3. AGENDA
Martedì 17 settembre
Cos'è il live streaming
il workflow e le tecnologie
Concetti fondamentali
Giovedì19 settembre
Specifiche di Encoding - H264
Scegliere ed utilizzare un Live Encoder.
Encoding on demand
Martedì 24 settembre
Gli encoder (desktop, hardware, OP , cloud
encoders)
Distribuzione Multiscreen (Desktop, Mobile , OTT)
www.b-frames.com
Giovedì 26 settembre
lo streaming server e l'Adaptive Streaming
Outbound / uplink (trasmissione del flusso al server)
Martedì 1ottobre
I sistemi di distribuzione LIVE (Streaming Server -OVP-LSSP-
LSHP - UGC) [scegliere una VOP - scegliere LSSP - rich
Media Presentation]
Giovedì 3 ottobre
la produzione di un evento live (la pianificazione - le luci-
l'audio - la camera - lo sfondo)
gli strumenti essenziali
HEVC e Mpeg-DASH
Lesson
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4. Lezione 1 fondamenti dello streaming
Cos’è il live streaming, workflow e segnale video sorgente
Scenario
Cos’è la connettività / bandwidht
Definizione di codec , compressione e risoluzione/frame rate
Definizione di streaming, progressive download e adaptive streeaming
Cos’è il bits per pixel e cosa implica
Aspect ratio e distorsione del video
I,P e B-frames
I concetti chiave della distribuzione (adaptive streaming, HDS ,HLS, DASH)
Constant bit rate (CBR) - Variable bit rate (VBR)
La transizione da flash ad HTML 5
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5. LIVE STREAMING cos’è?
Live Streaming è l’insieme di tecnologie che permette la distribuzione di un segnale video ad una platea
distribuita , in tempo reale e via IP.
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6. WORKFLOW aspetti tecnologici
In un evento live streaming gli elementi e le scelte tecnologiche riguardano :
la ripresa di un video, l’encoding del segnale AV in un formato che possa essere distribuito su IP, la trasmissione del segnale in outbound
dall’encoder al server (Wi-Fi, ethernet o 4G) , la scelta dello streaming server, la creazione di una landing page o di un palyer per
permettere la visualizzazione agli utenti, la distribuzione dello stream agli utenti (CDN, popria connettività, LSSP etc)
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7. Multiple cameras
Webcam PC Live encoder
Single camera
HDMI USB
HDMI/SDI
HDMI SDI
Video mixer
RGB
Roland’s VR-3 Mixer Livestream Studio™ HD500SONY xdcam HD422
Blackmagic Cinema Camera
Eventuali signal converter
www.b-frames.comWORKFLOW aspetti tecnologici
NB: Sia che il segnale video provenga da una singola camera, un mixer AV o uno Production switcher bisogna sapere che input audio/video
considerare per connettersi all’encoder (cavi video + ingressi)
Firewire (SD)HDMI (SD-HD)HD-SDI: (HD or SD) RCA: (SD) Component: (HD or SD) S-VIDEO: (SD)
digitali analogiciLesson
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8. LIVE STREAMING internet video
Distribuzione di contenti video su IP
Caratteristiche:
Varie tipologie di contenuti
Enorme numero di contenuti
Eterogeneità dei formati (MOV, AVI, FLV, WMV, mp4etc..)
Differenti compressioni (h264,on2, theora,) video, risoluzioni, DRM ,
Distribuzione su IP
Visualizzazione da PC, Handset, laptop o TV + STB
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10. Scenario live streaming – best case
Sempre più aziende, privati, organizzazioni vogliono rendere disponibili i propri contenuti LIVE per il
maggior numero di dispositivi possibile (desktop, mobile, OTT)
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57 milioni di utenti online (deskyop + mobile)Mobile:17% del totale degli stream Fonte: BBC
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11. Scenario live streaming – mercati verticali
Chi utilizza lo streaming live – mercati verticali
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NEWSPOLITICA
SPORT
INTRATTENIMENTO
CORPORATE
12. Scenario live streaming – mercati verticali
Matrimonio in Live streaming – il caso dell’india
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Fonte: watchy.in
Diffusione globale Wedding webcast
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14. Scenario velocità di connessione
Europa = Velocità di connessione media in crescita costante
Italia = 4.4Mbps + 5,4% rispetto al 2012.
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Fonte: Akamay
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15. Scenario Connettività mobile
il volume del traffico di dati mobile è raddoppiato rispetto a un anno fa ed è cresciuto del 19% rispetto al
trimestre precedente
In Italia esiste un divario di circa 1.5 Mbps tra il provider che offre la velocità di connessione mobile media
maggiore (3.7 Mbps) e quello che offre la velocità media minore (2.2 Mbps).
