任意網(wǎng)絡(luò)上的任意媒體(第3篇)——NDI 簡(jiǎn)化專業(yè)音視頻

引言

過(guò)去 10 年間，企業(yè)工作場(chǎng)所、專業(yè)視頻工作室等的多媒體需求顯著增長(zhǎng)。如今的內(nèi)容制作商需要支持高質(zhì)量、低時(shí)延視頻的設(shè)備和基礎(chǔ)設(shè)施，而不受 HDMI?、DisplayPort? 或 SDI 等傳統(tǒng)基帶視頻接口的限制。制作商想擁有遠(yuǎn)距離傳輸、多通道視頻以及音視頻要素的靈活路由，而這些只是其中的幾項(xiàng)需求。隨著向基于 IP 的流的過(guò)渡，音頻、視頻和數(shù)據(jù)現(xiàn)在可以融于一條以太網(wǎng)線纜上，在其上可以在本地和全球的 IP 網(wǎng)絡(luò)上編輯、分離、組合和傳輸內(nèi)容。盡管市面上有多種選擇可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，但市場(chǎng)上的一項(xiàng)協(xié)議因其性能和簡(jiǎn)化性而發(fā)展勢(shì)頭迅猛，那就是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接口，也稱為 NDI^?。

圖 1 ISE2023 上 AMD 展位的 NDI。Lumens 和 BirdDog NDI 攝像頭、Magewell 和 Kiloview NDI<>HDMI 轉(zhuǎn)換器以及 SWIT NDI 監(jiān)視器均通過(guò) NewTek Tricaster 連接和控制

網(wǎng)絡(luò)媒體很難實(shí)現(xiàn)，是什么讓 NDI 如此簡(jiǎn)單？

目前，高清廣播媒體內(nèi)容數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá) 3Gb/s，而超高清 4K 內(nèi)容的傳輸速率是其 4 倍！即使是最簡(jiǎn)單的工作室也會(huì)在內(nèi)容創(chuàng)造過(guò)程中利用其他功能，例如管理和組合音頻、信號(hào)（如 Tally 指示燈）、音頻返回通道和字幕，所有這些都會(huì)使整個(gè)流程變得更加復(fù)雜！網(wǎng)絡(luò)工程師可以告訴您，管理此類(lèi)帶寬、同時(shí)平衡低時(shí)延、高質(zhì)量和幀同步音視頻需求曾經(jīng)多么具有挑戰(zhàn)性。NDI 如何解決其中許多挑戰(zhàn)，以支持流媒體商和廣播公司基于 IP 的現(xiàn)代制作流程呢？

NDI 通過(guò)自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)/設(shè)備發(fā)現(xiàn)和注冊(cè)，為內(nèi)容制作商解決了許多網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)問(wèn)題。該協(xié)議通過(guò) mDNS（多播 DNS ）實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，允許所有端點(diǎn)（如攝像頭、顯示器和切換器）自動(dòng)檢測(cè)并與同一子網(wǎng)上的其他設(shè)備協(xié)同工作，而無(wú)需設(shè)備設(shè)置和注冊(cè)。為擴(kuò)展到本地網(wǎng)絡(luò)之外，NDI 提供了一套免費(fèi)工具套件，其中包含用于實(shí)現(xiàn) mDNS 網(wǎng)關(guān)的實(shí)用工具，可以輕松地在全球范圍內(nèi)遷移 NDI 流！

為了滿足視頻所需的高帶寬，NDI 提供了兩種格式：NDI 高帶寬和 NDI|HX。NDI 高帶寬采用一種名為 SpeedHQ（ SHQ ）的輕量級(jí)幀內(nèi)編解碼器，該編解碼器業(yè)經(jīng)驗(yàn)證可以通過(guò)在廣播放送中運(yùn)用來(lái)提供高質(zhì)量視頻。高效格式 NDI|HX 基于 H.264（ AVC ）和 H.265（ HEVC ）編解碼器可用于錄制或遠(yuǎn)距離傳輸，因?yàn)樗加?SHQ 帶寬的大約十分之一。NDI|HX 格式的最新版本 NDI|H3 將效率提升到了全新水平，遷移視頻的整體質(zhì)量與 NDI 高帶寬相似，但使用的帶寬卻顯著減少（約 80Mbps）。一個(gè)典型的高清和超高清 NDI 高帶寬流分別為 125Mbps 和 350Mbps 左右，可在不到一個(gè)字段的時(shí)延下交付，支持在標(biāo)準(zhǔn)的 1Gbps 網(wǎng)絡(luò)上輕松傳輸多個(gè)音頻/視頻流。除了音頻/視頻有效負(fù)載外，NDI 還可以容納其他數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)更多功能，如面向基本工具的雙向數(shù)據(jù)（如計(jì)數(shù)器和 PTZ 控制），或用于舞臺(tái)指導(dǎo)的音頻返回通道的靈活路由，不一而足。最新的 NDI 工具套件包含測(cè)試圖形源和工作室顯示器等實(shí)用工具，以及其他更為強(qiáng)大的功能，使網(wǎng)絡(luò)攝像頭、桌面或 VLC 內(nèi)容可作為 NDI 流所用。該工具套件還包括適用于 Adobe^? After Effects 和 Adobe Premier 等行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工具的插件。

NDI 已與 AMD 開(kāi)展合作，在 AMD 28nm Zynq? 7000 器件和 16nm Zynq? Ultrascale+? MPSoC 器件上提供 NDI 高帶寬實(shí)現(xiàn)方案，其具備高級(jí) SDK，可幫助開(kāi)發(fā)人員輕松集成 NDI 并快速推向市場(chǎng)。NDI 充分利用 AMD 在 SHQ 編解碼器可編程邏輯方面的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合全功能處理子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了當(dāng)今高度集成、經(jīng)濟(jì)高效的解決方案！對(duì)于尋求硬件模塊來(lái)集成 NDI 的客戶，AMD Kria? SOM能夠借助應(yīng)用商店提供的預(yù)構(gòu)建 NDI 功能支持您將 NDI 集成到產(chǎn)品中。