NDI协议是什么？NDI协议如何在直播中工作

NDI（Network Device Interface，网络设备接口）正在改变视频制作方式，它能够通过标准IP网络传输高清、低延迟视频，用大多数设施已部署的以太网基础设施取代了昂贵的SDI线缆。

在本文中，我们将涵盖广播公司需要了解的关于NDI协议的一切：它的技术原理、与其他流媒体协议的区别，以及如何在直播制作环境中实施。

什么是NDI协议？

NDI 是由NewTek（现为Vizrt集团的一部分）开发的专有协议。它使支持视频的软件和硬件能够通过标准IP网络（包括局域网，以及自NDI 6.3起的基于云端的传输）进行通信、交付和接收高清视频，且延迟极低。

NDI 6.3（2024年发布）引入了原生云端传输支持，允许NDI源通过互联网路由，无需VPN隧道或NDI Bridge变通方案。这是该协议自推出以来最重要的架构变化。

NDI广泛应用于广播、现场活动、远程制作和视听安装领域。它可以取代昂贵的SDI布线和HDMI线缆，使用标准的Cat5/Cat6以太网，简化基础设施并降低各种规模制作的设置成本。

NDI能够通过IP网络以极低延迟传输高清视频，这使其在各种制作环境中都具有价值，从现场活动到远程协作。通过利用现有的以太网基础设施，它消除了对专用SDI布线的需求，同时保持广播质量的输出。

该协议使用先进的压缩技术，在保持视频质量的同时最大限度地减少带宽占用，使[低延迟流媒体]在标准千兆网络上无需专用硬件即可实现。

NDI技术概述

协议栈和架构

NDI使用专为实时、高质量视频压缩构建的专有编解码器。网络层依赖mDNS（多播DNS）在本地网络上自动发现并识别设备。NDI支持单播（点对点）和多播（点对多点）传输，使其能适应各种制作拓扑结构。

编码和传输

NDI使用帧内压缩，每帧独立处理，这最大限度地减少了编码延迟，使其适合实时、直播应用。该编解码器针对高清视频进行了优化，同时在千兆以太网网络上保持可管理的带宽需求。

带宽要求

与压缩流媒体协议相比，NDI是带宽密集型的。单个1080p NDI流在千兆以太网上通常需要100-150 Mbps。NDI HX（高效）和NDI HX3是为全NDI带宽不实用的环境设计的低带宽变体，它们以牺牲一些延迟为代价来降低吞吐量。

NDI视频流的关键特性

NDI协议变体一览：

其他关键特性包括：

• 低延迟传输：NDI的帧内编码使其适合实时直播切换、IFB（中断返回）和交互式应用
• 双向通信：同时发送和接收视频和音频，支持通话、远程协作和交互式制作
• 可扩展性：使用单播或多播传输模式，可从小型演播室设置扩展到大型多站点制作
• 无专用布线：标准Cat5/Cat6以太网取代整个制作环境中的SDI和HDMI布线

NDI在视频流中的应用案例

直播视频制作和广播：NDI通过以太网实现摄像机、图形系统和播放设备的无缝集成。制作人员可以实时进行直播切换、叠加图形和混音音频，无需专用硬件或布线基础设施。

远程协作和视频会议：NDI的双向通信使其对远程制作工作流非常有效——不同地点的多个参与者可以通过IP交换高质量视频流。

虚拟演播室和增强现实：实时NDI传输支持将视频与虚拟背景和AR叠加层进行实时合成，支持沉浸式广播环境。

教育和在线学习：NDI的可扩展性使机构能够向大型分布式受众广播讲座和互动课程，无需专用流媒体基础设施。

电子竞技和游戏：NDI支持低延迟捕获和高清游戏画面的实时广播，这对时机准确性至关重要的竞技赛事非常关键。

NDI视频流实施

兼容NDI的软件和硬件

软件：OBS Studio（带NDI插件）、vMix、Wirecast和NewTek TriCaster都原生支持或通过插件支持NDI。这些工具可以接收NDI源并通过RTMP或SRT输出到流媒体平台。

硬件：NDI编码器（Magewell Ultra Encode、Kiloview N30、Haivision KB）、支持NDI的摄像机和采集卡提供基于硬件的NDI输入和输出，信号链中无需PC。

NDI的网络配置

NDI需要千兆以太网才能获得全质量流。对于多源环境，实施服务质量（QoS）以优先处理NDI流量。确保所有NDI设备在同一子网上以实现mDNS发现，或为多子网环境部署NDI发现服务器。

关于通过vMix、Wirecast、OBS或硬件转码器将NDI信号推送到云端的完整分步指南，请参阅我们的《如何将数据流推送到云端：Dacast工作流指南》。

NDI与其他流媒体协议的对比

NDI协议：最新发展和未来展望

NDI 6.3是最重要的近期发展：原生云端传输取代NDI Bridge变通方案，用于跨站点和云端路由。这使NDI与现代基于云的制作工作流保持一致，并正在全球广播基础设施中积极采用。

展望未来，NDI与5G基础设施和云制作平台的集成正在扩展。NDI编解码器在压缩效率方面持续改进，NDI HX3已经在比早期HX变体低得多的码率下提供接近全NDI的质量。AI辅助带宽管理和NDI兼容软件内的自动质量优化正在成为制作软件中的新兴特性。

常见问题

什么是NDI协议？
NDI（网络设备接口）是由NewTek开发的基于软件的协议，能够通过标准IP网络进行实时、高清视频和音频传输。它广泛应用于广播制作、现场活动和视听安装，作为SDI布线的替代品。

NDI能通过互联网工作吗？
NDI最初是为局域网环境设计的。NDI 6.3引入了原生云端传输，使NDI源能够在无需VPN隧道的情况下通过互联网路由。对于向观众交付内容，NDI仍必须在编码器处转换为RTMP或SRT，然后发送到流媒体平台。

NDI和RTMP有什么区别？
NDI是一种制作协议，设计用于设施内或局域网内的高质量视频传输——它不是为观众交付而设计的。RTMP是一种设计用于将视频发送到CDN和平台以供观众分发的流媒体协议。在典型的广播工作流中，NDI处理设施内信号路径，而RTMP（或SRT）处理互联网交付环节。

什么软件支持NDI？
OBS Studio（带obs-ndi插件）、vMix、Wirecast、NewTek TriCaster、Premiere Pro（通过插件）等都支持NDI。在硬件方面，Magewell、Kiloview和Haivision生产支持NDI的编码器和转换器。

什么是NDI 6.3，为什么它很重要？
NDI 6.3是NDI协议的最新主要版本，引入了原生云端传输支持。这消除了在不同地点之间或在基于云的制作基础设施之间路由NDI信号时对VPN隧道或NDI Bridge配置的需求。它代表了该协议从纯局域网技术向支持云端的技术的过渡。

结论

NDI已经在设施级别的基于IP的视频制作中确立了其标准地位。随着NDI 6.3将该能力扩展到云环境，该协议现在在整个制作链中都具有相关性，从摄像机到CDN。