Le velocità di connessione massime offerte dagli operatori italiani vanno dai 19.6 Mbps ai 17.4 Mbps
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Fonte: AkamayLesson
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16. Fondamenti bandwidth e bit rate
Cos’è la bandwidth (larghezza di banda)?
la velocità di connessione dell’utente
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Perché è importante?
Deifinisce la capacità degli utenti di scaricare e visualizzare contenuti video
Maggiore larghezza di banda significa maggiore bit rates (o data rate), che significa maggiore qualità
Cos’è il bit rate?
Quantità di dati/bit per secondo
Definito solitamente in Kbps o Mbps
Importante perché determina la qualità video e definisce i costi
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17. Fondamenti codec
Codec = compressor/decompressor
enCOder che comprime il file + DECoder che decomprime il file per la riproduzione
Converte file non compressi in file compressi e viceversa
Riduce la grandezza di file video/audio e immagini
I Codecs possono essere lossy or lossless (tpicamente lossy)
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Common codecs
Video - H.264/AVC, H.265/HEVC, WebM,
MPEG-2
Audio - MP3, AAC, WMV
Still image - JPG, PNG, GIF
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18. Fondamenti compressione
Live Streaming è l’insieme di tecnologie che permette la distribuzione di un segnale video ad una platea
distribuita , in tempo reale e via IP.
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Compressione è la parte centrale di ogni Workflow Video
• Video ed audio streams sono compressi come file
• La Compressione riduce la grandezza di file , I dati necessari per lo storage ed il trasferimento si riducono
•La Qualità si riduce proporzionalmente alla compressione
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19. Fondamenti video container
Container format: AKA “wrappers” o file contenitori sono quelli che vengono distribuiti e che visualizziamo
sui ns dispositivi.
può contenere : più di un codec (audio, video, etc…) Animazioni, musica, testo, sottotitoli, etc…
Es: MPG, MP4, MOV, F4V, WMV, FLV
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Tranpsort stream: formato standard di trasmissione AV
Transport stream è un container format che incapsula pacchetti elementari di stream con correzione
dell’errore e sincronizzazione dei pacchetti di stream , (e.g. - broadcast)
Es: TS o MPEG-TS
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20. Fondamenti video container – MP4
Video format = container + set di codec AV
Es: MP4 con H.264 video + AAC audio
Parametri dettagliati per MP4 container:
Video codec: H.264 @ bitrate 3000 Kbps
Audio codec: AAC @ 128 Kbps
Advanced settings: 30 Fps,
Aspect ratio-resolution : 1280 x720,
Key frame placement: Automatic
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21. Fondamenti resolution – frame size
Display Aspect ratio = rapporto tra
larghezza ed altezza dell’immagine in
16/9 o 4/3
Display Resolution = numero di pixel di
un video in ogni dimensione (orizz – vert)
– la risoluzione viene indicata in altezza
di pixel (720p , 480 p..etc)
Storage Aspect ratio (rapporto di
dimensione) = larghezza/altezza in pixeò
Frame rate = frame per scondo, 25 fps
(EU) o 29,97 o 24 (US)
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480p – (SD) Standard Definition
720p – (HD) mini-high definition
1080p – (HD) True High Definition
Perché è così importante la risoluzione??
I video vengono ripresi a 720p o superiore
I video vedono distribuiti a 320x180 fino a 1080p
La risoluzione è un fattore qualitativo fondamentale
o Ad un determinato bitrate l’aumento della
risoluzione degrada il video
o Non si può affermare che 1200Kbps sia un bitrate
adeguato se nza conoscere la risoluzione (per
640x360 per 1080p no)
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23. Fondamenti Resolution – frame size www.b-frames.com
480i formato SD interlacciato dello standard NTSC (NTSC standard analogico di USA, Canada, Giappone, Mexico, ..etc , National
Television System Committee.)
480p, formato a scansione progressiva, 480 linee verticali scansionate.
576i/p formato standard televisivo PAL (Europea, parte dell’Africa, Medio oriente, India, Australia, New Zealand, Tasmania, etc, )
disponibile sia in interlacciato che in progressivo.
720p formato HD , interlacciato 16:9 , risoluzione 1280x720 pixel , una dei più diffusi formati HD, assieme al 1080i.
1080i formato HD interlaced, 1080 line verticali scansionate , roisoluzione di 1920x1080 pixel. Il video interlacciato presensta problemi
con le scene in movimento ma maggiore qulità di dettaglio in scene statiche.
