Porównujesz rozwiązania do transmisji na żywo? Badasz różnicę między używaniem sprzętu i oprogramowania do przesyłania strumieniowego? Chcesz zrozumieć podstawy ustawień kodowania do przesyłania strumieniowego? Czytaj! Omówimy to wszystko i więcej w tym podręczniku kodera sprzętowego.
Co to jest koder sprzętowy?
Jeśli chodzi o przesyłanie strumieniowe wideo w Internecie, nieskompresowane pliki wideo i audio są zbyt duże i nieporęczne, aby można je było wysyłać w czasie rzeczywistym. Rozwiązaniem jest najpierw skompresowanie tych plików.
Koder sprzętowy to dedykowane urządzenie, które przechwytuje, kompresuje (koduje) i dostarcza dane audio i wideo do miejsca docelowego. W szczególności koder sprzętowy do przesyłania strumieniowego na żywo to urządzenie, które może przesyłać strumieniowo wideo przez sieci lokalne (LAN), sieci rozległe (WAN) lub przez Internet.
Miejsca docelowe przesyłania strumieniowego online obejmują platformy do przesyłania strumieniowego, takie jak YouTube Live, LinkedIn Live i Facebook Live, a także usługi przesyłania strumieniowego na żywo, takie jak Vimeo, Akamai i Wowza.
Przykładami koderów strumieniowych na żywo są Epiphan's Pearl Nano, Pearl Mini i Pearl-2. Ponadto wiele koderów sprzętowych ma inne możliwości, takie jak przełączanie wideo na żywo i lokalne nagrywanie wideo.
Wejścia audio i wideo w koderach sprzętowych
Kodery sprzętowe zazwyczaj mają różne wejścia, które umożliwiają bezpośrednie podłączenie wysokiej klasy sprzętu wideo i audio, takiego jak kamery i mikrofony. Na przykład Pearl-2 może przechwytywać lokalne wideo przez wejścia HDMI, USB i SDI, analogowe wejścia audio przez XLR i RCA oraz sieciowe wejścia AV przez NDI, SRT i RTSP.
W przeciwieństwie do tego, aby podłączyć ten sam sprzęt do ogólnego systemu komputerowego, potrzebujesz karty przechwytującej do przesyłania strumieniowego wideo z kamery lub przedniego interfejsu audio w celu uzyskania profesjonalnego dźwięku.
Kodery sprzętowe a oprogramowanie do transmisji na żywo
Oprogramowanie do transmisji na żywo to aplikacja działająca na zwykłych, ogólnodostępnych komputerach (takich jak laptop lub komputer stacjonarny). Kilka przykładów oprogramowania do przesyłania strumieniowego obejmuje vMix, Wirecast i OBS. Podobnie jak koder sprzętowy, oprogramowanie do przesyłania strumieniowego na żywo kompresuje i przesyła wideo do miejsca docelowego.
Główna różnica polega na tym, że kodery sprzętowe przeznaczają całą moc obliczeniową na przechwytywanie, kodowanie i przesyłanie strumieniowe. W przeciwieństwie do tego, oprogramowanie do przesyłania strumieniowego uruchamiane przez komputer musi współdzielić zasoby z innymi procesami na komputerze. Kodery sprzętowe zostały zaprojektowane od podstaw specjalnie do kodowania i przesyłania strumieniowego, co czyni je bardziej niezawodnym rozwiązaniem do przesyłania strumieniowego w porównaniu z ich odpowiednikami programowymi. Dlatego profesjonalni nadawcy polegają na koderach sprzętowych w sytuacjach o znaczeniu krytycznym.
Ustawienia kodowania:kluczowe terminy do zrozumienia
Ustawienia kodowania mają bezpośredni wpływ na jakość strumienia. Ogólnie rzecz biorąc, im wyższe ustawienia (w określonych zakresach wartości), tym wyższa jakość wideo.
Platformy do przesyłania strumieniowego często oferują listę zalecanych ustawień kodowania do przesyłania strumieniowego na żywo. Dobrym pomysłem jest wykorzystanie ich jako przewodnika. Oto przegląd kluczowych parametrów kodowania, nad którymi użytkownicy mają kontrolę.
