【摘要】 本文從云非編系統技術需求、云非編技術分類、CS架構云非編技術分類、智能流云非編的核心技術、主流云非編系統的應用等方面，解析了基于云平臺的非編技術。
【關鍵詞】 云平臺 云非編 遠程桌面式云非編 BS架構云非編 CS架構云非編 智能流云非編
在傳統媒體與新興媒體加速融合的融媒體時代，隨著基于云計算技術和云平臺架構的非編技術的廣泛應用，非編制作系統的技術架構正在由豎井式向云平臺轉變，非編制作業務網絡的范圍已經逐步跨越非編專有網絡邊界而進入辦公局域網和公共互聯網范圍，各類非編制作業務網絡之間必將逐步實現計算、存儲、網絡、安全資源的融合一體化。對基于融合資源云平臺的非編技術進行解析、研究和應用，是電視臺制播網絡技術人員當前必須完成的一個重要課題。
一．云非編系統技術需求
1.云平臺架構需求
融媒體時代電視臺非編制作系統的建設應考慮采用云計算技術和云平臺架構，目前主流的云平臺架構從縱向可采用IaaS（基礎設施即服務）、PaaS（平臺即服務）、SaaS（軟件即服務）三層云架構，從橫向可采用公有云、專屬云和私有云三云聯動方式來建設，同時應支持混合云平臺架構，以便建成全臺融合統一共享的計算、存儲、網絡、安全資源池，實現虛擬化、網絡化、自動化和彈性化方式提供計算、存儲、網絡和安全資源。
2.隨時隨地的云編輯
應支持利用公有云、專屬云、私有云和混合云平臺，支持基于移動終端APP、H5頁面，實現隨時隨地的云編輯。應支持智能工作流推送，可在任意地點即時管理與編輯素材資源，支持全分辨率的云端編輯，可提升編輯中的畫質體驗，具備超強的網絡適應性，不同畫幅可適應不同的網絡狀況。應采用安全專有的視頻流推送協議，以降低被攻擊的風險，應支持流媒體文件的智能緩存，在提升編輯流暢性的同時避免流量浪費。
3.極致的計算資源使用
應可實現云端計算與本地計算的有機結合，以提升編輯效率，云端素材可與本地素材混編，方便外出人員快速編輯素材，可分段轉碼回傳至云端，可壓縮素材回臺的時間，將打包、轉碼等服務部署在云端，以解放客戶端的計算資源。云端服務器應按使用量自動開啟與關閉，以節約資源成本。
4.簡單高效的協同工作
應采用流暢的工作流程，以獲得與本地非編制作系統一致的協作體驗，臺內通過云非編系統上傳的素材資源，可立即供臺外編輯人員使用，在臺外使用云非編剪輯的同時，可往云上上載素材，所有參與者可共享資源及工作進展，可賦予每個角色不同權限，協作流程一目了然，既能相互了解進度，也不會相互影響工作。
5.包裝級的制作能力
可提供關聯編輯和視音頻同步，支持縱向無限層視音頻軌道疊加，色鍵工具集可輕松完成色鍵提取，效果細膩。應支持海量的第三方特效插件，字幕插件可提供類型豐富的字幕，滿足各類節目的需求。
二．云非編技術分類
1.遠程桌面式云非編
云端與用戶端各有一臺計算機，非編軟件安裝在云端計算機上，用戶計算機通過遠程桌面控制軟件連接到云端計算機上，由用戶計算機一對一遠程遙控云端非編軟件，實現對云端素材的編輯操作。運程桌面式云非編又分為兩類，一是云端使用虛擬計算機，通過CTrix、VMWare等虛擬化設備，可實現較好的成本控制。二是云端計算機是實體計算機，通過惠普的Moonshot來實現遠程控制，這類云非編的性能較前者更強。