1080p "Full High-Definition" formato a scansione progressiva,1080 linee verticali scansionate (1920x1080). Comune in HDTV, Blu-Ray,
ed HD-DVD 1080p.
2048 (2k) per il Digital Cinemas, the 2k (2048x1080 a 24fps) pensato per la distribuzione al digital-cinema theaters.
4096 (4k) Super HD è uno standard emergente per la risoluzione della televisione digitale, del cinema digitale e la computer
grafica(4096x2160 at 24fps).
Ultra High-Definition Video in sviluppo con una risoluzione stimata di 7,680 × 4,320.
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24. Fondamenti bit rate – bits per Pixels www.b-frames.com
bits/pixel = quantità di dati applicata ad ogni pixel nel video.
Calcolo = bitrate/(fps*pixels) oppure puoi utilizzare Mediainfo !
Perché è importante? = perché mi definisce il reale data rate di un file in ambito
comparativo. In tabella la comparazione qualitativa può avvenire solo tramite il bit
per pixel
Mantenere alta qualità video e costo di banda contenuto : un data rate troppo
alto non solo implica costi alti ma anche difficoltà di riproduzione
Bit per pixel decresce all’aumentare della risoluzione: i codec lavorano meglio
con una risoluzione maggiore e la qualità può rimanere alta seppur il rapporto
bit/pixel diminuisce.
Bisogna conoscere il rapporto bits/pixel per I video prodotti
Se troppo basso = scarsa qualità
Se troppo alto = problemi nella distribuzione e costi inultimente alti di banda.
0,868 Bit per pixel
0,127 Bit per pixel
Lesson
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25. Fondamenti bit rate – bits per Pixels www.b-frames.com
Best Practice:
Data rate e bits per pixel per 30 fps Data rate e bits per pixel per 25 fps
Generalmente il bits per pixel dei Centri Media è più basso di quello utilizzato
da altri produttori, politica più conservativa rispettoa ai costi di distribuzione.
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26. Fondamenti pixel aspect ratio www.b-frames.com
Quando il video non risulta identico ad una foto digitale del
soggetto c’è un problema.
Pixel Aspect Ratio (PAR) = rapporto tra densità info asse ordinate (x) ed info asse ascisse (y)
pixel aspect ratio definisce la larghezza(x) di un pixel comparato alla sua altezza(y).
Un pixel quadrato ha ratio di 1:1, un pixel rettangolare non ha stess altezza e larghezza.
Questo concetto è simile all’aspect ratio del frame o del display che è riferito al totale
dell’immagine
In generale , nella televisione i pixels sono rettangolari nel PC quadrati.
Immagini che sembrano corrette nella tv possono sembrare non calibrate nel PC.
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27. Fondamenti pixel aspect ratio www.b-frames.com
Pixel quadrato e Pixel rettangolare
In SD Pixel sono rettangolari, nel PC i pixel quadrati
Quando si visualizza un video SD su PC o su monitor HD i pixel appaiono pertanto più larghi del 10%
Con L’HD i pixel sono direttamente quadrati ed il problema di allargamento dell ‘immagine è eliminato.
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28. Fondamenti pixel aspect ratio www.b-frames.com
Il video riprodotto in TV è differente da quello riprodotto sul PC
Sorenson squeeze aspect ratio SD1. Inserire la risoluzione adatta (se 4/3
640x480, 400x300 etc) (se 16/9
640x360, 480x270,,etc)
2. Assicurarsi che l’aspect ratio cambi,
selezionare unconstrainde=libera)
La tv effettua questo settaggio automaticamente, il PC no ecco perché va definito e corretto in fase di encoding
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29. Fondamenti video interlacciato vs progressivo www.b-frames.com
La maggior parte delle riprese viene fatto in ambito
broadcast in formato interlacciato
Tutti gli streaming sono in formato progressivo
Necessario de-innterlacciare in fase di encoding
(ovvero combinare i due campi applicando un
algoritmo che ne limiti gli errori)
Per i media digitali, creeremo sempre e solo video in
progressivo
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30. Fondamenti calcolo dimensione file www.b-frames.com
Video non compresso : [Fotogrammi/sec] * [Altezza] * [Larghezza] * [bit per pixel] * [secondi] = Dimensione del file (in bit)
Video compresso: [video bitrate] + [audio bitrate] x secondi = dimensione totale del file (in kbit o Mbit convertibile in MB)
un video PAL di 30” in formato non compresso avrà dimensioni di: 25 * 768 * 576 * 24 x 30 = 7.962.624.000 bit = 949 Megabyte
1 Mbit = 0,125MB
1MB = 8 Mbit
Lesson
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31. Fondamenti calcolo streaming bandwidht www.b-frames.com
1 Mbit = 0,125MB
1MB = 8 Mbit
bitrate*lenght (sec)*concurrent user
total transferred Kbits/8
total transferred KB/1024
1 MB= 1024 KB
1 GB = 1024 MB
Mbytes (MB)/1024
Bitrate*concurrent user
(lenght hour/24) *(concurrent user*3600*24)
Dati che devo conoscere:
stabilire
richiedere
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32. Fondamenti CBR vs VBR www.b-frames.com
Constant vs Variable Bit Rate
Scelta bitrate encoding in Adobe media encoder
Dopo la scelta del bitrate bisogna scegliere il bitrate control
VBR o CBR ?
