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Comunicazione multimediale

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Streaming

Che cosa è lo streaming

Si tratta di una tecnica per trasferire dati in modo che siano processati come un flusso costante e continuo. Le tecnologie di streaming sono importanti in quanto consentono di gestire l'accesso a file multimediali di notevoli dimensioni in maniera veloce anche per gli utenti che non hanno accessi Internet particolarmente performanti. Usando la tecnologia dello streaming, il browser o il player dell'utente (ovvero l'applicazione in grado di riprodurre l'audio e il video che vengono scaricati) può iniziare a mostrare i dati prima che il file completo sia stato trasmesso. Perché questo processo sia efficace occorre che il client raccolga e eroghi i dati costantemente all'applicazione che li gestisce in modo da convertirli in suono o immagini. Tipicamente i dati ricevuti dal client vengono accodati in un buffer dal quale si alimenta costantemente la fase di riproduzione; in questo modo, se per qualche ragione il flusso dati presenta delle irregolarità in fase di ricezione, non viene compromessa la fase di presentazione; ovviamente, nel caso in cui le irregolarità non siano compensate dalla lunghezza del buffer, anche in fase di riproduzione si avvertirà la discontinuità.

Nell'erogazione di contenuti audio/video in streaming si identificano le modalità live e on-demand. La modalità live è assimilabile alla trasmissione di tipo televisivo. Il server che eroga il contenuto audio e video gestisce un unico flusso che viene erogato a tutti i client che ne fanno richiesta: questo significa che in un dato istante tutti i client riceveranno il medesimo flusso di dati indipendentemente dal momento in cui hanno inoltrato la richiesta. La modalità on-demand è assimilabile alla riproduzione da videoregistratore. Ogni client opera in modo indipendente uno dall'altro e il server eroga un dato contenuto ai vari client in maniera del tutto svincolata a livello temporale. La realizzazione di uno streaming (sia per l'erogazione live che on-demand) richiede varie fasi di lavoro:

  • acquisizione: una sorgente audio/video (un videoregistratore, una telecamera) deve essere collegata ad un sistema di acquisizione che tipicamente consiste in un PC dotato di scheda di acquisizione audio/video
  • codifica: il segnale acquisito deve essere codificato in un formato erogabile in modalità streaming
  • caricamento: Il contenuto in streaming prodotto deve essere caricato su un server in grado di erogarlo secondo la modalità streaming. A seconda del formato di codifica adottato esistono vari applicativi in grado di gestire questo tipo di contenuto.
  • pubblicazione : viene creata una pagina web che referenzia il contenuto audio/video presente sul server di streaming
  • erogazione: l'utente che si collega tramite web alla pagina dove è stato pubblicato il contenuto audio/video inizierà a fruire dello streaming mediante il player opportuno.

 

La postproduzione è un'ulteriore fase di lavoro, che può essere effettuata a vari livelli in fase di acquisizione, oppure in fase di codifica. Si tratta di un'attività che viene eseguita tipicamente su materiale che deve essere erogato in modalità on-demand. Si intende per postproduzione la manipolazione del contenuto audio/video in modo tale da migliorarne la qualità, aggiungere titoli, effetti oppure la sincronizzazione con contenuti esterni (es. slide) che devono essere visualizzati contestualmente durante la fase di erogazione.

   

 

Formati video e codec

La mole di dati che una sequenza video comporta è molto elevata (ad esempio, un secondo di una trasmissione televisiva non compresso richiede 600-800 KB di spazio); sarebbe quindi improponibile trasmettere un filmato senza averlo prima compresso (e quindi codificato) con un algoritmo di compressione (codec). Il compito del codec consiste nel trasformare, in fase di acquisizione, le informazioni ricevute in un file più piccolo e compatto, e, in fase di riproduzione, nell'interpretare il codice del file per poterlo visualizzare nella sua integrità. La scelta del corretto formato video, e del corrispondente codec, è di vitale importanza per la buona riuscita di uno streaming.

Tra i formati video più utilizzati troviamo:

  • Microsoft Video for Windows (AVI)
  • Apple Quick Time (MOV)
  • MPEG e MPEG2
  • Real Media (RA e RM)
  • Microsoft NetShow (ASF)

Ognuno di questi supporta vari tipi di codec, con requisiti di banda e caratteristiche differenti.

 

Attività di sperimentazione

Il laboratorio di comunicazione multimediale ha condotto sperimentazioni nell'ambito dello streaming testando diverse tecnologie di codifica, erogazione, sperimentando prodotti e tecniche di postproduzione e varie modalità di pubblicazione ed erogazione.

Il CINECA ha testato i principali e più diffusi strumenti software disponibili oggi sul mercato, come per esempio, quelli forniti dalla Real Networks (RealProducer per l'encoding, RealPlayer per il decoding, RealServer e Helix per lo streaming), dalla sezione Windows Media della Microsoft (Windows MediaPlayer e WindowsMediaServer) e dalla Apple con i prodotti QuickTime.
I test per ogni tipo di trasmissione vengono effettuati su tutte le piattaforme client disponibili, in modo da poter selezionare l'hardware e il software migliore, a seconda del tipo di servizio da offrire.

I sistemi che vengono supportati sono naturalmente i più diffusi:

  • Microsoft Windows (9x, NT e 2000)
  • Linux
  • Macintosh


Sono state attivate:

  • una collaborazione con l'Università di Venezia, per sperimentare, oltre a diverse soluzioni per l'encoding, l'acquisizione e l'editing di immagini video, anche la possibilità di diffondere eventi attraverso l'utilizzo della tecnologia multicast e sfruttando infrastrutture distribuite, basate su più server dislocati geograficamente
  • una sperimentazione in collaborazione con Aethra e l'Università di Ancona per la produzione di contenuti didattici da erogare in modalità on-demand
  • una collaborazione con il Policlinico Universitario di Padova per la realizzazione di streaming di alta qualità da sale operatorie

Il CINECA ha inoltre condotto sperimentazioni nel campo dello streaming di alta qualità con codec MPEG-2 e MPEG-4, di soluzioni miste streaming-videoconferenza e il test del software HitCast per trasmissioni multicast real-time su linee terrestri e via satellite.


HitCast - ingrandisci

Sono state condotte anche ricerche nel campo della gestione e della archiviazione di contenuti multimediali (MPEG-7), tese a definire strumenti e standard per la descrizione di dati di tipo multimediale o audiovisivo indipendenti dalla particolare tecnologia di memorizzazione e trasmissione, e strumenti per la gestione e interpretazione del contenuto informativo.


Gestione dei contenuti - ingrandisci


Si è infine preso parte a progetti di ricerca per la definizione di infrastrutture di distribuzione in ambito europeo (task force Terena TF-STREAM e TF-NETCAST).

 

 

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