遠程桌面式云非編使用傳統非編軟件，非編功能完整，非編軟件安裝在云端，外接板卡受限，會影響到畫面上監、采集、導入等功能，非編制作能力取決于云端主機的計算能力，云端主機無論采用虛擬機還是實體機，其計算能力和制作能力都遠弱于本地非編，這類云非編適合縮編類節目的制作。用戶計算機上只需安裝遠程桌面客戶端，維護簡單。由于用戶能夠直接訪問到云存儲，用戶的誤操作就會帶來安全隱患。遠程桌面式云非編系統對網絡鏈路的帶寬要求不高，但是對網絡鏈路的穩定性要求很高，網絡波動可能導致音畫不同步現象，不太適合部署在廣域網中使用。
2.BS架構云非編
云非編的服務器部署在云端，由用戶計算機采用一對多流協議連接云端渲染服務器，用戶通過瀏覽器中的非編界面來對云端素材進行編輯。非編界面由Web瀏覽器承載，通過云端服務器訪問云端資源。BS架構云非編又分為兩類：一是渲染引擎在云端，Web端瀏覽器只負責實現編輯的用戶界面，功能擴展性更好。二是渲染引擎在Web端瀏覽器中，服務器只負責下載服務文件，先將文件下載到本地，再進行編輯，對不穩定網絡鏈路的適應性更好。
BS架構云非編又稱為云快編，整個非編界面都在瀏覽器中，相比本地計算能力，瀏覽器的計算能力會受到很多限制，BS架構云非編只能進行新聞粗剪或新媒體制作等簡單的編輯。但這類云非編用戶只需通過瀏覽器就能實現編輯，系統維護相對簡單。云端采用linux主機，存儲也不會暴露給用戶，安全性得到保障，適合部署在局域網或廣域網中使用，可實現隨時隨地的云編輯。
3.CS架構云非編
云非編的服務器部署在云端，由用戶非編軟件采用一對多流協議連接云端下載/流服務器，用戶的計算機需要安裝非編客戶端來實現對云端素材的編輯，非編軟件部署在用戶計算機上，用戶端的非編軟件通過云端服務器訪問云端資源。CS架構云非編又分為兩類：一是低碼流下載方式，將云端的低碼流文件下載到本地后進行編輯。二是智能流推送方式，通過云端的智能流服務器將畫面實時推送到本地客戶端進行編輯。
CS架構云非編又稱為智能視頻流云非編（或智能流云非編），在用戶端計算機上安裝非編軟件，功能完善，制作能力主要取決于本機的計算能力，用戶可以根據需求配置本地設備，云端也采用linux主機，用戶不能直接訪問云端存儲，針對智能流云非編，其云端智能流引擎使用專有的視頻流訪問協議進行畫面推送，可保障信息安全，也適合部署在局域網或廣域網，也可實現隨時隨地的云編輯。
圖1 智能流云非編基本原理示意圖
表1 三大類云非編對比表
三．CS架構云非編技術分類
1.低碼流下載方式
云端素材采用傳統的雙碼流方式，即高碼流素材+低碼流素材，用戶端非編軟件打開工程文件時，先將云端低碼流素材下載到本地硬盤中，再進行編輯，編輯完成后將工程文件上傳至云端，對高碼流素材進行套片。低碼流下載方式是基于傳統非編方式的改進，需要先對云端素材進行下載，用戶不能立即進行編輯，且下載的素材清晰度不可調節，每個用到的素材都需全部下載到本地客戶端，耗費流量較多。
2.智能流推送方式
云端素材采用高碼流存儲，用戶端非編軟件需要素材畫面時，由云端的流媒體服務器推送至用戶端。智能流云非編方式屬于全新的技術架構，用戶對云端素材資源進行編輯時，無需等待，畫面清晰度可根據帶寬自由調節，可獲得與本地編輯一致的操作體驗。云端僅推送用戶使用到的素材區間，無需下載整個素材，降低了下載流量。云端只存儲一份高碼流文件，客戶端所獲取的每一幀畫面信息，都是由云端的智能流引擎讀取高碼流文件，并通過編解碼實時推送而來，可實現精確到幀的按需推送。
智能流云非編采用智能流推送技術和CS架構，實現了云端計算與本地計算的有機結合，可支持云端資源動態分配和項目文件的簽入、簽出，可實現多人并行協同制作。還支持云端素材與本地素材的混合編輯、云端打包、云端轉碼等服務。
