Confrontando le soluzioni di live streaming? Stai cercando la differenza tra l'utilizzo di hardware e software per lo streaming? Stai cercando di comprendere i fondamenti delle impostazioni di codifica per lo streaming? Continuare a leggere! Analizzeremo tutto questo e molto altro in questo tutorial sull'encoder hardware.
Cos'è un codificatore hardware?
Quando si tratta di trasmettere video in streaming sul Web, i file audio e video non compressi sono troppo grandi e ingombranti per essere inviati in tempo reale. La soluzione è comprimere prima questi file.
Un codificatore hardware è un'appliance dedicata che acquisisce, comprime (codifica) e fornisce dati audio e video a una destinazione. In particolare, un codificatore hardware per lo streaming live è un dispositivo in grado di trasmettere video in streaming su reti locali (LAN), reti geografiche (WAN) o su Internet.
Le destinazioni di streaming online includono piattaforme di streaming come YouTube Live, LinkedIn Live e Facebook Live, nonché servizi di streaming live come Vimeo, Akamai e Wowza.
Esempi di codificatori di live streaming includono Pearl Nano, Pearl Mini e Pearl-2 di Epiphan. Inoltre, molti codificatori hardware dispongono di altre funzionalità, come la commutazione video live e la registrazione video locale.
Ingressi audio e video su codificatori hardware
I codificatori hardware in genere hanno una varietà di ingressi che consentono di collegare direttamente apparecchiature video e audio di fascia alta come fotocamere e microfoni. Ad esempio, Pearl-2 può acquisire video locali su ingressi HDMI, USB e SDI, ingressi audio analogici su XLR e RCA e ingressi AV in rete su NDI, SRT e RTSP.
Al contrario, per collegare la stessa apparecchiatura a un sistema informatico generico, è necessaria una scheda di acquisizione per lo streaming di video da una fotocamera o un'interfaccia audio front-end per un audio professionale.
Codificatori hardware e software di streaming live
Il software di live streaming è un'applicazione in esecuzione su computer generici e standard (come un laptop o un computer desktop). Alcuni esempi di software di streaming includono vMix, Wirecast e OBS. Proprio come un codificatore hardware, il software di streaming live comprime e trasmette video in streaming a una destinazione.
La differenza principale è che i codificatori hardware dedicano tutta la potenza di elaborazione all'acquisizione, alla codifica e allo streaming. Al contrario, il software di streaming eseguito dal computer deve condividere le risorse con altri processi sulla macchina. I codificatori hardware sono progettati da zero specificamente per la codifica e lo streaming, il che li rende una soluzione di streaming più affidabile rispetto alle loro controparti software. Questo è il motivo per cui le emittenti professionali si affidano a codificatori hardware in situazioni mission-critical.
Impostazioni di codifica:termini chiave da comprendere
Le impostazioni di codifica hanno un impatto diretto sulla qualità del flusso. In generale, maggiori sono le impostazioni (entro intervalli di valori specifici), maggiore è la qualità del video.
Le piattaforme di streaming spesso offrono un elenco di impostazioni di codifica consigliate per lo streaming live. È una buona idea usarli come guida. Ecco una panoramica dei parametri di codifica chiave su cui gli utenti hanno il controllo.
Codec
Un codec è il metodo di compressione per ridurre i file multimediali. Codec diversi forniscono diversi tipi di compressione per adattarsi a casi d'uso specifici. Non tutti i codec video sono adatti per lo streaming live.
Alcuni esempi di codec video ampiamente utilizzati per lo streaming sono Motion-JPEG (MJPEG), H.264/AVC e H.265/HEVC. H.264/AVC è probabilmente il codec più comunemente usato oggi. H.265/HEVC è la prossima generazione di codec dopo H.264/AVC. Promette una qualità identica a H.264 a circa la metà del bitrate, riducendo i requisiti di larghezza di banda in upload.
Nota che l'audio viene codificato separatamente dal video. Il codec audio più comunemente usato si chiama AAC.
Risoluzione di codifica
La risoluzione di codifica è la dimensione del fotogramma video, espressa in pixel come larghezza x altezza. Due risoluzioni comuni sono 1280 x 720 (cioè 720p) e 1920 x 1080 (cioè 1080p). Risoluzioni di streaming più elevate come 4K sono meno popolari perché richiedono una notevole potenza di elaborazione, larghezza di banda di caricamento e supporto della risoluzione 4K da parte dello spettatore.
Poiché la configurazione di ognuno è leggermente diversa, è buona norma offrire agli spettatori una scelta di risoluzioni durante la visualizzazione dei tuoi contenuti. Se la CDN che stai utilizzando include la transcodifica (molti lo fanno), non c'è lavoro extra da fare da parte tua. Invia semplicemente lo streaming della massima qualità e la CDN presenterà allo spettatore una gamma di risoluzioni.
Frequenza fotogrammi
La frequenza dei fotogrammi è il numero di immagini codificate al secondo, in fotogrammi al secondo (fps). Le frequenze fotogrammi standard includono 24, 25, 30 e 60 fps, di cui 30 fps è l'impostazione più utilizzata per lo streaming online.