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33. Fondamenti CBR www.b-frames.com
Constant Bit Rate unico bitrate applicato all’intero video
Media 600Kbps
Picco 776 Kbps
Opzioni
1 pass = singolo encoding + veloce , live
2 pass = doppio encoding lento, solo per VoD (ottimizzazione + codifica)
Non presente in tutti gli encoder
Microsoft experssion Encoder
Pro:
Calcolo leggero per la macchina
Veloce- 1 pass
Contro:
Non ottimizza la qualità
Lesson
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34. Fondamenti CBR www.b-frames.com
Constant Bit Rate bitrate variabile a seconda della complessità dei frames
Media 600Kbps
Picco 1255 Kbps
Opzioni
constrained= i picchi vengono limitati
unconstrained= non ci sono li miti ai picchi di codifica
Pro:
Qualità ottimale
Contro:
Lento Doppia codifica o tripla
Lesson
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35. Fondamenti CBR vs VBR? www.b-frames.com
Cosa scegliere tra Constant e Variable Bit Rate?
Constrained VBR (200% max e 50%min) per lo streaming
Highly Constrained VBR (150% max e 70%min) per distribuzione per mobile
Constrained VBR per i mobile
CBR o constrained VBR per adaptive streaming
CBR Live streaming (1pass) soprattutto con uplink limitato
Lesson
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36. Fondamenti I , B e P - frames www.b-frames.com
I-Frame codificato senza riferiemntoi agli altri frames (Key Frames) encodato autonomamente con tencnlogia intraframe meno
efficenti dal punto di vista della codifica
P-Frame guarda indietro, I e P frames (predictive), ovvero si forma in base ad un altro frame
B - Frame guarda avanti e indietro rispetto ad I e p frames (Bi-directional interpolated) più efficenti per la codifica
GOP group of pictures
Lesson
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37. Fondamenti I , B e P - frames www.b-frames.com
Key-Frame o I-Frame
Delta Frame o B,P-Frames
B e P Frames contengono solo la parte di fotogramma cambia rispetto al Key frame
Inquadratura intervista con eccellente codifica (molta informazione ridondante)
Telestream episode Pro
Quanti I-frames?1 ogni 300 frames
o 1 ogni 10 secondi
Abilitare “natural and force….”per aver e un I-frames ad
ogni cambio scena .
Apple raccomanda 1I- frame ogni 90
Parametri - configurazione
Quanti B.Frames? 3 B frames tra I e P frames
Reference Frame= frame in cui B-frames cerca
informazione ridondante.
Quanti P-frames? Vengono stabiliti di
default
PBI
Lesson
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38. Fondamenti configurare l’audio www.b-frames.com
Sorenson Squeeze
Data rate audio bit rate, come per il video , quantità di dati al secondo espresso in Kbps
Sample rate numero di volte al secondo in cui è campionato l’audio 44100 Hz è un audio
ottimale , qualità CD
Channell stereo o mono
Sample size numero di bit per ogni sample/campione, generalmnete 16bit
Cosa c’è d sbagliato in questa immagine? per uno speaker con unica
fonte audio ( il microfono) non ha senso fare encoding stereo
Il file stereo è creato da un file mono duplicando semplicemente la
traccia mono , duplicando la quantità di dati da comprimere.
CNN, NY Times pubblicano video con audio mono 64Kbps (speaker
con singolo microfono)
Un file Mono è riprodotto solo da uno dei due speaker sul desktop?
No, quando si encoda un segnale mono, durante la riproduzione il file
è pubblicato sullo speaker dx e sx.
Se la fonte è mono Encoding mono - risparmiamo bitrate per il Video
Lesson
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39. Distribuzione concetti chiave
Attualmente esistono diverse opzioni di distribuzione dei contenuti video live e VoD
Progressive Download (VoD) = video distribuito da HTTP server piuttosto che da uno
streaming server. Il video è distribuito come un qualsiasi altro file (pdf, jpeg etc). Tutte le
tecnologi edi playback (html5, iOS, Flash e Android ) supportano il progressive download
Streaming (Live + VoD) = flusso continuo di dati audio/video attraverso uno streaming server
( adobe media server, Wowza MS, Helix ) verso dispositivi target.
