云平臺非線性編輯軟件測試方案設計

孫 波

（江蘇省廣播電視總臺，江蘇 南京 210008）

0 引 言

非線性編輯軟件是電視臺和影視制作公司后期制作使用的工具。目前主要的非編工具包括大洋、索貝、新奧特3家公司的國產非編產品，其他比較常見的還有國外蘋果的FCP（Final Cut Pro）、AVID非編、Premiere等。在云平臺建設中，云非編的虛擬化部署成為主流。非編系統(tǒng)需要根據云平臺的接口做相應的定制化開發(fā)，才能以虛擬化部署的方式接入云平臺。目前國內的大洋、索貝、新奧特3家非編通過定制化接口開發(fā)支持虛擬化方式部署，F(xiàn)CP、AVID、Premiere等國外主流非編因為不能做定制化而無法以虛擬化方式接入。因此，云非編測試方法的設計主要以大洋、索貝、新奧特這3家云非編為主[1]。

1 云非編測試方法的總體設計思路

云非編測試方法的總體設計思路如下。

（1）測試準備。測試準備主要是指軟硬件環(huán)境的準備。軟件環(huán)境主要包括非編所需的操作系統(tǒng)、非編軟件安裝、云桌面軟件安裝等；硬件環(huán)境主要包括瘦客戶端（Thin Client）、虛擬機準備（GPU、CPU、內存、硬盤）、核心存儲及網卡等。此外，還需要確定測試人員、測試時間及測試地點，在不影響正常業(yè)務的前提下，在合適的時間和專門的測試地點進行云非編測試。

（2）測試方案設計。測試方案設計主要包括虛機測試規(guī)格設計、云非編的功能測試和性能測試方案的設計。規(guī)格設計主要是指虛擬化規(guī)格以及CPU內存、硬盤的分配；功能測試主要是指云非編的虛擬化部署、云非編上監(jiān)、編解碼格式支持度以及特技字幕等功能；性能測試主要是指各家云非編在不同規(guī)格下能支持的實時層數(shù)。

（3）測試記錄和報告。測試過程要全程記錄，形成測試報告，為云非編的資源規(guī)格劃分提供參考，為實際的測試過程提供明確的參考。

2 云非編測試方法的具體實現(xiàn)

2.1 測試準備

以江蘇荔枝私有云平臺測試過程為例，軟硬件資源準備主要包括以下方面：桌面云軟件的部署，通過桌面云環(huán)境登錄云非編虛機；硬件服務器（提供CPU、內存和本地共享存儲等資源），云平臺的核心存儲（劃分測試區(qū)），虛機操作系統(tǒng)最好采用Windows10，網卡及驅動安裝好，GPU顯卡（這里以NVIDIA Tesla P40為例）做好不同規(guī)格的虛擬化，測試地點工位和測試站點（瘦客戶端，這里采用HP的Z2），3家云非編的軟件安裝等。

測試人員在測試地點安裝好瘦客戶端，通過瘦客戶端訪問云桌面，登錄后可以訪問不同廠家不同規(guī)格的云非編虛機。

Windows系統(tǒng)自帶的任務管理器功能可以監(jiān)測CPU、內存及硬盤的使用情況，Windows10及以上操作系統(tǒng)還可以監(jiān)測GPU的使用情況，同時各家非編都有自帶的非編實時性測試工具或功能模塊等，都可以輔助測試云非編的實時性能。

除了對每家非編進行不同規(guī)格的縱向測試以外，多家非編測試還要做橫向對比測試，這就要求多家非編要在同一環(huán)境、同一規(guī)格（CPU、GPU、內存、硬盤）下進行測試。

