Prenos multimedijskih vsebin preko interneta

• UVOD
• KAJ JE STRUJAN MEDIJ
• KDO UPORABLJA STRUJAN MEDIJ
• KAJ VPLIVA NA KVALITETO STRUJANJA
• FORMATI STRUJANEGA MEDIJA
• PROTOKOLI ZA STRUJANJE VIDEO VSEBIN
• KAJ POTREBUJEMO ZA KREIRANJE STRUJANE VIDEO VSEBINE
• KORAKI ZA KREIRANJE STRUJANE VSEBINE
• GOSTOVANJE IN DISTRIBUCIJA VSEBIN
• MULTIMEDIJSKI ODJEMALCI
• ZAKLJUČEK

UVOD

Multimedijske vsebine (slika in glas) se sedaj običajno oddajajo oziroma prenašajo (broadcasting) preko radijskih in televizijskih zemeljskih oddajnikov, satelitov ter kabelskih omrežij. Oprema za izvajanje takih prenosov je zelo draga, prenosi pa so v domeni specializiranih organizacij. Sodobna komunikacijska tehnologija, ki omogoča velike prenosne hitrosti potrebne za prenos multimedijskih vsebin in velika globalna dostopnost Interneta omogočajo, da prenos multimedijskih vsebin izvedemo preko Interneta (webcasting).
Za prenos multimedijskih vsebin preko Interneta je potrebno uporabiti ustrezno tehnologijo za zajem, preoblikovanje in distribucijo vsebin. To tehnologijo imenujemo Streaming media (strujani medij) in omogoča distribucijo multimedijskih vsebin v realnem času (živi prenos), ali na zahtevo (iz arhiva) preko Interneta

Kaj je strujan medij?

Streaming media je multimedijska vsebina, kot je glas in slika strujana od izvora, preko širokopasovnega komunikacijskega omrežja, po Internetu do uporabnikov. Strujanje je način prenosa multimedijskih vsebin, ki omogoča, da se predvajanje prične takoj, ko prispe prvi podatkovni paket vsebine do uporabnika. Strujanje je alternativa načinu predvajanja vsebin “shrani in predvajaj” pri katerem se vsebina najprej v celoti shrani in potem predvaja. Strujanje omogoča sprotno predvajanje multimedijskih vsebin. Pred pričetkom predvajanja se tudi pri strujanju del vsebine najprej shrani in šele potem prične s sprotnim predvajanjen. To začetno shranjevanje se uporabi zato, da se prepreči morebitne zakasnitve pri predvajanju zaradi zasičenj v omrežju, ki lahko povzročijo zakasnitve dostave vsebine.Ta zakasnitev na začetku predvajanja traja le nekaj sekund .

Tehnologija strujanja omogoča učinkovito dostavo multimedijskih vsebin s hitrostjo prenosa, ki je bistveno nižja, kot je potrebna pri tradicionalni oddajnih/prenosnih medijih. Multimedijske vsebine se z ustreznimi postopki močno stisnejo (kompresirajo), kar omogoča prenose z bistveno nižjo prenosno hitrost in zahteva bistveno manjši potrebni spominski prostor za shranjevanje teh vsebin.

Leta 1995 je firma RealNetworks s svojim produktom RealAudio prva ponudila rešitev za strujanje audio vsebin preko Interneta. Takrat so bile dostopne hitrosti do največ 56 kb/s. Prenosne hitrosti pa so se do danes bistveno povečale s uporabo širokopasovne dostopne tehnologije: xDSL, kabeljske in Wi-Fi brezžične. Večje prenosne hitrostosti v omrežju omogočajo kvaliteten prenos strujanih video in audio vsebin in množičnejšo uporabo strujanega medija za aplikacije v poslovnem komuniciranju, izobraževanju, učenju na daljavo in predvsem pa za namene zabave. Razvila se je prava izredno hitro razvijajoča se industrija strujanega medija. Trenutno je na svetu že preko 200 miljonov uporabnikov Interneta, ki lahko spremljajo strujani medij. Tehnologije strujanja omogoča dovolj enostavno oddajanje bogatih multimedijskih vsebin širokemu krogu različnih uporabnikov. Strujani medij postaja prvi medij prihodnosti.

