Streaming con tasa de bits adaptativa: Qué es y cómo funciona el algoritmo ABR [2022 Update]

Para la mayoría de los organismos de radiodifusión, la experiencia del usuario es crucial, porque la mayoría de los espectadores no aguantarán mucho tiempo un flujo deficiente. De hecho, más de la mitad de los espectadores abandonan un flujo de mala calidad en 90 segundos o menos. Eso significa que una mala corriente podría ser devastadora para el negocio.

El problema es que la mayoría de los usuarios dependen de conexiones a Internet domésticas. El ancho de banda y las condiciones de red de estas conexiones fluctúan a lo largo del día y pueden afectar a la experiencia de visionado. Los dispositivos que se utilizan también varían en potencia de procesamiento y capacidad de reproducción.

Por eso es fundamental que los organismos de radiodifusión de hoy en día tengan en cuenta a los espectadores a la hora de organizar un flujo de trabajo de transmisión de vídeo adaptable. Para la mayoría de las empresas, eso significa utilizar el algoritmo de streaming de bitrate adaptativo para optimizar la calidad del streaming.

En este artículo explicaremos qué es y cómo funciona el streaming con tasa de bits adaptativa. También estudiaremos en qué consiste un perfil de streaming y cómo las marcas pueden implementar el streaming ABR por sí mismas.

Vamos a ello.

Cubriremos:

• ¿Qué es el streaming con tasa de bits adaptativa?
• ¿Cómo funciona el streaming ABR?
• Perfiles de flujo adaptables
• Cómo hacer streaming con tasa de bits adaptativa
• Ventajas de la reproducción adaptativa
• Conclusión

¿Qué es el streaming con tasa de bits adaptativa?

En primer lugar, veamos la importancia de las tasas de bits en el streaming y lo que significa disponer de capacidades de reproducción adaptativa.

¿Qué es una tasa de bits para streaming?

La tasa de bits de vídeo de un flujo se refiere a la velocidad de transferencia de datos de vídeo al dispositivo de un usuario. La medida estándar de la tasa de bits para la transmisión de vídeo es megabits por segundo (Mbps), que difiere del tamaño del archivo de vídeo medido en megabytes (MBps).

En general, un bitrate más alto significa que la calidad del vídeo será mejor, pero si excede el ancho de banda del usuario -también medido en Mbps- puede producirse buffering. El almacenamiento en búfer significa que el reproductor de vídeo no puede descargar el archivo de vídeo lo suficientemente rápido como para mantener la reproducción del vídeo a velocidad normal. Eso es lo que provoca el icono giratorio cuando un espectador está viendo un vídeo.

Estos son algunos de los factores que influyen en la tasa de bits del vídeo en streaming:

• Resolución de vídeo: La resolución de un vídeo se refiere al número de píxeles de un fotograma. La mayoría de las transmisiones de vídeo tienen una resolución de 480, 720, 1080 o 4K. Una mayor resolución hace que las imágenes sean más nítidas y puede ser necesaria para disfrutar de una experiencia visual de calidad en pantallas más grandes.
• Frecuencia de imagen: La mayoría de las emisoras utilizan 24 fotogramas por segundo (fps), pero los eventos deportivos u otras retransmisiones que requieren una reproducción más fluida pueden utilizar de 30 a 60 fps. Una mayor velocidad de fotogramas puede mostrar mejor el movimiento, pero más fotogramas también requieren datos adicionales.
• Codec: Un vídeo de mayor calidad -con mayor resolución y frecuencia de imagen- suele tener una mayor tasa de bits. Dicho esto, algunos códecs que comprimen datos de vídeo son más eficaces que otros. Los códecs más recientes, como H.264 y H.265, ofrecen una mayor calidad de vídeo a tasas de bits más bajas que los códecs tradicionales.

¿Qué es la reproducción adaptativa?

Flujo de bits adaptable (ABR) es un algoritmo por el que un cliente reproductor de vídeo decide qué segmentos de bitrate descargar. El resultado final es que las cadenas pueden ofrecer a los usuarios múltiples flujos con diferentes velocidades de bits. El reproductor de vídeo detecta las fluctuaciones de la conexión a Internet y la capacidad de procesamiento del dispositivo del usuario para subir o bajar automáticamente la velocidad de transmisión en tiempo real. El streaming con tasa de bits adaptativa ayuda a ofrecer a los espectadores la mejor experiencia de vídeo posible.

