這兩年互聯網領域的一個熱門關鍵詞就是視頻直播，從剛開始的游戲直播和秀場娛樂開始，現在各個行業里都植入了直播元素。網易云信多年以來，一直深耕于音視頻領域，這篇文章將和大家聊一聊視頻直播的幾個關鍵技術。

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清晰度

4K、1080p、720p，這些概念被各大電視機廠商炒作了這么多年，已經地球人都懂了。4K在互聯網視頻直播里現在還不普及，主要是對網絡數據傳輸要求太高了。1080p在一些對清晰度要求較高的場景如游戲直播里已經慢慢普及，要求的數據傳輸速率大約在4Mbps左右。720p是現在直播的主流清晰度，速率大約在1Mbps左右。在一些要求不太高的領域，還會有540p或者360p出現。

流暢度

如果在直播時出現卡頓、轉圈，就意味著不流暢。主播和觀眾的連接通道好比一根水管，流量是有限的，因此如果清晰度提升意味著觀眾收看直播的流暢度有可能會下降。

延時

視頻直播都是講求互動性的，如果跟秀場妹妹聊天，講了半天都沒反應就略坑爹了。但是延時也不全是壞處，適當的延遲意味著在觀眾端能夠有一定的視頻流數據緩存，當出現網絡不穩定時能夠抵御小范圍波動而使得觀眾無感知。

首屏時間

當觀眾進入直播間算起，到出現第一個主播畫面的時間叫做首屏時間。為了保證直播流暢，會緩存一段數據之后再開始播放，但這個也不是絕對的，后文會詳細描述。

所以，最后來總結一下這幾個指標間的關系。

接下來我們會詳細描述一下整個視頻直播過程，視頻流數據是如何在主播發送端、CDN、觀眾播放端之間流轉的，而在技術上我們又可以做哪些事情來保證用戶收看體驗。

1.首屏秒開

先從觀眾進入直播間那一刻說起，這相當于整個直播生命周期的開始。當進入直播間后，播放器會向CDN請求數據。此時，假設主播已經發送視頻流數據到了第100幀，由于數據傳輸的一些延時，CDN端最新收到的數據可能在第90幀。當CDN接收到拉取視頻流請求時，他會做一件非常有意思的事情，即往前回溯一段數據，在圖中顯示的是回溯2秒鐘，那就到了視頻流的第五幀。CDN會把第五幀開始往后的數據，通過RTMP或其他直播協議源源不斷的發送到播放器。那為什么要往回2秒鐘呢，這可能算是目前視頻直播技術中一個比較有特點的技術優化，能用于很好地平衡流暢度和首屏秒開時間。具體運作機制我們接下來再看。

2.流暢播放

接下去發生的事情，很好地可以說明回退2秒的作用。因為CDN是從第5幀開始發送數據，之后的數據全部緩存在CDN服務器中，因此可以源源不斷地把數據發送到客戶端，圖中顯示了從第5幀到50幀之間的數據，全部緩存在播放器內存中。這部分數據可以用于有效的抵抗網絡波動造成的影響。當然，這樣做的一個缺點是播放器相比于主播，延遲時間增加了2秒。所以說，視頻直播所做的事情，就是在延時和流暢度之間找到一個很好的平衡點。

3.網絡擁塞

網絡擁塞是互聯網上最常見的一個情景，接下去討論當發生網絡擁塞時發生的情景。假設當觀眾播放到第150幀時，用戶下行網絡出現問題，如果播放器沒有新的數據到來，必然會畫面卡住并開始轉菊花。而此時，主播端并不會感知到這個事情，主播還在正常推送視頻流數據。在經過了大概4秒左右的卡頓后，觀眾端的網絡恢復，數據又會源源不斷從CDN流向播放器。在圖中看到網絡流暢時，播放器的緩存中已經存放了第280幀數據，此時當前畫面是150幀。這會產生一個什么問題？因為播放器播放數據是按照每一幀的時間戳勻速播放，因此如果不做任何優化就意味著每經過一次卡頓，直播的延遲就會增加一段時間，而增加的時間和被卡住的時間是一致的。

4.延時追趕

經過剛剛的描述，大家一定已經明白了延時累加是一個必須解決的問題。因此，播放器還需要做的事情就是延時追趕。播放器必須要實時偵測緩存中數據的情況，一旦大于某一閾值就啟動延時追趕。追趕的方式，可以是直接扔掉多余數據也可以采用快進方式?？爝M模式相對來說用戶體驗會好一些，不會產生明顯跳躍，處理時要注意聲音不要因為快進而產生尖刺。最后再提一下，延時追趕不能太激進，還是應該在緩存中留一段數據，用于緩解以后可能再次發生的網絡擁塞。

前文描述了首屏啟動、流暢播放、網絡擁塞、延時追趕的基本概念和每個階段內部所發生的事情，整個直播就在流暢、擁塞和延時追趕三個階段中來回往復。看完本文，有興趣讀者可以嘗試利用開源軟件自己去寫個直播APP，可以拿來練手娛樂，如果要上線還有各種其他奇葩的坑。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的视频直播关键技术：流畅、拥塞和延时追赶的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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