Открыть главное меню

Потоковое мультимедиа

(перенаправлено с «Потоковое вещание»)

Потоковое мультимедиа (англ. streaming media) — мультимедиа, которое непрерывно получает пользователь от провайдера потокового вещания. Это понятие применимо как к информации, распространяемой через телекоммуникации, так и к информации, которая изначально распространялась посредством потокового вещания (например, радио, телевидение) или не потоковой (например, книги, видеокассеты, аудио CD).

ИсторияПравить

Первые попытки отображения мультимедийной информации на компьютерах начались в середине XX века. Однако, прогресс в этой сфере был очень малым, вследствие высокой стоимости и ограниченных возможностей компьютеров тех времён.

С конца 1980-х и до 1990-х компьютеры, доступные потребителям, уже были способны отображать различные виды информации. Основными техническими проблемами потокового вещания было отсутствие достаточно производительного CPU и шины для передачи мультимедиа необходимого битрейта

Тем не менее, компьютерные сети оставались ограниченными, а потоковое мультимедиа уступало традиционному (CD-ROM).

В период с 1990 до 2000 пользователи интернета получили:

  • высокую пропускную способность сетей, в частности, на последней миле
  • возросло количество абонентов сетей, особенно Интернета
  • стали использоваться стандартизованные протоколы и форматы, такие как TCP/IP, HTTP и HTML
  • появилась коммерция в Интернете

Эти достижения в области сетей в совокупности с высокопроизводительными домашними компьютерами и современными операционными системами сделали потоковую мультимедийную информацию доступной широкому кругу простых пользователей. Автономные приёмники интернет-радио предлагали пользователям возможность прослушивания потокового звука без наличия компьютера.

В основном, мультимедиа информация занимает большие объёмы, так что затраты на хранение и передачу подобной информации всегда велики; поэтому, в большинстве случаев, передаваемая в поток информация сжимается при передаче в сеть вещания.

Мультимедиа потоки бывают двух видов: по запросу или живыми. Потоки информации, вызываемой по запросу пользователя, хранятся на серверах продолжительный период времени. Живые потоки доступны короткий период времени, например, при передаче видео со спортивных соревнований.

Примерно в 2002 году интерес к единому унифицированному потоковому формату и широкое распространение Adobe Flash поспособствовало разработке формата потокового видео через Flash, который использовался в Flash-проигрывателях, которые размещались на многих популярных видеохостингах, таких как YouTube, сегодня потоковые мультимедиа по умолчанию проигрываются в формате HTML5 видео, которые заменили Flash-проигрыватели.[1] Растущий интерес пользователей к потоковому видео побудил команду разработчиков YouTube внедрить новый сервис потокового вещания для пользователей.

Американская ассоциация звукозаписывающих компаний (RIAA) в своем отчете о доходах за 2015 год сообщила, что на услуги потокового мультимедиа пришлось 34,3 % от общего дохода музыкальной индустрии за год, увеличившись на 29 процентов по сравнению с предыдущим годом и став крупнейшим источником дохода, получив около 2,4 доллара млрд.[2][3] Доход от потоковой передачи в США вырос в первом полугодии 2016 г. на 57 % и составил 1,6 млрд долл. США, что составило почти половину отраслевых продаж.[4]

ЭтимологияПравить

Термин «потоковое мультимедиа» был впервые использован для ленточных накопителей, изготовленных Data Electronics Inc. и предназначенных для медленного наращивания и запуска всей записанной информации; появление таких дорожек привело к снижению затрат на привод, что сделало продукт более конкурентоспособным. «Потоковое мультимедиа» было применено в начале 1990-х годов как лучший способ передачи видео по запросу. Впервые это было сделано Starlight Networks для потокового видео и Real Networks для потокового аудио.[5]

Потоковое вещание и хранение информацииПравить

 
Реализация сервера потокового вещания по принципу 1 клиент — 1 соединение

Размер, необходимый для хранения потоковой мультимедиа информации (в большинстве файловых систем выражается в мегабайтах, гигабайтах, терабайтах и т. д.) вычисляется в зависимости от скорости передаваемой информации и продолжительности информации по следующей формуле (для одного пользователя и файла):

размер хранилища (в мегабайтах) = продолжительность (в секундах) * битрейткбит/с) / (8 * 1024)

(если считать, что 1 мегабайт = 8 * 1024 кбитов)

Пример из жизни:

Один час видео, закодированного со скоростью 300 кбит/с (типичное видео по состоянию на 2005 год, имеющее размер 320×240 пикселов), будет занимать:

(3600 с * 300 кбит/с) / (8*1024) = порядка 128 Мб места на диске

Если файл, хранимый на сервере с режимом передачи по запросу, будут просматривать 1000 людей одновременно по протоколу Unicast (1 клиент — 1 соединение), то сервер должен иметь следующую пропускную способность:

300 кбит/с * 1000 = 300.000 кбит/с = 300 Мбит/с сетевого интерфейса

Это эквивалент порядка 135 ГБ информации в час. Разумеется, при использовании протокола Multicast нагрузка на сервер намного ниже, так как для передачи информации всем клиентам используется единственный поток. Следовательно, такой поток будет занимать всего 300 кбит/с сетевого интерфейса сервера. Более подробная информация об этих протоколах даётся ниже.

