孫 波

（江蘇省廣播電視總臺(tái)，江蘇 南京 210008）

0 引 言

非線(xiàn)性編輯軟件是電視臺(tái)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(guó)產(chǎn)非編產(chǎn)品，其他比較常見(jiàn)的還有國(guó)外蘋(píng)果的FCP（Final Cut Pro）、AVID非編、Premiere等。在云平臺(tái)建設(shè)中，云非編的虛擬化部署成為主流。非編系統(tǒng)需要根據(jù)云平臺(tái)的接口做相應(yīng)的定制化開(kāi)發(fā)，才能以虛擬化部署的方式接入云平臺(tái)。目前國(guó)內(nèi)的大洋、索貝、新奧特3家非編通過(guò)定制化接口開(kāi)發(fā)支持虛擬化方式部署，F(xiàn)CP、AVID、Premiere等國(guó)外主流非編因?yàn)椴荒茏龆ㄖ苹鵁o(wú)法以虛擬化方式接入。因此，云非編測(cè)試方法的設(shè)計(jì)主要以大洋、索貝、新奧特這3家云非編為主[1]。

1 云非編測(cè)試方法的總體設(shè)計(jì)思路

云非編測(cè)試方法的總體設(shè)計(jì)思路如下。

（1）測(cè)試準(zhǔn)備。測(cè)試準(zhǔn)備主要是指軟硬件環(huán)境的準(zhǔn)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(hù)端（Thin Client）、虛擬機(jī)準(zhǔn)備（GPU、CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)）、核心存儲(chǔ)及網(wǎng)卡等。此外，還需要確定測(cè)試人員、測(cè)試時(shí)間及測(cè)試地點(diǎn)，在不影響正常業(yè)務(wù)的前提下，在合適的時(shí)間和專(zhuān)門(mén)的測(cè)試地點(diǎn)進(jìn)行云非編測(cè)試。

（2）測(cè)試方案設(shè)計(jì)。測(cè)試方案設(shè)計(jì)主要包括虛機(jī)測(cè)試規(guī)格設(shè)計(jì)、云非編的功能測(cè)試和性能測(cè)試方案的設(shè)計(jì)。規(guī)格設(shè)計(jì)主要是指虛擬化規(guī)格以及CPU內(nèi)存、硬盤(pán)的分配；功能測(cè)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(cè)試主要是指各家云非編在不同規(guī)格下能支持的實(shí)時(shí)層數(shù)。

（3）測(cè)試記錄和報(bào)告。測(cè)試過(guò)程要全程記錄，形成測(cè)試報(bào)告，為云非編的資源規(guī)格劃分提供參考，為實(shí)際的測(cè)試過(guò)程提供明確的參考。

2 云非編測(cè)試方法的具體實(shí)現(xiàn)

2.1 測(cè)試準(zhǔn)備

以江蘇荔枝私有云平臺(tái)測(cè)試過(guò)程為例，軟硬件資源準(zhǔn)備主要包括以下方面：桌面云軟件的部署，通過(guò)桌面云環(huán)境登錄云非編虛機(jī)；硬件服務(wù)器（提供CPU、內(nèi)存和本地共享存儲(chǔ)等資源），云平臺(tái)的核心存儲(chǔ)（劃分測(cè)試區(qū)），虛機(jī)操作系統(tǒng)最好采用Windows10，網(wǎng)卡及驅(qū)動(dòng)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(cè)試地點(diǎn)工位和測(cè)試站點(diǎn)（瘦客戶(hù)端，這里采用HP的Z2），3家云非編的軟件安裝等。

測(cè)試人員在測(cè)試地點(diǎn)安裝好瘦客戶(hù)端，通過(guò)瘦客戶(hù)端訪問(wèn)云桌面，登錄后可以訪問(wèn)不同廠家不同規(guī)格的云非編虛機(jī)。

