סטרימינג ברשת: מה באמת קורה שם מאחורי הקלעים?

בשנים האחרונות כוחו של מדיום הווידיאו התעצם באופן דרמטי, בין השאר בשל שירותי הזרמת הווידיאו הרבים והזמינים שיש על גבי האינטרנט. פעולת הנגינה היא פשוטה ולכאורה טריוויאלית, אבל כיצד היא מתבצעת באמת?

Isa Foltin / Getty Images Israel

צלם/תמונה: Isa Foltin/ Getty Images Israel

מאת עינב הולנדר וטל צור, ארכיטקטורה, NICE

הזרמת וידיאו על גבי האינטרנט הופכת להיות יותר ויותר פופולרית. אם תמונה אחת שווה אלף מילים, בהחלט ניתן לשער מה כוחו של סרטון בן דקה. בכל מקום אנחנו רואים סרטונים – ברשתות החברתיות, באתרי החדשות, בבלוגים ולמעשה בכל אתר שמבקש לשתף מידע. כל סרטון כולל גם תמונה וגם קול, ולשם הפשטות נתייחס לשני המדיומים האלה כאחד – וידיאו. אז מה באמת קורה כאשר אנו לוחצים על כפתור הנגינה? פעולת הנגינה היא לכאורה טריוויאלית, אך מאחורי הקלעים מחייבת שירות הזרמת וידיאו מתאים.

הטכנולוגיות שעומדות מאחורי שירותי הזרמת הווידיאו הן רבות ועברו שינויים ושיפורים במהלך השנים האחרונות, בין השאר בעקבות עלייה חדה בביקוש לווידיאו ובשיפור משמעותי באיכות הסרטונים. ועדיין, בבסיס כל הטכנולוגיות עומדות שתי מטרות משותפות: לאפשר חוויית שימוש וחוויית צפייה אופטימליות. רובן מבוססות על ארכיטקטורת שרת-לקוח, שבה מצד אחד השרת מחזיק קובץ וידיאו קיים או מייצר אותו בזמן אמת (בעצמו או על ידי קבלתו ממקור שלישי אחר), ובצד השני נמצא הלקוח שמבקש לנגן את הווידיאו. בכולן התנאי המרכזי לנגינה הוא היכרות של הנגן עם פורמט המדיה שנשלח אליו, כדי שיוכל לפענח את סוג המידע שקיבל ולהופכו לתצוגה ויזואלית וקולית של וידיאו. כיום ניתן לקבוע בבירור שהטכנולוגיות הפופולריות להזרמת וידיאו מבוססות על פרוטוקול הרשת HTTP. זו התפתחות מפתיעה משום שבמקור הפרוטוקול הומצא ופותח לטובת העברת מידע בסיסי בין שרתים, ומאוחר יותר שוכלל לטובת העברת דפי HTML וגלישה לאתרי אינטרנט. עם זאת, במקרה של שיתוף מידע, נוצר רובד נוסף, מעניין ושימושי לטובת הזרמת מידע מכל סוג, ווידיאו ביניהם.

הכל או כלום

הטכנולוגיה הוותיקה ביותר כנראה להזרמת וידיאו על גבי HTTP נקראת Progressive Download. כבר משמה ניתן ללמוד על שיטת העברת המידע מהשרת אל הלקוח, כלומר מדובר בתהליך של הורדת קובץ הווידיאו אל הלקוח, בדומה להורדת כל קובץ מסוג אחר. המחמירים אף יטענו שכלל לא מדובר בהזרמת מדיה אמיתית, משום שברגע שהלקוח לוחץ על כפתור ה-Play, קריאה לבקשת נגינה מתאימה נשלחת אל השרת, אשר מחזיר תשובה שבפועל מכילה את הקובץ. לאחר שזה ירד אל הנגן, ניתן להתחיל להציגו בפני המשתמש.