Kodeki
Kodek to metoda kompresji służąca do zmniejszania plików multimedialnych. Różne kodeki zapewniają różne rodzaje kompresji, aby dopasować je do konkretnych przypadków użycia. Nie wszystkie kodeki wideo nadają się do przesyłania strumieniowego na żywo.
Kilka przykładów powszechnie używanych kodeków wideo do przesyłania strumieniowego to Motion-JPEG (MJPEG), H.264/AVC i H.265/HEVC. H.264/AVC jest prawdopodobnie obecnie najczęściej używanym kodekiem. H.265/HEVC to kolejna generacja kodeków po H.264/AVC. Obiecuje identyczną jakość jak H.264 przy około połowie szybkości transmisji, zmniejszając wymagania dotyczące przepustowości przesyłania.
Pamiętaj, że dźwięk jest kodowany oddzielnie od wideo. Najczęściej używanym kodekiem audio jest AAC.
Rozdzielczość kodowania
Rozdzielczość kodowania to rozmiar klatki wideo wyrażony w pikselach jako szerokość x wysokość. Dwie popularne rozdzielczości to 1280 x 720 (tj. 720p) i 1920 x 1080 (tj. 1080p). Wyższe rozdzielczości przesyłania strumieniowego, takie jak 4K, są mniej popularne, ponieważ wymagają znacznej mocy obliczeniowej, przepustowości przesyłania i obsługi rozdzielczości 4K po stronie widza.
Ponieważ każda konfiguracja jest nieco inna, dobrą praktyką jest umożliwienie widzom wyboru rozdzielczości podczas przeglądania treści. Jeśli CDN, z którego korzystasz, obejmuje transkodowanie (wielu tak robi), nie musisz wykonywać żadnej dodatkowej pracy. Po prostu wyślij strumień najwyższej jakości, a CDN zaprezentuje widzowi różne rozdzielczości.
Szybkość klatek
Szybkość klatek to liczba obrazów kodowanych na sekundę w klatkach na sekundę (fps). Standardowa liczba klatek na sekundę obejmuje 24, 25, 30 i 60 kl./s, przy czym 30 kl./s jest najczęściej używanym ustawieniem do przesyłania strumieniowego online.
Szybkość transmisji
Bitrate opisuje, ile danych jest przesyłanych w jednostce czasu. Szybkość transmisji bitów jest zwykle mierzona w kilobitach na sekundę (Kb/s), a rzadziej w megabitach na sekundę (Mb/s). Im wyższa szybkość transmisji, tym wyższa jakość wideo – ale także większy rozmiar pliku.
Znalezienie odpowiedniego ustawienia szybkości transmisji bitów dotyczy równowagi. Ustawienie niskiej szybkości transmisji bitów spowoduje, że transmisja na żywo będzie wyglądać na roztrzęsioną io niskiej jakości. Z drugiej strony ustawienie zbyt dużej szybkości transmisji bitów może spowodować buforowanie wideo dla widzów, ponieważ rozmiar pliku stanie się zbyt duży.
Ustawienie szybkości transmisji bitów będzie zależeć od wybranego kodeka, rozdzielczości i liczby klatek na sekundę. Na przykład zakres bitrate wideo dla strumienia 1080p przy 30 fps wynosi od 3000 do 6000 Kb/s, podczas gdy zakres bitrate dla strumieniowania 4K 60 fps wynosi od 20 000 do 51 000 Kb/s.
Oprócz odpowiednio dobranej szybkości transmisji bitów innym kluczowym czynnikiem zapewniającym wysoką jakość wideo online jest wystarczająca lokalna przepustowość przesyłania. Bez względu na to, jak wysoka jest szybkość transmisji lub jak potężny koder sprzętowy, niska przepustowość może stać się wąskim gardłem dla jakości przesyłania strumieniowego.
Powyżej znajduje się zrzut ekranu karty ustawień kodowania w interfejsie Pearl Web
Protokoły przesyłania strumieniowego:czym są i jak działają
Protokół przesyłania strumieniowego to metoda dostarczania multimediów do miejsca docelowego przesyłania strumieniowego. Jest to zestaw reguł, które decydują o tym, jak podzielić zakodowany film na mniejsze części i dostarczyć go do miejsca docelowego, na czas i we właściwej kolejności. Różne kodery sprzętowe obsługują określone zestawy protokołów przesyłania strumieniowego. Ponadto niektóre protokoły przesyłania strumieniowego będą działać tylko z określonymi kodekami, podczas gdy inne protokoły są zależne od kodeków.
