揭秘全球首次網際網路8K直播背後的技術實現
3月28日，雲棲大會·深圳峰會現場，阿里雲釋出並現場演示了阿里影片雲最新8K網際網路直播解決方案。這是全球釋出的首個8K影片雲解決方案，也是全球首次8K網際網路影片直播。
舞臺的螢幕上顯示了從1300公里以外的阿里巴巴杭州園區傳輸回來的直播影像影片。現場觀眾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。
下面我們將詳細解讀阿里影片雲8K解決方案背後的技術是如何實現8K直播的。
比如，全高畫質影片也就是常說的1080P，每幀影像是兩百萬畫素。4K每幀是八百萬畫素，而8K是三千三百萬畫素。
也就是說，8K影片的解析度是1080P的16倍！
要知道，全畫幅的單反相機也就能拍出有效畫素約兩千零二十萬的畫面。每一幀影像都超越全畫幅單反相機。
巨大的畫素量使得8K影片每一幀都無比清晰，配合120fps的幀率，高動態範圍(HDR)，寬色域範圍(WCG)等影片技術，人眼已很難分辨影像與實物的區別。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聲道的音訊，能為使用者提供沉浸式的影片體驗，帶來強烈的臨場感覺。
除了解析度提升帶來的體驗升級，8K影片可以使一些新的應用成為可能。
首先當然是全景影片、虛擬現實等新的沉浸式影片應用，使用者可以置身於逼真的影片場景之中。
除此之外，8K影片還在遠端醫療、高精度影片監控等領域有廣泛的應用。8K影片流的巨大資訊量，可以使得拍攝現場的每一點細節都被保留，使得數字化遠端影片應用達到和現場一樣的效果。
本次8K直播主要依託了阿里影片雲解決方案。
這其中包括：
? 現場採集
本次直播的8K超高畫質的影片的每一幀影片影像擁有三千三百萬畫素。影片原始資料量非常大，達到每秒72G位元。這就需要應用到頂級的硬體編碼裝置和編碼晶片。
同時，使用阿里影片雲自研的推流軟體，在推流伺服器上，把採集到的影片和音訊的基帶資料流合成為RTMP流，推送到直播中心。
? 網路傳輸
網路傳輸是網際網路直播的生命線，擁有穩定高速的網路才能實現高質量、長距離的直播影片流傳輸。
本次直播方案，應用到阿里雲影片直播、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，可完成影片的直播、雲端錄製、點播等功能。透過阿里雲CDN遍佈全球的1300多個節點，使用者可以順暢的觀看影片。
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路互通。透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。
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資料量穩定傳輸，又是一個難題。
如圖所示，透過專線，把直播現場（阿里巴巴杭州西溪園區）連線到阿里雲網路（杭州），使用深圳的影片雲直播中心，來做中間的直播流資料接收轉發和處理。阿里雲高速通道連線了阿里雲（杭州）和深圳影片直播中心，最後透過專線，連線觀眾現場與阿里雲（深圳）CDN網路。
? 影片播放
如果想要體驗8K影片帶來的高畫質晰畫質和震撼的感覺，就需要強大的影片播放端能力。為保障本次8K影片高質量，本次直播使用了阿里雲影片雲自研的8K播放器，可以碼流緩衝處理，可抗網路抖動。8K高畫質播放需要強大的解碼能力，阿里影片雲自研的8K影片播放軟體不僅具有軟體解碼能力，也支援GPU硬體解碼加速，可對渲染流水線上的效能狀態進行監測，實時解碼，保障播放流暢。
? 計算能力
為了保障8K推流的順暢，阿里雲啟用了全新一代裸金屬伺服器（神龍），在推流伺服器、直播中心承載高效能運算。
裸金屬伺服器（神龍）能夠提供96核，最大768G記憶體的高效能規格，作為推流伺服器，保障了專案的流暢與體驗。專案使用的神龍雲伺服器搭載Intel Xeon Platinum 8163（Skylake）CPU，支援96 vCPU，例項計算效能領先業界50%，採用DDR4記憶體，記憶體資料傳輸速度可達2666MT/s，記憶體頻寬達128GiB/s，達到了8K原始素材72Gbps的要求，實現了流暢的體驗，同時神龍支援多達32個彈性網路卡，實現高可用叢集搭建、低成本故障轉移和精細化的網路管理等，支援高效能網路，可達450萬PPS網路收發包能力，滿足關鍵應用網路效能要求，將丟包問題從源頭解決。
