Streaming a bitrate adattivo: Cos’è e come funziona l’algoritmo ABR [2022 Update]

Per la maggior parte delle emittenti, l’esperienza dell’utente è fondamentale, perché la maggior parte degli spettatori non sopporterà a lungo uno streaming scadente. Infatti, oltre la metà degli spettatori abbandonerà uno streaming di scarsa qualità in 90 secondi o meno. Ciò significa che un solo flusso negativo potrebbe essere devastante per l’azienda.

Il problema è che la maggior parte degli utenti si affida a connessioni Internet domestiche. La larghezza di banda e le condizioni di rete di queste connessioni fluttuano nel corso della giornata e possono influire sull’esperienza di visione. Anche i dispositivi utilizzati variano per potenza di elaborazione e capacità di riproduzione.

Per questo motivo è fondamentale che le emittenti di oggi tengano conto degli spettatori quando mettono a punto un flusso di lavoro di streaming video adattivo. Per la maggior parte delle aziende, ciò significa utilizzare l’algoritmo di streaming a bitrate adattivo per ottimizzare la qualità dello streaming.

In questo articolo, ci occuperemo di cos’è e come funziona lo streaming a bitrate adattivo. Analizzeremo anche le caratteristiche di un profilo di streaming e come i brand possono implementare lo streaming ABR da soli.

Entriamo nel merito.

Copriamo:

• Che cos’è lo streaming a bitrate adattivo?
• Come funziona lo streaming ABR?
• Profili di streaming adattivo
• Come eseguire lo streaming a bitrate adattivo
• I vantaggi della riproduzione adattiva
• Conclusione

Che cos’è lo streaming a bitrate adattivo?

Per prima cosa, analizziamo l’importanza del bitrate nello streaming e cosa significa avere capacità di riproduzione adattiva.

Che cos’è il bitrate per lo streaming?

Il bitrate video di un flusso si riferisce alla velocità di trasferimento dei dati video al dispositivo dell’utente. La misura standard del bitrate per lo streaming video è il megabit al secondo (Mbps), che differisce dalla dimensione del file di un video misurata in megabyte (MBps).

In generale, un bitrate più elevato significa che la qualità video sarà migliore, ma se supera la larghezza di banda dell’utente, misurata anch’essa in Mbps, può verificarsi un buffering. Il buffering significa che il lettore video non è in grado di scaricare il file video abbastanza velocemente da mantenere la riproduzione del video a velocità normale. Questo è ciò che provoca l’icona che gira quando lo spettatore guarda un video.

Questi sono alcuni fattori che influiscono sulla velocità di trasmissione dei video in streaming:

• Risoluzione video: La risoluzione di un video si riferisce al numero di pixel all’interno di un fotogramma. La maggior parte dei flussi video ha una risoluzione di 480, 720, 1080 o 4K. Una risoluzione più elevata rende le immagini più nitide e può essere necessaria per avere una visione di qualità su schermi più grandi.
• Frame rate: La maggior parte delle emittenti utilizza 24 fotogrammi al secondo (fps), ma gli eventi sportivi o altri flussi che richiedono una riproduzione più fluida possono utilizzare da 30 a 60 fps. Una frequenza di fotogrammi più elevata può visualizzare meglio il movimento, ma un numero maggiore di fotogrammi richiede anche dati aggiuntivi.
• Codec: Un video di qualità superiore, con una risoluzione e una frequenza di fotogrammi maggiori, ha generalmente un bitrate più alto. Tuttavia, alcuni codec che comprimono i dati video sono più efficienti di altri. I codec più recenti, come H.264 e H.265, producono video di qualità superiore a bitrate inferiori rispetto ai codec tradizionali.

Che cos’è la riproduzione adattiva?

Streaming a bitrate adattativo (ABR) è un algoritmo con cui il client del lettore video decide quali segmenti di bitrate scaricare. Il risultato finale è che le emittenti sono in grado di offrire agli utenti più flussi con bitrate diversi. Il lettore video rileva le fluttuazioni della connessione a Internet e la capacità di elaborazione del dispositivo dell’utente per aggiornare o ridurre automaticamente il bitrate dello streaming in tempo reale. Lo streaming a bitrate adattativo aiuta a fornire agli spettatori la migliore esperienza video possibile.