Por el contrario,
streaming multibitrate (MBR)
implica varias opciones de transmisión, pero una vez que el reproductor de vídeo elige una tasa de bits, no se adapta en función de las condiciones de la red. Una caída repentina del ancho de banda podría provocar buffering, por lo que el streaming MBR sin reproducción adaptativa no es ideal para la mayoría de las situaciones de streaming. La transmisión de secuencias con múltiples tasas de bits ayuda a ofrecer a los espectadores una mejor experiencia visual, pero no una experiencia visual perfecta.

La reproducción adaptativa, por tanto, es una forma de que los reproductores de vídeo adapten dinámicamente la calidad de un flujo a las condiciones de la red, el ancho de banda disponible y el rendimiento del dispositivo. Si quieres ofrecer a los espectadores la mejor experiencia de visionado, vas a querer utilizar el streaming ABR.

¿Cómo funciona el streaming ABR?

El streaming ABR es crucial para optimizar la reproducción de vídeo, pero ¿cómo lo hacen funcionar exactamente las cadenas de televisión?

1. Preparación del vídeo

En primer lugar, hay que preparar el contenido de vídeo para la retransmisión en directo ABR. Un codificador tiene que codificar el vídeo en varias velocidades de bits en función del perfil de transmisión de destino. Más Las plataformas de vídeo en línea son capaces de transcodificar vídeos a múltiples formatos a partir de un único archivo de origen.

Cada uno de estos archivos de vídeo codificados debe segmentarse en partes de varios segundos. El tamaño de estos trozos de vídeo varía en función de la aplicación, pero suelen durar entre 2 y 10 segundos cada uno. Este enfoque funciona bien con protocolos de streaming basados en HTTP que descargan progresivamente contenidos de vídeo.

2. Puesta en marcha inicial

Antes de que un reproductor de vídeo pueda iniciar la reproducción, descarga un archivo de manifiesto que describe los trozos de vídeo y las velocidades de bits disponibles. Este archivo de manifiesto -la lista de reproducción .m3u8 para HLS y la descripción de la presentación multimedia (MPD) para DASH- contiene la información que compone un perfil de streaming, que veremos más adelante.

El reproductor de vídeo puede utilizar simplemente el manifiesto como guía para solicitar los activos de vídeo más adecuados para el dispositivo y la conexión del usuario. Entonces, comienza la reproducción inmediatamente cuando hay suficiente contenido multimedia disponible en el búfer local.

La ventaja de la transmisión de vídeo por HTTP es que el contenido puede almacenarse y entregarse desde un servidor web normal. Esto significa que ABR funciona bien con redes de distribución de contenidos (CDN) para reducir aún más la latencia, disminuir la pérdida de paquetes y aumentar la velocidad de entrega.

La transmisión con velocidad de bits adaptable, combinada con una red CDN global, puede permitirle llegar con eficacia a espectadores de todo el mundo.

3. Reproducción dinámica

Los reproductores de vídeo suelen comenzar la transmisión con la tasa de bits más baja y solicitan trozos de vídeo de mayor o menor calidad según cambien las condiciones de la red. Cada reproductor tiene su propio algoritmo ABR para decidir qué bitrates descargar a continuación.

Hay dos tipos comunes de algoritmos de selección que utilizan los reproductores de vídeo: throughput y buffer. Los algoritmos basados en el rendimiento miden la velocidad de descarga de los trozos de vídeo anteriores para determinar qué velocidad de bits elegir a continuación. El problema es que una estimación del rendimiento puede no coincidir con la tasa de bits del codificador durante las retransmisiones en directo.

Los algoritmos basados en búfer intentan controlar la ocupación del búfer para garantizar que siempre haya suficiente vídeo listo para su reproducción. Si el búfer local se está quedando sin medios, la siguiente tasa de bits será más baja para adelantarse a la reproducción. El problema es saber hasta dónde bajar la tasa de bits para llenar el búfer sin rebajar demasiado la calidad.