? 儲存能力
8K影片的轉碼系統，需要高吞吐的儲存系統支援，同時也需要低成本的儲存滿足後續的分發和長期儲存。
去年12月，阿里雲端儲存釋出了阿里雲端儲存引擎2.0，最高可以提供Tb/s級的寫入能力，同時雲端儲存引擎2.0使用多流並行對映技術，使得雲盤的吞吐量可以水平擴充套件，吞吐量大幅超越物理盤。
阿里雲的NASPlus儲存系列產品結合了雲端儲存引擎2.0的高IO與高擴充套件能力以及廣電級的智慧快取預讀技術，讓轉碼與非線編能力大大的增強。與NASPlus無縫連線的OSS物件儲存作為海量音影片最適合的低成本高吞吐儲存，近期也推出了極速版，把效能再往上提高了一個數量級。
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，才過去短短几年，已經很少有人記得第一眼看見4K的驚豔與震撼。
如今8K技術又已出現，萬物相輔相成，8K影片對於計算，儲存，網路的考驗超過以往所有的影片應用，解決方案基於阿里影片雲領先的轉碼編碼技術，優質的網路設施和雲生態合作伙伴：研華科技與索喜科技共同實現，阿里雲成為全球首個具備8K影片傳輸能力的雲廠商。
這是人類歷史上第一次透過電訊號看見這個世界，當時世界上絕大多數人認為用電訊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才不過30來年。
接近100年後，阿里雲用一隻淘公仔畫面，宣告了網際網路8K直播時代的來臨。
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。
因為在絕大多數人相信眼見為實的時候，他們，因為相信，所以看見。
舞臺的螢幕上顯示了從1300公里以外的阿里巴巴杭州園區傳輸回來的直播影像影片。現場觀眾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。
下面我們將詳細解讀阿里影片雲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，全高畫質影片也就是常說的1080P，每幀影像是兩百萬畫素。4K每幀是八百萬畫素，而8K是三千三百萬畫素。
也就是說，8K影片的解析度是1080P的16倍！
要知道，全畫幅的單反相機也就能拍出有效畫素約兩千零二十萬的畫面。每一幀影像都超越全畫幅單反相機。
巨大的畫素量使得8K影片每一幀都無比清晰，配合120fps的幀率，高動態範圍(HDR)，寬色域範圍(WCG)等影片技術，人眼已很難分辨影像與實物的區別。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聲道的音訊，能為使用者提供沉浸式的影片體驗，帶來強烈的臨場感覺。
8K有哪些應用？
除了解析度提升帶來的體驗升級，8K影片可以使一些新的應用成為可能。首先當然是全景影片、虛擬現實等新的沉浸式影片應用，使用者可以置身於逼真的影片場景之中。
除此之外，8K影片還在遠端醫療、高精度影片監控等領域有廣泛的應用。8K影片流的巨大資訊量，可以使得拍攝現場的每一點細節都被保留，使得數字化遠端影片應用達到和現場一樣的效果。
8K直播是如何實現的？
本次8K直播主要依託了阿里影片雲解決方案。
這其中包括：
? 現場採集
本次直播的8K超高畫質的影片的每一幀影片影像擁有三千三百萬畫素。影片原始資料量非常大，達到每秒72G位元。這就需要應用到頂級的硬體編碼裝置和編碼晶片。
同時，使用阿里影片雲自研的推流軟體，在推流伺服器上，把採集到的影片和音訊的基帶資料流合成為RTMP流，推送到直播中心。
? 網路傳輸
網路傳輸是網際網路直播的生命線，擁有穩定高速的網路才能實現高質量、長距離的直播影片流傳輸。
本次直播方案，應用到阿里雲影片直播、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，可完成影片的直播、雲端錄製、點播等功能。透過阿里雲CDN遍佈全球的1300多個節點，使用者可以順暢的觀看影片。
