AliRTC 開啟視訊互動 “零計算” 時代

阿里雲視訊雲發表於2021-11-08

在 2021 雲棲大會《產業視訊化創新與最佳實踐》視訊雲主題論壇中,阿里雲智慧高階技術專家在《AliRTC 開啟視訊互動 "零處理" 時代》的主題演講中,釋出了阿里雲視訊雲下一代實時互動解決方案 —RTC “零處理”,同時分享了阿里雲視訊雲在 RTC 產品的探索和實踐,以下為演講內容整理。

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一、互動演進與挑戰

在過去幾年,視訊互動產品發生了什麼變化?

我們認為 RTC 產品對行業產生了兩次非常重要的變革。

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第一次變革是 2014 年開始的互動從圖文到音視訊的升級。

2014 年,網際網路創業者與 RTC 產品供應商一起探索視訊互動的商業化, 教育、娛樂成為主要的突破方向, 基於全球範圍內的互動授課、秀場視訊連麥、多人交友互動,也大多在這時間點完成了商業與技術的成功結合。

2017 年是一個標誌性的時間點,RTC 產品已經幫助頭部網際網路客戶實現了顛覆性發展,標誌著互動視訊技術與線上互動商業模式的成熟。

接下來幾年更多的是不同體量、不同場景的規模複製,所以我們能看到,在 2018 年以及後續的幾年,市場上並沒有新場景、新互動的創新,而是基於不同內容、不同客群的業務複製, 視訊互動從頭部走向更多的細分市場。

第二個重要變革發生在 2020 年,受疫情影響,讓雲視訊會議全面滲透,讓這個時間提前了至少 5 年。

這次市場的變化,我們不能稱之為一次技術革命,實際上對 RTC 產品並沒有新的訴求,也沒有產生新的互動場景和技術,但這次大規模的滲透,重新定義了供應商的市場格局,第一次讓雲廠商成為了市場極其重要的一部分,讓市場從單一的會議廠商,分裂為雲平臺 + 會議終端供應商,讓我們的客戶有了更多的選擇。

從 2018 年到現在我們沒有場景上的根本突破,是不是因為我們的技術上遇到了瓶頸?

帶著這樣的問題,阿里雲對 RTC 場景技術進行了深入的技術評測,我們試圖發現整個行業大家的技術水位是什麼樣的,不同於單項的視訊技術,RTC 的評測要更為複雜。

例如,對視訊編碼,我們可以通過 PSNR,SSIM,VMAF 等來分析,對於視訊分類等視覺演算法,我們可以通過 ROC 曲線來分析,但對視訊 RTC 來說,涉及的主觀感受非常多,是一件比較複雜的事情,目前業界也沒有統一的評測標準。

我們從這些影響使用者感受的指標裡面抽出六個維度表徵 RTC 的表現質量。

對評測感興趣的話可以關注我們的「視訊雲技術」公眾號,裡面詳細介紹了我們怎麼進行自動化評測的,評測過程中我們會創造不同的網路環境,檢測 RTC 在各方面的表現。

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我們對行業裡的 RTC 做了一些評測,發現有兩個特點。

第一,RTC 有明顯的技術門檻,比如說綠色的框代表一類典型的 RTC 能力,由規模較小的團隊自研,投入較小,會有明顯的差距。

第二個是幾個比較大的供應商,包括在阿里雲在內,外面這一圈,紅色的線、藍色的線,以及黃色的線,他們都處於相對比較一致的水平,但是沒有一家有特別優秀的地方,所以技術同質化特別嚴重,大家基本上處於同樣的水平。

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我們當前視訊的實時互動主要集中線上上線下場景,未來可能會有更廣闊的應用場景,比如說一些互動場景,VR 操控類、虛擬現實類。

這時候我們會思考一個問題,我們的技術是不是已經發展到了瓶頸期,我們無法滿足未來更廣泛的需求,這後面的原因是什麼?會不會是我們的技術發展到某個瓶頸了?因為技術通常是階躍式的發展,不能突破就會陷入在一個層次上。

二、“零處理” 加速互動升級

我們希望分析一下,現在使用者的體驗到底怎麼樣?我們現在的技術存在什麼問題?

