什麼是最佳的視頻用戶體驗？阿里雲視頻服務四大致驗優化實踐

5月29日，VEA中國視頻體驗聯盟與VideoCTO聯合主辦「中國視頻體驗CTO論壇」在成都圓滿落幕。該論壇旨在邀請視頻產業生態鏈的經理人與技術專家，共同探討視頻體驗評估標準，推進內容分發產業發展。阿里雲受邀出席，技術專家陳石平現場進行了《雲端一體化視頻服務 打造極致播放體驗》主題演講。

視頻體驗關鍵指標

做爲開發人員，須要關注的用戶視頻體驗關鍵指標是什麼？陳石平認爲能夠分爲如下幾個：

第一：視頻源質量，包括清晰度、保真度、流暢度是否能知足用戶需求。
第二：交互體驗，能夠理解爲用戶在客戶端交互的響應速度，應該關注頻道切換、初始加載、快進快退等播放性能指標。
第三：觀看體驗，是否有花屏、卡頓、馬賽克等問題，須要關注信號傳輸的質量以及網絡質量。

綜上所述，用戶體驗指標體系能夠概況爲：畫質、網絡、播放，是從視頻源通過網絡傳輸到最終播放的全過程。畫質上須要考量轉碼、採集的質量，網絡傳輸要關注CDN網絡分發的質量，在播放環節須要考量播放器的質量，這三個環節的質量保障最終的用戶體驗。

雲端一體化的視頻服務

視頻服務的總體流程是從上傳、轉碼、存儲、分發到播放。阿里雲提供雲端一體化視頻服務，在上傳端，須要提供高質量的直播推流、短視頻拍攝和上傳的SDK；在轉碼端，經過業界領先的窄帶高清技術能夠實現觀看體驗和碼率的最佳平衡，同等視頻質量下最高節省20%-40%的帶寬。在存儲和分發環節，依託於安全可靠的OSS存儲服務和遍及全球的CDN網絡，來保障視頻的傳輸的流暢和穩定。在播放環節，經過對各類業務場景，如直播場景、點播長視頻、短視頻等場景用戶體驗的痛點分析，並從雲端一體化的角度來解決問題。

在本次議題中，陳石平從點播多碼率、直播低延時和高清、短視頻以及用戶體驗數據系統幾個場景來說述阿里雲如何實現最佳視頻體驗。

體驗優化實踐一：點播長視頻多碼率

用戶痛點一：用戶在APP上觀看電影的時候一般能夠選擇不一樣清晰度，如超高清、高清、普通、流暢等。在不一樣清晰度之間切換時常常會遇到視頻跳躍和音頻中斷的狀況。由於一般處理方式是切換時記錄下此時的播放位置，中止當前的清晰度，而後再起播下一個視頻，跳轉到上次播放的位置，這種方式處理最簡單，可是體驗不好。

用戶痛點二：當視頻播放過程當中發生網絡抖動，則會致使用戶當前和播放碼率和網速不匹配的狀況，進而致使卡頓。用戶一般會天然的把清晰度調低，可是當網絡狀況變好了，用戶沒有感知因此是沒法體驗到當前最佳的觀看效果的。

陳石平現場演示了一個真正無縫切換碼率的視頻效果，同時也對實現方式進行了講解。

他說道：首先，由於人耳對聲音是很是敏感的，因此要作到音頻的切換不卡頓，就要作音視頻分離，保持音頻的持續播放。第二，要精準控制各個視頻碼流之間的切換，經過播放器支持hls master playlist來實現碼率、甚至音軌、字幕流之間的切換。同時，在切換策略上，從低清到高清採用的是快速策略，在視頻緩衝區找到最近的切換點，讓用戶最快看到高清的視頻。從高清到低清的切換採用緩慢切換策略，找到最遠切換點，確保緩衝區裏的高清數據能完整被用戶看完。

視頻地址：https://yunqivedio.alicdn.com...

針對於第二個用戶痛點，也就是網絡和當前播放碼率不匹配的問題，能夠經過自適應碼率切換來解決。根據用戶網絡變化來自動切換碼率有兩個實現難點，第一如何避免頻繁切換，第二是避免切換卡頓。自適應碼率有不少算法，陳石平團隊採用的是最爲有效的基於緩衝區buffer以及當前下載網速的方法。同時，在基於buffer的策略中，也要考慮上下切換的預留buffer水位，當buffer下降到必定量時提早切換，防止切換晚致使卡頓。另外，在網速檢測上面要考慮一段時間內的最大最小下載網速，綜合此時的緩衝區的變化，經過算法來作出綜合的斷定。

