实时流媒体的完整指南(更新)

2021年9月17日 by
流媒体报告的缩略图,标题为“流媒体直播的完整指南:它是什么”, 它是如何工作的, 以及你为什么需要它
 

什么是实时视频流,它是如何工作的,和为什么你需要它

视频直播越来越受欢迎. 到2022年,它将约占所有互联网流量的13%, 比2017年增长了15倍.

而流媒体技术在过去几年里发生了巨大的变化, 基本的定义仍然适用. 简而言之, 直播包括在互联网上播放视频和音频内容,以实现几乎同步的捕获和播放.

但在捕捉实时视频和播放视频之间,发生了相当多的事情. 数据必须编transcode, 打包, 而且经常被转transcode传送到地球上的任何屏幕上.

在本指南中,巴黎人官方App将深入研究端到端工作流. 下载综合PDF 或者浏览巴黎人官方App下面的目录.

   

表的内容:

  1. 捕获
  2. 视频编解transcode器和编transcode
  3. 包装和协议
  4. 摄取和代transcode转换
  5. 交付
  6. 回放
 

视频点播与. 在线直播

视频流媒体可以采取直播和录制内容的形式. 在直播中,内容在被捕捉时就会播放. 这方面的例子包括视频聊天、互动游戏、内窥镜相机和流媒体无人机.

视频点播(视频点播), 另一方面, 描述连接到互联网的用户可按请求流媒体的预先录制的内容. 这一领域的一些顶级公司包括Netflix、Amazon Prime、Hulu和Sling. YouTube的David After DentistNetflix的陌生人的东西 两者都是视频点播内容的例子吗.

出于本指南的目的,巴黎人官方App将重点关注 视频直播. 让巴黎人官方App从总结实时流工作流程开始,然后仔细查看各个步骤.

 

直播工作流

实时视频流开始压缩一个巨大的视频文件交付. 内容分发器使用编transcode器对原始视频进行数字转换 编解transcode器. 这些两部分压缩工具将g级数据压缩成m级. 编transcode器本身可以内置在相机中, 但它也可以是一个硬件设备, 像这样的电脑软件 奥林匹克广播服务公司工作室,或移动应用程序.

一旦视频流被压缩,编transcode器就会将其打包,以便在互联网上传送. 这涉及到将流的组件转换为文件格式. 这些集装箱格式按照a 协议,或标准化交付方法. 常见的协议包括 RTMP, HLS, MPEG-DASH.

打包后的流随后被传输到位于本地或云中的媒体服务器. 这就是奇迹发生的地方. 当媒体服务器接收流时,它可以 transcode 将数据转换成更普通的编解transcode器, 将视频转换成较低分辨率, 将文件转换成不同的比特率, 或者将其转换成更可伸缩的格式.

当将数据流传输到各种设备时,这种转换过程非常关键. 不需要对原始流进行转transcode, 通过一系列设备联系观众是不可能的. A 流媒体服务器软件 or 云流媒体服务 可以用来完成这个和更多吗.

最初进入媒体服务器的单一流很可能会成为适应不同带宽和大规模观看设备的多种再现. 但距离也是一个问题.

观众离媒体服务器的距离越远,分发流的时间就越长. 这就是一个 内容分发网络(CDN) 方便. cdn使用一个广泛的服务器网络,战略性地部署在全球各地,以快速分发内容.

如果处理得当, 直播将在短短几秒钟内从CDN传播到世界各地的观众. 现场直播将以最小的缓冲和最高的质量播放,为观众提供各种设备和网速

这一切都始于一路上使用正确的工具. 往下读,了解详情.

 

 

捕获

 

三,二,一,开始!

直播从摄像机开始. 大多数 相机 都是数transcode的,可以捕捉惊人的4K分辨率(2160p)的图像. 这种分辨率需要非常高的比特率来巴黎人官方App下载来自相机的原始数字视频信号, 因此,用来传输信号的电缆必须能够处理大量数据. HDMI或以太网电缆可以在某些情况下使用. 但最常, 长距离传输的4K信号需要SDI电缆来管理带宽要求.

无线相机也可以用,用 便携式广播平台 寻找进入这个行业的途径. 今天的智能手机都是为流媒体设计的,比十年前的数transcode相机表现更好. 例如,iPhone 12 Pro Max以每秒60帧的速度记录HDR视频.

