揭秘全球首次互联网8K直播背后的技术实现

简介: 3月28日,云栖大会·深圳峰会现场,阿里云发布并现场演示了阿里视频云最新8K互联网直播解决方案。这是全球发布的首个8K视频云解决方案,也是全球首次8K互联网视频直播。 舞台的屏幕上显示了从1300公里以外的阿里巴巴杭州园区传输回来的直播图像视频。

3月28日,云栖大会·深圳峰会现场,阿里云发布并现场演示了阿里视频云最新8K互联网直播解决方案。这是全球发布的首个8K视频云解决方案,也是全球首次8K互联网视频直播。

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舞台的屏幕上显示了从1300公里以外的阿里巴巴杭州园区传输回来的直播图像视频。现场观众清晰地看到了景泰蓝淘公仔的精致画面。海外的小伙伴也忍不住手动点赞。
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下面我们将详细解读阿里视频云8K解决方案背后的技术是如何实现8K直播的。

8K是什么?

简单来说,8K就是更加清晰的视觉体验。

比如,全高清视频也就是常说的1080P,每帧图像是两百万像素。4K每帧是八百万像素,而8K是三千三百万像素。

也就是说,8K视频的分辨率是1080P的16倍!

要知道,全画幅的单反相机也就能拍出有效像素约两千零二十万的画面。每一帧图像都超越全画幅单反相机。

巨大的像素量使得8K视频每一帧都无比清晰,配合120fps的帧率,高动态范围(HDR),宽色域范围(WCG)等视频技术,人眼已很难分辨图像与实物的区别。处于标准观看距离时,8K电视可提供达到100度的可视角度,大大超过4K的55度。配合高达22声道的音频,能为用户提供沉浸式的视频体验,带来强烈的临场感觉。

8K有哪些应用?

除了分辨率提升带来的体验升级,8K视频可以使一些新的应用成为可能。

首先当然是全景视频、虚拟现实等新的沉浸式视频应用,用户可以置身于逼真的视频场景之中。

除此之外,8K视频还在远程医疗、高精度视频监控等领域有广泛的应用。8K视频流的巨大信息量,可以使得拍摄现场的每一点细节都被保留,使得数字化远程视频应用达到和现场一样的效果。

8K直播是如何实现的?

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本次8K直播主要依托了阿里视频云解决方案。

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这其中包括:

  • 现场采集

本次直播的8K超高清的视频的每一帧视频图像拥有三千三百万像素。视频原始数据量非常大,达到每秒72G比特。这就需要应用到顶级的硬件编码设备和编码芯片。

同时,使用阿里视频云自研的推流软件,在推流服务器上,把采集到的视频和音频的基带数据流合成为RTMP流,推送到直播中心。

  • 网络传输

网络传输是互联网直播的生命线,拥有稳定高速的网络才能实现高质量、长距离的直播视频流传输。

本次直播方案,应用到阿里云视频直播、阿里云高速通道等产品。

阿里云目前提供北京、上海、深圳和新加坡直播中心,可完成视频的直播、云端录制、点播等功能。通过阿里云CDN遍布全球的1300多个节点,用户可以顺畅的观看视频。

在直播中心之间,使用阿里云高速通道,可以很好的完成云上跨地域的网络互通。通过长期的大型活动直播的经验积累和系统沉淀,阿里云可以对直播流进行全链路实时的监控,及时发现卡顿原因并解决。

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阿里巴巴杭州西溪园区,距离深圳云栖大会的会场1300公里,如何保证这么远距离的大数据量稳定传输,又是一个难题。

如图所示,通过专线,把直播现场(阿里巴巴杭州西溪园区)连接到阿里云网络(杭州),使用深圳的视频云直播中心,来做中间的直播流数据接收转发和处理。阿里云高速通道连接了阿里云(杭州)和深圳视频直播中心,最后通过专线,连接观众现场与阿里云(深圳)CDN网络。

  • 视频播放

如果想要体验8K视频带来的高清晰画质和震撼的感觉,就需要强大的视频播放端能力。为保障本次8K视频高质量,本次直播使用了阿里云视频云自研的8K播放器,可以码流缓冲处理,可抗网络抖动。8K高清播放需要强大的解码能力,阿里视频云自研的8K视频播放软件不仅具有软件解码能力,也支持GPU硬件解码加速,可对渲染流水线上的性能状态进行监测,实时解码,保障播放流畅。

  • 计算能力

为了保障8K推流的顺畅,阿里云启用了全新一代裸金属服务器(神龙),在推流服务器、直播中心承载高性能计算。

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裸金属服务器(神龙)能够提供96核,最大768G内存的高性能规格,作为推流服务器,保障了项目的流畅与体验。项目使用的神龙云服务器搭载Intel Xeon Platinum 8163(Skylake)CPU,支持96 vCPU,实例计算性能领先业界50%,采用DDR4内存,内存数据传输速度可达2666MT/s,内存带宽达128GiB/s,达到了8K原始素材72Gbps的要求,实现了流畅的体验,同时神龙支持多达32个弹性网卡,实现高可用集群搭建、低成本故障转移和精细化的网络管理等,支持高性能网络,可达450万PPS网络收发包能力,满足关键应用网络性能要求,将丢包从源头解决。

  • 存储能力

8K视频的转码系统,需要高吞吐的存储系统支持,同时也需要低成本的存储满足后续的分发和长期存储。

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去年12月,阿里云存储发布了阿里云存储引擎2.0,最高可以提供Tb/s级的写入能力,同时云存储引擎2.0使用多流并行映射技术,使得云盘的吞吐量可以水平扩展,吞吐量大幅超越物理盘。

阿里云的NASPlus存储系列产品结合了云存储引擎2.0的高IO与高扩展能力以及广电级的智能缓存预读技术,让转码与非线编能力大大的增强。与NASPlus无缝连接的OSS对象存储作为海量音视频最适合的低成本高吞吐存储,近期也推出了极速版,把性能再往上提高了一个数量级。

未来已来

科技的发展,让我们的世界变得越来越广阔,回想一下从4K显示技术首次出现至今,才过去短短几年,已经很少有人记得第一眼看见4K的惊艳与震撼。

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如今8K技术又已出现,万物相辅相成,8K视频对于计算,存储,网络的考验超过以往所有的视频应用,解决方案基于阿里视频云领先的转码编码技术,优质的网络设施和云生态合作伙伴:研华科技与索喜科技共同实现,阿里云成为全球首个具备8K视频传输能力的云厂商。

因为相信,所以看见

1925年10月2日清晨,英国科学家贝尔德第一次在自己发明的电视系统中,看到一只名叫比尔的木偶图像。

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这是人类历史上第一次通过电信号看见这个世界,当时世界上绝大多数人认为用电信号记录这个世界是天方夜谭,毕竟那时人类大规模掌握电力才不过30来年。

接近100年后,阿里云用一只淘公仔画面,宣告了互联网8K直播时代的来临。

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是偶然还是致敬,我们并不需要一个确切的答案,然而,他们都有一个共同点,这就够了。

因为在绝大多数人相信眼见为实的时候,他们,因为相信,所以看见。

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