Algunos reproductores adaptables ofrecen incluso un híbrido de ambos. Por ejemplo, THEOplayer evalúa continuamente su velocidad de descarga y puede cambiar el bitrate a mitad de descarga para mantener alta la ocupación del búfer. En los próximos años, es posible que también ganen terreno algoritmos más avanzados que utilicen el aprendizaje automático. Estas máquinas ayudan a llevar la reproducción adaptativa al siguiente nivel.

Perfiles de transmisión con velocidad de bits adaptativa

Un perfil de streaming es el conjunto de variaciones que desea poner a disposición para un vídeo en particular. Esto significa crear una escalera que incluya diferentes velocidades de bits, resoluciones, códecs y mucho más.

La mayoría de los perfiles ABR son diseños de escalera universales pensados para optimizar todos los archivos de vídeo para cualquier dispositivo de streaming y condición de red. Apple incluso propuso un codificación a velocidad de bits fija ladde r (véase más adelante), que Netflix perfeccionó posteriormente para maximizar la calidad de vídeo en cada escalón concreto.

Otra estrategia de perfiles de streaming que está ganando popularidad es la codificación consciente del contexto (CAE), que también tiene en cuenta los dispositivos del usuario a la hora de codificar. Cada contenido se codifica para tipos de dispositivos específicos -desde teléfonos inteligentes hasta televisores inteligentes- para crear una escala de velocidad de bits personalizada. Esto permite a las cadenas ofrecer una mayor calidad de experiencia con menos requisitos de ancho de banda.

Al final, no hay un único perfil de streaming que se adapte a las necesidades de todas las cadenas. Por eso, en la siguiente sección se describen las directrices generales sobre los protocolos y velocidades de transmisión que deben incluirse en la mayoría de los perfiles de streaming.

Cómo hacer streaming con tasa de bits adaptativa

Los organismos de radiodifusión que deseen ofrecer transmisión con velocidad de bits adaptable deben tomar una serie de decisiones sobre los protocolos de transmisión, las velocidades de bits y los reproductores de vídeo. Estas son las decisiones que debe tomar para ofrecer a sus espectadores una transmisión de bits adaptable.

¿Qué protocolo de streaming debo utilizar?

Un protocolo de streaming es un método para transmitir audio o vídeo por Internet. Elegir qué protocolo de transmisión de vídeo dependerá de sus objetivos, ya que algunos protocolos pueden gestionar flujos ABR, mientras que otros son mejores para flujos de baja latencia. flujos de baja latencia.

En su día fue el protocolo de streaming más común,
Protocolo de mensajería en tiempo real (RTMP)
ha quedado obsoleto como método de entrega a los usuarios finales. Aunque el protocolo puede transmitir a Flash Player, la mayoría de los navegadores han cambiado a reproductores de vídeo HTML5 por defecto. Dicho esto, RTMP puede seguir utilizándose para transmitir vídeo para un codificador a un OVP, pero no es ideal para el streaming ABR.

Streaming Adaptativo Dinámico sobre HTTP (DASH) es un protocolo más reciente que está empezando a ganar adeptos. También conocido como MPEG-DASH, es un códec agnóstico y está diseñado para funcionar en todos los navegadores modernos. Aunque el protocolo no está soportado de forma nativa por HTML5 streaming, muchos reproductores soportan MPEG-DASH mediante JavaScript y Media Source Extensions (MSEs).

El protocolo preferido para los reproductores de vídeo HTML5 es
HTTP live streaming (HLS)
. Esto es crucial porque el reproductor de vídeo es, en última instancia, lo que controla la retransmisión en directo ABR. En cuanto a los códecs, HLS es compatible con H.264 y recientemente ha añadido compatibilidad con H.265 / HEVC. El protocolo utiliza segmentos de vídeo de 10 segundos por defecto, pero algunos reproductores de vídeo permiten segmentos más pequeños para reducir la latencia.

¿A qué velocidad de transmisión debo hacer streaming?

Las mejores tasas de bits dependerán de su público objetivo, pero por lo general es una buena idea ofrecer varios bitrates con distintos niveles de calidad.

Estos son algunos de los ajustes de bitrate más comunes:

• Vídeo 360p: 400 Kbps – 1000 Kbps
• Vídeo 480p: 500 Kbps – 2 Mbps (1 Mbps = 1000 Kbps)
• Vídeo 720p: 1,5 – 4 Mbps
• Vídeo 1080p: 3 – 6 Mbps

En Dacast recomendamos ofrecer un bitrate inferior a 1000 Kbps para garantizar que cualquier usuario pueda ver tus vídeos. Las velocidades de bits superiores mejorarán la experiencia de visualización para los usuarios que dispongan del dispositivo y el ancho de banda necesarios. Para streaming con bitrate adaptativo HLS, estas son nuestras sugerencias a la hora de configurar el codificador.