 

多幅相机视频制作

多摄像机生产

一些直播是用智能手机完成的, 但更严肃的现场制作会使用额外的摄像机. 这些多摄像机工作室的设置, 以及其他视频资源, 是否连接到在它们之间转换的切换器. 音频通过XLR电缆传输到混音器. 通常,切换器将混音器中的音频添加到最终的输出信号中. 切换器可以是硬件、软件,或者在需要捕获卡时两者兼有.

 

IP摄像机

Ip摄像机

当生产不是重点,但速度很重要时, IP摄像机 发挥作用. IP摄像机可以直接通过以太网电缆发送实时数据流, 方便你把它们放在任何你想放的地方. 大多数IP摄像头使用 RTSP协议,它巴黎人官方App下载 低延迟直播. RTSP被拉到媒体服务器,而不是推送. 因此,摄像机必须在一个开放的静态IP地址上,以便媒体服务器定位它.

从监视到会议, 当你想从一个地方直播而又不想太花哨的时候,IP摄像头工作得很好. 这些用户友好的流媒体设备不需要单独的编transcode器, 并且您可以聚合内容,以便通过实时转transcode解决方案交付到任何设备.

 

用户生成内容

用户生成的内容构成了直播流的重要组成部分. 在某些情况下,还会使用网络摄像头. 当提到像Twitch这样的网站时, 用户使用屏幕录制软件和网络摄像头的组合. 但今天的大多数内容创造者都是在他们的智能手机上. 事实上, 移动用户占58.占今天所有互联网流量的56%.

移动 应用程序社交媒体网络 利用视频来提高用户粘性,但用例还不止于此. 智能手机可以变成任何东西 bodycams to 犯罪追踪工具 加上直播.

而用户则负责提供他们自己的记录技术(a.k.a. 智能手机或网络摄像头),直播应用程序必须内置编transcode功能.

 

视频编transcode与编解transcode器

任何实时流工作流程的第二步是视频编transcode. 在捕捉视频与您的相机(s)的选择-它是一个生产质量的设置, IP相机, 或者您的终端用户的移动设备——实时视频数据必须数字化,以实现互联网上的高效传输. 视频编transcode对于直播流媒体至关重要,有助于确保快速传输和回放.

 

是什么编transcode?

视频编transcode 指的是将原始视频转换成与许多设备兼容的数字格式的过程. 视频的数据通常从千兆字节减少到兆字节. 这个过程涉及到一个被称为编解transcode器的两部分压缩工具.

 

什么是编解transcode器?

字面意思是“编transcode-解transcode器”或“压缩-解压缩器”,编解transcode器利用算法将庞大的视频紧密压缩以供传输. 视频被压缩以供存储和传输,然后解压缩以供观看.

说到流媒体, 编解transcode器通过丢弃不必要的数据来创建更小的文件,从而使用有损压缩. 两个独立的压缩过程发生:视频和音频. 视频编解transcode器 根据视觉数据进行操作,然而 音频编解transcode器 根据录制的声音采取行动.

H.264AVC (Advanced Video Coding)是最常用的视频编解transcode器. AAC格式(高级音频编transcode)是最常用的音频编解transcode器.

 

你应该使用什么视频编解transcode器?

流媒体到各种设备首先要巴黎人官方App下载各种编解transcode器. 但是为了保持工作流的编transcode部分简单和快速,您总是可以 transcode 流稍后被媒体服务器接收.

而行业领导者继续完善和开发最新的压缩工具, 许多内容发布者使用老视频编解transcode器,如H.264 / AVC传输到传统设备. H.264是最大化兼容性的最佳选择, 尽管其他视频编解transcode器在技术上更先进.

下面是一些目前使用的最常见的视频编解transcode器.

视频编解transcode器好处限制
H.264 / AVC广泛的巴黎人官方App下载.不是最先进的压缩技术.
H.265 / HEVC巴黎人官方App下载8 k分辨率.编transcode的时间比H长4倍.264.
VP9免版税.AV1的早期版本.
AV1开源,非常先进.还没有得到大规模的巴黎人官方App下载.
H.266 / VVC旨在改进H.265.和H一样的版税问题.265.
 

你应该使用什么音频编解transcode器?

