北京2016年10月12日電 /美通社/ -- 七牛云于 6 月底發(fā)布了一個(gè)針對(duì)視頻直播的實(shí)時(shí)流網(wǎng)絡(luò) LiveNet 和完整的直播云解決方案，很多開(kāi)發(fā)者對(duì)這個(gè)網(wǎng)絡(luò)和解決方案的細(xì)節(jié)和使用場(chǎng)景非常感興趣。
七牛結(jié)合實(shí)時(shí)流網(wǎng)絡(luò) LiveNet 和直播云解決方案的實(shí)踐，用八篇文章，更系統(tǒng)化地介紹當(dāng)下大熱的視頻直播各環(huán)節(jié)的關(guān)鍵技術(shù)，幫助視頻直播創(chuàng)業(yè)者們更全面、深入地了解視頻直播技術(shù)，更好地技術(shù)選型。
本篇是《視頻直播技術(shù)詳解》系列的最后一篇。直播云 SDK 性能測(cè)試模型，SDK 的性能對(duì)最終 App 的影響非常大。SDK 版本迭代快速，每次發(fā)布前都要進(jìn)行系統(tǒng)的測(cè)試，測(cè)試要有比較一致的行為，要有性能模型作為理論基礎(chǔ)，對(duì) SDK 的性能做量化評(píng)估。本文就是來(lái)探討影響 SDK 性能的指標(biāo)并建立相應(yīng)的性能模型的。
影響視頻質(zhì)量和大小的重要參數(shù)
在進(jìn)行測(cè)試之前需要明確幾個(gè)對(duì)視頻的質(zhì)量和大小影響較大的參數(shù)：幀率、碼率和分辨率。
1）如何制定幀率
一幀就是一副靜止的畫(huà)面，連續(xù)的幀就形成動(dòng)畫(huà)，如電視圖象等。所謂幀數(shù)，簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在 1 秒鐘時(shí)間里傳輸?shù)膱D片的數(shù)，也可以理解為圖形處理器每秒鐘能夠刷新幾次，通常用 fps（Frames Per Second）表示。每一幀都是靜止的圖象，快速連續(xù)地顯示幀便形成了運(yùn)動(dòng)的假象。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的動(dòng)畫(huà)。每秒鐘幀數(shù) (fps) 愈多，所顯示的動(dòng)作就會(huì)愈流暢。
2）如何制定碼率
首先看視頻編碼的目的，是為了在有限的帶寬中傳輸盡可能清晰的視頻。以每秒 25 幀的圖像舉例，25 幀圖像中定義了 GOP 組，目前主要是有 I、B、P 幀三種幀格式。I 幀是關(guān)鍵幀，可以想象它就是一幅 JPEG 壓縮圖像；B、P 幀是依靠 I 幀存在的，如果丟失了 I 幀，B、P 幀是看不到圖像的。B、P 幀描述的不是實(shí)際的圖像像素內(nèi)容，而是每個(gè)相關(guān)像素的變化量，他們相對(duì)于 I 幀信息量會(huì)很小。GOP 組是指一個(gè)關(guān)鍵幀I幀所在的組的長(zhǎng)度，每個(gè) GOP 組只有 1 個(gè) I 幀。
一組畫(huà)面的碼流大小跟什么有關(guān)？當(dāng)視頻編碼的壓縮方式都一樣，清晰度要求都一樣的時(shí)候，GOP 組的長(zhǎng)度格式?jīng)Q定了碼流的大小，例如：每秒 25 幀畫(huà)面，GOP 組長(zhǎng)度為 5，那么幀格式為 IBPBP，那么 1 秒鐘有 5 個(gè) I 幀、10 個(gè) B 幀、10 個(gè) P 幀；如果 GOP 組長(zhǎng)度為 15，幀格式就是 IBBPBBPBBPBBPBB，那么 1 秒鐘內(nèi)會(huì)有 2 個(gè) I 幀和 16 個(gè) B 幀和 7 個(gè) P 幀，那么 5 個(gè) I 幀比 2 個(gè) I 幀占用的數(shù)據(jù)信息量大，所以 GOP 組的長(zhǎng)度格式也決定了碼流的大小。
3）如何指定分辨率
分辨率概念視頻分辨率是指視頻成像產(chǎn)品所成圖像的大小或尺寸。常見(jiàn)的視像分辨率有 640×480、1088×720、1920×1088。在成像的兩組數(shù)字中，前者為圖片長(zhǎng)度，后者為圖片的寬度，兩者相乘得出的是圖片的像素。
