前言:

通過本系列譯文希望能夠?qū)ψx者帶來一定云桌面相關(guān)的科普知識,能夠一定程度上了解云桌面背后的知識體系和國外一流廠商的技術(shù)與產(chǎn)品發(fā)展方向。同時由于中英文文化差異,翻譯不當之處在所難免,請多諒解!

上?？釛？萍加邢薰?簡稱“CStack”或“酷?？萍肌?,作為一家專注于高性能、智能化云桌面產(chǎn)品及解決方案提供商,從產(chǎn)品孵化階段就不斷學(xué)習(xí)和總結(jié)國外一流廠商優(yōu)秀的產(chǎn)品設(shè)計理念和演進之路,而思杰(Citrix)是所有國內(nèi)云桌面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(xué)習(xí)對手,做到知己知彼,方可百戰(zhàn)不殆。通過本系列譯文,您可以看到一流廠商優(yōu)秀的技術(shù)點都已經(jīng)在CStack xView產(chǎn)品中有所體現(xiàn)并超越。隨著光纖網(wǎng)絡(luò)和5G的普及,視頻、3D和云游戲成為互聯(lián)網(wǎng)流量消費大戶,所以CStack成立之初就將其云桌面產(chǎn)品xView定位于中高端市場,可以很好地適用于2D/3D設(shè)計、視頻播放、視頻監(jiān)控、云游戲和Win10等新興云桌面使用場景,在技術(shù)路線上堅定不移地選擇視頻編解碼技術(shù)(Video Codecs)作為核心桌面協(xié)議技術(shù)棧,引入H.264和H.265編碼技術(shù)并配合專業(yè)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(shù),提升產(chǎn)品核心競爭力;在產(chǎn)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(shù),用于應(yīng)對普通辦公場景下的Office,OA,ERP等靜態(tài)內(nèi)容以及對于圖像和畫面有著極高要求的一些特殊使用場景。后續(xù),我們會繼續(xù)以匠心精神將CStack xView云桌面產(chǎn)品進行不斷技術(shù)優(yōu)化和產(chǎn)品升級,為用戶提供煥然一新的云桌面使用體驗!

“無損構(gòu)建(Build-To-Lossless)”的優(yōu)勢

“無損構(gòu)建”功能可在較低的帶寬消耗和完美的像素質(zhì)量情況下保證更好的交互性。 從Citrix 7.18開始,當用戶將視覺質(zhì)量策略設(shè)置為“無損構(gòu)建”時,在用戶進行交互體驗后開始使用H.264或H.265而不是JPEG,因為后者構(gòu)成了大量的響應(yīng)。這之后會對屏幕進行更小的更新,從而“銳化”桌面圖像。

使用案例

該特性在可用帶寬受限的情況下提供了優(yōu)秀的圖像質(zhì)量。當用戶工作在過渡性的內(nèi)容時,它可以得到最好的利用。正如我們在本博客系列的前幾部分中所看到的,選擇YUV420可能會導(dǎo)致文本以及內(nèi)容帶有細線的失真。選擇YUV444可以顯著提高圖像質(zhì)量,但代價是占用更多的帶寬。然而,通過啟用“無損構(gòu)建”,用戶可以在較低的帶寬消耗下獲得更好的圖像質(zhì)量。

它是如何工作的

我們可以通過在studio中設(shè)置以下策略來啟用該功能:

·Optimize for 3D graphics workload ->Enabled

啟用該策略能夠使用NVFBC (NVIDIA直接FB訪問)和NVENC (NVIDIA編碼)。

·Use video codec for compression -> For the entire screen

·Visual Quality ->Build to Lossless

·Use hardware encoding ->Enabled

在用戶會話期間,例如3D模型,視頻或用戶滾動電子表格這樣簡單的內(nèi)容,最初以低質(zhì)量顯示以提高整體交互性。 一旦用戶的輸入停止,屏幕就會被更新成更小的瞬時圖像,從而使圖像銳化到無損的程度。

【譯者】簡單來說就是犧牲掉用戶操作過程中的圖像質(zhì)量換來較好的交互體驗,但是最后靜止的一幀畫面(The Last Frame)采用無損壓縮,滿足用戶的視覺效果。Citrix的確是我們學(xué)習(xí)的友商,基本上將大部分的用戶體驗場景都考慮到了,在性能和代價上進行權(quán)衡。CStack從全屏內(nèi)容編碼,到動態(tài)內(nèi)容探測,無損壓縮,近期我們會進一步對CSDP協(xié)議進行優(yōu)化,滿足更多廣域網(wǎng)場景下的使用案例。

圖像質(zhì)量(Image Quality)

我們開始測量由無損構(gòu)建特性提供的圖像質(zhì)量。和之前一樣,我們通過結(jié)構(gòu)化相近指數(shù)SSIM來對比終端接收的圖片與VDI桌面顯示圖像的色彩準確度。讓我們來看看參考圖像與設(shè)置了“無損構(gòu)建”后的視覺效果對比。

從heatmap和SSIM數(shù)值可以看出,客戶端上的圖像與在VDI桌面渲染的圖像是99.99%相同的。

如果我們比較H.264 YUV4:2:0、H.264 YUV 4:4:4和基于無損構(gòu)建的H.264 YUV4:2:0的SSIM熱圖,將視覺質(zhì)量設(shè)置為無損構(gòu)建能給我們提供最好的圖像質(zhì)量。

