如何使用轉(zhuǎn)碼配合存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的分發(fā)？

今天主要介紹與轉(zhuǎn)碼相關(guān)的服務(wù)以及如何使用轉(zhuǎn)碼配合存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的分發(fā)。轉(zhuǎn)碼是無運(yùn)維的、全托管的服務(wù)，其主要利用谷歌自主研發(fā)的轉(zhuǎn)碼、容器等技術(shù)來幫助用戶實(shí)現(xiàn)高效且高速轉(zhuǎn)碼。提到轉(zhuǎn)碼技術(shù)，大家比較熟悉的是FFmpeg，可以自己編寫轉(zhuǎn)碼的格式，但是使用這種全托管、無服務(wù)器的服務(wù)能讓大家更快速地實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的落地，并且這種服務(wù)還有功能上、成本上和性能上的優(yōu)勢(shì)，之后會(huì)具體展開講解。這類服務(wù)主要按照轉(zhuǎn)碼的內(nèi)容的時(shí)長(zhǎng)來收費(fèi)。

接下來，介紹轉(zhuǎn)碼的服務(wù)支持哪些具體的格式，這也是大家比較關(guān)心的問題。首先，在音視頻領(lǐng)域，支持的輸入格式比較多，包括手機(jī)拍攝的視頻、各種錄制設(shè)備拍攝的視頻、音頻、字幕文件等。然后，在輸出格式方面，在視頻編碼中可以比較好地支持H.264、H.265和VP9等編碼格式，現(xiàn)在大家也可能會(huì)關(guān)注新的、免費(fèi)的編碼格式。

VP9是谷歌在YouTube等業(yè)務(wù)里使用較多的編碼格式，在一些場(chǎng)景下，與H.264等編碼格式相比，VP9可以做到50%的流量節(jié)省，特別是在一些發(fā)展中區(qū)域（非洲、中東、南美等），這可以讓用戶使用更低的帶寬更流暢地觀看視頻，使用戶有更好的體驗(yàn)。

除了VP9，谷歌也參與了AV1編碼格式的制定，該格式將來也會(huì)加入到支持的輸出格式里。在音頻、字幕方面，也有很多支持的輸出編碼格式。此外，我們也支持圖片的輸出，之后會(huì)介紹一個(gè)相關(guān)場(chǎng)景案例，說明在編碼視頻時(shí)為何需要做到圖片的輸出。

該服務(wù)的一個(gè)比較大的優(yōu)勢(shì)是幫助客戶在出海時(shí)增加視頻版權(quán)管理的功能。視頻在海外落地時(shí)，版權(quán)方會(huì)有一些要求，比如對(duì)視頻加密或使用版權(quán)管理的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在全球有三大標(biāo)準(zhǔn)，包括蘋果的FairPlay、谷歌的Widevine和微軟的PlayReady。

此外，蘋果還制作了免費(fèi)版本的AES-128的加密標(biāo)準(zhǔn)。在轉(zhuǎn)碼時(shí)，可以添加配置以上提到的標(biāo)準(zhǔn)，以此幫助大家根據(jù)要求來更好地做到內(nèi)容的版權(quán)管理和保護(hù)，這也是轉(zhuǎn)碼服務(wù)里非常方便應(yīng)用的一個(gè)功能。

谷歌的轉(zhuǎn)碼服務(wù)有一個(gè)特殊的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，即可以使用谷歌的視頻分析和容器化的服務(wù)來幫助用戶在短時(shí)間內(nèi)完成長(zhǎng)視頻的轉(zhuǎn)碼。當(dāng)收到一個(gè)長(zhǎng)視頻時(shí)，首先對(duì)其進(jìn)行內(nèi)容分析，然后對(duì)其自動(dòng)切片，分成不同片段后使用并行的方式部署轉(zhuǎn)碼/編碼任務(wù)，再然后用大的集群并行地完成視頻內(nèi)容的轉(zhuǎn)碼，這使得長(zhǎng)視頻的轉(zhuǎn)碼時(shí)長(zhǎng)是固定的（基本在3至5分鐘內(nèi)），而不隨視頻內(nèi)容時(shí)長(zhǎng)增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。

該服務(wù)還有一些高級(jí)功能。視頻內(nèi)容可能包含很多的音軌、視軌和字幕軌道，我們首先使用不同的對(duì)象管理方式在模板里定義出元素級(jí)別的內(nèi)容流（包括音頻、視頻和字幕），然后對(duì)其進(jìn)行任意的組合，比如高碼率的視頻可以和高碼率的音頻組合，低碼率的視頻可以和低碼率的音頻組合。

組合完成后得到復(fù)合流，然后可以定義輸出的流媒體，在定義的媒介里引用復(fù)合流。同時(shí)，將其定義成在不同的客戶端碼率的情況下，多碼率適配的選用方式，使得可以根據(jù)客戶端的實(shí)時(shí)碼率來自動(dòng)地選擇不同的復(fù)合流，實(shí)現(xiàn)碼率的自動(dòng)適配。上述功能可以方便地在配置模板里實(shí)現(xiàn)。