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

除了對(duì)每家非編進(jìn)行不同規(guī)格的縱向測(cè)試以外，多家非編測(cè)試還要做橫向?qū)Ρ葴y(cè)試，這就要求多家非編要在同一環(huán)境、同一規(guī)格（CPU、GPU、內(nèi)存、硬盤(pán)）下進(jìn)行測(cè)試。

2.2 測(cè)試方案設(shè)計(jì)

測(cè)試環(huán)境具備后，需要設(shè)計(jì)測(cè)試方案的具體內(nèi)容，主要包括測(cè)試虛機(jī)的規(guī)格、云非編功能測(cè)試和性能測(cè)試。

2.2.1 測(cè)試虛機(jī)的規(guī)格設(shè)計(jì)

規(guī)格設(shè)計(jì)前需要了解以下內(nèi)容：

（1）各家實(shí)體非編的規(guī)格和使用情況，比較常見(jiàn)的是CPU16核、內(nèi)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(cè)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(lèi)。直通模式是指一張GPU顯卡只能給1臺(tái)虛機(jī)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(jìn)行虛擬化，比如1虛2、1虛6等。本次測(cè)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(shè)計(jì)虛擬機(jī)規(guī)格時(shí)需考慮GPU虛擬化規(guī)格和CPU內(nèi)存硬盤(pán)兩種維度。最終設(shè)計(jì)的GPU虛擬化規(guī)格有4種：1虛4/6/8/12；CPU內(nèi)存硬盤(pán)規(guī)格有2種：8C/16 GB/100 GB（即CPU8核、內(nèi)存16 GB、硬盤(pán)100 GB）和16C/32 GB/100 GB。 兩種維度下有8種虛機(jī)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(cè)試方案設(shè)計(jì)

云非編功能測(cè)試內(nèi)容主要包括以下內(nèi)容：虛擬化部署（非編軟件虛機(jī)安裝）、素材管理（素材導(dǎo)入、資源管理器的功能等）、故事板合成打包（多種常見(jiàn)格式的合成打包）、工程文件管理（自動(dòng)、手動(dòng)保存版本、工程文件的新建打開(kāi)和合并等）、非編的基本編輯功能（包括剪輯、故事板縮放、打點(diǎn)、素材覆蓋插入等）、視音頻轉(zhuǎn)場(chǎng)特技（常用視音頻轉(zhuǎn)場(chǎng)特技如淡入淡出等）、視頻特技（畫(huà)中畫(huà)、運(yùn)動(dòng)變換、色彩校正、動(dòng)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(huà)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(jiàn)4K視頻格式，如Raw、XAVC等）、多格式音頻支持（常見(jiàn)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(jī)位剪輯（素材的多機(jī)位剪輯）以及操作記錄（操作記錄日志、操作回退和前進(jìn)等）等[2]。

2.2.3 性能測(cè)試方案設(shè)計(jì)

云非編性能測(cè)試主要指的是云非編的多層實(shí)時(shí)性測(cè)試，分為兩類(lèi)。第一類(lèi)是正常情況下的云非編性能測(cè)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(shí)進(jìn)行性能測(cè)試的虛機(jī)數(shù)量小于或等于n/2。第二類(lèi)是在vGPU滿(mǎn)配下的性能壓力測(cè)試，即vGPU采用1虛n（n為大于等于4的偶數(shù)），同時(shí)進(jìn)行性能測(cè)試的虛機(jī)數(shù)量為n。

正常情況下的云非編性能測(cè)試方案如表1 所示。

表1 正常情況下的云非編性能測(cè)試方案

（1）方法1——視頻多層實(shí)時(shí)性測(cè)試（簡(jiǎn)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(cè)試。每種測(cè)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(cè)試畫(huà)中畫(huà)疊加前后的視頻實(shí)時(shí)層數(shù)，即故事板上從第一軌畫(huà)面開(kāi)始，依次加特技畫(huà)中畫(huà)，同時(shí)從頭到尾加一層靜幀字幕，測(cè)試視頻多層實(shí)時(shí)層數(shù)。每家非編至少要對(duì)2臺(tái)同樣規(guī)格的虛機(jī)進(jìn)行測(cè)試，且每一臺(tái)至少測(cè)試3遍，總共6遍，取平均值（四舍五入）。

