檔案影片云修復(fù)基礎(chǔ)技術(shù)測試研究

劉佳楠

中國電影科學(xué)技術(shù)研究所 (中央宣傳部電影技術(shù)質(zhì)量檢測所),北京 100086

1 引言

近年來隨著大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等新一代信息技術(shù)在電影行業(yè)應(yīng)用的持續(xù)深化,加之高分辨率、高新技術(shù)格式影片制作需求激增,電影數(shù)字化修復(fù)領(lǐng)域在圖像處理和聲音修復(fù)技術(shù)方面也開始呈現(xiàn)智能化發(fā)展趨勢。伴隨新老技術(shù)迭代,在質(zhì)量與效率雙雙提升的同時(shí),相應(yīng)修復(fù)工藝的數(shù)據(jù)處理量也產(chǎn)生極大增長。面對高分辨率素材數(shù)量增多、圖像渲染和人工智能修復(fù)對算力的新要求以及高新技術(shù)格式、多版本存檔技術(shù)指標(biāo)提升,現(xiàn)有獨(dú)立運(yùn)行的電影修復(fù)系統(tǒng),越來越難以在成本和需求之間找到平衡。而云修復(fù)概念的引入,或可突破行業(yè)瓶頸,為增強(qiáng)修復(fù)算力、提升修復(fù)能力、擴(kuò)展修復(fù)模式提供新思路。

云修復(fù)可看作影視云制作的一類特殊應(yīng)用場景,將傳統(tǒng)修復(fù)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算從本地系統(tǒng)中遷至遠(yuǎn)程云端,借助云端基礎(chǔ)設(shè)施和通訊網(wǎng)絡(luò),增強(qiáng)數(shù)據(jù)計(jì)算、交換與協(xié)作能力,為膠片電影數(shù)字化修復(fù)提供更加高效和低成本的工作模式,以滿足高新技術(shù)格式、智能化修復(fù)需求。為摸索這一創(chuàng)新應(yīng)用的相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù),本文進(jìn)行了實(shí)際測試研究。

2 測試系統(tǒng)的搭建

云修復(fù)的基本流程是從膠片數(shù)字化后的文件上傳云端開始至修復(fù)完畢。在云上實(shí)現(xiàn)損傷修復(fù)、編輯、調(diào)音調(diào)色、聲畫合成、打包輸出和鑒定入庫等工藝環(huán)節(jié)。按照這一流程,測試分別在公有云和私有云兩種部署模式中進(jìn)行,并設(shè)計(jì)了多個(gè)系統(tǒng)搭建方案,旨在通過對測試結(jié)果的比對分析,探求云修復(fù)的可行依據(jù)和其中存在的技術(shù)問題。

2.1 云修復(fù)運(yùn)行方式設(shè)計(jì)

2.2.1 云桌面類

測試選擇了兩種不同協(xié)議的遠(yuǎn)程桌面,以驗(yàn)證其用于云修復(fù)的可行性。一種是微軟的Windows RPD 10遠(yuǎn)程桌面;另一種是阿里云最新推出的無影云桌面,采用的是Citrix公司的ICA/HDX協(xié)議。

表1 遠(yuǎn)程桌面對比

表2 阿里無影云配置詳情

2.1.2 原生C/S(Client/Server)架構(gòu)

原生C/S(Client/Server)架構(gòu)是從底層開始將應(yīng)用程序設(shè)計(jì)成由服務(wù)端 (Server)和客戶端(Client)兩部分組成的分布式系統(tǒng)。原生C/S架構(gòu)能夠充分發(fā)掘云端設(shè)備和客戶端設(shè)備的潛力,發(fā)揮各自優(yōu)勢,優(yōu)化任務(wù)分工,具有性能優(yōu)化強(qiáng)、靈活性高和安全性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。由于目前尚無商品化的原生C/S架構(gòu)修復(fù)軟件系統(tǒng)可供測試,本項(xiàng)研究采用自主研發(fā)的Lion修復(fù)軟件改編了一個(gè)測試模型Lion Cloud,并通過兩臺(tái)圖形工作站以及數(shù)字專線模擬成修復(fù)私有云部署,進(jìn)行了初步測試。Lion Cloud系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 Lion Cloud系統(tǒng)框圖

