近日，金山云發(fā)布了云游戲PaaS平臺。該平臺的云游戲架構(gòu)能夠為客戶提供穩(wěn)定、快速、彈性的云游戲部署及運維解決方案，支持CPU+GPU資源池的混合架構(gòu)，以更低的損耗代價實現(xiàn)更高的用戶流并發(fā)處理效率。在云端，金山云投入了大量研發(fā)精力獲取高度彈性的虛擬化/容器能力，以此為基礎(chǔ)自研了GPU pass-through虛擬化技術(shù)，一方面大大降低了VM在OS層的損耗以提升用戶資源使用經(jīng)濟性，整體降低TCO；另一方面獲得了等效于vGPU方案的資源監(jiān)控能力，從而可使用高效調(diào)度算法來實現(xiàn)更優(yōu)質(zhì)的資源分配靈活性及平行伸縮能力。

在流式傳輸環(huán)節(jié)上，金山云直接從編碼器入手，對KSC265做了深度優(yōu)化定制，使其適配了WebRTC等通用RTC方案。在5G終端應(yīng)用場景中，金山云豐富的邊緣節(jié)點提供了出色的MEC接入能力，將優(yōu)化用戶網(wǎng)絡(luò)擁塞的工作推進至了最后一公里，在大部分工況條件下把玩家RTT延遲降低到了25ms以下。本文將重點介紹基于云游戲PaaS平臺定制優(yōu)化后最新KSC265的技術(shù)優(yōu)勢。

云游戲定制優(yōu)化下的最新版KSC265

KSC265是金山云自主研發(fā)的符合HEVC標準的軟件級H.265視頻編解碼器，曾多次獲得世界編碼大賽冠軍。

與基于H.265標準的開源視頻編解碼器X265相比，KSC265在壓縮效率和速度方面優(yōu)勢明顯，編碼速度能夠滿足直播、短視頻、云游戲等的時效性需求。在快速編碼模式下，金山云KSC265壓縮比顯著，相較X264相同畫質(zhì)仍可以實現(xiàn)30%-50%的碼率節(jié)省，僅消耗一半的帶寬，即可獲得相同的觀看體驗。相較硬件編碼，KSC265的參數(shù)設(shè)置更加靈活，不僅壓縮比同畫質(zhì)優(yōu)于硬編，成本也低于硬件解決方案。

本次基于云游戲定制優(yōu)化了最新版本的KSC265，在碼率、PSNR、轉(zhuǎn)碼速度等方面均有新的突破?；诙擞魏褪钟?，我們測試了代表性的4個游戲，采集5分鐘時長的云游戲視頻，采用ultrafast與zerolatency檔次，在碼率、PSNR、轉(zhuǎn)碼速度三個方面進行了對比。結(jié)果顯示，KSC265在相同峰值信噪比PSNR下較x264碼率平均節(jié)省62.44%，較x265碼率平均節(jié)省28.52%。

KSC265的背后技術(shù)揭秘

在MV搜索、屏幕內(nèi)容、主觀優(yōu)化與碼率平衡方面，最新KSC265均實現(xiàn)了升級。

對于云游戲，特別是需要渲染的端游類，KSC265可以利用游戲本身的渲染信息，通過一些簡單的矩陣乘法計算出相鄰幀的像素級DirectMV來跳過編碼器原始的MV搜索過程，大幅加速整個編碼過程。在整個基于MV的優(yōu)化加速中，KSC265能在加速24%的情況下，僅損失3%的BD-rate。

KSC265還能針對基于屏幕內(nèi)容的視頻編碼擴展技術(shù)（Screen Content Coding）進行優(yōu)化。HEVC-SCC 本質(zhì)上是 HEVC 的擴展，KSC265針對 SC 圖像特性增加了四個編碼工具：幀內(nèi)塊數(shù)據(jù)復(fù)制（Intra Block Copy， IBC）、調(diào)色板模式（Palette Mode）、自適應(yīng)顏色空間變換（Adaptive Color Transform， ACT）以及自適應(yīng)運動矢量分辨率（Adaptive Motion Vector Resolution， AMVR）。相較于自然圖像視頻，屏幕內(nèi)容視頻在RGB顏色通道上的關(guān)聯(lián)度更低，轉(zhuǎn)換為常見的YUV-420格式并不利于其編碼壓縮。鑒于此，KSC265使用支持可擴展RGB-444模式的編碼器，在取得更好壓縮效率的同時，得到色彩更鮮艷、清晰度更高的視頻流。

在主觀優(yōu)化和碼率節(jié)省的平衡方面，KSC265采用了HVS的最小可覺察誤差（just-noticeable difference，JND）模型，JND度量了人眼對畫質(zhì)損失的容忍程度，利用人眼對圖像中不同區(qū)域、不同背景的敏感性差異進行像素域JND建模和碼率分配，從而提高壓縮比。算法上將JND模型分解為視覺對比度敏感度帶通（contrast sensitivity function，CSF）模型，亮度幅度非線性（luminance masking，LM）模型， 紋理對比度掩蔽（contrast masking，CM）模型， 人眼凸起掩蔽（foveated masking，F(xiàn)M）模型， 和時域掩蔽（temporal masking，TM）等五種模型。

金山云在視頻云領(lǐng)域已深耕多年，團隊一直在關(guān)注相關(guān)前沿技術(shù)，并已實現(xiàn)多種技術(shù)的具體落地。未來，金山云將持續(xù)在云游戲賽道發(fā)力，利用最新技術(shù)突破為用戶提供更高品質(zhì)的沉浸式游戲體驗。