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路互通。透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。
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資料量穩定傳輸，又是一個難題。
如圖所示，透過專線，把直播現場（阿里巴巴杭州西溪園區）連線到阿里雲網路（杭州），使用深圳的影片雲直播中心，來做中間的直播流資料接收轉發和處理。阿里雲高速通道連線了阿里雲（杭州）和深圳影片直播中心，最後透過專線，連線觀眾現場與阿里雲（深圳）CDN網路。
? 影片播放
如果想要體驗8K影片帶來的高畫質晰畫質和震撼的感覺，就需要強大的影片播放端能力。為保障本次8K影片高質量，本次直播使用了阿里雲影片雲自研的8K播放器，可以碼流緩衝處理，可抗網路抖動。8K高畫質播放需要強大的解碼能力，阿里影片雲自研的8K影片播放軟體不僅具有軟體解碼能力，也支援GPU硬體解碼加速，可對渲染流水線上的效能狀態進行監測，實時解碼，保障播放流暢。
? 計算能力
為了保障8K推流的順暢，阿里雲啟用了全新一代裸金屬伺服器（神龍），在推流伺服器、直播中心承載高效能運算。
裸金屬伺服器（神龍）能夠提供96核，最大768G記憶體的高效能規格，作為推流伺服器，保障了專案的流暢與體驗。專案使用的神龍雲伺服器搭載Intel Xeon Platinum 8163（Skylake）CPU，支援96 vCPU，例項計算效能領先業界50%，採用DDR4記憶體，記憶體資料傳輸速度可達2666MT/s，記憶體頻寬達128GiB/s，達到了8K原始素材72Gbps的要求，實現了流暢的體驗，同時神龍支援多達32個彈性網路卡，實現高可用叢集搭建、低成本故障轉移和精細化的網路管理等，支援高效能網路，可達450萬PPS網路收發包能力，滿足關鍵應用網路效能要求，將丟包問題從源頭解決。
? 儲存能力
8K影片的轉碼系統，需要高吞吐的儲存系統支援，同時也需要低成本的儲存滿足後續的分發和長期儲存。
去年12月，阿里雲端儲存釋出了阿里雲端儲存引擎2.0，最高可以提供Tb/s級的寫入能力，同時雲端儲存引擎2.0使用多流並行對映技術，使得雲盤的吞吐量可以水平擴充套件，吞吐量大幅超越物理盤。
阿里雲的NASPlus儲存系列產品結合了雲端儲存引擎2.0的高IO與高擴充套件能力以及廣電級的智慧快取預讀技術，讓轉碼與非線編能力大大的增強。與NASPlus無縫連線的OSS物件儲存作為海量音影片最適合的低成本高吞吐儲存，近期也推出了極速版，把效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，才過去短短几年，已經很少有人記得第一眼看見4K的驚豔與震撼。
如今8K技術又已出現，萬物相輔相成，8K影片對於計算，儲存，網路的考驗超過以往所有的影片應用，解決方案基於阿里影片雲領先的轉碼編碼技術，優質的網路設施和雲生態合作伙伴：研華科技與索喜科技共同實現，阿里雲成為全球首個具備8K影片傳輸能力的雲廠商。
因為相信，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影像。這是人類歷史上第一次透過電訊號看見這個世界，當時世界上絕大多數人認為用電訊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才不過30來年。
接近100年後，阿里雲用一隻淘公仔畫面，宣告了網際網路8K直播時代的來臨。
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。
因為在絕大多數人相信眼見為實的時候，他們，因為相信，所以看見。
來自 “ ITPUB部落格 ” ，連結：http://blog.itpub.net/29779867/viewspace-2152495/，如需轉載，請註明出處，否則將追究法律責任。
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