2.2 網(wǎng)絡(luò)連接的方式

修復(fù)過程的所有數(shù)據(jù)以及客戶端人員操作的指令均依靠網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)皆贫藱C(jī)。因此,云修復(fù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境是決定該系統(tǒng)能否實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一。本文選取了不同類型的網(wǎng)絡(luò),模擬云修復(fù)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中可能涉及的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,考察網(wǎng)絡(luò)條件對實(shí)現(xiàn)云修復(fù)系統(tǒng)的影響。包括:

(1)本地局域網(wǎng),實(shí)驗(yàn)室千兆局域網(wǎng);

(2)SDH專線,100Mbps帶寬,點(diǎn)對點(diǎn)數(shù)字專線;

(3)互聯(lián)網(wǎng),單位局域網(wǎng),400Mbps;

(4)互聯(lián)網(wǎng),家庭寬帶A,300Mbps;

(5)互聯(lián)網(wǎng),家庭寬帶B,500Mbps;

(6)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò),5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。

2.3 8種云修復(fù)模擬系統(tǒng)搭建方案

本文從最基本的系統(tǒng)構(gòu)成要素開始,將不同部署類型、網(wǎng)絡(luò)條件和遠(yuǎn)程連接方式進(jìn)行組合,逐步豐富系統(tǒng)搭建元素和復(fù)雜性,形成8種云修復(fù)模擬系統(tǒng)的搭建方案,見表3。

表3 云修復(fù)模擬系統(tǒng)搭建方案

2.4 測試所用軟件及素材

所用軟件為Da Vinci Resolve 16/17、DustBuster+12.5和Lion/Lion Cloud等;所用素材為彩色影片,分辨率2048×1556,dpx序列。

3 云修復(fù)系統(tǒng)功能測試

3.1 測試目標(biāo)

雖然云修復(fù)系統(tǒng)本身性能的考察與應(yīng)用程序基本無關(guān),但由于修復(fù)軟件的運(yùn)行對平臺(tái)有一定要求,仍需要進(jìn)行功能測試。測試目標(biāo)包含以下三方面:

(1)確定設(shè)備是否連通;

(2)確定軟件是否可安裝和能否正常運(yùn)行;

(3)確定是否能走通完整的修復(fù)工藝流程,包括:素材上傳、編輯、畫面及聲音修復(fù)、調(diào)色、校驗(yàn) (質(zhì)量鑒定)、下載等。

3.2 測試過程及結(jié)果分析

經(jīng)調(diào)試,8個(gè)模擬系統(tǒng)均通過測試?？蓪?shí)現(xiàn)設(shè)備連通、軟件安裝及運(yùn)行,并走通影片修復(fù)的基本工作流程。

3.2.1 軟件方面

三款專業(yè)軟件在測試系統(tǒng)中均可正常安裝及運(yùn)行,能夠?qū)崿F(xiàn)影片數(shù)字化修復(fù)的基本功能。測試表明,修復(fù)軟件對云端設(shè)備的顯卡版本和操作系統(tǒng)有一定要求,決定軟件安裝與運(yùn)行的影響因素主要集中在軟硬件兼容性上,在配置系統(tǒng)時(shí)需格外注意。例如,在阿里云上安裝DustBuster+時(shí),其最新的13.1版僅支持英偉達(dá)cuda.11計(jì)算架構(gòu),而阿里云的計(jì)算服務(wù)器顯卡驅(qū)動(dòng)版本為cuda.10,導(dǎo)致測試只能安裝使用舊版。同樣問題也出現(xiàn)在Da Vinci Resolve的安裝中。但不同的是,Resolve可通過軟件設(shè)置使用OpenCL架構(gòu)解決該問題。另外,在不同版本的RDP遠(yuǎn)程桌面互聯(lián)測試中,兩個(gè)RDP 10之間的互聯(lián)時(shí)消耗帶寬明顯比使用RDP 7連接RDP 10要低。

軟件授權(quán)方面,修復(fù)軟件通常有激活碼和實(shí)體密鑰兩類授權(quán)形式。在公有云測試中,兩類軟件授權(quán)均可在阿里云端使用。Diamant軟件的實(shí)體密鑰插在客戶端上,通過無影云遠(yuǎn)程桌面可重定向到云端,與調(diào)色臺(tái)映射辦法相同。但本測試為一對一使用的簡單修復(fù)場景,真正云修復(fù)模式應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)修復(fù)協(xié)同制作和資源共享。軟件許可證授權(quán)將是云修復(fù)系統(tǒng)成熟落地應(yīng)用所需解決的問題之一。