Kdo uporablja strujan medij?

Danes že vsi pomembni ponudniki multimedijskih vsebin (CNN, BBC, CBS, ABC,..) uporabljajo tehnologijo strujanja za prenos multimedijskih vsebin preko Interneta. Novice, športni in kulturni dogodki ter različne oblike zabave se posredujejo v živo in na zahtevo iz arhiva. Te vsebine so na voljo vsem uporabnikom Interneta. Strujani medij uporabljajo tudi pri produkciji svojih multimedijskih vsebin.

Strujani medij je zelo primeren za manjše, lokalne ponudnike multimedijskih vsebin (lokalne radijske in TV postaje), ker jim omogoča na enostaven in sorazmero poceni način posredovanje svojih multimedijskih vsebin širokokemu krogu uporabnikov Interneta. Izobraževanje in šolanje na daljavo so zelo primerne aplikacije za uporabo strujanega medija. Podjetja in ustanove strujajo: različne vrste sporočil tako notranja kot zunanja, reklamna sporočila, predstavitve, šolanja za prodajo in vzdrževanje , daljinski avdio/video nadzor prostorov, opreme in delovnih procesov preko Interneta in Intraneta.

Nekateri ponudniki Interneta (ISP) že nudijo poleg osnovne storitve dostopa na Internet tudi storitve dostave multimedijskih vsebin (žive TV kanale, vsebine na zahtevo iz arhiva) s uporabo tehnologije strujanja

Kaj vpliva na kvaliteto strujanja

Najpomembnejši faktorji, ki vplivajo na kvaliteto strujanega medija so: razpoložljiva prenosna pasovna širina, hitrost prenosa strujanih podatkov in ločljivost pri predvajanju .
Razpoložljiva pasovna širina, ki je na razpolago za dostavo stujanega medija je najpomembnejši dejavnik. Čim večja je razpoložljiva pasovna širina (propustnost) boljša je lahko kvaliteta strujanega medija, ki ga oblikujemo in posredujemo. Večja ko je propustnost prenosa, več video in audio podatkov lahko posredujemo pri višji ločljivosti.

Za določitev potrebne pasovne širine moramo izhajati iz zahteve uporabnikov. Opredeliti je potrebno kakšno ločljivost in s tem kvaliteto predvajanja zahteva uporabnik. Standardizirane ločljivosti za pri nas uporabljeni standard PAL so:

Polna ločljivost : 720 x 576 točk
CIF ločljivost : 360 x 288 točk
QCIF ločljivost : 180 x 144 točk

Čim večja je ločljivost , boljša je kvaliteta predvajanja. Večja ločljivost pa zahteva večjo prenosno pasovno širino. Na splošno velja naslednje približno navodilo v tabeli.

Formati strujanega medija

Najbolj poznani ponudniki aplikacij za strujanje so: RealNetwork, Microsoft in Apple.

RealNetwork je bil pionir s svojo aplikacijo RealAudio , ki jo je ponudil že leta 1995 in je omogočala strujanje audio vsebin. Leta 1997 pa je RealNetwork prvi ponudil RealVideo aplikacijo, ki je omogočila strujanje video vsebin. RealNetworks nudi zelo kvalitetne aplikacije na nivoju strežnikov za strujanje (Helix Universal Server) in predvajalnikov (RealPlayer) na opremi uporabnikov (osebni računalnik, notesnik, dlančnik, mobilni telefon). RealNetworks nudi svoje produkte pod imenom Helix.

Microsoft postaja najpomembnejši ponudnik aplikacij za strujanje. Predvajalnik Windows Media Player, ki je sestavni del operacijskega sistema Windows postaja na ta na način najbolj ražširjeni predvajalnik za strujani medij. Poleg predvajalnika Microsoft nudi tudi strežnik za strujanje, ki je sestavni del operacijskega sistema Windows Server in tako pravzaprav brezplačen. Tak poslovni model Microsofta bo omogočil, da bo postal prevladujoči ponudnik aplikacij za strujanje. Glede kvalitete in funkcionalnosti sta rešitvi RealNetworks in Microsoft primerljivi.