Permette la visualizzazione del video in tempo reale senza download del file.
I file distribuiti in streaming devono essere compressi notevolmente per evitare interruzioni
nella distribuzione e visualizzazione.
Adaptive streaming (Live + VoD) = 1 stream in ingresso , molteplici streams in uscita
Streams cambiano automaticamente per adattarsi a fattori come:
Client bandwidths (evita bruschi stop)
CPU utilization (evita perdita di frames)
Buffer conditions
Playback windows size (640 x 360 non avrò 720p)
Diverse tecnologie (http e rtmp)
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Lesson
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40. FLASH vs HTML5 breve storia www.b-frames.com
Evoluzione delle tecnologie di distribuzione video su internet /mercato desktop
Real network : 1996 – 2001 = pionieri nello streaming AV (primo evento su intenret nel 1995 , partita basbell seattle mariners-NY Yankees)
Prima tecnologia streaming, nel 2000 l’85% dei contenuti in streaming in formato REAL. Aspetti negativi/declino:
Processi background del player
Aggiornamenti continui
Player non customizzabile
Concorrenza, non diviene più essenziale e successivamente disinstallato
Microsoft: 2001-2006) = dal 200 formato più diffuso WMV.
Aspetti negativi/declino:
Player non customizzabile
Plug-in per il MAC necessario
Concorrenza, non diviene più essenziale e successivamente disinstallato
Flash -2006 ..= transizione della programmazione siti da html a flash (maggiore flessibilità e interattività) . Macromedia inserisce il Codec
on2 VP6 e flash garantisce la stessa qualità di microsoft nella riproduzione dei video.
Il player è customizzabile e cross paltform (MAC).
Con la aggiunta del codec H264 (2010) flash diviene sempre più dominante.
Lesson
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41. FLASH vs HTML5 breve storia www.b-frames.com
Evoluzione delle tecnologie di distribuzione video su internet /mercato desktop
Silverlight :2007.. = ambiente di runtime ( piattaforme Windows e Mac) che consente di visualizzare, all'interno del browser, Rich Internet
application . Nel 2013 penetrazione complessiva pari al 70% ma solo 50% s piattaforme MAC.
La necessità di scaricare il palyer ne frena la diffusione. Ottimo per eventi particolari o intranet (olimpiadi o ambienti ristretti campus, etc).
Sensato l’utilizzo se :si hanno contenuti in WMV (encoding non necerssario) o programmatori .NET
Con windows 8 microsoft sta andando verso HTML 5
HTML 5: 2010..= nel 2010 l’iPad Apple non supporta Flash. Utilizza invece tecnologia HTML 5 per il playback dei video.
L’attenzione generale si sposta sul HTML5.
aspetti positivi:
HTML5 permette di embeddare e visualizzare un video in una pagina web, senza plugin di terze parti . Semplicemente usando
l’elemento <video> , il player è nativo nel browser.
compatibilità cross device: dispositivi mobile e OTT
aspetti negativi:
il supporto dei codec è frammentato e demandato ai vendor (mozzilla, , opera, etc)
35% mercato browser non support ahtml 5
L’aggiornamento de codec Flash diventa operativo su tutti i player (vedi H264)
Perché html5 funzioni serve compatibilità browser e compatibilità codec
Per coprire il mercato desktop nel 2013 e nel 1014 è ancora necessario flashLesson
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42. HTML 5 fallback e codec www.b-frames.com
Raccomandazioni di encodign per compatibilità
con i browser:
Flash VP6 in .flv format
H.264(Baseline) in .mp4 container.
VP8/WEBM in .webm container.
Theroa/Vorbis in a .ogv container.
Codec = il supporto dei codec in HTML 5 è frammentario e delegato ai vendor
Intreccio difficoltoso: doppia compatibilità browser e compatibilità codec
FALLBACK = è la capacità di un player flash di selezionare
la tecnologia di playout migliore tra html5 e flash.
il server richiede compatibilità browser verso HTML5,:
se ok, prosegue playout in html5,
se negata, il server richiede la riproduzione al flash
player (se installato)
Per coprire il mercato desktop nel 2013 e nel 1014 è ancora necessario flash
Lesson
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43. Q & A ……..
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Prossima lezione Giovedì19 settembre
Specifiche di Encoding - H264
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Encoding on demand
Lesson
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