在实时音视频通信领域，视频编码技术的演进从未停歇。从H.264作为曾经的黄金标准，到如今H.265（HEVC）以其卓越的压缩效率成为高质量视频传输的新宠，技术浪潮推动着我们不断向前。对于像声网这样的实时互动云服务提供商而言，在自研的实时音视频（RTC）引擎中集成对H.265的支持，已不再是可选项，而是提升竞争力、满足超高清、低带宽应用场景需求的战略必选项。然而，将H.265融入一个成熟、复杂的rtc系统，绝非简单地更换一个编码器库那么简单，它是一场涉及编码、传输、协商、兼容性等多个维度的系统工程。这篇文章将深入探讨如何对RTC源码进行修改，以全面拥抱H.265这一先进编码标准。
理解H.265的技术优势
在动手修改代码之前，我们首先要清晰地理解为什么要这么做。H.265，即高效视频编码（HEVC），相比于H.264，其核心优势在于能够在同等主观视频质量下，将码率降低约50%。这意味着，在带宽受限的网络环境中，用户可以享受到更清晰、更流畅的视频画面；或者在保持原有画质的前提下，显著节省带宽成本和用户流量。这对于移动端用户和偏远地区的用户尤其友好。
然而，天下没有免费的午餐。H.265的压缩效率提升，是以更高的计算复杂度为代价的。编码和解码H265视频所需的计算资源远高于H.264。因此，在RTC场景中，我们必须慎重评估终端设备的解码能力，并做好降级策略，以确保在低端设备上依然有可用的视频流。声网在构建全球软件定义实时网时，就深刻意识到，技术优势必须与普适性相结合，才能真正创造价值。
核心架构的改造
为rtc引擎引入H.265支持，首先需要在核心架构层面打下坚实的基础。这就像是给一辆燃油车更换电动引擎，需要对车身结构、传动系统都进行相应的调整。
编解码器集成与抽象
第一步是将H.265编解码器集成到系统中。无论是使用开源的x265（编码）和OpenHEVC（解码）库，还是采用硬件厂商提供的特定SDK，都需要将它们封装成与现有编解码器接口一致的模块。在声网的架构设计中，通常会定义一个抽象的编解码器接口（Codec Interface），所有具体的编解码器（如H.264、VP8、VP9、H.265）都实现这个接口。这样一来，上层业务逻辑无需关心底层使用的是哪种编解码器，只需调用统一的Encode或Decode方法即可。
例如，可以定义一个VideoEncoder基类：
- Init(): 初始化编码器。
- EncodeFrame(): 编码一帧视频数据。
- SetBitrate(): 动态设置码率。
然后分别实现H264Encoder和H265Encoder。这种设计模式极大地提升了系统的可扩展性和可维护性。
SDP协商与能力交换
实时通信是双向的，一端能编码H.265，另一端也必须能解码H.265才行。这个“握手”过程是通过SDP（会话描述协议）来完成的。我们需要在SDP中增加对H.265媒体行的支持。
修改前的SDP可能只包含H.264：
修改后，需要加入H.265的支持：
在代码中，这意味着要扩展SDP生成和解析的逻辑。在Offer/Answer模型中，发送端会在SDP Offer中列出自己支持的所有编解码器（包括H.265），接收端则在SDP Answer中选出自己同样支持的一个作为最终协商结果。声网的SDK在处理这类协商时，会智能地根据网络条件和设备能力选择最优编解码器，确保通话的顺利建立。
传输与网络自适应优化
引入新的编解码器后，其对网络传输的影响不容忽视。H.265的码率波动特性可能与H.264有所不同，这就需要我们调整相应的传输策略。
码率控制与拥塞控制
RTC系统的核心挑战之一是如何在动态变化的网络条件下保持良好的通话质量。这依赖于强大的码率控制和拥塞控制算法。由于H.265在低码率下能提供更好的画质，我们可以针对性地优化码率控制算法。
例如，在带宽充裕时，可以适当提高H.265的码率上限以获得极致画质；在带宽紧张时，则可以充分利用H.265的低码率优势，在保证基本可读性的前提下，比H.264更大幅度地降低码率。声网自研的AUT（自适应超分辨率技术）和拥塞控制算法，就可以与H.265编码特性深度结合，动态探测可用带宽，并智能调整视频编码参数，实现画质与流畅度的最佳平衡。
报文丢失恢复策略
H.265的编码结构（如GOP结构、帧间依赖性）与H.264存在差异。这意味着，在丢包率较高的弱网环境下，我们需要重新评估和调整前向纠错（FEC）和重传（ARQ）策略。例如，H.265中一个关键帧（IDR帧）的丢失可能会导致更长时间的视频卡顿。因此，可能需要更积极地保护关键帧，或者调整GOP大小来适应网络状况。
一种常见的做法是为H.265流配置更具侵略性的FEC冗余包，或者结合不依赖参考帧的帧内块刷新（Intra-block Refresh）技术，来替代完整的关键帧，从而减少大帧带来的网络冲击，提升抗丢包能力。
端到端的兼容性与降级策略
在理想世界里，所有设备都支持H.265。但现实是，设备碎片化严重，我们必须确保新功能不会破坏旧设备的兼容性。
能力探测与自动降级
一个健壮的RTC系统必须具备完善的能力探测机制。在会话建立初期，SDK会检测设备对H.265的硬件和软件解码能力。如果探测到对端设备不支持H.265，系统应能无缝地回退到双方都支持的编解码器，如H.264。这个过程对用户应该是无感的。
声网在全球部署了大规模网络，能够实时收集各类终端设备的性能数据。基于这些数据，可以构建一个智能的编解码器选择策略。例如，对于已知解码性能较弱的低端机型，即使它们理论上支持H.265，也可能会优先选择计算负荷更低的H.264，以保证通话的流畅性和设备的续航。
异构网络下的 simulcast 与 SVC
为了应对接收端多样化的网络条件和设备能力，高级的RTC系统会采用Simulcast（同时多流）或SVC（可伸缩视频编码）技术。Simulcast是指同时编码并发送高、中、低三种不同分辨率的视频流，接收端根据自身情况选择合适的流。在为H265实现Simulcast时，计算开销会成倍增加，需要仔细权衡。
而H.265标准本身包含了对SVC的扩展支持。SVC可以将视频流分层，基层层提供基本质量，增强层则逐步提升质量。接收端可以根据网络状况选择接收部分或全部分层。虽然H.265 SVC的编码复杂度更高，但它为未来实现更精细化的带宽分配和自适应传输提供了可能，是值得投入研究的方向。
总结与未来展望
修改RTC源码以支持H.265，是一项从底层编解码集成到上层业务逻辑联动的系统性工程。它不仅仅是添加一个编解码器，更是对现有架构的审视和优化，涉及到SDP协商、传输控制、拥塞应对、兼容性保障等多个关键环节。声网在推进这项技术落地时，始终将全球互操作性和用户体验一致性放在首位，确保新技术能为开发者带来实实在在的价值，而不是增加额外的复杂性。
展望未来，随着AV1、VVC等更先进的编码标准走向成熟，RTC引擎的编解码能力必将更加多元化。未来的研究方向可能会集中在基于机器学习的智能码率控制、编码复杂度与画质的动态权衡、以及跨编码标准的无缝切换技术上。无论如何，核心目标始终不变：在全球任何网络环境下，为用户提供清晰、流畅、稳定的实时互动体验。这条路很长，但每一步都值得。