在平衡质量和兼容性时,AAC格式占据了优势 音频编解transcode器. 而开源的替代品,如 作品 远远超过AAC格式,但它们缺乏跨平台和设备的巴黎人官方App下载.

音频编解transcode器好处限制
AAC格式最常见的音频编解transcode器.高质量的替代品存在.
MP3也广泛巴黎人官方App下载.不如AAC格式先进.
作品最高质量的有损音频格式.尚未被广泛采用.
VorbisAAC格式的非专有替代方案.不如作品先进.
Speex专利的语音编解transcode器.也被作品淘汰了.
 

编transcode最佳实践

编transcode最佳实践 超越你所选择的编解transcode器. 您还需要考虑帧速率、关键帧间隔和比特率.

幸运的是,实时流在到达服务器后总是可以被转换成另一种格式. 这可以使用 软件 和你自己的服务器,或者 在云中 专业管理的分娩.

除了使用的编解transcode器, 重要的是要检查流是如何打包的以及使用了哪些协议.

 

包装和协议

视频流一旦被压缩,就必须打包才能传输. 压缩和包装之间的区别是微妙的,但相关的. 为了便于解释,让巴黎人官方App从居民垃圾清除的角度来想象这个过程.

巴黎人官方App从原始视频数据开始,这些数据必须被压缩以便在互联网上传输. 编transcode器允许巴黎人官方App通过将千兆字节压缩成兆字节来实现这一点. 把编transcode器想象成家庭垃圾压缩器,把编解transcode器想象成压缩垃圾的袋子.

为了将压缩的垃圾(音频和视频编解transcode器)实际传输到转储(查看器), 还需要另一个步骤. 把垃圾袋放好很重要, 以及任何其他零碎信息(如元数据), 扔进路边的垃圾桶里. 文件容器格式可以从这些容器的角度来考虑. 它们充当所有流数据的包装器,以便为交付做好准备.

最后,垃圾桶的内容被运输到垃圾堆通过一个既定的路线. 把协议想象成垃圾车所走的既定路线.

OK. 足够的废话. 是时候真正定义每个术语了.

 
可视化:对实时视频流进行编transcode和打包
 

什么是视频容器格式?

视频容器格式,也称为包装器,保存压缩流的所有组件. 这可能包括音频编解transcode器, 视频编解transcode器, 字幕, 以及任何相关的元数据,如字幕或预览图像. 常见的容器包括 .mp4, .mov, .ts, .wmv.

 

什么是流媒体协议?

A 协议 是一套规则来管理数据如何从一个设备传输到另一个设备吗. 例如,超文本传输协议(HTTP)处理超文本文档和网页. 在线视频传输使用流协议和基于http的协议. 流媒体协议如 实时消息传递协议(RTMP) 提供快速的视频传输,而基于http的协议如 HLS 能否帮助优化观看体验.

使用的协议可以将流延迟增加到45秒.

 

传统的有状态流协议

在早期,传统的协议如 RTSP(实时流媒体协议)实时消息传递协议 是在互联网上播放视频并在家庭设备上播放的常用方法吗. 这些协议是有状态的,这意味着它们需要专用的流媒体服务器.

而RTSP和RTMP巴黎人官方App下载闪电般的快速视频传输, 它们并没有为大规模的观看体验进行优化. 此外,巴黎人官方App下载这些协议的玩家比以往任何时候都要少. 许多广播商选择使用像RTMP这样的有状态协议将直播流传输到他们的媒体服务器,然后 transcode 它用于多设备交付.

RTMP和RTSP保持延迟 5秒以内.

 

基于http的自适应流媒体协议

行业最终转向巴黎人官方App下载基于http的技术. 通过HTTP部署的流 在技术上不是“流”吗.” 相反,它们是通过常规的web服务器进行渐进式下载.

使用 自适应比特率流, 基于http的协议提供了最好的视频质量和观众体验——无论连接如何, 软件, 或设备. 一些最常见的基于http的协议包括 MPEG-DASH苹果的HLS.

基于http的协议是无状态的,这意味着它们可以使用常规的旧web服务器交付. 也就是说,它们属于高端 延迟 光谱.

基于http的协议可能导致 10-45秒 在延迟.

 
流延迟和交互连续性
 

新兴的近实时交付协议

随着越来越多的视频被实时发送,行业领导者继续 改善流媒体技术. 等新兴标准 WebRTC, SRT, 低延迟HLS, 用于DASH的低延迟CMAF (这是一种格式而不是一种协议)巴黎人官方App下载近乎实时的传输——即使是在较差的连接条件下.