另外，視頻有時(shí)需要進(jìn)行編輯，此時(shí)沒有必要采購或安裝視頻的編輯工具，因?yàn)槲覀兊霓D(zhuǎn)碼工具就可以做到視頻內(nèi)容的拆分或拼接。舉個(gè)例子，假設(shè)有4個(gè)輸入的視頻文件，我們想從每個(gè)視頻文件中選取一部分組成最終的視頻文件。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，使用轉(zhuǎn)碼的配置就可以做到上述效果，即可以按照任意順序組合選取的任意長(zhǎng)度的視頻切片，從而得到最終的視頻文件。

這類功能適用于嵌入片頭和片尾的廣告，因?yàn)閺V告可能有固定時(shí)長(zhǎng)、固定位置（片頭、片中或片尾）。同時(shí)，這類功能也適用于制作體育比賽的集錦，經(jīng)過視頻內(nèi)容分析后，通過拆條將視頻拆分為多個(gè)片段，可以將與進(jìn)球有關(guān)的或高質(zhì)量的片段作為輸入放入模板里，并對(duì)其進(jìn)行最后的組合，得到集錦片段。

剛才提到的功能可以在轉(zhuǎn)碼模板里定義。這里沒有采取界面等可視化的方式，這是因?yàn)?，雖然在很多時(shí)候采取可視化的編輯方式可以方便地實(shí)現(xiàn)一些功能，但若要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的、定制化的轉(zhuǎn)碼的配置，使用配置文件會(huì)更方便。這里有兩種配置文件的使用方式，一種是對(duì)每個(gè)任務(wù)進(jìn)行完整的配置，可以定義所有的輸入、輸出和中間的流的組合。

另一種方式是，將使用相同方式轉(zhuǎn)碼的配置寫成一個(gè)模板，在創(chuàng)建任務(wù)時(shí)使用該模板，對(duì)輸入的內(nèi)容的文件名進(jìn)行不同的替換。那么，在創(chuàng)建任務(wù)時(shí)只需定義文件名和輸出的位置即可，這樣可以更方便地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)碼任務(wù)的自動(dòng)化。

接下來舉一個(gè)例子，說明如何用轉(zhuǎn)碼的服務(wù)生成DASH流媒體。目前，在線觀看流媒體的用戶比較多（使用平板或手機(jī)觀看）。在海外常用的格式不是國內(nèi)常用的FLV1格式，而是HLS格式和MPEG-DASH格式。在谷歌云的轉(zhuǎn)碼服務(wù)里，針對(duì)這兩種流媒體格式進(jìn)行了很多優(yōu)化。

在這個(gè)例子中，在流媒體的輸出中定義了三個(gè)不同的碼率：400kbps、750kbps和僅有音頻的碼率（最低碼率）。這三種碼率格式可以按照規(guī)定進(jìn)行轉(zhuǎn)碼輸出，確保最后輸出的不同碼率和定義的播放碼率是相匹配的。同時(shí)，也會(huì)自動(dòng)生成MPD文件和視頻或音頻流的M4S文件，可以在移動(dòng)設(shè)備上觀看這些文件。同理，HLS格式的轉(zhuǎn)碼過程與上述過程類似。

接下來介紹另一個(gè)有意思的場(chǎng)景。如果輸入視頻里有多個(gè)不同的音軌，比如多語言音軌，在輸出文件中，要根據(jù)不同的推廣國家選擇不同的音軌，那么可以用轉(zhuǎn)碼來進(jìn)行選擇和定義。具體地，可以引用輸入文件里的某一個(gè)音軌或channel，然后在輸出時(shí)在不同的文件里加入不同的語言的音軌，使得最后的輸出文件可以根據(jù)不同的市場(chǎng)完成不同的定制。因此，針對(duì)海外不同國家和不同市場(chǎng)的業(yè)務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)靈活地應(yīng)用。

之前提到，有時(shí)在視頻轉(zhuǎn)碼時(shí)會(huì)生成圖片，接下來介紹其中的一個(gè)例子。在轉(zhuǎn)碼時(shí)，可以規(guī)定其按照固定間隔抽幀生成圖片，比如規(guī)定每一分鐘生成一張圖片，或者在一個(gè)時(shí)長(zhǎng)為一小時(shí)的影片中，規(guī)定總共生成十張圖片，那么就會(huì)自動(dòng)按照九個(gè)相同的間隔生成十張圖片。最后，可以選取質(zhì)量較好的圖片作為視頻的封面。

另外，還可以指定輸出圖片的長(zhǎng)寬比。有的視頻比例是16:9，有的視頻比例是4:3，因此可以選擇輸出圖片的不同的長(zhǎng)寬比來適配視頻本身的長(zhǎng)寬比，做到不變形。同樣，可以選擇一張圖片作為視頻的封面，提升用戶體驗(yàn)。

