什么是自适应比特率流式传输?

自适应比特率流式传输根据网络条件调整视频质量,以改善通过 HTTP 网络的视频流。这个过程使观看者的播放尽可能顺畅,无论他们的设备、地点或互联网速度如何。

学习目标

阅读本文后,您将能够:

  • 了解什么是自适应比特率流式传输以及它的工作原理
  • 说明哪些协议支持自适应比特率流式传输
  • 了解自适应比特率流式传输的好处

相关内容


想要继续学习吗?

订阅 TheNET,这是 Cloudflare 每月对互联网上最流行见解的总结!

参阅 Cloudflare 的隐私政策,了解我们如何收集和处理您的个人数据。

复制文章链接

什么是自适应比特率流式传输?

自适应比特率流式传输是一种改善 HTTP 网络流的方法。术语“比特率”指数据在网络上传播的速度,通常用来描述互联网连接的速度。高速连接是一种高比特率的连接。流式传输(或者说是使在线观看视频成为可能的过程)包括将托管在远程服务器的视频文件传输到客户端。在流式传输中,视频被分割成较小的片段,因此观看者不需要等待加载完整个视频就可以开始观看。

首先,创建多个版本的视频文件,并进行编码以适应各种网络条件。然后,根据带宽和设备类型等因素,视频播放器选择设备能够以最小的缓冲量播放的最高质量的文件。这让世界各地的终端用户都能尽可能流畅地播放视频,无而论其设备或互联网速度如何。

自适应比特率流式传输的工作方式类似于经理给新员工分配工作的方式。为了帮助员工适应,经理可能会从较少和/或较简单的任务开始。在员工成功完成了他们的入门项目后,经理将开始分配更复杂的任务。当员工适应了他们的角色后,经理会不断调整员工的工作量,以确保他们在学习的同时不会不堪重负。

同样,在自适应比特率流式传输中,视频播放器会了解连接能够承受的视频质量。如果连接在播放一个视频片段时很吃力,播放器将切换到一个更小的文件,以较低的质量播放下一个片段。观看者可能会经历一些质量上的变化,但视频将继续播放。

自适应比特率流式传输是如何工作的?

自适应比特率流式传输开始于视频编码阶段。编码是将未压缩的视频转换成可在许多设备上存储和使用的形式的过程。为了使自适应比特率流式传输工作,必须创建支持不同比特率的不同视频文件。

编码后,视频被分割成长度为几秒钟的小文件。在大多数流式传输设置中,视频是以一系列的片段传输的,而不是一次性发送整个视频文件。分段过程特别重要,因为如果没有这个过程,视频播放器就需要在开始播放内容之前下载整个视频文件。

此外,片段对自适应比特率流式传输很重要,因为调整过程是在一个视频片段结束时触发的。如果观看者的连接无法以足够快的速度下载视频以在没有缓冲的情况下进行流式传输,则视频播放器将在片段完成后切换到较小的文件。

当视频第一次开始播放时,许多视频播放器会首先请求可用的最低比特率文件。如果播放器确定客户端可以处理更高比特率的文件,它将选择更高比特率的文件,直到找到客户端可以处理的最高文件。如果所选文件是连接的理想匹配,除非条件发生变化,否则播放器将继续以该比特率请求片段。这被称为自适应比特率或编码“阶梯”。当连接有足够的带宽以容纳更高比特率的视频时,播放器向上移动,当带宽减少时,播放器向下移动。

自适应比特率流式传输有哪些好处?

截至 2021 年,观看者每天播放 10 亿小时的 YouTube 视频。视频内容是一个不断增长的通信、广告、教育等渠道。因此,确保视频播放的质量很重要。自适应比特率流式传输提供了许多可以提高视频质量的优势:

  • 扩大访问范围:如果没有自适应比特率流式传输,连接速度较慢或某些设备的观看者将永远无法看到一些视频。
  • 改善用户体验:自适应比特率流式传输减少了缓冲,因此用户会更少地经历令人失望的加载延迟。
  • 实现移动观看,减少中断:自 2012 年以来,移动设备上的流媒体增加了 1000%,因此为移动流媒体进行优化十分重要。当观看者在从一个地方移动到另一个地方的过程中流式播放移动视频内容时,单个设备上的比特率可能会有很大差异。例如,家庭 WiFi 网络的连接强度可能比火车上或商场里的连接更强。通过不断调整以适应不断变化的条件,自适应比特率流式传输可以尽量减少对移动观看者的干扰。

哪些流协议支持自适应比特率流式传输?

自适应比特率流式传输只有通过某些流协议才能实现。协议是一套标准,规定了数据如何在网络上进行打包和处理。流媒体有它自己的一套协议。

支持自适应比特率流式传输的三个最流行的流媒体协议是:HTTP 实时流 (HLS)基于 HTTP 的动态自适应流 (DASH) 以及 HTTP 动态流 (HDS)

这三种协议都遵循相同的基本流程,在流式传输之前对视频进行编码和分割。然而,每个协议都有自己的编码或文件类型要求,并与不同设备兼容。例如,一些协议需要特定的编码格式,这是为不同平台、程序和设备优化视频文件的方式。

  • HLS:HLS 适用于点播和直播,需要使用 H.264 或 H.265 编码格式。与一些协议不同,HLS 不需要使用特殊的服务器。最初,HLS 只与 Apple 设备兼容,但现在它可以与任何设备兼容。然而,Apple 设备只接受 HLS 格式。
  • DASH:DASH 不需要任何特定的编码标准。此外,任何源服务器都可以设置为提供 DASH 流,因为它基于 HTTP 运行。与除 HLS 之外的所有其他格式一样,DASH 格式不能在 Apple 设备上运行。
  • HDS: Originally designed to work with Adobe Flash (which has been discontinued), this format can be used for on-demand or live streaming and works over HTTP connections The HDS format requires videos to be converted from MP4 to F4F (fragmented MP4) and the H.264 encoding standard. Apple devices are the only devices that are incompatible with the HDS protocol.
  • Cloudflare 是否支持自适应比特率流式传输?

    Cloudflare Stream 是一个视频平台,可在 100 毫秒内为发达国家 99% 的互联网连接人口运行。它支持自适应比特率流式传输,并自动编码多种屏幕尺寸和质量级别的视频,支持各种设备和比特率。了解有关使用 Cloudflare Stream 改善播放的更多信息