אולם, מכיוון שמשך הורדת קובץ עלול להימשך זמן רב, ברוב המקרים, לטובת חוויית שימוש אופטימלית, נרצה לנגן את הקובץ עוד לפני שירד בשלמותו. לשם כך, קובצי הווידיאו שנשמרים בשרת מורכבים כך שמידע חיוני לנגינת המדיה נמצא בראש הקובץ. כך קורה שהנגן מקבל מידע משמעותי על תוכן הקובץ עם תחילת הורדתו, וברגע שצבר מינימום הכרחי מתוכן ההורדה הוא יתחיל לנגן את הסרטון. כאשר המשתמש מבקש לקפוץ לחלק בווידיאו שעדיין לא ירד מהשרת (Seek), הנגן ישלח בקשה חדשה אל השרת עם נקודת זמן הקרובה ביותר למקום שאליו המשתמש קפץ. מידע חשוב זה נמצא בראש הקובץ שכבר נמצא בידי הנגן ועל כן אפשרי; השרת מקבל את הקריאה עם פרטי הבקשה החדשים, ומתחיל להעביר את המדיה מנקודה זו.

מקור: NICE

יתרונה הבולט והמשמעותי ביותר של שיטה זו הוא שהיא מאוד קלה למימוש ומכאן גם הפופולריות הרבה שלה היא זוכה. כל עוד פורמט הווידיאו נתמך על ידי הנגן, כל מה שיש לדאוג לו הוא למקם את קובץ הווידיאו במקום זמין בשרת ה-HTTP, ואת הנגן שמתארח בדפדפן מפנים לכתובת המתאימה של הקובץ. ועדיין יש שני חסרונות עיקריים לשיטה: הראשון הוא שלא ניתן לשנות את איכות הווידיאו תוך כדי ניגון המדיה; והשני הוא שברגע שהחלה הזרמת הווידיאו מנקודה מסוימת היא נמשכת עד לסיום הקובץ, ללא קשר אם הנגן אכן מנגן או עצר את הבקשה וכבר אינו מציג את הווידיאו למשתמש.

להתחשב ברוחב הפס

טכניקה פופלרית נוספת להזרמת וידיאו נקראת Adaptive Streaming. בטכניקה הזו מתמודדים עם שני אתגרים מרכזיים ש-Progressive Download אינו מיטיב לטפל: הראשון הוא היכולת להתחשב ולהתאים את איכות הווידיאו אל משאבי המכונה, ובפרט את רוחב הפס הזמין שיש כרגע עבור הלקוח; והשני הוא להזרים את הווידיאו, בדגש על מקטעי המידע הנדרשים לצורך הנגינה, ואך ורק אותם.

בשיטה זו השרת מחלק את קובץ הווידיאו למקטעי וידיאו קצרים של שניות בודדות, ויחד איתם נוצר גם קובץ קטלוג שנקרא manifest ושבעזרתו ניתן לבחור במקטע הרלוונטי לנגינה. כמו כן, לפי מידת התמיכה המתוכננת והאפשרית, השרת גם משכפל את הווידיאו למספר עותקים ברמות איכות שונות, כך שניתן יהיה להתאים את איכות הסרט לרוחב הפס הזמין. בדומה לטכניקה הקודמת, ברגע שהלקוח לוחץ על כפתור ה-Play, מתבצעת קריאה אל השרת, אלא שהפעם הנגן מבקש תחילה את קובץ הקטלוג ,ומיד אחריו מבקש את קבצי הווידיאו הקטנים הנדרשים. הנגן הוא זה שמתזמן את הבקשות העוקבות ויודע לחבר את מחדש את המקטעים למדיה אחת. בכל אותו הזמן הנגן בוחן את רוחב הפס ואת כוח העיבוד שזמין לו, וכך יכול לבקש ולהתאים באופן דינמי את מקטעי הווידיאו באיכות האופטימלית עבורו.

 

מקור: NICE

אחד המימושים הפופולריים לטכניקה נקרא MPEG DASH, ובשנים האחרונות הוא אך הפך לסטנדרט נגינה עולמי. בטכנולוגיה זו אין מגבלה בשימוש של פורמט הווידיאו, ובכך הוא מציג גמישות רבה שהופכת אותו לאטרקטיבי יותר בעיני שירותים רבים. חברות כמו YouTube ו-Netflix כבר אימצו אותו, מה שחיזק את ביסוסו כסטנדרט.

מימוש נוסף לטכניקה הוא של חברת אפל ונקרא HLS, ומשתמשים בו בעיקר במערכות iOS. תחילה הטכנולוגיה תמכה רק בפורמט וידיאו אחד, שנקרא MPEG-TS, ולאחרונה חברת אפל הודיעה כי היא מרחיבה את התמיכה לפורמט הפופולרי MP4.