表2 兩類CS架構云非編的用戶體驗對比表
四．智能流云非編的核心技術
用戶通過非編客戶端進行編輯操作，需要兩類數據，一是元數據，由云端的元數據服務器進行傳遞，二是視音頻數據，由云端的智能流引擎以視頻流的方式實時推送，智能流云非編通過可變畫幅推送、鏈路波動調節和智能緩存等核心技術來保障用戶得以實時地對云端資源進行編輯。
1.可變畫幅推送技術
針對鏈路帶寬不足的問題，云端的智能流引擎以可變的H.264視頻流推送給客戶端，用戶可根據客戶端到云端的帶寬調節推送視頻流的畫幅和碼率，當帶寬較低時，用戶可以選擇較低的畫幅進行編輯，并可以隨時一鍵高清，對畫面進行細致調節，兼顧編輯的流暢性和清晰度。
2.鏈路波動調節技術
針對鏈路帶寬不穩定的問題，采用非編畫面的智能預測算法和云端素材智能預讀算法，可以提前渲染好即將播放的畫面，避免帶寬不穩定時影響編輯的流暢度。
3.智能緩存技術
針對素材畫面的重復下載問題，采取云端的視頻畫面按需推送下載，用戶需要用到哪一幀畫面就推送哪一幀，云端推送的每一幀畫面都緩存到用戶端本地，確保每一幀畫面不會帶來多次流量，同時也能減少帶寬不穩定給編輯體驗帶來的影響。
五．主流云非編系統的應用
1.BS架構云非編系統的應用
BS架構云非編系統支持在互聯網、局域網以及公有云/專屬云、私有云上隨時隨地進行節目剪輯和后期制作。
對于由互聯網用戶端連接公有云/專屬云服務端的云非編系統的應用模式，可在阿里云或AWS等公有云環境布置完整的云端非編系統，通過有線寬帶或無線4G接入方式，針對公有云虛擬機進行全流程的云非編后期制作應用。剪輯人員可以通過互聯網和IE瀏覽器以BS方式訪問云端非編系統，所有渲染計算均在云端后臺完成，可達到本地非編網實時編輯和渲染的效果。
對于由辦公局域網用戶端連接私有云服務端的云非編系統的應用模式，剪輯人員可以通過辦公局域網和IE瀏覽器以BS方式訪問云端非編系統，當剪輯人員上傳素材之后無需到非編專用機房工作，在辦公室利用辦公局域網即可對云端非編系統的素材進行編輯，所有渲染計算均在云端后臺完成，可達到本地非編網實時編輯和渲染的效果。
2.智能流云非編系統的應用
智能流云非編系統也支持在互聯網、局域網以及公有云/專屬云、私有云上隨時隨地進行節目剪輯和后期制作。
智能流云非編系統是基于智能流引擎技術，融合非編系統的優勢功能和云編輯技術開發的云非編系統，有別于普通的流媒體剪輯方案，智能流云非編系統采用后臺服務器直接訪問存儲，渲染服務直接讀取高碼流文件進行渲染，然后將合成結果轉換成低碼流直接傳給前端進行回顯，既保證了前端播放的實時性，也保證了渲染的準確性。
智能流云非編系統可實現云端實時編輯與包裝制作、多人協同工作和云端資源管理，在擁有云端編輯功能的同時，其渲染效率、編輯效果、打開工程文件的效率可超過普通非編系統。還具備可視化模板庫，并可更改模板中的參數，可一鍵完成復雜包裝，可完成頻道包裝、廣告片、片頭片花等高質量作品。也可配備簡化版的操作界面，為新聞節目、專題片、紀錄片等節目的制作提供強有力的工具。
圖2 智能流云非編系統應用模式示意圖
六．結語
近年來，廣電行業已經進入融媒體時代的技術變革時期，對于非編制作系統，隨著云計算技術和云平臺架構的廣泛應用，其技術架構必將實現由豎井式向云平臺的轉變。以上從云非編系統技術需求、云非編技術分類、CS架構云非編技術分類、智能流云非編的核心技術、主流云非編系統的應用等方面，解析的基于云平臺的非編技術內容，希望能夠給業內同行帶來幫助。