¿Qué es el streaming adaptativo con JavaScript?

Como hemos mencionado antes, el reproductor de vídeo es crucial para permitir la retransmisión en directo ABR. Los reproductores HTML5, incluidosVideo.js y otros reproductores de vídeo reproductores de vídeo JavaScript-tienen la capacidad de transmitir ABR desde el primer momento. Eso significa que son reproductores de vídeo adaptables.

Además de utilizar un algoritmo ABR para elegir la velocidad de bits del flujo de vídeo, los reproductores de vídeo de adaptación también seleccionan un archivo de vídeo que se ajuste a la pantalla del dispositivo. Esto garantiza que el usuario vea siempre un vídeo con buen aspecto.

Para los organismos de radiodifusión, los reproductores de vídeo JavaScript y HTML5 compatibles con ABR tienen un valor incalculable. Estos reproductores no sólo ofrecen una mejor experiencia de usuario, sino que además están integrados en los navegadores web y son accesibles universalmente en casi cualquier dispositivo. Esto significa que la retransmisión adaptable mediante JavaScript permite a las marcas llegar a más espectadores.

Ventajas de la reproducción adaptativa

La principal ventaja de la transmisión de flujo continuo con velocidad de bits adaptativa es la mejora de la calidad de la experiencia. Las cadenas de televisión pueden ofrecer a sus telespectadores vídeos de la máxima calidad posible sin correr el riesgo de que se produzcan buffering u otras interrupciones de la experiencia.

Además de flujos más fluidos, ABR ofrece un arranque más rápido. Dado que los flujos ABR suelen comenzar con una tasa de bits baja hasta que el algoritmo de selección estima la capacidad del ancho de banda o la ocupación del búfer, el vídeo puede comenzar a reproducirse inmediatamente. Esto significa que las marcas no tienen que preocuparse por perder espectadores debido a tiempos de carga lentos.

La transmisión con tasa de bits adaptativa ABR también mejora la experiencia de visualización en teléfonos inteligentes y tabletas. En el pasado, las limitaciones de los planes de datos y la escasa capacidad de procesamiento de los dispositivos hacían que el streaming de vídeo sobre la marcha fuera un reto para las cadenas de televisión. ABR garantiza que los usuarios móviles puedan ver las secuencias de vídeo sin buffering a pesar de estas posibles limitaciones.

Dado que los flujos ABR utilizan HTTP para la entrega, funcionan con la mayoría de servidores web y CDN. Eso significa que es más barato que instalar servidores especializados o mantener abiertas conexiones persistentes. Por lo tanto, el uso del streaming ABR puede ser una forma rentable de escalar manteniendo una experiencia de streaming de alta calidad.

Cuando un usuario tiene una mala experiencia de streaming, es más probable que vea tu marca de forma negativa, aunque no sea directamente culpa tuya que la experiencia de vídeo no sea la mejor. Eso limita las posibilidades de publicidad y monetización por la línea. Por eso el ABR es crucial para los organismos de radiodifusión de hoy en día. El streaming ABR le ofrece un mayor grado de control sobre la experiencia del usuario final.

Conclusión

Los organismos de radiodifusión deben dar prioridad a la experiencia del usuario, y la retransmisión en directo ABR es una forma segura de que los usuarios vean el flujo de la mayor calidad posible en casi cualquier dispositivo. El streaming ABR ha creado nuevas expectativas en los usuarios que requieren la tecnología de streaming adecuada adecuada.

Dacast, una completa plataforma de streaming over-the-top (OTT), facilita la difusión de flujos ABR gracias a sus flexibles funciones de codificación y a su reproductor de vídeo adaptable HTML5. Por eso, la plataforma de streaming ha sido nominada como la mejor plataforma para Pequeñas y Medianas Empresas en los premios Streaming Media Readers’ Choice Awards 2019. Dacast también fue incluida en la lista de las empresas más importantes en tecnología de vídeo en línea en 2021.

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