從現場螢幕到觀眾螢幕：直播技術流程的完全解析

許多即時串流流程於後台流暢地自動執行。不過，若您想確保受眾獲得最佳的觀影體驗，深入瞭解即時串流流程的每個環節將有所幫助。現在，讓我們深入探究即時串流的運作方式，逐一瞭解每個作業流程，如此您將學到為受眾創造優質直播體驗所需的要素。

本文我們將不過度著墨製作細節，而是更聚焦於後台和作業流程的技術層面。顯然，即時串流流程始於製作影像或拍攝。接著是編碼和轉碼過程、匯入與傳輸。

讓我們從編碼開始。

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1. 即時串流編碼

編碼和轉碼（以及我們稍後將談論的匯入）一般同時進行或重疊，不過我們將分開討論以利解說。

1-1 編碼器

什麼是即時串流編碼器？您是否曾拍攝視訊或照片，稍後觀看檔案時卻出現問題，因為格式和／或檔案大小錯誤？編碼器可幫助解決此問題，將原始視訊檔轉換成最佳格式，亦即所有系統皆可播放、更通用的檔案格式。

範例：一家公司使用最新的4K或6K設備製作即時串流內容。這對製作方而言相當理想，但若要以原始的4K品質傳輸這些檔案，將發現對大多數服務供應商而言，檔案內容過大而難以傳輸。

編碼流程可壓縮視訊，使用讓影片與所有系統和平台相容的預設集。

編碼過程如何運作

編碼器將原始影像格式轉變成收視者方便播放的其他格式。編碼器可以是基於軟體或硬體的技術，而效能必須夠強大以利實時作業。

• 專屬硬體編碼器： 有些是獨立裝置，如PCI採集卡，或其他專屬硬體設備。然有些是內建於其他裝置的元件，如IP攝影機。
• 軟體編碼器：可作為獨立的產品採購。不過也經常整合於基於網站或行動裝置的平台中，例如即時串流或社群平台採用的編碼器。

編解碼器壓縮影片

編碼器使用編解碼器（數位或演算法壓縮工具）轉換檔案。編解碼器的名稱來自於結合編碼和解碼的功能。編碼器還可儲存如標題、隱藏式字幕等後設資料。

1. 編碼器壓縮檔案，再由轉碼器繼續作業
2. 接下來編碼器再次啟用，重新編碼相同的檔案以供觀看——當影像傳輸至收視者的螢幕時，檔案再次恢復成高解析度的較大檔案，不過格式不同。

收視者所看到的檔案格式與當初拍攝的格式不同，但有足夠的解析度提供愉快的觀賞體驗。影、音檔各有不同的編解碼器。H.264（視訊）和 AAC（音訊）是數位影音檔最常見的編解碼器。不過還有其他幾個您可能聽過的常見編解碼器，包括 HEVC，QuickTime 和 WMV。

視訊容器或 Wrapper

原始來源檔被編解碼器（壓縮）轉換成較小的檔案後，編解碼器同時將如今已壓縮的檔案輸出成不同的檔案格式，通常被稱為「視訊容器」或「Wrapper」。 即時串流視訊容器或 Wrapper 是技術名稱，一般稱為「數位格式」、「檔案類型」或「副檔名」（如 MP3、MP4 就是大家熟悉的格式）。

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1-2 編解碼器將影片輸出成不同類型的 Wrapper／容器(container)

可將容器視為範本或預設集，是許多系統使用的標準。有些 Wrapper 或容器，如 MP4，其品質可靠但畫質遜於更高解析度的輸出格式，如.MOV Wrapper。然而，輸出成 .MOV 檔案，雖然解析度較佳，卻可能佔用收視者的系統頻寬，導致串流品質不佳且播放不順暢（視串流檔案的時間長度／檔案大小、延遲問題和其他製作因素而定。）

選擇適合的容器，重點通常在於選擇最佳折衷方案：在不干擾播放流暢度的情況下，盡可能提供最高畫質。

常見的視訊／音訊容器(container)包括：

• AVI
• MP3
• MP4
• MOV
• WMV（編解碼器同時也是容器）
• QuickTime

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2. 即時串流轉碼

編碼和轉碼是兩個令人困擾、經常被替換使用的詞彙，可能是因為在3步驟流程中，這兩個動作經常同步完成。

• 編碼是這個相互關聯流程中的第一個和最後一個步驟：首先，原始視訊經壓縮，轉碼後，編碼器將影像重新編碼成容器或Wrapper（MP4、AAC等），再傳輸給收視者。

• 轉碼發生在上述過程中；是即時串流流程的一環，影片檔被複製成不同的檔案大小或變體，以傳輸至播放系統。

轉碼流程：第一部分

編碼是可獨立完成的流程。例如：您有一段影片必須寄給一或兩個平台，那麼只需要壓縮檔案即可。操作方式就和任何其他轉檔工具相同，從原始影片檔轉變成如 MP4 的格式。

而轉碼則必定伴隨編碼——無法獨立完成——且通常如果您正在進行即時串流，則必須考量檔案大小進行編碼／轉碼。檔案被壓縮／編碼後才可開始轉碼，接著將資訊放入不同的Wrapper／容器（如MP4）。 轉碼包含兩個流程：首先是編碼或壓縮⋯⋯