Al contrario,
streaming multi-bitrate (MBR)
prevede diverse opzioni di streaming, ma una volta scelto il bitrate, il lettore video non si adatta alle condizioni della rete. Un calo improvviso della larghezza di banda potrebbe causare il buffering, quindi lo streaming MBR senza riproduzione adattiva non è l’ideale per la maggior parte delle situazioni di streaming. Lo streaming multi-bitrate contribuisce a fornire agli spettatori un’esperienza visiva migliore, ma non perfetta.

La riproduzione adattiva, quindi, è un modo per i lettori video di adattare dinamicamente la qualità di uno streaming alle condizioni della rete, alla larghezza di banda disponibile e alle prestazioni del dispositivo. Se volete offrire agli spettatori la migliore esperienza di visione, dovrete utilizzare lo streaming ABR.

Come funziona lo streaming ABR?

Lo streaming ABR è fondamentale per ottimizzare la riproduzione video, ma come fanno esattamente le emittenti a farlo funzionare?

1. Preparazione del video

Innanzitutto, il contenuto video deve essere preparato per lo streaming live ABR. Un codificatore deve codificare il video in diversi bitrate a seconda del profilo di streaming desiderato. La maggior parte Le piattaforme video online sono in grado di transcodificare i video in più formati a partire da un unico file sorgente.

Ciascuno di questi file video codificati deve essere segmentato in parti di più secondi. La dimensione di questi pezzi di video varia a seconda dell’implementazione, ma in genere è compresa tra i 2 e i 10 secondi ciascuno. Questo approccio funziona bene con i protocolli di streaming basati su HTTP che scaricano progressivamente i contenuti video.

2. Avvio iniziale

Prima che un lettore video possa iniziare la riproduzione, scarica un file manifest che descrive i chunk video e le bitrate disponibili. Questo file manifest – la playlist .m3u8 per HLS e la media presentation description (MPD) per DASH – contiene le informazioni che compongono un profilo di streaming, di cui parleremo più avanti.

Il lettore video può semplicemente utilizzare il manifest come guida per richiedere le risorse video più adatte al dispositivo e alla connessione dell’utente. Quindi, inizia immediatamente la riproduzione quando il contenuto multimediale disponibile nel buffer locale è sufficiente.

Il vantaggio dello streaming video su HTTP è che il contenuto può essere memorizzato e consegnato da un normale server web. Ciò significa che ABR funziona bene con reti di distribuzione dei contenuti (CDN) per ridurre ulteriormente la latenza, diminuire la perdita di pacchetti e aumentare la velocità di consegna.

Lo streaming a bitrate adattativo abbinato a una rete CDN globale può consentirvi di raggiungere efficacemente gli spettatori di tutto il mondo.

3. Riproduzione dinamica

I lettori video di solito iniziano lo streaming con la velocità di trasmissione più bassa e richiedono pacchetti video di qualità superiore o inferiore al variare delle condizioni di rete. Ogni lettore ha il proprio algoritmo ABR per decidere quale bitrate scaricare successivamente.

Gli algoritmi di selezione utilizzati dai lettori video sono di due tipi: throughput e buffer. Gli algoritmi basati sul throughput misurano la velocità di download delle porzioni di video precedenti per determinare quale bitrate scegliere successivamente. Il problema è che la stima del throughput potrebbe non corrispondere alla velocità di trasmissione del codificatore durante i flussi in diretta.

Gli algoritmi basati sul buffer cercano di controllare l’occupazione del buffer per garantire che ci sia sempre abbastanza video pronto per la riproduzione. Se il buffer locale sta esaurendo i supporti, la velocità di trasmissione successiva sarà più bassa per mantenere la velocità di riproduzione. Il problema è sapere quanto abbassare il bitrate per riempire il buffer senza abbassare troppo la qualità.