Różne protokoły przesyłania strumieniowego wideo mogą dostarczać wideo online z różnym stopniem opóźnienia. Na przykład niektóre protokoły mogą natychmiastowo przesyłać dane z kodera sprzętowego do miejsca docelowego, podczas gdy inne zajmują więcej czasu. Nazywa się to opóźnieniem przesyłania strumieniowego.
W przypadku transmisji jednokierunkowych pewne opóźnienia nie są niczym wielkim. Jednak w przypadku wydarzeń z interaktywnością wysokie opóźnienia przesyłania strumieniowego są niedopuszczalne. Dlatego wymagania dotyczące opóźnień są jednym z czynników wpływających na wybór protokołu przesyłania strumieniowego.
Jednym z najczęściej używanych protokołów przesyłania strumieniowego jest protokół przesyłania wiadomości w czasie rzeczywistym (RTMP) i jego bezpieczny wariant (RTMPS). RTMP(S) to solidny i powszechnie obsługiwany protokół. Działa jednak tylko z kodekiem H.264 i ma pewne opóźnienia (3–30 sekund).
HTTP Live Streaming (HLS) to kolejny popularny protokół obsługiwany przez prawie każdą przeglądarkę, system operacyjny, a nawet telewizory Smart TV. HLS działa tylko z kodekami H.264 i H.265.
Bezpośrednim konkurentem HLS jest MPEG-DASH. W przeciwieństwie do HLS, MPEG-DASH jest protokołem niezależnym od kodeków. Jeśli chodzi o opóźnienia przesyłania strumieniowego, zarówno HLS, jak i MPEG-DASH znajdują się na wyższym końcu skali (30–45 sekund).
Secure Niezawodny transport (SRT) to otwarty, niezależny od kodeków protokół przesyłania strumieniowego. Umożliwia niezawodne przesyłanie strumieniowe z małymi opóźnieniami nawet w nieoptymalnych sieciach. Jego zdolność do dostarczania wysokiej jakości treści w czasie zbliżonym do rzeczywistego przez Internet daje nadawcom realną alternatywę dla drogiej technologii satelitarnej. Na przykład SRT nie jest tak szeroko obsługiwany jak RTMP, ale zyskuje popularność i wsparcie w dziedzinie kodowania sprzętowego.
Porada dotycząca wyboru kodera sprzętowego
Modele koderów sprzętowych są wyceniane na podstawie liczby i typu złączy wejściowych, obsługiwanych technologii przesyłania strumieniowego i kodowania oraz, co najważniejsze, mocy obliczeniowej. Każde dodatkowe źródło wejściowe i kanał kodujący dodatkowo obciąża procesor enkodera. Najwyższej klasy kodery sprzętowe, takie jak Pearl-2, mogą przechwytywać wiele źródeł audio i wideo, kodować wiele kanałów w wysokiej rozdzielczości i przesyłać strumieniowo do wielu miejsc docelowych jednocześnie. Bardziej podstawowe modele mogą przechwytywać tylko jedno lub dwa źródła i przesyłać strumieniowo jeden program do jednego miejsca docelowego.
Zalecamy wybór kodera sprzętowego na podstawie wymagań dotyczących kodowania i przesyłania strumieniowego. Na przykład, jeśli chcesz przechwycić tylko jeden sygnał wejściowy z miksera produkcyjnego i przesłać go strumieniowo do jednego miejsca docelowego online – rozważ jednokanałowy koder, taki jak Pearl Nano. Z drugiej strony, jeśli chcesz przechwycić wiele źródeł HDMI, SDI i być może NDI i przesyłać strumieniowo wiele zakodowanych kanałów do wielu miejsc docelowych – rozważ koder sprzętowy typu „koń roboczy”, taki jak Pearl-2.
Pierwotnie opublikowany 2 czerwca 2019 r., ten post został zaktualizowany 1 listopada 2021 r. i zawiera więcej istotnych informacji.