3.2.2 硬件方面

經(jīng)調(diào)試,模擬系統(tǒng)均可實(shí)現(xiàn)設(shè)備連通和修復(fù)操作,但存在以下問題。

(1)修復(fù)制作環(huán)境

本地修復(fù)的監(jiān)聽、監(jiān)看環(huán)境尚不能在云修復(fù)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。本地修復(fù)系統(tǒng)配置有專門的音視頻接口卡來連接專業(yè)監(jiān)視器,用于畫面修復(fù)、調(diào)色和校驗(yàn)過程監(jiān)看,以及連接專業(yè)還音設(shè)備用于聲音的準(zhǔn)確監(jiān)聽。而云修復(fù)系統(tǒng)中,以上設(shè)備與環(huán)境不能套用這套搭建辦法,需采取折中方案重新構(gòu)建監(jiān)聽與監(jiān)看條件。

①云修復(fù)的監(jiān)看方案

將客戶端桌面通過HDMI輸出到監(jiān)視器上。在修復(fù)或調(diào)色過程中,可在監(jiān)視器上顯示整個(gè)軟件界面。雖不能獨(dú)立顯示影片畫面,但作為折中方案可實(shí)現(xiàn)畫面內(nèi)容及色彩的準(zhǔn)確監(jiān)看。

②云修復(fù)的監(jiān)聽辦法

可以從HDMI分離出音頻信號(hào)用于監(jiān)聽。

(2)公有云存儲(chǔ)性能

本測試中租用的阿里無影云GPU實(shí)例,包含150GiB系統(tǒng)盤和150GiB數(shù)據(jù)盤,但具體存儲(chǔ)類型未公布。測其讀寫速度如表4所示。正常播放2K無壓縮修復(fù)素材,大約需要306MB/s。實(shí)測結(jié)果達(dá)不到2K修復(fù)素材播放與監(jiān)看要求。當(dāng)前有些公有云服務(wù) (比如騰訊)可選配不同類型存儲(chǔ)。若選擇固態(tài)硬盤或可有效提升讀寫速度,達(dá)到更好效果。

表4 無影云存儲(chǔ)測速

4 云修復(fù)系統(tǒng)性能測試

4.1 測試目標(biāo)

通常,云服務(wù)商所提供的云端服務(wù)器均采取虛擬化技術(shù),用戶租用的主機(jī)為虛擬機(jī)而非真實(shí)物理機(jī)。電影修復(fù)對系統(tǒng)性能要求苛刻,實(shí)時(shí)修復(fù)即使在獨(dú)占物理機(jī)上都無法完全避免丟幀情況,在云修復(fù)下可能更難保證,這是測試考察的重點(diǎn)之一。另外,影片修復(fù)涉及大量GPU運(yùn)算,對GPU編解碼能力要求高,這些都是可能對云修復(fù)操作產(chǎn)生不利影響的因素。因此,需要通過測試驗(yàn)證搭建的云修復(fù)系統(tǒng)是否能滿足要求。

為充分了解云修復(fù)可達(dá)到的系統(tǒng)性能,本文依據(jù)測試結(jié)果從網(wǎng)絡(luò)傳輸、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、交互操作流暢度和聲畫質(zhì)量四方面分析論述。

4.2 測試過程及結(jié)果分析

4.2.1 網(wǎng)絡(luò)性能

網(wǎng)絡(luò)性能主要通過測試傳輸速率、網(wǎng)絡(luò)平均時(shí)延和路由躍點(diǎn)數(shù)來評(píng)價(jià),同時(shí)進(jìn)行交互操作流暢度實(shí)測。傳輸速率是影響云模式下修復(fù)數(shù)據(jù)顯示、播放以及交互操作效果的關(guān)鍵因素,也是保證云修復(fù)模式操作可行性的基礎(chǔ)。表5列出了8個(gè)模擬系統(tǒng)測得的數(shù)據(jù)平均上傳和平均下載速度。此外,通過從修復(fù)客戶端ping云端地址,記錄兩者之間數(shù)據(jù)包(32字節(jié))的發(fā)送接收狀況及往返平均用時(shí),并通過跟蹤路由探測途徑躍點(diǎn)數(shù),綜合評(píng)估網(wǎng)絡(luò)時(shí)延情況。由于網(wǎng)絡(luò)性能的影響因素多且復(fù)雜,無法深入每個(gè)細(xì)節(jié)評(píng)估,在此只橫向?qū)Ρ绕渚W(wǎng)絡(luò)條件。本地局域網(wǎng)數(shù)據(jù)在此僅做對照。

