戶就近提供服務。這套架構也是開放式的，兼容了華爲雲EI平臺提供的AI算法，也支持接入第三方的AI算法能力。
通過這套架構，讓媒體AI能力按需就近部署，既充分利用了雲強大的基礎設施，實現了更高效和逼真的視頻AI，又就近部署到了靠近用戶的網絡邊緣，兼顧了用戶體驗時延問題。
另外，整個媒體網絡是去中心化的，網絡內視頻的路由均取決於用戶體驗和傳輸成本，通過智能調度進行優化選擇，具體而言有四點：第一，所有服務在邊緣站點實現資源的共享，最大化複用帶寬成本，實現所有業務成本最優。第二，所有網絡數據均匯聚到大數據平臺，智能調度通過分析這些實時數據選擇最優路徑，確保最短的路徑轉發，實現體驗最優和時延最低。第三，長距離傳輸引入ADN，保障長距離傳輸時的體驗。最後，視頻AI等能力按需部署到不同網絡位置，減少回源到中心處理的流量，降低傳輸成本。
總之，華爲媒體網絡基於統一架構，通過智能調度動態計算最優路徑，通過融合型邊緣站點實現資源複用，保障視頻體驗的同時實現了最優的成本。
關於業務持續創新，華爲雲視頻雲分了兩層，一層是原子服務層，沒有任何業務邏輯，就是我們的媒體服務能力。第二層是對外開放的分子服務層，這些分子服務能力都是跨行業使用的，一方面分子服務能力跨越了視頻的生產、處理和分發的不同環節，另一方面分子服務能力支持不同行業的使用。不同行業在做業務創新時，可以靈活選用這些分子服務能力進進行組合，希望通過分子服務的組合，讓行業持續創新。
過去兩年，華爲雲視頻雲服務，做了很多創新，如分子服務的靈活組合、雲製播、超級上行、媒體處理、視頻AI等能力。與合作伙伴一起探索在雲上做4K視頻的這個製作；通過5G揹包加5G的上行，實現賽事雲直播，我們把整個賽事的直播，直接通過5G的方式傳輸到雲上，然後進行直播的分發，減少本地雲導播成本的消耗；在在線教育領域，我們跟合作伙伴做了子母課堂，基於低時延的RTC直播服務，在千人課堂上也能分組，讓大課堂用戶享受小班課的體驗，有效的提升了用戶up值；現在也和一些機構探索，包括8K的VR視頻，自由視角的直播服務，希望把視頻雲的服務組合，應用到演唱會、賽事直播等場景。
我們也會探索，將自由視角、VR視頻等能力，由專業級變成普惠級，運用到短視頻或網紅直播領域，讓更多的行業和用戶都能夠享受到這些能力，實現產業升級。
未來可期，雲原生的華爲雲視頻雲服務，助力千行百業創新升級
華爲雲視頻雲堅持技術普惠理念，打造面向全行業共享的媒體服務，打造視頻雲業務的黑土地。我們也希望大家一起來推進技術的普及，攜手降低技術門檻，提高性價比，建立共同的標準，規範化發展，讓實時音視頻成爲5G時代的基礎服務，使能千行百業創新，讓行業擁有五彩斑斕的變化，暢享數字化技術帶來的便利。
本文分享自華爲雲社區《雲原生的華爲雲視頻雲服務如何重塑體驗，激發創新》，原文作者：音視頻大管家 。