Bit rate
Bitrate descrive la quantità di dati trasmessi per unità di tempo. Il bitrate viene comunemente misurato in kilobit al secondo (Kbps) e meno frequentemente in megabit al secondo (Mbps). Maggiore è il bitrate, maggiore è la qualità del video, ma anche maggiore è la dimensione del file.
Trovare la giusta impostazione del bitrate riguarda l'equilibrio. Un'impostazione di bitrate bassa farà apparire il live streaming tremolante e di bassa qualità. D'altra parte, l'impostazione del bitrate troppo alto può causare il buffering del video per gli spettatori perché la dimensione del file diventa troppo grande.
L'impostazione del bitrate dipenderà dal codec, dalla risoluzione e dal frame rate scelti. Ad esempio, l'intervallo di bitrate video per uno streaming 1080p a 30 fps è compreso tra 3.000 e 6.000 Kbps, mentre l'intervallo di bitrate per lo streaming 4K a 60 fps è compreso tra 20.000 e 51.000 Kbps.
Oltre a un bitrate adeguatamente scelto, un altro fattore cruciale per la distribuzione di video online di alta qualità è una larghezza di banda di caricamento locale sufficiente. Non importa quanto sia alto il bitrate o quanto sia potente il codificatore hardware, la larghezza di banda ridotta può diventare il collo di bottiglia per la qualità dello streaming.
Sopra c'è uno screenshot della scheda delle impostazioni di codifica nell'interfaccia utente di Pearl Web
Protocolli di streaming:cosa sono e come funzionano
Un protocollo di streaming è un metodo mediante il quale i contenuti multimediali vengono consegnati alla destinazione di streaming. È un insieme di regole che decide come tagliare il video codificato in blocchi più piccoli e consegnarlo a destinazione, in tempo e nell'ordine corretto. Codificatori hardware diversi supportano set specifici di protocolli di streaming. Inoltre, alcuni protocolli di streaming funzioneranno solo con codec particolari, mentre altri protocolli sono codec-agostici.
Diversi protocolli di streaming video possono fornire video online con vari gradi di ritardo. Ad esempio, alcuni protocolli possono trasferire istantaneamente i dati dall'encoder hardware alla destinazione, mentre altri richiedono più tempo. Questo è noto come latenza di streaming.
Per le trasmissioni unidirezionali, una certa latenza non è un grosso problema. Per gli eventi con interattività, tuttavia, un'elevata latenza di streaming è inaccettabile. Pertanto, il requisito di latenza è uno dei fattori che informano la scelta del protocollo di streaming.
Uno dei protocolli di streaming più comunemente utilizzati è il protocollo di messaggistica in tempo reale (RTMP) e la sua variante sicura (RTMPS). RTMP(S) è un protocollo robusto e universalmente supportato. Tuttavia, funziona solo con il codec H.264 e ha una certa latenza (3–30 secondi).
HTTP Live Streaming (HLS) è un altro protocollo comune supportato da quasi tutti i browser, sistemi operativi e persino Smart TV. HLS funziona solo con i codec H.264 e H.265.
Un concorrente diretto di HLS è MPEG-DASH. A differenza di HLS, MPEG-DASH è un protocollo indipendente dal codec. Quando si tratta di latenza di streaming, sia HLS che MPEG-DASH si trovano all'estremità superiore della scala (30–45 secondi).
Secure Reliable Transport (SRT) è un protocollo di streaming open source indipendente dal codec. Consente uno streaming robusto e a bassa latenza anche su reti non ottimali. La sua capacità di fornire contenuti di alta qualità quasi in tempo reale su Internet offre alle emittenti una valida alternativa alla costosa tecnologia satellitare. SRT non è ampiamente supportato come RTMP, ad esempio, ma sta guadagnando popolarità e supporto nel regno della codifica hardware.
Consigli sulla scelta di un codificatore hardware
I prezzi dei modelli di encoder hardware dipendono dal numero e dal tipo di connettori di ingresso, dalle tecnologie di streaming e codifica supportate e, soprattutto, dalla potenza di elaborazione. Ogni sorgente di ingresso aggiuntiva e canale di codifica aggiunge ulteriore carico sulla CPU dell'encoder. I codificatori hardware di fascia alta, come Pearl-2, possono acquisire più sorgenti audio e video, codificare più canali ad alta risoluzione e trasmettere in streaming a più destinazioni contemporaneamente. I modelli più di base possono acquisire solo una o due sorgenti e trasmettere in streaming un programma a una destinazione.
Ti consigliamo di scegliere un codificatore hardware in base ai tuoi requisiti di codifica e streaming. Ad esempio, se stai cercando di acquisire un solo input da un mixer di produzione e trasmetterlo in streaming a un'unica destinazione online, prendi in considerazione un codificatore a canale singolo come Pearl Nano. D'altra parte, se stai cercando di acquisire più sorgenti HDMI, SDI e forse NDI e trasmettere più canali codificati a più destinazioni, prendi in considerazione un codificatore hardware come Pearl-2.
Pubblicato originariamente il 2 giugno 2019, questo post è stato aggiornato il 1 novembre 2021 con informazioni più rilevanti.