Apple je tretji ponudnik platforme za strujanje s svojim QuickTime formatom strujanega medija. Quicktime omogoča zelo visoko kvaliteto videa pri nizki prenosni hitrosti .

Protokoli za strujanje video vsebin

Za strujanje vsebin se trenutno uporabljajo predvsem naslednji protokoli: HTTP (HyperText Transfer Protocol), MMS (Microsoft Media Server), RTSP/RTP (Real Time Streaming Protocol/RealTime Transport Protocol).

Kaj potrebujemo za kreiranje strujane video vsebine

Minimalna oprema potrebna za kreiranje lastnih multimedijskih vsebin strujenega medija je:

• računalniška platforma (bojlši osebni računalnik ali strežnik)
• audio/video zajemalna (capture) kartica
• program za urejanje
• prograska oprema za stiskanje (kompresijo) za kreiranje strujanega medija
• mediji vsebin video tračni predvajalnik, video kamera, digitalizirani audio in video viri)
  
  

Koraki za kreiranje strujane video vsebine

Zajem (Capture)

Zajem vsebin je prvi in hkrati najpomembnejši del procesa kreiranja vsebin. Izbira ustrezno kvalitetne strujne kartice za zajem vsebin omogoča ustrezno kvaliteto vsebin pri predvajanju. Velja pravilo: slaba kvaliteta pri zajemu vsebin, slaba kvaliteta pri predvajanju. Seveda je pomebna tudi kvaliteta materijala, ki ga zajemamo. Kvaliteta zajemalne kartica mora biti ustrezna kvaliteti materiala na vhodu zajemanja. Izbira ustrezne zajemalne kartice je odvisna od vrste vhoda zajemanja. V primeru, ko je vhod SVHS ali VHS uporabimo zajemalno kartico z analognim kompozitnim ali S-Video vhodom. V primeru pa ko je na vhodu digitalni predvajalnik ali digitalna kamera potem je potrebno uporabiti zajemalno kartico z digitalnim audio in video vhodom. To omogoča največjo možno kvaliteto pri zajemanju vsebin.

Urejanje

Urejanje vsebin je je opcijski korak pri strujanju vsebin. V primeru zajemanja živih vsebin ali v primeru, ko digitaliziramo že obstoječe video vsebine direktno v format strujanja, korak urejanja ni potreben. Urejanje pomeni dodajanje dodatkov v vsebine ( grafični in tekstovni dodatki, digitalni videoefekti).

Enkodiranje

Enkodiranje je postopek preoblikovanja in stiskanja (kompresije) zapisov vsebine v specifične formate. V primeru strujanega medija je postopek enkodiranja stiskanje zapisov vsebin v strujani format. Stiskanje je del procesa zajemanja vsebin v primeru strujanja živih audio ali video vsebin ali pa ko zajemamo stisnjene strujane video zapise na disk. V primeru ko uporabimo korak urejanja, se vsebina najprej zajame v nekompresirani format primeren za urejanje, potem pa se po urejanju preoblikuje v kompresirani strujani format.

Ker so video vsebine v svojem naravnem nestisnjenem formatu zelo obsežne, nekje v velikosti 25 MB/s, je stiskanje nujno potrebno, da omogočimo uporabnikom s priključkom s majhno pasovno širino dovolj kvalitetno predvajanje multimedijskih vsebin. Obstojajo različne tehnologije stiskanja, ki jih izbiramo glede na zahtevano kvaliteto, razpoložljivo pasovno širino, razpoložljivo kapaciteto shranjevanja in zahteve omrežja pri prenosu. Sodobne tehnologije stiskanja omogočajo faktor stiskanja do 500 X.