影響SDK 性能的指標(biāo)
有了上述的前置知識(shí)，可以開(kāi)始準(zhǔn)備測(cè)試 SDK 的性能了，首先分析一下都有哪些指標(biāo)可以反映 SDK 的性能，分成 Android 和 iOS 兩個(gè)平臺(tái)：
除了上面的一些系統(tǒng)級(jí)別的指標(biāo)外，下面是直播 SDK 中特有的一些指標(biāo)，這些指標(biāo)可以反映出 SDK 的核心競(jìng)爭(zhēng)力和一些主要的差異，涉及到視頻的清晰度和流暢度，也是可以量化的。
1）影響視頻清晰度的指標(biāo)
幀率
碼率
分辨率
量化參數(shù)（壓縮比）
2）影響視頻流暢度的指標(biāo)
碼率
幀率
3）其他重要指標(biāo)
直播是流量和性能的消耗大戶(hù)，有一些指標(biāo)，直接影響了用戶(hù)的感受，也是我們需要重點(diǎn)關(guān)注的：
耗電量
發(fā)熱（不好量化，大部分情況發(fā)熱和耗電量正比，可以使用耗電量暫時(shí)替代）
測(cè)試計(jì)劃
測(cè)試過(guò)程需要先固化一些測(cè)試條件，然后根據(jù)不同的測(cè)試條件得出測(cè)試結(jié)果，這里選擇了兩個(gè)現(xiàn)在最常見(jiàn)的條件，是七牛云通過(guò)回訪(fǎng)大量的客戶(hù)得出的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)字，可以反映大部分直播應(yīng)用所處的場(chǎng)景。主要從分辨率、視頻處理、碼率和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境幾個(gè)維度進(jìn)行限制。
最后分為幾個(gè)兩種測(cè)試指標(biāo)：客觀(guān)和主觀(guān)指標(biāo)，前者反映了 SDK 對(duì)系統(tǒng)的消耗程度，但雖說(shuō)是客觀(guān)指標(biāo)并不是說(shuō)對(duì)用戶(hù)沒(méi)有影響、只是說(shuō)得出的結(jié)果用戶(hù)感受不明顯。主觀(guān)指標(biāo)則會(huì)直接影響最終用戶(hù)體驗(yàn)，但在傳統(tǒng)的測(cè)試中反而容易被忽略，因?yàn)椴缓昧炕?，這里拍磚引玉的提出一些量化的方式，希望引起讀者的思考。
測(cè)試條件 A
這個(gè)條件，反映了大部分低速網(wǎng)絡(luò)情況下的使用場(chǎng)景，也反映了 SDK 基本的性能情況，可以作為 SDK 基本推流和拉流情況下的基準(zhǔn)測(cè)試，不引入太多的測(cè)試依賴(lài)。
測(cè)試條件 B
分辨率 720p
無(wú)水印，有美顏
碼率 1 M
網(wǎng)絡(luò)保證在 0.5 M ~ 2 M
這個(gè)條件，反映了大部分客戶(hù)的使用場(chǎng)景，具有較高的分辨率和美顏視頻處理，可以作為 SDK 競(jìng)品分析的重要依據(jù)，測(cè)試結(jié)果非常接近真實(shí)場(chǎng)景。
1）客觀(guān)指標(biāo)測(cè)試計(jì)劃
客觀(guān)影響 App 穩(wěn)定性和性能的指標(biāo)：
2）主觀(guān)指標(biāo)測(cè)試計(jì)劃
主觀(guān)影響 App 使用者的指標(biāo)：
3）結(jié)果顯示
表格顯示具體指標(biāo)
曲線(xiàn)顯示原始數(shù)據(jù)和時(shí)間軸的數(shù)據(jù)
熱圖顯示和參考值的偏差
熱圖顯示距離上次歸檔值是改善了還是惡化了
通過(guò)這種反復(fù)迭代的自動(dòng)化的、系統(tǒng)化的測(cè)試，七牛云以職人之心近乎偏執(zhí)地反復(fù)打磨著 SDK 的性能，只為給最終用戶(hù)帶來(lái)較好的直播體驗(yàn)，幫助客戶(hù)通過(guò)次時(shí)代的媒體較大化自己的商業(yè)價(jià)值。