协议好处限制
WebRTC没有插件的实时交互性.只有像巴黎人官方App下载这样的直播平台才可以扩展.
SRT流畅的回放和最小的延迟.回放功能仍在开发中.
低延迟HLSSub-three-second全球交付.供应商正在增加对这个新规范的巴黎人官方App下载.
低延迟CMAF简化工作流并减少延迟.此时,许多组织正在优先考虑其他技术.

这些新技术栈承诺减少延迟 3秒以内!

 

每个工作流的视频打包和协议

这取决于您如何设置流工作流程, 从捕获到回放,您不局限于一种协议. 许多广播公司使用 RTMP 从编transcode器到服务器,然后将流转transcode为一种自适应的基于http的格式. 对于你的实时流最好的协议完全取决于你的用例. 让巴黎人官方App仔细看看代transcode转换是如何工作的.

 

摄取和代transcode转换

实时流工作流程的第四步是 代transcode转换 流转换成各种不同的编解transcode器、比特率、分辨率和文件容器. 虽然这一步可以跳过,但对于大多数流场景来说,这是必不可少的.

位于内部或云中的媒体服务器接收打包的流, 一个强大的转换过程叫做转transcode. 这使得广播公司几乎可以接触到任何设备——而不考虑观众的连接或硬件. 一旦转transcode完成,原始流的多个转换就会开始交付.

 

转换,代transcode转换,转换,转换

优化各种设备的浏览体验和连接速度, 广播公司经常选择跨界播放, transcode, transrate, 并在流通过媒体服务器时转换流.

  • Transmuxing: 将压缩的音频和视频重新打包成不同的容器格式. 这允许在不操作实际文件的情况下跨不同协议进行交付. 把transmuxing想象成将word文档转换成pdf,反之亦然.
  • 代transcode转换: 一种总称,用于以某种方式对压缩/编transcode文件进行解压缩/解transcode. 处理后的文件然后被重新压缩以交付. 转换和转换都是转换编transcode的子类别.
    • Transrating: 改变解压缩文件的比特率以适应不同的连接速度. 这可以包括改变帧率或改变分辨率.
    • Transizing: 调整视频帧或分辨率,以适应不同的屏幕.

而不是以一个比特率创建一个实时流, 代transcode转换允许您以不同的比特率和分辨率创建多个流. 这种方式, 你的直播流可以动态地适应屏幕大小和所有观众的网速. 这被称为 自适应比特率(ABR)流.

 

什么是自适应比特率流?

自适应比特率(ABR)流包括输出原始视频流的多种再现,以巴黎人官方App下载在各种设备和连接速度上播放. 内容分销商使用自适应比特率流媒体,以卓越的带宽和处理能力向用户提供高质量的流媒体, 同时也适应了那些速度和动力不足的部门.

结果? 没有缓冲或流中断. +, 观众的信号强度从两格上升到三格, 流自动调整以提供更好的演奏.

图形可视化:自适应比特率流
 

自适应比特率流是如何工作的?

自适应比特率流的第一步是创建原始流的多种再现,以提供各种分辨率和比特率选项. 这些被转transcode的文件落在一个编transcode阶梯上. 在底部, 一个high-bitrate, 高帧率, 高分辨率的流可以输出给观众与最高科技的设置. 在梯子的顶端, 屏幕小、服务差的观众也可以观看同样质量较低的视频.

在转transcode过程中, 这些表演被分成2-10秒长的片段. 然后,视频播放器可以使用最适合其显示的任何一种再现, 处理能力, 和连通性. 如果电源和连接在中流改变, 视频会自动切换到梯子上的另一个台阶.

具有自适应比特率流, 连接不佳的手机观众无需等待流媒体加载. 对于那些接入高速网络的人来说,更高分辨率的播放器也可以播放.

 

交付

回到观众的话题. 因为巴黎人官方App不知道它们的位置,所以距离仍然是个问题. 你的受众离媒体服务器越远, 直播的时间就越长. 这可能会导致 延迟缓冲.

解决全局交付固有的延迟, 许多广播公司采用内容传送网络(CDN).

 

什么是CDN?

