背景

在剛提出4K視頻的時(shí)候，大多數(shù)人都覺得沒有必要，4K的出現(xiàn)，意味著更高的硬件規(guī)格和傳輸要求，1080P看的很爽、很清晰，完全滿足了日常的需求。隨著電視的尺寸越來越大，原本1080P成像已經(jīng)無法滿足人們對于細(xì)節(jié)的極致追求，4K視頻不僅成像更細(xì)膩，在細(xì)節(jié)處理上優(yōu)勢也非常明顯，顏色也更亮麗、飽滿，逼真，給人身臨其境的感覺。4K視頻具有高分辨率、寬色域、高動(dòng)態(tài)范圍等優(yōu)勢，隨著5G技術(shù)和H.265(HEVC)編碼標(biāo)準(zhǔn)的出爐，4K視頻直播迎來了曙光。

一張圖解釋4K VS 1080P

1080p

Often, 1080p is referred to as “Full HD.” In a 1080p television, there are 1,920 columns multiplied by 1,080 rows for a total of 2,073,600 pixels — more than twice as many pixels as you’ll find in a 720p screen. For a while now, 1080p has been the industry standard for high-definition displays, and most content (that is, television broadcasts, shows, and movies) is produced and distributed in 1080p.

4K Ultra HD

The next level of HD is 4K?— often called “Ultra HD” or UHD. Technically, the name is a bit of a misnomer, because there are 3,840 columns and 2,160 rows of pixels, which is why you’ll occasionally see this resolution referred to as 2160p. That’s a total of 8,294,400 pixels, which is four times as many pixels as a Full HD 1080p display and nine times as many pixels as a 720p display.

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Windows平臺(tái)真實(shí)時(shí)4K直播解決方案

先來解釋下什么是實(shí)時(shí)視頻，實(shí)時(shí)視頻就是視頻圖像從產(chǎn)生到消費(fèi)完成整個(gè)過程人感覺不到延遲，只要符合這個(gè)要求的視頻業(yè)務(wù)都可以稱為實(shí)時(shí)視頻。關(guān)于視頻的實(shí)時(shí)性歸納為三個(gè)等級：

• 偽實(shí)時(shí)：視頻消費(fèi)延遲超過 3 秒，單向觀看實(shí)時(shí)；
• 準(zhǔn)實(shí)時(shí)： 視頻消費(fèi)延遲 1~3 秒，能進(jìn)行雙方互動(dòng)但互動(dòng)有障礙；
• 真實(shí)時(shí)：視頻消費(fèi)延遲 < 1秒，平均 500 毫秒。

基于英偉達(dá)顯卡硬編碼(NVIDIA NVENC)的RTMP、RTSP低延遲技術(shù)方案：

4K相當(dāng)于4個(gè)1080P，Windows平臺(tái)軟編碼有些困難，特別是h265，姑且不說4K軟編，4K軟解在一些配置一般的機(jī)器都比較吃力，基于此，大牛直播SDK（Github）實(shí)現(xiàn)了Windows平臺(tái)特定機(jī)型硬編、硬解碼低延遲解決方案。

• 針對編碼這塊，我們實(shí)現(xiàn)了基于英偉達(dá)顯卡硬編碼(NVIDIA NVENC)的RTMP、RTSP低延遲技術(shù)解決方案，無論是H265還是H264 4K 30fps都能編的動(dòng)（以下測試截圖，基于GeForce RTX 2060顯卡)；
• 針對解碼播放，特別是Windows平臺(tái)多路播放訴求下，我們實(shí)現(xiàn)了Windows平臺(tái)特定機(jī)型硬解碼。

通過特定機(jī)型硬編碼、解碼整體技術(shù)方案下，我們把4K下的RTMP的整體延時(shí)控制在180-300毫秒，實(shí)現(xiàn)了真實(shí)時(shí)技術(shù)解決方案，無圖無真相：

RTMP擴(kuò)展H265直播

攝像頭采用“海康威視監(jiān)控?cái)z像頭 800萬4K超清USB直播攝像頭 網(wǎng)絡(luò)課程遠(yuǎn)程視頻會(huì)議 臺(tái)式機(jī)電腦攝像機(jī) 2CS54U0B-SD”。

RTMP推送端H265 4K硬編碼配置（對應(yīng) SmartPublisherDemo.exe）：

RTMP播放端 H265 4K硬解碼效果（對應(yīng) SmartPlayer.exe）：

?RTMP H265 4K編碼和解碼GPU, CPU占用情況：

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RTMP H265 4K延時(shí)效果:

從圖上可以看出延時(shí)也就100多毫秒。

RTMP H264 直播

RTMP推送端H264 4K硬編碼配置（對應(yīng) SmartPublisherDemo.exe）：

RTMP播放端H264 4K硬解碼效果（對應(yīng) SmartPlayer.exe）：

RTMP H264 4K 硬編解碼GPU, CPU占用情況：

RTMP H264 4K直播低延時(shí)效果:

總結(jié)：

從整體測試來看，英偉達(dá)硬編碼(NVENC)能達(dá)到期望的效果，可以滿足毫秒級低延時(shí)大分辨率需求，同時(shí)NVENC也提供了靈活的碼率控制策略來滿足不同的編碼需求。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Windows平台真实时毫秒级4K H264/H265直播技术方案探讨的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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