體驗優化實踐二：直播低延時和高清

用戶痛點一：直播場景很是多，其中互動直播、遊戲直播、電商直播、在線課堂等場景對低延時的須要更爲強烈。技術層面，直播通常採用rtmp、http flv和m3u8流形式，其中rtmp和http flv延遲一般能夠作到3-5秒，m3u8要在10秒以上。這必然知足不了這些場景的需求。
用戶痛點二：在遠程醫療、賽事直播、VR直播等場景下，對直播清晰度要求很是高。好比賽事直播下要捕捉運動員的細節畫面，才能爲用戶帶來臨場感。隨着用戶體驗的升級，高清視頻播放逐漸走向常態化。

爲了解決直播低延遲的問題，阿里雲打造了端到端超低延遲ARTP協議，全稱爲Alibaba Realtime Transport protocol。從推流端、CDN到播放端實現基於UDP傳輸協議的改造，將直播延遲控制在1秒之內。在抗網絡抖動、秒開、下降卡頓錯誤率等性能指標上都獲得了大幅的提高。
通過大量數據驗證，在相同卡頓率狀況下，延時能夠下降75%。相同丟包率和延遲下，播放成功率和卡頓率會明顯下降。同時，依託於阿里雲海內外2500+CDN邊緣節點優點，可以具有支持千萬級併發的能力。在電商直播場景下，經過使用低延時技術，相比於以往的rtmp的直播，商品轉化率獲得較大提升，也就是說商家由於低延遲直播賣出了更多的商品。

「在高清直播場景上，阿里雲去年推出首個互聯網8K直播解決方案，並聯合多家合做夥伴在雲棲大會上成功展現了8k直播遠程醫療案例。此次成功的演示背後也有很是巨大的技術挑戰。」陳石平說。

第一就是如何保證8K超過碼率的實時鏈路傳輸。爲了保證和普通直播一樣的低時延，阿里雲首次採用了5G上傳，同時也擴展了RTMP協議對H.265支持，採用了H.265的壓縮方式進一步壓縮碼率。

第二是直播服務端須要可以支持實時的切片和錄製，來實現8K的直播時移、回看，這須要經過擴展服務端對8K實時處理能力來實現。

第三須要健全的8K直播全鏈路監控系統，實時顯示音視頻幀率、碼率以及波動狀況，這對現有的直播服務性能和穩定性都提出了更高的要求。

第四，全自研8K播放器，可以實現120M碼率、60fps直播流的實時播放，替換掉了專有的昂貴的播放硬件設備，這對8K直播整個商業化推廣很是關鍵。在現在4K直播還未普及的狀況下，阿里雲已經具有了8K直播的商業化能力。

體驗優化實踐三：短視頻場景

要實現優秀的短視頻的用戶體驗，須要端到雲、雲到端的完總體驗閉環。經過阿里云云端融合的技術優點，實現了短視頻從採集上傳、轉碼、媒資管理和播放一體化服務體驗。

在短視頻拍攝環節，有業內領先的短視頻SDK，異構編碼和極速合成的技術保證採集端的體驗優化。在上傳環節，將視頻上傳至點播服務，經過窄帶高清的轉碼、智能審覈等技術保證高畫質、高效率和內容安全。而後經過CDN分發到播放端，在播放環節，經過首創的短視頻的列表預加載技術，實現端上的極速秒開。最終經過雲端各個環節的總體優化，才能保證用戶最終獲得最佳體驗。

「在全部環節中，短視頻列表播放的體驗很是重要。例如抖音，你會發現起播很是快，循環播放也很流暢。這是怎麼作到的呢？」陳石平講到：這就是經過列表預加載技術實現的。常規的預加載是經過多個播放器來實現的，播放當前視頻的時候去預加載下一個視頻，這個方案的缺點是實現邏輯很是複雜，同時也消耗更多性能。因此，阿里雲首創了列表播放器，經過簡單的接口調用就能夠實現列表的預加載播放。它有幾個特色，首先是可以作到防卡頓的緩存策略，經過對緩存的管理，能夠靈活控制卡頓期間的預緩存策略，同時優化緩衝的淘汰策略。第二是對滑動的流暢性針對性優化，保證每一個視頻中止的耗時在16毫秒之內。第三是採用了基於內存的預加載緩存技術，循環播放和秒開直接從內存讀取數據，無需額外的文件操做。第四很是關鍵，是提供簡單的接口，能夠很是快速的實現短視頻播放功能。

體驗優化實踐四：實時掌握用戶體驗數據

經過以上一些列優化動做，那麼最終咱們如何知道線上用戶的體驗到底如何？這就須要數聽說話，經過播放數據服務來打造用戶體驗閉環。這其中包括卡頓率、秒開、成功率等數據，這些數據指標也爲下一步優化用戶體驗提供了重要依據。

在演講的最後，陳石平表示：將來的時代是體驗爲王的時代，用戶對體驗的追求是永無止境的。阿里雲視頻服務將持續打造雲端一體化的極致視頻服務體驗，進而幫助平臺爲其用戶提供更優的觀看體驗。

本文做者：樰籬

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