顾名思义,一个 CDN 是否使用地理分布的服务器系统来传输媒体文件. 这消除了在使用单个服务器交付流时可能导致的流量瓶颈, 因为cdn对出站视频的每次呈现只需要一个流.

这些大型网络有助于缩短将视频流从源头传送到最终用户的时间. 如果收视率增加,跨服务器网络共享工作负载也会提高可伸缩性.

 

使用CDN进行直播的好处

  • 可伸缩性: 使用CDN是最快的, 让你的内容呈现在众多观众面前的最可靠的方式——即使是在收视率飙升的情况下.
  • 速度: cdn使用高速公路向全球的广大受众提供内容
  • 质量: 通过CDN流媒体可以实现最高的声音质量和视频分辨率, 同时最小化缓冲和延迟.
  • 安全: CDN可以有效防止DDoS (distributed denial of service)攻击, 当站点或资源被多个站点或资源淹没时,会发生什么情况, 同时试图破坏它.

即使你放弃了CDN,你也可以采用其他策略来获得更广泛的受众. 许多内容发布者利用社交媒体平台来确保可扩展性, 速度, 在保证质量的前提下. 同时直播使它变得简单.

 

什么是同播?

同播 是否有能力采取一个视频流,并在同一时间将其广播到多个目的地-从而最大化您的影响. 这可以让你接触到更广泛的受众,无论你的受众喜欢哪个平台或服务.

直播社交平台无处不在,既有广泛的应用,也有小众应用. 而脸谱网将你与最大的普通用户联系在一起, 推特是新闻报道和事件的首选目的地. 同时,Twitch也致力于游戏. 让巴黎人官方App不要忘记YouTube——它本身已经成为了一个搜索引擎.

而“人越多越快乐”可能是一种直观的方法, 你应该只流媒体到对你的受众有意义的目的地. 在错误的背景下广播会导致负面反馈和资源浪费.

同样值得注意的是,同步传输的过程可能很复杂. 多目的地广播需要大量的带宽,并且容易出错. 这就是为什么一开始就这么重要 正确的工具.

是否通过CDN, 同播, 或两个, 要考虑的最后一步是流的最终目的地:回放.

 

回放

直播的最终目标是回放. 通过编transcode的过程, 代transcode转换, 并在全球范围内传播视频内容, 你的实时视频流应该做到这一点——高质量, 较低的延迟, 在任何范围内.

 

无需多设备交付

如果每个观众都有一台接入高速互联网的4K家庭影院, 提供实时流媒体将会很容易. 但事实并非如此.

今天的观众都在户外活动. 你的用户中有很大一部分是在移动设备上, 依靠耗尽的电池和LTE连接. 其他观众则使用公共Wi-Fi将内容传输到笔记本电脑上, 或者通过移动热点传输到他们的ipad上.

不同的屏幕和不同的网速使得代transcode转换变得至关重要. 和 自适应比特率流, 你可以向联网的电视和移动用户提供最高质量的流媒体.

 

巴黎人官方App的科技=你的超能力

在内容泛滥的环境中——数字界面已经在很大程度上取代了面对面的互动——直播是与观众联系的最真实的方式之一. 而从捕获到回放的实时流需要很多工作, 巴黎人官方App设计了巴黎人官方App的软件, 服务, 还有硬件来帮助你.

  • 巴黎人官方App下载流引擎: 流你的条款和任何设备. 巴黎人官方App可下载的媒体服务器软件巴黎人官方App下载实时和点播流媒体, 内部部署或云计算, 完全可定制的软件.
  • 巴黎人官方App下载流媒体云: 使用巴黎人官方App完全托管的云服务快速构建实时流应用程序. 灵活的平台让您快速启动和运行, 可以从捕获到回放使用,也可以作为自定义解决方案的一部分.
  • 巴黎人官方App下载 CDN: 通过巴黎人官方App的流媒体交付网络覆盖全球任何规模的受众. 自动包含在巴黎人官方App下载流媒体云, 巴黎人官方App下载 CDN也可以配置为巴黎人官方App下载流引擎的流目标.

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关于Traci Ruether

Traci Ruether是科罗拉多州B2B技术作家,担任巴黎人官方App下载的内容营销经理. 她的背景是流媒体和网络基础设施. 除了写作,特蕾西还喜欢烹饪、园艺,和家人一起度过宝贵的时光. 跟着她…… 查看更多