通過比較各家 RTC 供應商,我們發現一個比較有意思的點,就是大家有千分之二的卡頓率是難以消除的。50%、60% 的丟包都可以做的很好,但是如果網路頻寬受限,千分之二的卡頓就難以消除了。

我們有一些手段可以解決類似的問題,比如利用窄帶高清技術,我們可以通過複雜計算解決這些問題,也可以通過非標螢幕編碼類技術解決,但是實際上我們很難把這些技術進行非常廣泛的利用。

最根本的原因是我們會發現端側能力是有限制的,大家的手機各不相同,有可能有些人的手機特別好,可以做複雜演算法,有些人手機差,無法進行復雜演算法,同時,端的碎片化比較嚴重,要對所有端適配是比較困難的。

在應用上我們希望能夠提供更有趣的互動,比如說實時生成卡通人物形象,這在端上可以執行,但是隻有少數非常強大的裝置才能執行。

一個自然的想法是,我們是不是能突破當前的應用架構?

我們把一個完全依賴端能力的架構,逐步轉變成依靠雲和端一起配合進行視訊傳輸處理的架構,基於這個想法我們提出了雲處理 + 端渲染技術,目的是希望從雲上提供強大的處理能力,端上負責渲染,只需要提供很少的處理能力就能完成比較好的處理效果,使大家在不同的手機上都能得到一樣的體驗。

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這就是視訊雲“零處理” 解決方案的基本架構圖,在端上只需要進行比較簡單的視訊採集以及視訊傳輸,然後通過我們構建的覆蓋全球的 GRTN 網路到達雲端,雲端使用 GRTP 的雲端實時處理引擎對視訊進行處理,再把處理好的視訊傳到端上,端上只需要做簡單的呈現。這樣可以很好的解決剛才提到端計算能力不夠和碎片化的問題。

但是天下沒有免費的午餐,採用上面的架構,很容易發現幾個問題。

第一,我們的雲上是不是能承受這麼大規模的處理。

第二,雲上能不能承擔這麼大規模的成本。

第三,雲上能不能持續提供這麼多型別的處理服務。

我們自己的信心來自於幾個方面。

第一,通過阿里多年的積累,我們積累了業界最大規模的雲上視訊處理叢集,所以我們在技術上已經具備承擔超大規模處理的能力。

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第二,關於成本。

下圖是我們處理的一張業務圖的示例圖,橫座標是時間,縱座標是資源使用量,黑色的線一種業務,紅色線是另一種業務,可以看到,每種業務都存在大量的業務空閒期,業務空閒期可以讓我們有大量資源供我們複用,當我們把多種業務混跑時,就能把資源利用起來,大幅度降低成本。

除了在時間上的混跑,我們也可以通過空間上的混跑和異構的混跑,將整體的成本降下來。

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第三,由於我們背靠阿里集團,包括我們自己也有很多視訊演算法處理積累,所以我們有機會持續不斷的提供豐富的演算法和處理能力。

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三、“零處理” 實踐分享

接下來是阿里雲視訊雲在零處理的實踐。

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第一個場景是使用 MCU 解放端側算力

通常情況下,我們做 RTC 直播時,觀眾看到的直播畫面是通過 RTMP 協議來完成的,這種情況下由於延遲的原因觀眾是無法參與到直播互動的。要增強觀眾的互動性,需要大家都加入 RTC 網路,每個端訂閱多個流對端的算力和網路流量都是非常大的負擔。

我們通過雲端的 MCU 把流合併,重新進入到 RTC 會議裡,這樣觀眾可以通過 RTC 方式看到直播流,非常方便進行互動,同時也無需消耗過多的端上資源。這種模式我們稱為互動低延時模式,已經是我們一個成熟的產品能力。

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第二個場景,雲轉推

這是一個我們打通阿里內部服務能力的例子,我們通過和阿里集團安全部的合作,將 RTC 的流通過內網和安全部的產品打通,減少了中間環節,實現低成本、低延遲的內容稽核。

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第三個場景,雲特效

相信這個場景大家已經看過,利用雲端的處理,我們實現了虛擬會議室,通過雲端的 MCU 將所有人進行摳圖 + 貼圖,來提升視訊會議時的參會體驗,這是阿里內部開會時已經可以運用到、並看到的技術。

上面展示的實時虛擬形象,是依託 GRTN 實時傳輸網路,將視訊流傳輸到雲端,雲端對視訊進行摳圖,變聲,卡通化等複雜的 AI 處理,終端只負責展示,從而實現了端側零處理。

“零處理“作為下一代實時互動解決方案,在雲廠商中率先推出,解決了新互動時代因端側算力受限而無法實現的虛擬互動場景難題,充分利用雲端一體的超精細算力,以雲特效構建實時虛擬場景,是全面開啟沉浸互動新世界的一項重要演進。

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