（2）方法2——視頻多層實(shí)時(shí)性測(cè)試（復(fù)雜特技+復(fù)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(cè)試。每種測(cè)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(cè)試畫(huà)中畫(huà)+復(fù)雜特技+復(fù)雜字幕疊加前后的視頻實(shí)時(shí)層數(shù)，即故事板上從第一軌畫(huà)面開(kāi)始，依次加特技畫(huà)中畫(huà)。接著從第1軌開(kāi)始，每2軌選1軌做一個(gè)復(fù)雜特技，依次做靜幀、黑場(chǎng)、色彩校正、動(dòng)態(tài)遮罩、馬賽克、運(yùn)動(dòng)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(shí)間段素材添加滾屏字幕、和特技字幕，測(cè)試視頻多層實(shí)時(shí)層數(shù)。每家非編至少要對(duì)2臺(tái)同樣規(guī)格的虛機(jī)進(jìn)行測(cè)試，且每一臺(tái)至少測(cè)試3遍，總共6遍，取平均值（四舍五入）。

方法3——音頻多層實(shí)時(shí)性測(cè)試（規(guī)格1+多格式混編）。音頻測(cè)試只選擇規(guī)格1+多格式混編這一種測(cè)試（24種測(cè)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(huà)中畫(huà)，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(cè)試音頻實(shí)時(shí)層數(shù)。每家非編至少測(cè)試3遍，取平均值（四舍五入）。

第二類(lèi)在vGPU滿(mǎn)配的情況下進(jìn)行云非編的性能測(cè)試，詳見(jiàn)表2，主要目的是檢驗(yàn)在滿(mǎn)配情況下，vGPU的性能和正常情況相比是否有明顯的下降。設(shè)計(jì)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(tái)，16C/32 GB/100 GB規(guī)格，第一種測(cè)試采用方法1、mpeg2-i格式，做畫(huà)中畫(huà)和靜幀字幕；第二種測(cè)試采用方法2，多格式混編，做畫(huà)中畫(huà)、復(fù)雜特技和復(fù)雜字幕。在1虛12的情況下，3家非編各4臺(tái)，測(cè)試方法同第一種和第二種。

表2 在vGPU滿(mǎn)配下的云非編性能壓力測(cè)試方案

2.3 測(cè)試結(jié)論

云非編整個(gè)測(cè)試過(guò)程要有人全程記錄測(cè)試結(jié)果，根據(jù)結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)，形成測(cè)試報(bào)告，對(duì)3家非編的功能和性能做出測(cè)試對(duì)比，并提出3家云非編的高中低配的虛機(jī)資源配置建議，以達(dá)到合理利用云平臺(tái)虛機(jī)資源的目的。測(cè)試報(bào)告中各家非編測(cè)試結(jié)論參考表1、表2。

3 結(jié) 語(yǔ)

云平臺(tái)建設(shè)中，GPU的虛擬化應(yīng)用越來(lái)越廣泛，部署云非編的虛機(jī)廣泛采用vGPU的方式下發(fā)。根據(jù)業(yè)務(wù)需求的不同，需要給出不同配置（如高中低配）的虛機(jī)規(guī)格。高中低配的規(guī)格劃分依據(jù)，每家非編對(duì)于云化虛擬化的支持程度，都需要進(jìn)行相關(guān)的云非編的測(cè)試。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的、科學(xué)的云非編測(cè)試方案，可以很好地提升測(cè)試的效率和準(zhǔn)確性，為云平臺(tái)虛機(jī)規(guī)格劃分提供技術(shù)上的依據(jù)，提高資源利用率，節(jié)省云平臺(tái)資源，也為后期編輯用戶(hù)提供了多種多規(guī)格的云非編工具，方便其進(jìn)行高效優(yōu)質(zhì)的節(jié)目制播。