表5 網(wǎng)絡(luò)性能測試數(shù)據(jù)

從表5中數(shù)據(jù)可以看到,100Mbps帶寬專線的點(diǎn)對點(diǎn)傳輸最穩(wěn)定,速率最快,平均時(shí)延僅4ms,上傳、下載速率均在85Mbps左右,可流暢進(jìn)行遠(yuǎn)程修復(fù)操作。這是當(dāng)前一些影視云制作項(xiàng)目所采取的網(wǎng)絡(luò)連接方式,具有可靠性好、效率高的優(yōu)勢,缺點(diǎn)是價(jià)格非常昂貴。兩次5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)測試數(shù)據(jù)反映出其網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性很差。從客戶端到云端,追蹤躍點(diǎn)數(shù)量已超過30,其傳輸速率和平均時(shí)延多次測量結(jié)果差異很大,測得平均時(shí)延最小為37ms,最大為139ms。這直接導(dǎo)致遠(yuǎn)程修復(fù)難以操作。單位局域網(wǎng)速度最為穩(wěn)定,平均時(shí)延僅7ms,且多次測量結(jié)果基本一致。家庭網(wǎng)絡(luò)A和B傳輸速率相對穩(wěn)定但分時(shí)段,用戶多的忙時(shí)均有所下降。

從實(shí)測結(jié)果可知,除5G移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)外,其余五種網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率或可滿足遠(yuǎn)程修復(fù)操作,但在膠片掃描的海量數(shù)據(jù)上傳方面仍存在很大壓力。在云修復(fù)流程中,電影膠片經(jīng)過數(shù)字化掃描后,應(yīng)上傳至云端以完成修復(fù)與存檔。通常,膠片掃描后數(shù)據(jù)格式為10bit無壓縮序列幀。一部90分鐘、2K影片掃描源文件大約是1.5TB,若使用單位局域網(wǎng)將其上傳至阿里云端,用時(shí)約為124小時(shí),相當(dāng)于5天。這樣的低效率不能滿足大規(guī)模修復(fù)制作。因此若要實(shí)現(xiàn)修復(fù)系統(tǒng)及工藝在云端真正應(yīng)用,提升網(wǎng)絡(luò)技術(shù)條件是關(guān)鍵問題。

4.2.2 交互操作流暢度

傳輸速率和網(wǎng)絡(luò)平均時(shí)延從客觀角度反映了不同網(wǎng)絡(luò)的傳輸性能,以及對云修復(fù)系統(tǒng)運(yùn)行可能產(chǎn)生的影響。交互操作流暢度則是從軟件實(shí)際運(yùn)行和人工操作角度出發(fā),通過在8種模擬系統(tǒng)中進(jìn)行2K影片修復(fù)測試,評(píng)估在云端實(shí)現(xiàn)修復(fù)人機(jī)交互操作和各項(xiàng)功能的可行性。

可用,修復(fù)各項(xiàng)功能的實(shí)際操作基本流暢。模擬 手繪筆刷有明顯拖尾,界面操作可感知明顯延遲。公有云1調(diào)色操作流暢。Lion和Resolve播放時(shí)有卡頓,Diamant可低速播放,偶有卡頓。模擬 不可用,修復(fù)各項(xiàng)功能的實(shí)際操作無法實(shí)現(xiàn)。公有云2網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定,從運(yùn)行軟件開始所有操作 (鼠標(biāo)滑動(dòng)、點(diǎn)擊、窗口縮放等)都很困難,無法使用?？捎?修復(fù)各項(xiàng)功能的實(shí)際操作基本流暢。模擬 手繪筆刷有明顯拖尾,界面操作可感知明顯延遲。公有云3調(diào)色操作均有微小延遲。Lion和Resolve素材播放有卡頓,Diamant可低速播放。