Alcuni lettori adattivi offrono addirittura un ibrido tra i due. Ad esempio, ILgiocatore valuta continuamente la velocità di download e può cambiare bitrate a metà download per mantenere alta l’occupazione del buffer. Nei prossimi anni potrebbero affermarsi anche algoritmi più avanzati che utilizzano l’apprendimento automatico. Queste macchine contribuiscono a portare la riproduzione adattiva a un livello superiore.

Profili di streaming a bitrate adattivo

Un profilo di streaming è l’insieme delle variazioni che si desidera rendere disponibili per un determinato video. Ciò significa creare una scaletta che includa diverse bitrate, risoluzioni, codec e altro ancora.

La maggior parte dei profili ABR sono progetti di scale universali destinati a ottimizzare tutti i file video per qualsiasi dispositivo di streaming e condizione di rete. Apple ha persino proposto un codifica a bitrate fisso(vedi sotto), che Netflix ha successivamente perfezionato per massimizzare la qualità video ad ogni particolare gradino.

Un’altra strategia di profilo di streaming che sta guadagnando popolarità è la codifica consapevole del contesto (CAE), che considera anche i dispositivi dell’utente durante la codifica. Ogni contenuto viene codificato per tipi di dispositivi specifici, dagli smartphone alle smart TV, per costruire una scala di bitrate personalizzata. Ciò consente alle emittenti di offrire una qualità dell’esperienza superiore con requisiti di larghezza di banda ridotti.

In definitiva, non esiste un unico profilo di streaming che si adatti alle esigenze di ogni emittente. Per questo motivo, nella prossima sezione, verranno illustrate le linee guida generali per i protocolli e i bitrate da includere nella maggior parte dei profili di streaming.

Come eseguire lo streaming a bitrate adattivo

Per le emittenti che vogliono offrire lo streaming a bitrate adattivo, è necessario prendere una serie di decisioni sui protocolli di streaming, sui bitrate e sui lettori video. Ecco le decisioni da prendere per offrire ai vostri spettatori uno streaming di bit adattivo.

Quale protocollo di streaming utilizzare?

Un protocollo di streaming è un metodo per la distribuzione di audio o video su Internet. Scegliere quale protocollo di streaming video dipenderà dai vostri obiettivi, perché i protocolli possono gestire lo streaming ABR, mentre altri sono migliori per i flussi a bassa latenza. flussi a bassa latenza.

Una volta era il protocollo di streaming più comune,
Protocollo di messaggistica in tempo reale (RTMP)
è stato ampiamente deprecato come metodo di consegna agli utenti finali. Anche se il protocollo può essere trasmesso a Flash Player, la maggior parte dei browser è passata ai lettori video HTML5 per impostazione predefinita. Detto questo, RTMP può comunque essere utilizzato per trasmettere video per un codificatore a un OVP, ma non è ideale per lo streaming ABR.

Streaming dinamico adattivo su HTTP (DASH) è un protocollo più recente che sta iniziando ad affermarsi. Conosciuto anche come MPEG-DASH, è un codec-agnostico e progettato per funzionare su tutti i browser moderni. Sebbene il protocollo non sia supportato in modo nativo dallo streaming HTML5, molti lettori supportano MPEG-DASH utilizzando JavaScript e le Media Source Extensions (MSE).

Il protocollo preferito per i lettori video HTML5 è
HTTP live streaming (HLS)
. Si tratta di un aspetto cruciale, perché è il lettore video a controllare lo streaming live ABR. Per quanto riguarda i codec, HLS supporta H.264 e recentemente ha aggiunto il supporto per H.265 / HEVC. Il protocollo utilizza segmenti video di 10 secondi per impostazione predefinita, ma alcuni lettori video consentono segmenti più piccoli per ridurre la latenza.

A quale bitrate dovrei trasmettere?

La scelta del bitrate migliore dipende dal vostro pubblico di riferimento, ma in genere è una buona idea offrire più bitrate a diversi livelli di qualità.