האתגר המשמעותי בתעשיית הווידיאו

אתגר משמעותי שקיים בחברות רבות אשר מייצרות תוכן רב של וידיאו נסוב סביב העובדה, שמערכות תוכנה ייעודיות (לדוגמה, מערכות הקלטה במרכזי שירות לקוחות) מייצרות קבצי וידיאו בפורמטים שאינם נתמכים על ידי הנגנים הסטנדרטים הקיימים היום בדפדפנים. כך נוצר מצב שבו מערכות מורכבות מייצרות תוכן עשיר ורב שלא ניתן לנגן בעזרת כלים שמתארחים באתרי אינטרנט, וגם מערכות שכן מתאפשר עבורן לשנות את הפורמט עדיין מחזיקות אינספור סרטוני וידיאו בפורמט שאינו מתאים. במקרים כאלה נדרשת יצירתיות סביב בניית מעגל שני; מערכת תומכת, שתדע לבצע תרגום מהיר ואיכותי בין פורמט אחד קיים לפורמט אחר נתמך.

מצד אחד אין הצדקה כלכלית לתרגם את כל קבצי הווידיאו, שכן רק חלק מהם מנוגן בפועל (מדובר על לא יותר מאחוזים בודדים); ומצד שני, תרגום בזמן אמת הוא מורכב ועלול לגזול זמן רב שאינו מקובל. על כן, אחד הפתרונות שניתן לאמץ מבצע דימוי נגינה חיה (כמו שידורי חדשות), שמשלב המרה של הקובץ הקיים אל פורמט נתמך והזרמתו באותו הזמן. תהליך זה אינו סטנדרטי אך הכרחי, ואכן הטכנולוגיה הזו מעניקה למשתמש חוויית צפייה טובה בעוד הוא אינו מודע לנעשה מאחורי הקלעים.

כך או אחרת, האמירה המוסכמת בתעשיית הזרמת הווידיאו, אשר מיוחסת ל-YouTube, היא ש”לנגן וידיאו זה דבר קשה”. עם התקדמות האיכות ולצידה עלייה מתמדת בביקוש, בטוח לומר שיפותחו שיטות הזרמת וידיאו חדשות שיביאו לביצועים טובים יותר. כך שקרוב לוודאי שנגינת וידיאו תמשיך להיות קשה ומאתגרת, אך צרכני הווידיאו לא יבחינו בכך כלל.

הכתבה בחסות NICE

אנו גאים להיות חברת תוכנה ישראלית העומדת בחזית הטכנולוגיה והחדשנות, ומובילה בתחומי ה- Analytics, ה- Cloud וה-Big Data . מוצרי החברה מספקים פתרונות בתחומי ניהול ואופטימיזציה של מרכזי שירות לקוחות ובתחומי מעקב וניטור של תנועות הון חשודות והלבנות הון, ונמצאים בשימוש של יותר מ-25,000 ארגונים, במעל 150 מדינות (לרבות 80 מתוך 100 החברות הגדולות הנכללות ברשימת ה - Fortune 100). לפרטים נוספים לחצו כאן

כתב אורח

אנחנו מארחים מפעם לפעם כותבים טכנולוגים אורחים, המפרסמים כתבות בתחומי התמחות שלהם. במידה ואתם מעוניינים לפרסם פוסט בשמכם, פנו אלינו באמצעות טופס יצירת קשר באתר.

הגב

5 Comments on "סטרימינג ברשת: מה באמת קורה שם מאחורי הקלעים?"

avatar
Photo and Image Files
 
 
 
Audio and Video Files
 
 
 
Other File Types
 
 
 
Sort by:   newest | oldest | most voted
גלעד
Guest

HTTP הומצא במקור להעברת דפי HTML.

אהרון
Guest

אחלה כתבה. למדתי הרבה

איתי
Guest

כדאי להוסיף פסקה בכתבה בנושא הצפנה ואבטחה של הוידאו המשודר.
PlayReady
FairPlay
Widevine

ערן
Guest

אחלה כתבה, תודה

רובין הוד
Guest

כתבה פרסומית חביבה

wpDiscuz

תגיות לכתבה: