通過本系列譯文希望能夠對讀者帶來一定雲桌面相關的科普知識,能夠一定程度上了解雲桌面背後的知識體系和國外一流廠商的技術與產品發展方向。同時由於中英文文化差異,翻譯不當之處在所難免,請多諒解!
上海酷棧科技有限公司(簡稱「CStack」或「酷棧科技」),作為一家專注於高性能、智能化雲桌面產品及解決方案提供商,從產品孵化階段就不斷學習和總結國外一流廠商優秀的產品設計理念和演進之路,而思傑(Citrix)是所有國內雲桌麵廠商必將面對的競爭對手,我們認為只有更好地了解對手,學習對手,做到知己知彼,方可百戰不殆。通過本系列譯文,您可以看到一流廠商優秀的技術點都已經在CStack xView產品中有所體現並超越。隨著光纖網絡和5G的普及,視頻、3D和雲遊戲成為網際網路流量消費大戶,所以CStack成立之初就將其雲桌面產品xView定位於中高端市場,可以很好地適用於2D/3D設計、視頻播放、視頻監控、雲遊戲和Win10等新興雲桌面使用場景,在技術路線上堅定不移地選擇視頻編解碼技術(Video Codecs)作為核心桌面協議技術棧,引入H.264和H.265編碼技術並配合專業GPU顯卡加速桌面會話(session),提升用戶使用體驗;同時廣泛支持多種GPU虛擬化和直通技術,提升產品核心競爭力;在產品不斷落地商用和打磨的同時,近期我們又增加了智能混合編碼技術,用於應對普通辦公場景下的Office,OA,ERP等靜態內容以及對於圖像和畫面有著極高要求的一些特殊使用場景。後續,我們會繼續以匠心精神將CStack xView雲桌面產品進行不斷技術優化和產品升級,為用戶提供煥然一新的雲桌面使用體驗!
混合編碼(自適應顯示)Mixed Codec(Adaptive Display)本期博客,我想分享一些關於「混合編解碼」(位圖和視頻)的細節。這些混合編解碼器的基本思想是提供一種結合了位圖編解碼和視頻編解碼優點的解決方案。這是什麼意思?
正如我們最近從之前的文章中了解到的,位圖編解碼為靜態內容提供了最佳的視覺質量和較低的帶寬消耗。另一方面,視頻編解碼對移動圖像非常有用,這正是Citrix所做的:靜態內容的位圖編解碼和移動圖像的視頻編解碼。
當然,它是有點複雜,有很多事情你需要了解和考慮,以真正受益於這個編解碼的選擇。
讓我們從我的概述幻燈片開始:
它是如何運作的(How it works)Citrix使用特定區域的概念來決定何時開始使用視頻編解碼器。如前所述,我們使用位圖編解碼作為桌面的默認值,每當在窗口或全屏中檢測到移動圖像(視頻)時,這個「活動區域」的編解碼方式就會更改為H.264或H.265,也稱為「選擇性H.264/H.265」。一旦某個特定區域的編解碼方式轉換為視頻編解碼,我們也可以從硬體編碼中獲益(選擇性NVENC,在XenDesktop 7.17版本中引入)。
我製作了一個簡短的視頻,以最好地展示我們如何看到視頻編解碼:
在此視頻中,您將看到只要沒有視頻播放,我們就在運行位圖編解碼;當我們開始視頻播放時,我們可以看到有選擇性的NVENC插入其中,這證明我們正在為給定的窗口大小使用H.264 編解碼。您可以像在本視頻中一樣通過運行「 nvidia-smi編碼器會話」輕鬆複製此代碼。當我們停止視頻時,我們將看到跳回到位圖編解碼,並且不再看到NVENC。我們還應該看到與RDA(遠程顯示分析器)相同的效果(啟用或禁用硬體編碼),但有時效果不太穩定,並且在測試中沒有來回反覆切換。
[譯註]:自適應顯示或者混合編碼,通過位於Guest OS中的Citrix代理可以比較容易捕獲到當前熱點類型,然後進行編碼類型(位圖或者視頻編碼)調整。這與上篇介紹的Build-To-Lossless是有本質區別的,Build-To-Lossless還是利用H.264/H.265進行編碼,只是在最後一幀畫面進行無損方式或者說銳化處理。CStack xView由於是基於帶外方式的雲桌面交付模式(通過host主機側捕獲上層的雲桌面顯示內容,進行編碼和傳輸。相比帶內實現在性能和並發量方面有著絕對優勢),所以捕獲雲桌面裡面的熱點變得非常具有挑戰性,也是非常高的技術門檻之一。
圖像質量(Image Quality)由於我們默認使用位圖編解碼方式,因此我們也應該期望看到非常好的圖像質量。
參考圖像
捕獲「活動變化區域」圖像
自適應顯示「主動變化區域」的SSIM熱圖
SSIM的熱圖以99.99%的色彩準確度證實了我們的期望。
帶寬消耗(Bandwidth consumption)與H.264 / H.265整個屏幕策略相比,在大多數情況下我們也可以預期在帶寬方面會略有節省,因為我們僅將視頻編解碼用於活動區域窗口。 如果我們不使用視頻編解碼,那麼對靜態內容進行位圖遠程處理就只會消耗很少的帶寬。
延遲(Latency)目前,ACR(主動更改區域)策略的缺點之一是延遲,因為我們無法將硬體編碼用於位圖編解碼器。
在這裡,我們可以看到H.264硬體編碼(NVENC)的巨大優勢,該技術目前僅適用於整個屏幕。 因此,即使我們可以將NVENC用於選擇性的H.264/H.265,我們也不會從ACR(主動更改區域)設置的延遲減少中受益。
Citrix策略設置· Use video codec for compression ->For active changing regions
· Use hardware encoding ->Enabled
· Visual Quality ->High
用例(Use Case)對於具有多媒體內容的辦公室 VDI,ACR(主動更改區域)是一個很好的用例,因為它可以改善視頻播放並減少帶寬。 尤其是我們對靜態內容幾乎具有像素完美的質量,這使它成為辦公室用戶的理想選擇。
限制/要知道(Restrictions/Good to know)XenDesktop 7.15 LTSR版本可能允許ACR(主動更改區域),但目前許多客戶「卡住了」,客戶不能在這裡利用NVENC,因為Citrix在7.17版本中引入了選擇性NVENC。 因此你需要知道,在7.17版本之前,由於CPU的軟體編碼,選擇性H.264啟動後,你將看到CPU負載大大增加。
[譯註]:硬體編碼相比CPU軟體編碼有著更多地優勢,例如編碼延時低,波動小,不受Guest 應用CPU資源搶佔。CStack通過在Host側上利用單張或者多張NVIDIA GPU實現對上層所有普通雲桌面內容的硬體編碼,提升硬體資源利用率,降低交互性延時,提高用戶使用體驗。如果在雲桌面中實現硬體編碼,雖然在延遲上依舊有很大的優勢,但是也意味著該雲桌面必須掛載GPU資源,降低了靈活性和資源利用率。
如果你想了解如何選擇正確的VDI協議,可以觀看我們在GTC大會上的視頻錄像。請點擊
此處。
關於作者Simon Schaber: NVIDIA GRID 解決方案架構師
譯文出處http://sschaber.de/2018/12/20/5-of-6-mixed-codec-adaptive-display/
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