打造5G时代沉浸式视频云体验！「金山云」斯文：边缘计算在沉浸式视频云的实践

 

2020年12月17日至18日， “Distributed Cloud|2020全球分布式云大会”将在深圳正式拉开帷幕。大会邀请到华为云、腾讯云、阿里云、金山云、浪潮云、蚂蚁集团、政府主管部门、标准制订方、以及深圳TOP200流量主级运营商等云原生、边缘云开发者相关企业共同参与，以推动技术变革，适应时代发展。

 

在12月17日下午举办的“边缘计算论坛”上，围绕5G、边缘计算、沉浸式视频云等话题，北京金山云网络技术有限公司CDN及视频云产品中心副总经理斯文发表了题为《边缘计算在沉浸式视频云的实践》的精彩演讲。
 

 

边缘计算是金山云未来几年重要投入的一个方向，视频云未来的发展将是朝着更加沉浸的方向发展，沉浸式视频云是什么？边缘计算会在里面发挥什么作用？斯文将就此谈谈金山云在此方面的认知与实践。

 

5G时代，是边缘计算的时代

 

目前我国5G用户量已经突破1亿，5G的延时可以做到毫秒级，单个端的带宽超过10个G，我国在这方面科技非常领先。5G时代到来之后，相信在边缘和客户端会产生海量数据。边缘计算的低延时、大带宽、低成本的特性是未来5G发展的基石，第三方数据预测未来80%以上的计算会下沉到边缘计算。

 

从相关市场预测报告中不难看出，视频已经占据了广大网络用户大量的时间了，因为视频内容趋于高画质、高音质以及使用更注重用户体验的形式，相信在5G的环境下，基于高清和低延时互动的沉浸式视频，会逐渐取代现在视频的形式，走入沉浸式视频的时代。

 

沉浸式视频有哪些？

 

第一是增强现实，也就是AR，实现虚拟物品在现实当中的互动。

 

第二是混合现实，可以做到的是直接培训，一些操作类的指导可以利用混合现实把虚拟世界和现实世界连接起来。

 

肢体识别（类游戏场景），人在现实的运动会被捕捉到游戏当中，虚拟现实会让使用者置身比较大的体育场或其他大环境中，获得身临其境的感受。

 

这些是未来沉浸式视频的方向，让人和虚拟世界的距离拉近了。

 

根据科学的研究，如果要做到人眼感知不到虚拟世界和现实世界的差别，对视频的质量要求非常高。真正的沉浸式需要50K，120帧/秒，颜色要达到20bit，现在主流的FPS都在向60帧迈进，颜色在8bit到10bit，这样的“终极目标”的挑战非常之大。

 

视频编解码，如果是50K，120FPS，20bik的视频肯定不可能直接在网络上传输的，一定要经过视频编解码才有比较好的压缩率，AI是帮助提高编解码的效率的优选。金山云基于AI的视频编解码产品“集智高清”，在H.264的编码算法和集智高清的结合下，可以做到65%的压缩率，压缩率是压缩后的视频和原视频之差，跟265的结合可以达到75%左右，AV1的编码技术结合极智高清可以做到85%的压缩率。编解码技术是不断提升的，未来集智高清对编解码的提升率还有很大的空间。

 

除了编解码面临技术上的巨大挑战之外，分块技术Tile同样需要突破提升。如果要做沉浸式的视频云，人眼的视角不是一条一条的，而是一块一块的，基于“块”的视频划分技术，才能让沉浸式视频最终360度无死角呈现。

 

在VR设备的使用过程中不难发现，其实只有人眼范围内的画面是高清视频，如果在边缘端云端把高清、低清结合的视频推到边缘端，边缘端再根据人眼的视角具体给客户端相应的视频，这个对边缘端提出了很大的挑战。

 

斯文介绍到，FOV视场角技术根据视角转动动态调整视频分辨率，主视角内有旧视角和新视角，必须在很短的延时内识别出新视角落在何处，替换高清视频，这也是对计算能力很高的挑战。AI编码、分块视频编码以及FOV视角都对边缘计算提出了很大的挑战，凭借低延时、大带宽、高算力，边缘计算可以助力实现高清化、实时化、智能化，这是边缘计算对沉浸式视频云的支撑。

 

边缘计算助力沉浸式视频云体验

 

斯文随后介绍了金山云边缘计算的发展布局以及目前和视频云之间的结合尝试。边缘计算的产品的设计理念是要适合大算力的部署。

 

其次，边缘计算行业要更广泛接触客户，让产品形态多样化，让虚拟机、容器可以接入，适应更多更广泛的客户目标。

 

第三，边缘部署地点，部署地点目前还不到特别的边缘，比如用户家中，更多的是部署到CDN或者是城域网的节点，这样下沉部署节点的数量很多，数量很多就不可能每个节点都消耗很多的机器和机柜来部署，因此的架构必须要轻量化，要控制机器的数量，用尽可能少的机器可以把服务跑起来，提供比较大的算力，这是金山云边缘计算产品的设计理念。

 

基于这个理念金山云提出了一些具体的目标和架构设计。具体目标是高可扩展，这个架构可以支持到多节点也不会有操作延迟。节点多，所以要求每个节点内挂了一台机器，软件出了小问题可以故障自愈，减轻了运维的压力。

 

第四，易用性强，基于容器和虚拟机的技术，金山云推出了一键部署的模板，用户可以把应用定义在模板当中，把模板下发到上千个节点进行部署。

 

第五，种类丰富。金山云边缘计算对虚拟机和CPU都支持，通过K8S把边缘的算力通过容器机和虚拟机算力打通。

 

 

上图是边缘节点的架构，以及公共的镜像仓库和管理后台，用户通过API可以做到一键部署。

 

关于边缘计算的网络方案，斯文说，金山云对OVS运行的性能做了深入的分析优化，用不同大小的包来测试网络的吞吐能力，在优化之后金山云的OVS比传统OVS提高了67%的性能。

 

在边缘网络方面，由于有了比较好的基础平台，金山云跟业内很多的视频类为主的客户建立了联系。

 

接下来，斯文对另一个重要领域——RTC相关内容进行了分享。今年疫情期间在线教育、实时通信得到了快速的发展，金山云跟国内主要的RTC的厂商进行了合作。从实践来看，RTC结合边缘计算能够提供低于10毫秒的时延接入，做跨网传输，包括不同运营商不同网民进行RTC通信时，金山云的技术优化手段很好地帮助到了合作伙伴。另外是强大的算力支持，金山云“Live Net”，做到任何两个边缘节点通信，无论距离多远，无论是否跨运营商，一定帮它找到最快的链路。

 

最后，斯文给大家分了金山云对沉浸式视频云的总体布局，首先是沉浸式视频云的互动、高清、VR，这些是金山云判断未来必然的技术趋势，并且这个技术趋势会支撑CDN和视频云不停地取得新的增长。为支撑沉浸式视频云，金山云在PaaS层也做了相应的产品，边缘计算的位置目前是在IaaS层，产品的名字叫KENC，越来越多的视频功能一定会从云下沉到边缘云，沉浸式边缘云等技术还没有普及，未来究竟取得多大的成功是取决于对未来的判断，以及布局的时机。