首帧时间(TTFF)：视频通话体验的关键指标

在视频会议和流媒体领域，Time to First Frame（TTFF，首帧时间）作为衡量用户对视频内容初始体验的重要指标，具有极其重要的意义。它表示从发起视频通话到屏幕上出现第一个视频帧之间的时间。用户通常将这一指标视为 “延迟”，而这对用户的整体参与度和满意度至关重要。

TTFF 的重要性

TTFF 在多个方面对用户体验产生深远影响：

• 第一印象和参与度：快速的 TTFF 会给用户留下积极的第一印象，而缓慢的 TTFF 则可能导致用户失望和放弃。用户希望获得无缝、即时的播放体验，而第一帧画面出现的任何延迟都会对他们的参与度产生负面影响。
• 2 秒法则：有研究已表明 TTFF 的临界阈值为 2 秒。如果视频通话的连接时间在开始播放前超过两秒，观众就会开始流失。此外，每增加一秒的延迟都会导致观众流失约 6%。
• 感知性能：TTFF 是决定视频通话感知性能的重要因素。用户通常将缓慢的加载时间等同于较差的整体性能，即使随后的播放很流畅。另一方面，快速的 TTFF 会给人留下高质量内容的印象。

延迟的原因

TTFF 受到导致视频通话延迟的几个因素的影响：

• 采集：将实时图像转换为数字信号会引入至少一帧持续时间的延迟（例如，30fps 的延迟为 1/30 秒）。
• 预处理：降噪、图像防抖和色彩校正等任务会在修改视频帧时增加延迟。
• 编码：将实时视频编码为可在互联网上使用的压缩格式，会带来从毫秒到整个帧时长不等的延迟。
• 传输：编码视频传输到视频分发系统 (VDS) 会产生延迟，受媒体比特率、互联网连接质量和到 VDS 的距离的影响。
• 抖动缓冲区：为了解决网络延迟的变化，抖动缓冲区会暂时存储传入的视频数据包，从而引入少量额外的延迟。
• 解码：在各种设备上解压缩媒体会增加延迟。
• 后期处理：此步骤涉及对视频帧应用增强或特殊效果，进一步增加延迟。
• 渲染：在接收方设备上显示解码和后处理后的视频帧涉及渲染，这会受到设备功能和优化的影响。

改进 TTFF 的策略

在实时音视频通信技术中，“即时 TTFF ”通常是通过以下工程和技术实现的：

DNS 解析优化：当使用基于 FFmpeg 实现的播放器时，所有 DNS 解析请求都通过调用 getaddrinfo 方法获得，这有助于提高视频播放速度。

视频编码技术：H.264 的原理，利用分组编码技术可以使秒开技术变得简单。只要发送方从最新 GOP 的 I 帧开始向接收方发送，接收方通常可以立即解码并显示完整的图像。

减少端到端延迟：端到端延迟不超过 1 秒，核心技术围绕减少延迟展开。在音频和视频系统中，延迟主要来自网络层，即从设备到服务器的网络传输延迟。

全链路技术方案：点播端一般是指视频从上传到播放所经历的全链路技术方案，涉及到上传SDK、视频处理管理、CDN分发、最终播放端的点播SDK等主要技术模块。在每个环节都进行相关的技术优化和关键功能的迭代，以实现“零耗时”的首帧视频体验。

实时计算与数据处理：实时计算的核心包括实时数据采集和实时数据计算，对高性能和并发的要求是秒级响应，结合开源计算平台、自研SDK、接收系统开发的实时计算框架，可实现实时计算的秒级响应。

优化传输机制：针对首帧时间小于400ms的实时视频通话及直播的优化实践，通过优化传输机制，实现超低的实时音视频延迟。

ZEGO 减少延迟的方法

ZEGO 投入大量研发优化了视频通话流程的各个环节，以最大限度地降低 TTFF，提供卓越的通话体验。经过多年的技术改进，公司在全球实时视频通话场景中实现了 90% 的毫秒级 TTFF 概率。

ZEGO 的方法包括：

• 采集和渲染：ZEGO 采用双线性下采样，在相同分辨率下获得更清晰的视频，从而节省编码和传输时间。
• 预处理：优化包括回声消除、噪音抑制和低光增强，算法设计高效。
• 编码和解码：ZEGO 专有的Z264编解码器可在不牺牲质量的情况下以较低的比特率进行传输。
• 传输：自定义传输协议可实现精确的数据包传输和高效的拥塞处理。
• 抖动缓冲器：TSM（Temporal Shift Module）技术可有效平衡流畅性和延迟。
• 后处理：先进的音频和视频优化算法可确保无缝的用户体验。

结论

首帧时间是一个关键指标，对视频通话中的用户满意度和参与度有重大影响。通过实施策略，最大限度地减少 TTFF，应用程序所有者可以创建一个无缝、身临其境的视频体验，从而培养用户忠诚度，推动业务成功。ZEGOC 在减少延迟方面久经考验的专业技术为寻求提供卓越视频通话体验的开发人员提供了极具吸引力的解决方案。

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