Если же видео 1080p 60p 3.472222 МБ/с * 8 = 27.777 мбит/сек * 1000 = 27.777 гбит/сек

2160p 120p 27.777 МБ/сек * 8 =222.222 мбит/сек * 1000 = 222.222 гбит/сек

Протоколы потокового вещанияПравить

Разработка сетевых протоколов потокового вещания вызывает следующие проблемы:

  • Датаграмные протоколы, такие как User Datagram Protocol (UDP), отправляют поток медиаинформации как поток отдельных маленьких пакетов. Он прост и эффективен; в то же время, в спецификации протокола нет гарантии доставки данных получателю. Это очень сильно затрудняет поиск и исправление получаемых данных принимающим информацию приложением. При потере данных поток может быть отключен.
  • Протоколы RTSP, RTP и RTCP специально разрабатывались для передачи мультимедийной информации по сети. Последние два построены на основе UDP.
  • Надежные протоколы, такие как TCP, гарантируют корректность получаемых данных клиентов потокового вещания. Однако при большом количестве ошибок при соединении/подтверждении получаемой информации передаваемая информация может стать неактуальной. Это также может вызвать значительные задержки при передаче информации на время, затраченное на пересылку поврежденной информации. Одним из решений данной проблемы является буферизация информации на стороне клиента.
  • Протоколы Unicast отправляют отдельную копию данных каждому клиенту. Unicast подходит для большинства пользователей сети Интернет, но сильно затрудняет масштабирование сервера для бо́льшего количества клиентов.
  •  
    При широковещательной передаче одна копия данных передается всем клиентам сервера
    Протоколы Multicast разработаны для снижения нагрузки с серверов на подключения/ширину канала при получении потокового мультимедиа большим количеством клиентов. Эти протоколы отсылают одну порцию данных целой группе клиентов. В зависимости от типа сетевой инфраструктуры, групповая передача данных может быть доступна, а может и не быть. Одним из потенциальных недостатков групповой передачи является отсутствие возможности реализовать функцию видео по запросу. Непрерывное вещание потоковой информации также делает невозможным управление воспроизведением пользователем. Однако, эта проблема может быть решена внедрением в сеть передачи данных кэширующих серверов и буферизирующего принимаемый поток программного обеспечения.
  • Multicast позволяет передавать один поток информации группе клиентов по сети. Одной из проблем при реализации подобной схемы потокового вещания является корректная настройка маршрутизаторов для передачи широковещательных пакетов из одного сегмента сети в другой. Если организация, предоставляющая потоковое вещание, имеет контроль над сетью между сервером и клиентами (например, в образовательной, правительственной или корпоративной сети), то протоколы маршрутизации, такие как IGMP и PIM, могут быть использованы для доставки мультимедиа нескольким клиентам из различных сегментов LAN.
  • Протоколы P2P могут использоваться при распространении предварительно записанной мультимедиа между компьютерами. Это снимает нагрузку с сервера, однако сеть передачи данных между сервером и одним из клиентов становится узким местом данного варианта реализации потокового вещания информации.

МаркетингПравить

Типичными примерами потоковой передачи мультимедиа являются видео-записи, онлайн-трансляции и вебинары в интернете.[6] Преимущество видео-записей в том, что они могут быть длинными по времени, их всегда можно остановить и продолжить смотреть в другое время, а также есть возможность повторять видео в любом месте.

Есть также новые маркетинговые концепции. Например, Берлинский филармонический оркестр продает билеты на прямую трансляцию концерта через так называемый «Цифровой концертный зал».[7] Подобные «онлайн-концерты» также распространяются во многих разных местах — кинотеатрах — в разных местах земного шара. Аналогичная концепция используется Метрополитен-опера в Нью-Йорке. Многие успешные стартап-компании основывают свой бизнес на потоковом медиа.[8]

Авторское правоПравить

Потоковое медиа, защищенное авторским правом, не может быть[уточнить] скопировано с целью распространения. При этом потоковая передача или просмотр контента в Интернете является законным в Европе, даже если этот материал защищен авторским правом.[9]

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. YouTube now defaults to HTML5 <video>. YouTube Engineering and Developers Blog (Retrieved 2018-02-20).
  2. "News and Notes on 2015 RIAA Shipment and Revenue Statistics" (PDF). RIAA (Retrieved 5 January 2017).
  3. Streaming made more revenue for music industry in 2015 than digital downloads, physical sales. The Washington Times (Retrieved 5 January 2017).
  4. Shaw, Lucas. The Music Industry Is Finally Making Money on Streaming. Bloomberg (20 September 2016. Retrieved 5 January 2017).
  5. On buffer requirements for store-and-forward video on demand service circuits. IEEE.
  6. A typical one-hour video lecture is the following "live stream" from an international conference on financial crises. videolectures.net (2008).
  7. The Berliner Philharmoniker's Digital Concert Hall. Digital Concert Hall.
  8. Video Streaming Startups. TechCrunch (Retrieved 2015-03-12).
  9. Smith, Chris. Pirating copyrighted content is legal in Europe, if done correctly. bgr.com. Boy Genius Report (5 June 2014).