接下來是創造不同的檔案變體。

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轉碼流程：第二部分

經編碼後，轉碼流程的第二部分是為相同的影片（影／音檔）創造不同版本或變體，因此當每位收視者點擊「播放」時，他們的系統（無論是舊筆電的簡單視訊播放器，或較新的 OTT 串流平台）都可以提供最佳觀賞體驗。

轉碼根據需要改變檔案，使用事先輸入的設定創造額外的輸出／變體，有時候檔案大小可能略有更動，或增加其他細微的調整或改變，以便讓個別收視者的系統可順利播放影片。必須製作一個以上的變體，以確保使用不同裝置，有不同訊號強度、傳輸速度和位元率的使用者都能觀賞即時串流。

什麼是位元率，適應位元率和多重位元率有何不同

首先，必須知道位元率是測量資料流量的方法，就即時串流而言，就是頻寬。頻寬較大，串流速度較快、解析度較高或畫質較佳。低位元率代表頻寬較小，解析度或畫質較差。

即時串流製作者希望盡可能有最高位元率，因為這代表影像畫面更細膩。然而，他們必須在更高的解析度／位元率、頻寬及延遲與其他問題間做通盤考量。這就是許多基於網路的即時串流平台、社群媒體和一些實況主等使用MP4的原因，這是中等檔案大小的容器，解析度比其他格式佳，是多數情況中最佳的折衷方案。

• 適應位元率串流：適應位元率（ABR）串流製作要傳送給收視者的原始檔案副本。檔案設計為可視需求自動改變；可不斷降低或提升解析度，以全程獲得最佳品質。
• 多重位元率串流：多重位元率提供多種變體，裝置可根據本身頻寬選擇可採用的最佳方案，使串流速度不會減慢或延遲。此選項也讓收視者可以自行更動系統預設值，選擇他們偏好的變體或解析度。

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3. 串流協定和匯入

匯入過程中，內容寄至現場伺服器或進行編碼／轉碼的雲端。如同數個其他流程，匯入實際上在編碼／轉碼之前，或約莫同時進行。不過為了便於理解，我們單獨討論此流程。

匯入（和流程其他部分）使用串流協定，這是指定資訊如何從資源／來源傳輸至另一端的一組原則——也就是使用哪些工具，和如何使用工具將內容從A點傳輸至B點的方式。

一些為人熟知的HTTP和專用串流協議包括：

• HLS（HTTP 即時串流）是最普遍使用的視訊協定之一；由 Apple 開發（基於網路的協定）
• MPEG-DASH (基於 HTTP 的動態自適應流 ) （基於網路的協定）
• RTMP（即時訊息傳送通訊協定 ），比較舊，不常使用，但提供一些編碼優勢；現在通常結合其他協定使用，如 HLS，以提供播放功能。
• RTSP（即時串流協定），比較新，但尚未普遍使用，據信是未來串流最佳的協定之一（基於網路的協定）。
• SRT（可靠傳輸協議），比較新的技術，開放原始碼。
• WebRTC（網頁即時通訊）普遍應用於熱門的線上、網路會議和視訊平台，包括社群媒體。

選擇適合協定的重要性

使用的即時串流協定類型可能會影響直播品質和延遲。如RTMP之類的協定品質較佳，但整體串流體驗較不理想，有些協定可能速度較快（如WebRTC），但不具備相同品質。此外，有些協定還具備其他較佳的功能，如上字幕、數位版權管理（DRM）、多重畫面同步播放等。

供參考： RTSP 和 RTMP 被廣泛使用，主要是因為支持低延遲串流。然而，由於這些系統較舊，因此這兩者可能無法作用於行動裝置、瀏覽器、電腦或電視。它們如今轉而應用在流程的其中一環，幫助將視訊從如編碼器、IP攝影機等傳輸至其專屬的媒體伺服器。

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4. 封包

也稱為 rewrapping 或 transmuxing，封包是流程的一部分，在此環節中，被壓縮的（影／音）檔被重新封包成新格式進行最終傳輸。類似轉碼，但僅發生在不需要改變內容、不需要壓縮、元數據或加上其他要素時，是從一個容器直接轉換至另一個容器的過程（如 QuickTime 至 MP4）。

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5. 內容傳輸或 CDN 流程

CDN（內容傳遞網路）是即時串流檔案如何被傳輸至收視者播放系統的方式，CDN 是分布在世界各地的大型伺服器系統，以傳輸媒體檔案。透過使用CDN 而非一或兩個本地伺服器，內容創作者不需要擔心單一伺服器故障、出現訊號瓶頸和延遲問題。使用 CDN 還有助於可擴充性和其他潛在問題。

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6. 播放

現在，視訊終於傳輸至您觀眾各種裝置的視訊播放器。