AV-Medien für Internet | technische Grundlagen

Datenraten

56k-Modem 56 kbit/s
ISDN 64 kbit/s
2xISDN 128 kbit/s
DSL z.Z. 6, 16, 32, 50 Mbit/s
DVD max. 10 Mbit/s (incl. Ton und Steuerdaten)
DVD (Single Layer, Single Side) üblich ca. 2 Stunden Video auf 4,7 GByte
BD (Blu-ray Disc, Single Layer) 25 GByte
BD (Dual Layer) 50 GByte

Multiplikation durch Popularität: Denial of Service (DoS)

Audio-Datenrate

Vergleich mit Audio-CD (HiFi)

DR  = Speicherplatz eines Sample • Anzahl der Sample pro Zeit • Kanalanzahl
    =     Quantisierung          • Samplerate                 • Kanalanzahl
    =        16 bit              • 44100 1/s                  • 2
    = 1 411 200   bit/s
    =     1 411  kbit/s 
    =   176 400  Byte/s
    =       172 KByte/s
         ca. 10 MByte/min  = 600 MByte/h
    MP3 ca. 128  kbit/s (Komprimierungsverhältnis ca. 10:1)

Format, Samplerate, Quantisierung, Komprimierung

Video-Datenrate

Vergleich mit Video DV- PAL

DR = Anzahl der Bildpunkte • Speicherplatz eines Pixels • Bildwiederholfrequenz
    =     Breite • Höhe    • Farbtiefe                  • Bildwiederholfrequenz
    =        720 • 576     • 24 bit                     • 25 1/s
    = 248 832 000     bit/s
    =  31 104 000    Byte/s
           ca. 30   MByte/s
         DV ca. 3,5 MByte/s (Komprimierungsverhältnis ca. 8:1)

Auflösung, Framerate, Farbtiefe, Komprimierung

Unkomprimierte Daten erzeugen unübliche bis unmögliche Datenraten.

Voraussetzung für Wiedergabe

Codec = Codierung + Decodierung

Kennzeichnung im Header (Four Character Code), nicht über die Endung.

Verbreitete Technologien

  Microsoft Apple Real Adobe HTML5
Player/PlugIn Media Player Quicktime Player Realplayer Flash Browser
Interaktivität möglich z.B. auch über
Flash-Spur
SMILE

Flash,
JavaScript ...

möglich
Server MS Medienserver Quicktime-Server Realserver Adobe Flash Media ... Server
Streaming | Interactive | Enterprise
 
Protokoll     rtsp rtmp  

Welche Technologie verwenden kommerziell erfolgreiche Internetseiten?

Gegenwärtiges HTML5-Problem

Apple will einen lizenzgebührenpflichtigen Codec.
GPL- und ähnliche Projekte (z.B. FireFox) wollen freien Codec.

Zurzeit ist keine Einigung auf einen Codec in Sicht.
Inhaltsanbieter werden die Videos deshalb doppelt bereitstellen müssen, da die Browser nur einen lizenzpflichtigen oder freien Codec verwenden wollen oder können.

Zurzeit kämpft Apple gegen Adobe und verhindert, daß Flash auf dem iPhone läuft (Apple = „Torwächter“ im App Store).

flash-auf-dem-ipad-iphone-so-gehts

 

HTML5

www.w3schools.com/html/html5_video.asp

videojs.com/#section5 Hier auch Untertitel, Skins und mehr ...

github.com/cgiffard/Captionator/wiki/MediaTrack Sprachversionen, Audiokommentare ...

www.html5rocks.com/en/tutorials/track/basics

www.longtailvideo.com/html5

blogs.msdn.com ... html5-video-not-working-in-ie9

Framework: buzz.jaysalvat.com

Strategien der Datenreduzierung

 

Audio Audio-CD Qualitätsverlust bei zu starker Reduzierung
Kanalanzahl stereo mono: Panorama (links/rechts) geht verloren
Samplerate 44,1 kHz klingt dumpfer: Höhen fehlen
Quantisierung 16 bit Quantisierungsrauschen wird hörbar
Codierung PCM (unkomprimiert) mp3-Komprimierung: Artefakte
Video  DV-Video Qualitätsverlust bei zu starker Reduzierung
Auflösung  720 x 576 Underscan entfernen: i.d.R. kein Verlust, abhängig von Bildgestaltung
Auflösung halbieren = Speicherplatz vierteln
geringere Detailschärfe, abhängig vom Betrachtungsabstand

freie Skalierung: wegen Halbbildern grobe Zackenkanten an bewegten Objekten
wikipedia:  Zeilensprungverfahren

Farbtiefe  24 bit Reduzierung für Realvideo unüblich, nur bei speziellen Codecs und Bildinhalten sinnvoll
Framerate  25 Bilder/s ruckeln, abhängig von Bildgestaltung (Bewegung, Fahrten, Diashow)
Einzelbild1) ≈ JPEG Artefakte, abhängig von Monitortyp (CRT/LCD) und Bewegung 
Δ-Frames2) keine

Zu große Abstände zwischen den Keyframes verzögern das Anspringen von Zeitpositionen durch die Player-Steuerung.

Bei Schnitten ändert sich i.d.R. der gesamte Bildinhalt. Δ-Frames können hier mehr Speicherplatz belegen als Keyframes.

1) Interframe- oder räumliche Komprimierung
2) zeitliche Komprimierung:
Keyframes enthalten das gesamte Bild, Delta(Δ)-Frames nur die Differenz zum Vorgänger oder Nachfolger.
MPEG4 berücksichtigt dabei sogar Bewegungen des Bildinhaltes.

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