2.2 測試方案設計

測試環(huán)境具備后，需要設計測試方案的具體內容，主要包括測試虛機的規(guī)格、云非編功能測試和性能測試。

2.2.1 測試虛機的規(guī)格設計

規(guī)格設計前需要了解以下內容：

（1）各家實體非編的規(guī)格和使用情況，比較常見的是CPU16核、內存32 GB；

（2）大洋、索貝、新奧特常用的格式主要是mpeg2-i-avi（100 MB/s） 和Avid DNxHD-mxf （120 MB/s）。其他如Prores422-mov、h264-ts（15- 20 MB/s）、AvcIntra-mxf（100 MB/s）等高清格式素材可以在多格式混編測試中使用；

（3）GPU顯卡的使用方式，GPU顯卡按提供資源的方式分為直通模式和虛擬化模式兩類。直通模式是指一張GPU顯卡只能給1臺虛機使用，虛擬化方式（切片）方式是指一張GPU顯卡可以按切片的方式進行虛擬化，比如1虛2、1虛6等。本次測試采用P40顯卡，虛擬化方式，支持1虛1/2/4/6/8/12/24。

基于以上信息，設計虛擬機規(guī)格時需考慮GPU虛擬化規(guī)格和CPU內存硬盤兩種維度。最終設計的GPU虛擬化規(guī)格有4種：1虛4/6/8/12；CPU內存硬盤規(guī)格有2種：8C/16 GB/100 GB（即CPU8核、內存16 GB、硬盤100 GB）和16C/32 GB/100 GB。 兩種維度下有8種虛機規(guī)格，即從1虛4/8C/16 GB/ 100 GB一直到1虛12/16C/32 GB/100 GB共8種。

2.2.2 功能測試方案設計

云非編功能測試內容主要包括以下內容：虛擬化部署（非編軟件虛機安裝）、素材管理（素材導入、資源管理器的功能等）、故事板合成打包（多種常見格式的合成打包）、工程文件管理（自動、手動保存版本、工程文件的新建打開和合并等）、非編的基本編輯功能（包括剪輯、故事板縮放、打點、素材覆蓋插入等）、視音頻轉場特技（常用視音頻轉場特技如淡入淡出等）、視頻特技（畫中畫、運動變換、色彩校正、動態(tài)遮罩、馬賽克、三維變換等）、字幕功能（靜幀、特技、多層、滾屏和唱詞字幕等）、上監(jiān)功能（故事板視頻畫面和音頻上監(jiān)）、高清視頻格式支持（Avid DNxHD-mxf、mpeg2-i-avi、mpeg2-i-mxf、Prores 422-mov、AVCIntra-mxf、h264-mp4、h264-ts、mpeg2-ibp、mpeg2-mpg、DVCPROHD-mxf、h265-ts、h26-mp4、Xdcam422-mxf等）、4K視 頻格式（常見4K視頻格式，如Raw、XAVC等）、多格式音頻支持（常見音頻格式，aac、mp3、wav、mxf、PCM等）、渲染功能（渲染功能和渲染效率等）、多格式混編（多種視音頻編解碼格式的混合編輯）、音頻監(jiān)控（音頻UV表、響度等）、多機位剪輯（素材的多機位剪輯）以及操作記錄（操作記錄日志、操作回退和前進等）等[2]。

2.2.3 性能測試方案設計

云非編性能測試主要指的是云非編的多層實時性測試，分為兩類。第一類是正常情況下的云非編性能測試，即vGPU采用1虛n（n為大于等于4的偶數(shù)）的情況下，同時進行性能測試的虛機數(shù)量小于或等于n/2。第二類是在vGPU滿配下的性能壓力測試，即vGPU采用1虛n（n為大于等于4的偶數(shù)），同時進行性能測試的虛機數(shù)量為n。