我們還可以結(jié)合H.265編解碼器將視覺質(zhì)量設(shè)置為“無損構(gòu)建”。為了啟用H.265視頻編解碼器,需要設(shè)置額外的策略。有關(guān)H.265的詳細信息,請參閱本系列博客的第3部分。與H.264類似,下面的heatmap圖像和SSIM索引比較證明了從無損構(gòu)建提供近乎完美的圖像質(zhì)量,而不管選擇何種視頻編解碼器。

根據(jù)觀察到的數(shù)據(jù),我們可以得出這樣的結(jié)論:在靜態(tài)圖像的情況下,“無損構(gòu)建”特性確實使我們獲得了接近無損的圖像質(zhì)量。

【譯者】通過上面的對比可以看出同樣采用YUV420,啟用了“Build-To-Lossles”能夠大幅提升靜態(tài)圖像的質(zhì)量,這里需要強調(diào)的是靜態(tài)圖像,如果你仔細觀察過程圖像或者畫面,依舊會看出差異。根據(jù)CStack眾多項目經(jīng)驗來看,Citrix這個特性在很多2D、3D設(shè)計場景下并不是很適合,絕大多數(shù)的設(shè)計師不僅關(guān)心最后的畫面,同樣對于過程畫面很在意,會影響使用者的心情,例如我們在一個船舶設(shè)計單位的項目,采用了兩種方案:一種是按照質(zhì)量去編碼,整個使用過程都非常清晰,尤其是大量線條構(gòu)成的設(shè)計物體進行旋轉(zhuǎn)時候;另外一種是按照碼率動態(tài)編碼,雖然最后的畫面也非常清晰,但是物體旋轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生畫面質(zhì)量有損,導(dǎo)致設(shè)計師的反感。反觀普通辦公場景,過程畫面非常短,例如編輯excel,word翻頁等等,用戶視覺差異不明顯,但是對延時非常敏感,這種情況下保證最后一幀的高質(zhì)量輸出,基本能夠滿足絕大部分的用戶體驗。

帶寬消耗(Bandwidth consumption)

讓我們轉(zhuǎn)向另一個極端,在窗口模式下使用720p視頻回放進行評估。這將告訴我們帶寬消耗的影響。

表1:位圖編解碼、H.264視頻編解碼和基于無損構(gòu)建的H.264視頻編解碼的帶寬比較

如上表所示,我們使用位圖編解碼產(chǎn)生的帶寬消耗作為基線。使用基于無損構(gòu)建的H.264視頻編解碼方式比位圖編解碼節(jié)省了大約45%的帶寬。與H.264 YUV 4:2:0相比,將視覺質(zhì)量設(shè)置為中等,帶寬消耗略有降低,約為11%。最大的區(qū)別是使用H.264 YUV 444作為視頻編解碼。在這種情況下,無損構(gòu)建在帶寬消耗上節(jié)省了70%。

現(xiàn)在,考慮一下視覺質(zhì)量是否設(shè)置為“高”而不是“中等”。位圖編解碼現(xiàn)在使用大約多72%的網(wǎng)絡(luò)帶寬。在這種情況下,無損構(gòu)建的優(yōu)勢就更大了。H.264 YUV 4:2:0和H.264 YUV 4:4:4節(jié)省的帶寬與視覺質(zhì)量設(shè)置為“中等”時差不多。

使用基于無損構(gòu)建的H.264作為視頻編解碼方式,這使我們能夠最有效地利用可用的網(wǎng)絡(luò)帶寬。

表2:位圖編解碼、H.265視頻編解碼和基于無損構(gòu)建的H.265視頻編解碼的帶寬比較

與將視覺質(zhì)量設(shè)置為“中等”的位圖編解碼方式相比,基于無損構(gòu)建的H.265編解碼方式可使帶寬消耗大約降低50%。當視覺質(zhì)量設(shè)置為“高”,位圖編解碼器使用更多的網(wǎng)絡(luò)帶寬。因此,我們可以節(jié)省大約71%的帶寬消耗。與H.265 YUV 4:2:0相比,無論視覺質(zhì)量設(shè)置如何,帶寬消耗都略有降低。

H.265與設(shè)置為“無損構(gòu)建”的視覺質(zhì)量相結(jié)合,為我們提供了網(wǎng)絡(luò)帶寬和圖像質(zhì)量的最佳利用。

雖然“無損構(gòu)建”為用戶提供了更低的帶寬消耗和更好的圖像質(zhì)量,但用戶可能需要習(xí)慣“銳化效果”。 當用戶會話閑置并且屏幕上的圖像通過臨時性的更新達到最佳圖像質(zhì)量時,會發(fā)生這種情況。 這是視覺質(zhì)量,性能和帶寬消耗之間最好的折衷方案,最終可以實現(xiàn)最佳的用戶體驗。

如果你想了解如何選擇正確的VDI協(xié)議,可以觀看我們在GTC大會上的視頻錄像。請點擊此處。

【譯者】如我前幾篇注釋所解釋的一樣,沒有一種方案可以達到完美的地步,如果有VDI廠商承諾可以做到帶寬、質(zhì)量、體驗完全滿足所有場景,基本上可以Pass掉了。桌面云項目成功的關(guān)鍵因素,除了成熟的產(chǎn)品以外,還需要進行場景化的用戶使用習(xí)慣和需求分析,找到最合理的解決方案,達到一種平衡。CStack利用成熟穩(wěn)定的xView高性能云桌面產(chǎn)品,結(jié)合多年的視頻編碼技術(shù)和桌面云項目經(jīng)驗,幫助用戶合理地實現(xiàn)“最后一公里云化”。

關(guān)于作者

Simon Schaber: NVIDIA GRID 解決方案架構(gòu)師

譯文出處

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