Ecco alcune impostazioni di bitrate comuni:

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

Noi di Dacast consigliamo di fornire un bitrate inferiore a 1000 Kbps per garantire che qualsiasi utente possa guardare i vostri video. Un bitrate superiore a questo migliorerà l’esperienza di visione per gli utenti che dispongono del dispositivo e della larghezza di banda necessari. Per lo streaming HLS a bitrate adattativo, Ecco i nostri suggerimenti per la configurazione dell’encoder.

Che cos’è lo streaming adattivo con JavaScript?

Come abbiamo già detto, il lettore video è fondamentale per consentire lo streaming live ABR. I lettori HTML5, tra cuiVideo.js e altri lettori video lettori video JavaScript-avere la possibilità di effettuare lo streaming ABR in modo immediato. Ciò significa che sono lettori video adattivi.

Oltre a utilizzare un algoritmo ABR per scegliere il bitrate del flusso video da utilizzare, i lettori video di adattamento selezionano anche un file video che si adatta allo schermo del dispositivo. Questo garantisce all’utente di vedere sempre un video di buona qualità.

Per le emittenti, i lettori video JavaScript e HTML5 che supportano l’ABR sono preziosi. Questi lettori non solo offrono una migliore esperienza d’uso, ma sono anche integrati nei browser web e sono universalmente accessibili su quasi tutti i dispositivi. Ciò significa che lo streaming adattivo con JavaScript consente ai marchi di raggiungere un maggior numero di spettatori.

I vantaggi della riproduzione adattiva

Il vantaggio principale dello streaming a bitrate adattivo è un miglioramento della qualità dell’esperienza. Le emittenti possono offrire ai loro spettatori la massima qualità video possibile senza rischiare buffering o altre interruzioni dell’esperienza.

Oltre a flussi più fluidi, ABR offre un avvio più rapido. Poiché i flussi ABR di solito iniziano con un flusso a basso bitrate finché l’algoritmo di selezione non stima la capacità di banda o l’occupazione del buffer, il video è in grado di iniziare immediatamente la riproduzione. Ciò significa che i marchi non devono preoccuparsi di perdere spettatori a causa di tempi di caricamento lenti.

Lo streaming con bitrate adattivo ABR migliora anche l’esperienza di visione su smartphone e tablet. In passato, le limitazioni del piano dati e la scarsa potenza di elaborazione dei dispositivi rendevano lo streaming video in movimento una sfida per le emittenti. L’ABR garantisce agli utenti mobili la possibilità di guardare i flussi video senza buffering, nonostante queste potenziali limitazioni.

Poiché i flussi ABR utilizzano HTTP per la consegna, funzionano con la maggior parte dei server web e dei CDN. Ciò significa che è più economico rispetto alla creazione di server specializzati o al mantenimento di connessioni persistenti. L’uso dello streaming ABR, quindi, può essere un modo economico per scalare mantenendo un’esperienza di streaming di alta qualità.

Quando un utente ha un’esperienza di streaming scadente, è più probabile che veda negativamente il vostro marchio, anche se non è direttamente colpa vostra se l’esperienza video non è delle migliori. Questo limita le opportunità di pubblicità e monetizzazione lungo la linea. Ecco perché l’ABR è fondamentale per le emittenti di oggi. Lo streaming ABR offre un maggior grado di controllo sull’esperienza dell’utente finale.

Conclusione

Le emittenti devono dare la priorità all’esperienza degli utenti e lo streaming live ABR è un modo sicuro per far sì che gli utenti vedano la massima qualità possibile su quasi tutti i dispositivi. Lo streaming ABR ha creato nuove aspettative negli utenti che richiedono la giusta tecnologia di streaming per soddisfarla.

Come piattaforma completa di streaming over-the-top (OTT), Dacast semplifica la distribuzione di flussi ABR grazie alle sue capacità di codifica flessibili e al lettore video adattivo HTML5. Ecco perché la piattaforma di streaming è stata nominata come migliore piattaforma per le piccole/medie imprese negli Streaming Media Readers’ Choice Awards 2019. Dacast è stata inoltre annoverata tra le aziende più importanti del settore video online nel 2021.

Se siete un’emittente che vuole ottimizzare i propri flussi video per gli utenti finali, prendete in considerazione la nostra prova gratuita di 14 giorni di Dacast.

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