交互操作流暢度評(píng)估,主要考察的是從修復(fù)人員發(fā)出操作指令到結(jié)果反饋在顯示器上所需的時(shí)間是否能夠滿足人員的流暢使用。圖2是云修復(fù)模式下,從修復(fù)人員發(fā)出操作指令到結(jié)果反饋的過程示意。分析該過程可看到,交互操作流暢度主要受兩方面影響。一方面是網(wǎng)絡(luò)帶寬,主要影響操作指令、計(jì)算結(jié)果的傳輸,決定了客戶端與云端之間數(shù)據(jù)傳輸能力。因此流暢度的評(píng)估與上節(jié)中網(wǎng)絡(luò)性能測試結(jié)果可互為驗(yàn)證。表5和表6中數(shù)據(jù)反映出測試結(jié)果的一致性。可見提升帶寬能夠緩解網(wǎng)絡(luò)本身延遲問題,但需考慮成本。另一方面,操作流暢度還取決于運(yùn)算設(shè)備性能。它主要影響修復(fù)結(jié)果的計(jì)算速度、傳輸?shù)娇蛻舳怂璧木幗獯a速度。性能配置是相對容易控制的。從本次測試結(jié)果可以看到,若排除實(shí)時(shí)播放等高要求,公有云服務(wù)器性能基本滿足修復(fù)使用,而私有云在性能配置上更加靈活可定制。鑒于此,影響修復(fù)流暢度最大因素還是在網(wǎng)絡(luò)條件方面。

表6 交互操作流暢度測試結(jié)果

圖2 云修復(fù)操作與反饋過程的示意圖

4.2.3 畫面質(zhì)量

(1)靜態(tài)顏色編碼準(zhǔn)確性

旨在考察遠(yuǎn)程桌面方式下,修復(fù)畫面經(jīng)過編碼解碼傳輸后,在客戶端顯示的結(jié)果與原畫面在色彩上是否有偏差。從而判斷遠(yuǎn)程桌面方式的色彩準(zhǔn)確性,衡量其是否可用于畫面調(diào)色工作。

①測試工具

柯達(dá)2K色彩測試標(biāo)板。(需注意標(biāo)板為10bit圖像,但顯示器及遠(yuǎn)程桌面僅支持8bit,因此客戶端顯示并截屏后的測試圖均為8bit。)

②測試方法

將測試標(biāo)板分別顯示在客戶端本機(jī)桌面、RPD遠(yuǎn)程桌面和阿里無影云桌面上并截圖。提取截圖中測試標(biāo)板各色塊RGB數(shù)值,記錄數(shù)據(jù)。計(jì)算每個(gè)色塊在不同顯示條件下的R、G、B數(shù)值差,即ΔR、ΔG、ΔB。若所有差值均為0則認(rèn)為云端機(jī)的標(biāo)板畫面經(jīng)編碼、解碼后傳輸顯示至客戶端上的結(jié)果為準(zhǔn)確;若差值非0,則說明傳輸至客戶端顯示的結(jié)果不準(zhǔn)確,即畫面色彩有偏差。

③結(jié)果分析

RDP遠(yuǎn)程桌面測得結(jié)果中,24個(gè)色塊中有5個(gè)色塊存在微小數(shù)值偏差,偏差值均為1。說明顯示過程中畫面色彩沒有真實(shí)還原。但偏差僅1bit,人眼不可察覺,因此并不嚴(yán)重。而阿里無影云桌面上24個(gè)色塊均未檢出偏差,說明色彩準(zhǔn)確性良好。

表7 靜態(tài)標(biāo)板測試數(shù)據(jù)

12 164 0 121 0 55 0 164 0 121 0 55 0 13 41 0 56 0 140 0 41 0 56 0 140 0 14 65 0 121 0 67 0 65 0 121 0 67 0 15 166 0 50 0 49 0 165-1 49-1 49 0 16 177 0 150 0 56 0 177 0 150 0 56 0 17 161 0 75 0 132 0 161 0 75 0 132 0 18 57 0 108 0 161 0 57 0 108 0 161 0 19 177 0 181 0 215 0 177 0 181 0 215 0 20 149 0 155 0 186 0 149 0 155 0 186 0 21 121 0 126 0 149 0 121 0 126 0 148-1 22 91 0 95 0 111 0 91 0 95 0 111 0 23 64 0 65 0 70 0 64 0 65 0 70 0 24 36 0 37 0 36 0 36 0 37 0 36 0

(2)圖像顯示分辨率

旨在考察遠(yuǎn)程桌面方式下,修復(fù)畫面經(jīng)過編解碼傳輸后,在客戶端顯示的質(zhì)量與原畫面質(zhì)量在分辨率上是否出現(xiàn)偏差。從而判斷遠(yuǎn)程桌面方式圖像顯示的準(zhǔn)確性,衡量其是否可用于畫面修復(fù)工作。

①測試材料

柯達(dá)膠片2K分辨率測試標(biāo)板 (靜態(tài));自制的動(dòng)態(tài)版測試標(biāo)板 (長度1秒,偏移量x=400,y=50)。

②測試方法

在RDP遠(yuǎn)程桌面和阿里無影云桌面上,分別打開分辨率測試標(biāo)板 (靜態(tài)),觀察標(biāo)板清晰度并截屏(見表8中RDP欄和阿里無影云桌面欄)。在兩種遠(yuǎn)程桌面上分別循環(huán)播放動(dòng)態(tài)版測試標(biāo)板,并截圖(見表8中RDP move欄和阿里無影云桌面move欄),觀察其清晰度變化。

表8 顯示圖像分辨率測試結(jié)果

③結(jié)果分析

為更清晰地反映測試結(jié)果,表8中僅展示了測試標(biāo)板中1×1分辨率部分的截圖。對比兩個(gè)靜態(tài)顯示截圖,RDP和阿里云桌面均可正常顯示標(biāo)版條紋,且肉眼對比與原圖無差異。當(dāng)動(dòng)態(tài)播放標(biāo)板時(shí),可看到無論RDP還是阿里云桌面的顯示均出現(xiàn)不同程度模糊。其中,阿里云的顯示略有模糊但條紋仍分明,而RDP顯示的條紋嚴(yán)重模糊,甚至豎向條紋已模糊成了色塊。由此可見,在顯示分辨率方面,靜態(tài)條件下兩者均效果良好,而動(dòng)態(tài)顯示條件下阿里云優(yōu)于RDP。

4.2.4 素材播放

此項(xiàng)旨在評(píng)估公有云服務(wù)上進(jìn)行修復(fù)結(jié)果監(jiān)看與質(zhì)量鑒定的可行性。通常,修復(fù)監(jiān)看與質(zhì)量鑒定應(yīng)播放無壓縮格式影片文件。但由于阿里云所提供的存儲(chǔ)性能及網(wǎng)絡(luò)條件均不支持無壓縮格式播放,因此測試素材使用了H.264編碼片段。

(1)測試素材:H.264 quicktime格式,分辨率1920×1080。使用該素材制作了不同碼率的測試片段,碼率由高到低分別為1、2、3號(hào)。具體數(shù)據(jù)見表9。

表9 測試片段碼率

(2)測試方法:使用所內(nèi)局域網(wǎng)由客戶端登陸阿里無影云桌面系統(tǒng)。在云端使用Media Player依次循環(huán)播放三種測試素材,觀察播放效果并記錄。

(3)結(jié)果分析

素材播放是否流暢主要取決于云端虛擬機(jī)性能及共享存儲(chǔ)性能。從影片播放到顯示的過程分析,當(dāng)虛擬機(jī)播放測試片段時(shí),片段經(jīng)解碼后呈現(xiàn)在云端桌面上,然后經(jīng)過壓縮編碼由遠(yuǎn)程桌面?zhèn)鬏數(shù)娇蛻舳?再經(jīng)客戶端解碼后顯示在屏幕上。這一過程中,越高碼率的片段編碼復(fù)雜性越高,對虛擬機(jī)性能的要求則越高。從測試所用的無影云配置來看,理論上高中低三種碼率的測試片段均應(yīng)流暢播放。但實(shí)際測試發(fā)現(xiàn),高碼率片段播放時(shí)花屏、卡頓現(xiàn)象非常嚴(yán)重,其中搖移鏡頭更甚。中碼率片段偶爾出現(xiàn)卡頓、丟幀等現(xiàn)象,低碼率片段播放基本流暢。此外,在多次播放過程中,三個(gè)片段均出現(xiàn)過播放速度忽快忽慢狀況,碼率越高該現(xiàn)象越頻繁。這主要是由于虛擬機(jī)性能的穩(wěn)定性不夠造成。特別是在上班時(shí)間繁忙時(shí)段進(jìn)行播放,很容易出現(xiàn)此現(xiàn)象。推測為云服務(wù)共享特性導(dǎo)致的用戶競爭,虛擬機(jī)性能下降,影響播放效果。

另外,公有云模擬系統(tǒng)的交互流暢度測試中發(fā)現(xiàn),軟件內(nèi)播放素材時(shí),三種網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率均未超過40Mbps,局域網(wǎng)和家庭網(wǎng)絡(luò)B基本在25~35Mbps間波動(dòng)。由此推測,阿里云內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)對用戶存在一定限速。

4.2.5 關(guān)于C/S架構(gòu)的測試

除阿里云桌面沒有開通公網(wǎng)IP無法部署外,該軟件在本項(xiàng)目測試的其他模式中均可實(shí)現(xiàn)設(shè)備連通、軟件安裝和正常運(yùn)行。

表10 原生C/S架構(gòu)測試結(jié)果

在性能測試方面,由于測試模型均為自行設(shè)計(jì),單獨(dú)測試某項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)意義不大。經(jīng)測試,在穩(wěn)定的100Mbps帶寬10ms以內(nèi)延遲的網(wǎng)絡(luò)中,采用原生C/S架構(gòu)的云修復(fù)用戶體驗(yàn)與本地模式差別不大,優(yōu)于云桌面模式。

5 結(jié)論

5.1 部署模式

經(jīng)研究驗(yàn)證,云修復(fù)模式已具備一定的技術(shù)可行性。

現(xiàn)有條件下,電影數(shù)字化修復(fù)系統(tǒng)可經(jīng)過優(yōu)化后部署在私有云上,實(shí)現(xiàn)畫面修復(fù)、聲音修復(fù)、畫面調(diào)色及合成輸出等修復(fù)制作功能,聲畫質(zhì)量能夠滿足修復(fù)基本要求,且成本可控,可支持電影修復(fù)項(xiàng)目在云端開展內(nèi)容修復(fù)制作。

經(jīng)測試,公有云服務(wù)在硬件算力上已能夠滿足電影修復(fù)制作的基本要求,可提供豐富的算力資源,具有系統(tǒng)配置靈活多樣、隨時(shí)可更換、免維護(hù)與升級(jí)的優(yōu)勢。但從經(jīng)濟(jì)性考慮,租用第三方云服務(wù)需支付相應(yīng)套餐費(fèi)以及配套網(wǎng)絡(luò)和共享存儲(chǔ)費(fèi)用,長期租用成本高昂,離實(shí)際推廣應(yīng)用還有距離。未來隨著云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展,若云端修復(fù)制作達(dá)到一定規(guī)模形成分布式協(xié)同制作模式,相信在集群效應(yīng)下價(jià)格成本方面會(huì)體現(xiàn)出優(yōu)勢。此外,公有云部署還面臨修復(fù)專業(yè)設(shè)備的許可證管理、插件應(yīng)用以及多人協(xié)同工作模式等復(fù)雜問題,有待進(jìn)一步研究解決。

5.2 遠(yuǎn)程連接方式

采用遠(yuǎn)程桌面類連接是當(dāng)前技術(shù)條件下實(shí)現(xiàn)云修復(fù)系統(tǒng)最適用的遠(yuǎn)程方案。由于專業(yè)修復(fù)軟件種類少、需求小且更新緩慢,短期內(nèi)主流軟件更新到具備云原生架構(gòu)可能性很小,而一套完整修復(fù)工藝中必定涉及使用多種軟件,因此采取通用性強(qiáng)且穩(wěn)定性佳的遠(yuǎn)程桌面方式是當(dāng)下最可行方案。目前國內(nèi)各大云服務(wù)商均有推出高性能GPU圖形型云桌面服務(wù),具有部署效率高、擴(kuò)展能力強(qiáng)、維護(hù)方便的優(yōu)勢。實(shí)測這類云桌面服務(wù)已在技術(shù)層面達(dá)到云修復(fù)基本要求,可支持大部分修復(fù)軟件及外設(shè)的安裝和遠(yuǎn)程使用。單純從技術(shù)角度來看,采用這類云桌面配合共享存儲(chǔ)可迅速構(gòu)建一套基礎(chǔ)的電影數(shù)字化修復(fù)云系統(tǒng)。安全性方面也有多種可選策略,比如安全水印功能和加密協(xié)議僅傳輸屏幕變量等,可提供較安全可靠的修復(fù)工作環(huán)境。