剛才主要介紹了一些基本的功能和特色，接下來介紹如何使用轉(zhuǎn)碼服務(wù)。首先，要進(jìn)行視頻內(nèi)部的分析，了解輸入視頻的格式、時(shí)長(zhǎng)和編碼特點(diǎn)，掌握輸入視頻包含哪些音頻和字幕軌。然后，要定義輸出的格式，即針對(duì)不同的場(chǎng)景，比如WiFi播放、手機(jī)播放等，定義期望的輸出格式。

接著，根據(jù)輸入和輸出的定義，完成轉(zhuǎn)碼的配置的編寫。其中，可以參考文檔中的示例和模板，我們谷歌云的同事也可以幫助客戶進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試好的配置可以在云上進(jìn)行使用，每次創(chuàng)建任務(wù)后，可以選擇特定的配置的模板。最后輸出的視頻文件可以在不同的播放器上播放、測(cè)試，然后可以固化達(dá)到預(yù)期的測(cè)試效果的配置，以供后續(xù)使用。以上就是一個(gè)大概的流程。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)流程的自動(dòng)化，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)方案。在這個(gè)方案里，我們使用了谷歌云無服務(wù)器托管的服務(wù)，幫助大家在免運(yùn)維的模式下生成視頻制作的工作流。首先，在谷歌云的對(duì)象存儲(chǔ)里創(chuàng)建存儲(chǔ)的目錄，將所有的原視頻放在目錄里。

然后，每當(dāng)有新視頻上傳時(shí)，就會(huì)觸發(fā)云函數(shù)，由云函數(shù)來啟動(dòng)轉(zhuǎn)碼任務(wù)，其可以根據(jù)視頻特點(diǎn)引用相應(yīng)的轉(zhuǎn)碼配置。完成轉(zhuǎn)碼任務(wù)后，會(huì)向消息隊(duì)列投遞一個(gè)消息，消息隊(duì)列根據(jù)接收到的消息觸發(fā)另一個(gè)云函數(shù)，由其進(jìn)行輸出文件的管理。

輸出文件有幾種類型，一種是任務(wù)失敗，那就要把輸入/輸出文件放在失敗的隊(duì)列的存儲(chǔ)位置。另一種是任務(wù)成功，那么就將其放在發(fā)布的存儲(chǔ)位置。還可以使用相應(yīng)的代碼實(shí)現(xiàn)內(nèi)容的catalog管理，將視頻內(nèi)容的轉(zhuǎn)碼結(jié)果放到數(shù)據(jù)庫里。這樣的完全自動(dòng)化的流水線適用于業(yè)務(wù)繁忙的、轉(zhuǎn)碼任務(wù)較多的場(chǎng)景。

至此，我已經(jīng)介紹完了轉(zhuǎn)碼服務(wù)。轉(zhuǎn)碼服務(wù)的完成是第一步，接下來要考慮如何讓用戶看到視頻，這里我們建議使用谷歌云的技術(shù)服務(wù)——CDN。完成轉(zhuǎn)碼服務(wù)的視頻可以放在對(duì)象存儲(chǔ)里，讓對(duì)象存儲(chǔ)作為視頻的源站。對(duì)象存儲(chǔ)可以對(duì)其進(jìn)行名稱定義、目錄劃分和生命周期管理。

同時(shí)，將視頻放在對(duì)象存儲(chǔ)里的最主要的目的是實(shí)現(xiàn)高效的內(nèi)容的分發(fā)。因此，可以利用谷歌云的CDN接入GCS，將對(duì)象存儲(chǔ)作為源站，讓用戶可以更高速地下載視頻。舉個(gè)例子，谷歌云在全球有較多的網(wǎng)絡(luò)部署，也有一百多個(gè)CDN節(jié)點(diǎn)，這些節(jié)點(diǎn)與全球上千家主流運(yùn)營商有直連。

因此，在大部分國家和區(qū)域，用戶經(jīng)過ASN的一跳就可以訪問CDN的緩存，可以高效地觀看或下載視頻。一些小的運(yùn)營商的用戶經(jīng)過ASN的兩跳或三跳也可以訪問CDN的緩存，然后可以高效下載內(nèi)容。

接下來，給大家介紹谷歌云的CDN網(wǎng)絡(luò)和源站的對(duì)象存儲(chǔ)的部署情況?？梢钥吹?，在全球的一些熱點(diǎn)地區(qū)，比如美國、歐洲等，部署是比較密集的，可以幫助出海用戶實(shí)現(xiàn)快速高效的視頻業(yè)務(wù)的部署。目前，很多出?？蛻羰褂霉雀柙频腃DN不僅實(shí)現(xiàn)了視頻的下載，還實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用、游戲的下載。這是因?yàn)椋褂霉雀柙频霓D(zhuǎn)碼服務(wù)和CDN可以以無縫的方式實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)的部署。

最后，展示一下谷歌云CDN的性能報(bào)告。相比于其他CDN的平臺(tái)，由于在全球建立了很多骨干網(wǎng)，所以谷歌云的CDN有網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，可以幫助用戶以更低的延時(shí)下載內(nèi)容，而且吞吐也較高。

審核編輯：劉清