Obstoječi standardi stiskanja so :

• MPEG-1 , zahtevana prenosna hitrost 1.5 Mb/s
• MPEG-2 zahtevana prenosna hitrost 2 do 10 Mb/s
• MPEG-4 AVC zahtevana prenosna hitrost 1 Mb/s
• WM9 zahtevana prenosna hitrost 2 Mb/s

Postopek enkodiranja lahko izvajamo z posebno specializirano opremo, ki izvaja strojno enkodiranje. To opremo imenujemo enkodirni strežnik. Enkodiranje pa lahko izvajamo tudi programsko. Uporabimo standardni strežnik z operacijskim sistemom Windows ali Linux in vgradimo eno ali več kartic za zajem (ViewCast Ospeay). Samo enkodiranje pa izvaja programska oprema : Microsoft Encoder, RealNetworks (Helix) Server.

Gostovanje in distribucija vsebin

Po kreiranju , urejanju in stiskanju video vsebin je potrebno le te posredovati na Internet za strujano distribucijo. Najbolj primeren način za to je, da naložimo vsebine v strežnik za strujanje, ki potem doda funkcionalnosti k strujanemu mediju, kot je pomikanje po vsebinah naprej in nazaj (Forward, Rewind). Strežnik za strujanje izvaja tudi komunikacijo s predvajalnikom uporabnika v smislu določitve optimalne kvalitete in prenosne hitrosti strujanja.

Gostovanje video vsebin lahko izvajamo na lastnem strežniku na lastni spletni strani ali pa se odločimo za gostovanje ( outsourcing) pri ponudniku Interneta (ISP).

.

Multimedijski odjemalci

Multimedijski odjemalci so naprave pri uporabnikih, ki omogočajo predvajanje multimedijskih vsebin. Te naprave so: osebni računalnik, notesnik, dlančnik, spletni telefon, mobilni telefonski aparat, televizijski aparat priključen preko STB (Set-Top-Box). Odjemalci imajo vgrajeno programsko opremo za predvajanje multimedijskih vsebin (Windows Player, RealPlayer). V primeru, ko želimo uporabiti standardni TV sprejemnik kot odjemalca, ga moramo povezati z omrežjem preko posebnega komunikacijskega vmesnika Set Top Box (STB), ki pretvarja strujano vsebino v standardne analogne video TV signale. Za uporabniško prijazno spremljanje multimedijskih vsebin mora biti vgrajen v odjemalec učinkovit uporabniški portal.

Zaključek

Uporaba tehnologije strujanega medija omogoča dovolj enostavno posredovanje multimedijskih vsebin preko Interneta. Glede na globalno dostopnost in razširjenost vse hitrejšega Interneta postaja “Web Casting” učinkovit alternativni medij klasičnim medijem za oddajo multimedijskih vsebin. Omogoča bistveno večjo funkcionalnost in fleksibilnost ter dostopnost v različnih okoljih. Uporaba strujanega medija se bo širila z izredno hitro in jo ne bodo uporabljali le ponudnki, ki oddajo multimedijske vsebine ampak se bo množično uporabljala v različnih okoljih za različne namene:

• za zabavo na domu (Internet TV, prenosi posebnih dogodkov in prireditev, video na zahtevo)
• v delovnih procesih poslovnih uporabnikov (predstavitve organizacije in produktov, šolanja zaposlenih in kupcev, prenosi :tečajev, seminarjev, konferenc, poslovnih srečanj, sejemskih prireditev in drugih dogodkov)
• za namene šolanja in izobraževanja (šolanje na daljavo, prenosi predavanj, seminarjev, konferenc, plačljive izobraževalne vsebine)
• daljinski video nadzor prostorov, opreme in delovnih procesov
• v lokalnih okoljih hoteli, potniške ladje, bolnišnice, šole, fakultete, državne institucije)

Ameriško podjetje ViewCast nudi produkte in rešitve za kreiranje strujanega medija: zajem in enkodiranje. Družina kartic za zajem Osprey, strežniki za strujanje Niagara, omogočajo postavitev kvalitetnih in cenovno ugodnih rešitev za implementacijo strujanega medija preko Interneta (WebCasting). Produkti ViewCast podpirajo Microsoft in RealNetworks programsko opremo za enkodiranje in strujanje.