這種方式與本地修復(fù)相比仍有不足,主要集中在搭建監(jiān)看、監(jiān)聽環(huán)境方面。云桌面不能將制作內(nèi)容單獨(dú)回傳到監(jiān)視設(shè)備上顯示,并且回傳的是壓縮圖像。阿里云雖有無壓縮回傳功能,但對網(wǎng)絡(luò)要求非常高,現(xiàn)階段無法實(shí)際使用。聲音修復(fù)文件小、對算力要求低但需要一套標(biāo)準(zhǔn)還音設(shè)備,因此仍是本地修復(fù)更合適。鑒于此,現(xiàn)階段的公有云修復(fù)可保留調(diào)色調(diào)音工作在線下完成,將畫面修復(fù)的手工繪制等耗費(fèi)人工的環(huán)節(jié)部署到云上分包,從而提升效率、降低成本。

5.3 云端服務(wù)器性能要求

電影數(shù)字化修復(fù)對于云端服務(wù)器性能要求主要集中在算力方面,即CPU和GPU性能。根據(jù)測試結(jié)論,無影云桌面的GPU計(jì)算型服務(wù)器配置基本滿足電影修復(fù)對硬件性能的要求。而這類GPU計(jì)算型為通用配置,各大云服務(wù)商均有提供,根據(jù)實(shí)際需求可有多種選擇。另外,選配云端服務(wù)器時(shí)還應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注兼容性。云服務(wù)所提供的通常為虛擬機(jī),配置按固定套餐形式出租,硬件性能升級(jí)只有通過更換更高配置的套餐實(shí)現(xiàn)。用戶無權(quán)限更新套餐內(nèi)硬件。這就需要在搭建云修復(fù)系統(tǒng)時(shí)充分考慮軟硬件兼容性。由此可見,租用公有云服務(wù)雖然可為用戶免去系統(tǒng)維護(hù)成本和精力,但同時(shí)也在一定程度上損失了系統(tǒng)搭建的靈活性和擴(kuò)展性。

5.4 云修復(fù)的網(wǎng)絡(luò)條件

網(wǎng)絡(luò)傳輸性能與其使用成本是影響云修復(fù)模式能否真正落地的關(guān)鍵因素之一。所測的8種模擬云修復(fù)系統(tǒng)均可在云端實(shí)現(xiàn)基本畫面修復(fù)功能和調(diào)色操作,但在修復(fù)可用性和用戶體驗(yàn)上有明顯差異。結(jié)果表明,100Mbps帶寬、10ms以下時(shí)延的網(wǎng)絡(luò)條件可基本滿足修復(fù)操作需求。但帶寬并非唯一決定性因素,網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性也是決定用戶體驗(yàn)的關(guān)鍵因素。受限于網(wǎng)絡(luò)條件,云修復(fù)系統(tǒng)尚不支持修復(fù)人員 “隨時(shí)隨地”從任意終端、任意網(wǎng)絡(luò)登入系統(tǒng)開展工作。另外從成本上,測試中SDH專線的網(wǎng)絡(luò)性能最佳,但其價(jià)格高昂不適合長期使用。若將修復(fù)系統(tǒng)部署在公有云,則需從云服務(wù)商租用公網(wǎng)帶寬服務(wù)方可實(shí)現(xiàn)多用戶共享,若長期使用則是一筆不小的費(fèi)用。

綜上所述,檔案影片云修復(fù)系統(tǒng)已初步具備可行性。雖然當(dāng)前技術(shù)條件離真正在云端實(shí)現(xiàn)修復(fù)全流程還有差距,但隨著云計(jì)算技術(shù)的不斷成熟發(fā)展和影視云制作產(chǎn)業(yè)鏈的日趨成熟,以上問題定然會(huì)逐步得到改善和解決。