正常情況下的云非編性能測試方案如表1 所示。

表1 正常情況下的云非編性能測試方案

（1）方法1——視頻多層實時性測試（簡單特技+靜幀字幕）。8種規(guī)格、3種格式（mpeg2-i、DNxHD、多格式混編），總共24種（8規(guī)格×3格式）測試。每種測試音頻8軌（4軌mxf+4軌wav），每30 s逐層增加同種格式（3種格式之一）不同的視頻素材，分別測試畫中畫疊加前后的視頻實時層數(shù)，即故事板上從第一軌畫面開始，依次加特技畫中畫，同時從頭到尾加一層靜幀字幕，測試視頻多層實時層數(shù)。每家非編至少要對2臺同樣規(guī)格的虛機進行測試，且每一臺至少測試3遍，總共6遍，取平均值（四舍五入）。

（2）方法2——視頻多層實時性測試（復雜特技+復雜字幕）。8種規(guī)格、3種格式（mpeg2-i、DNxHD、多格式混編），總共24種（8規(guī)格×3格式）測試。每種測試音頻8軌（4軌mxf+4軌wav），每30 s逐層增加同種格式（3種格式之一）不同的視頻素材，分別測試畫中畫+復雜特技+復雜字幕疊加前后的視頻實時層數(shù)，即故事板上從第一軌畫面開始，依次加特技畫中畫。接著從第1軌開始，每2軌選1軌做一個復雜特技，依次做靜幀、黑場、色彩校正、動態(tài)遮罩、馬賽克、運動變換、三維變換。然后在整段素材添加靜幀字幕、唱詞字幕，部分時間段素材添加滾屏字幕、和特技字幕，測試視頻多層實時層數(shù)。每家非編至少要對2臺同樣規(guī)格的虛機進行測試，且每一臺至少測試3遍，總共6遍，取平均值（四舍五入）。

方法3——音頻多層實時性測試（規(guī)格1+多格式混編）。音頻測試只選擇規(guī)格1+多格式混編這一種測試（24種測試之一）。8軌高清視頻從第一層往上格式分別mpeg2-i、Avid MXF 、MOV、AVCIntra、mp4（h264）、mpeg2-ibp、mpeg2-i、Avid MXF，視頻做8分屏畫中畫，并做靜幀字幕。音頻按wav、mxf、wav、aac的順序，每30 s逐層增加音頻素材，測試音頻實時層數(shù)。每家非編至少測試3遍，取平均值（四舍五入）。

第二類在vGPU滿配的情況下進行云非編的性能測試，詳見表2，主要目的是檢驗在滿配情況下，vGPU的性能和正常情況相比是否有明顯的下降。設計方案采用1虛6和1虛12這兩種vGPU虛擬化，主要基于大洋、索貝和新奧特3家非編要做到平均分配，即在1虛6的情況下，3家非編各2臺，16C/32 GB/100 GB規(guī)格，第一種測試采用方法1、mpeg2-i格式，做畫中畫和靜幀字幕；第二種測試采用方法2，多格式混編，做畫中畫、復雜特技和復雜字幕。在1虛12的情況下，3家非編各4臺，測試方法同第一種和第二種。

表2 在vGPU滿配下的云非編性能壓力測試方案

2.3 測試結論

云非編整個測試過程要有人全程記錄測試結果，根據結果進行分析總結，形成測試報告，對3家非編的功能和性能做出測試對比，并提出3家云非編的高中低配的虛機資源配置建議，以達到合理利用云平臺虛機資源的目的。測試報告中各家非編測試結論參考表1、表2。

3 結 語

云平臺建設中，GPU的虛擬化應用越來越廣泛，部署云非編的虛機廣泛采用vGPU的方式下發(fā)。根據業(yè)務需求的不同，需要給出不同配置（如高中低配）的虛機規(guī)格。高中低配的規(guī)格劃分依據，每家非編對于云化虛擬化的支持程度，都需要進行相關的云非編的測試。設計系統(tǒng)的、科學的云非編測試方案，可以很好地提升測試的效率和準確性，為云平臺虛機規(guī)格劃分提供技術上的依據，提高資源利用率，節(jié)省云平臺資源，也為后期編輯用戶提供了多種多規(guī)格的云非編工具，方便其進行高效優(yōu)質的節(jié)目制播。