Création de vidéos pour streaming - Dominique PRESENT I.U.T. de Marne la Vallée

 
Création de vidéos pour streaming

         Dominique PRESENT
       I.U.T. de Marne la Vallée
L’infrastructure : Web + streaming

            serveur       administration
             Web
  serveur                   Hub                                                client
"streaming"                                                   Hub
                                     r é   s   e   a   u

   Serveur « sreaming » :         station bi-processeur Xéon + logiciel Hélix Producer
   Serveur Web :                  station mono-processeur Pentium 3 + logiciel Apache
   Station « administration » :   station mono-processeur Pentium 3
                                  encodeur Hélix Producer
                                  interface d’administration RealNetwork en ligne
                                  éditeur HTML Dreamweaver
                                  éditeur SMIL SMIL Editor
   Station client :               navigateur + lecteur de médias RealOne Player

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Le serveur Helix Universal Server
• Serveur de streaming pouvant être installé sur les plateformes Windows
server, Windows staion et Unix ;
• nombreux médias compatibles :
    • Realnetworks : RealAudio (.rm), RealVideo (.rm, .rmvb), RealPix (.rp)
    et RealText (.rt) ;
    • Macromedia : Flash (.swf) ;
    • Microsoft : Windows Media (.asf, .wma, .wmv) ;
    • Apple : QuickTime (.mov) ;
    • Standards : MPEG-1; MPEG-4, MP3 ;
    • Images : GIF (.gif), JPEG (.jpg, .jpeg), PNG (.png) ;
    • Autres : AU (.au), AIFF (.aif, .ief), WAV (.wav)

•Enregistrement « SureStream » : permet une lecture à des débits adaptés au
lecteur (ex.: modems 28Kb/s ou 56Kb/s, ADSL 256Kb/s ou 512Kb/s).

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diversité des présentations
• RealText : édition de clips textes pouvant être combinés avec d’autres
médias (audio ou vidéo). Réalisation de sous-titres par exemple ;
• RealPix : création de diaporama mixant des images GIF, JPEG ou PNG. Le
langage incluse des animations et effets tels que zoom, fondus…
• SMIL : Langage de présentations multimédias (Synchronized Multimedia
Integration Language) basé sur le XML. Permet le multi-affichage dans une
fenêtre mixant des vidéos, sons, des images et du texte. Peut intégrer des
présentations réalisées avec RealText ou RealPix.
• diffusion :
     • à la demande : la visualisation débute à la demande du client qui
     dispose des commandes d’arrêt, retour arrière, avance rapide…
     • en direct : le client se connecte à une présentation pré-programmée. Il
     ne dispose pas de commandes. Deux méthodes de diffusion :
          • point à point – chaque client reçoit son propre flux de données ;
          • multipoint – un seul flux de données pour tous les clients.

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Caractéristiques du serveur
• stockage réparti : les fichiers distribuables peuvent être placés sur le
serveur (répertoire « content ») ou sur tout autre serveur du réseau ;
• informations de lecture : des informations sur les fichiers lus peuvent être
transmises et affichées par le lecteur ;
• serveur secouru : en cas d’interruption de lecture, le client peut être
connecté à un serveur de secours ;
• serveurs proxys : permettent d’accélérer la connexion des clients et la
distribution des clips ;
• contrôle d’accès :
     • limitation du nombre de connexions simultanées ;
     • autorisations d’accès par adresses IP ou numéros de ports ;
     • authentification des clients par nom et mot de passe ;
• gestion et contrôle :
     • fichier de listage des accès clients, fichiers ;
     • activité temps réel du serveur (bande passante, fichiers ouverts, clients
     connectés…)

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Points d’accès du serveur
Les URLs pour accèder utilisent des « points d’accès » (mount points)
fonctionnant comme des répertoires. Les points d’accès par défaut sont :
    /admin      accès aux pages d’administration du serveur ;
    /ramgen     requêtes venant des navigateurs ;
    /httpfs     ouverture des pages HTML par HTTP ;
    /viewsource envoi de pages HTML listant les informations sur les
                fichiers visionnés ;
    /encfs      dialogue entre Helix Producer et Helix Server ;
    /asxgen     requêtes des navigateurs concernant des fichiers Windows ;
    /nscfile    ouverture des lecteurs Windows Media en multicast;
    /scalable   requêtes des connexions multicast à débit configurable.
Exemples :
       accès aux pages d’administration du serveur en local
               http://:/admin/index.html
       accès aux données RealNetworks du répertoire « content »
               http://:80/ramgen/répertoire/fichier.smi

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Ports et protocoles

                                        Ports par défaut

                                                 Généré
                                             dynamiquement

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Les 5 étapes de création des fichiers
                                              administration
                                     1
                                                                          In te rn e t
                                                                          Routeur
                           3 4
              serveur                                 Hub
                                 5                                ré s e a u
               Web
  serveur                  2
"streaming"

Etape 1 : encodage des vidéos sur la station d’administration avec Real Producer ;
Etape 2 : transfert des fichiers vidéos vers le serveur de streaming à partir de la station
d’administration ;
Etape 3 : création des fichiers HTML regroupant les liens vers les fichiers de pointage ;
Etape 4 : création du fichier « Ram » de liaison entre navigateur et lecteur multimédia ;
Etape 5 : création des fichiers de présentation multimédia SMIL sur le serveur de
streaming ou serveur Web ;

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Etape 1 : encoder en fonction du débit
Les vidéo sont codées pour respecter la bande passante du support de transmission
choisi.
La bande passante est répartie en 3 sous-bandes :
     • la vidéo               • l’audio                    • le sur-débit.
Pour une bande passante de 65Kb/s, la répartition des sous-bandes peut se faire de la
manière suivante :

                          Bande passante : 56Kb/s
         Vidéo : 27,5Kb/s audio : 6,5Kb/s sur-débit : 22Kb/s

         Vidéo : 26Kb/s       audio : 8Kb/s      sur-débit : 22Kb/s

     Débit total   données        voix        Voix +       Musique      Musique
                                              musique       mono         stéréo
       56Kb/s       34Kb/s       6,5Kb/s      8,5Kb/s       8Kb/s        8Kb/s

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Etape 1 : les débits standards pour l’audio
En fonction de la bande passante totale, des répartitions de débits en sous-bandes sont
standardisées :

    Débit total    données         voix        Voix +       Musique       Musique
                                               musique       mono          stéréo
     28,8Kb/s       20Kb/s       6,5Kb/s       6,5Kb/s        8Kb/s         8Kb/s

      56Kb/s        34Kb/s       6,5Kb/s       8,5Kb/s        8Kb/s         8Kb/s

     256Kb/s       225Kb/s        32Kb/s       44Kb/s        44Kb/s        44Kb/s

     512Kb/s       450Kb/s        64Kb/s       64Kb/s        64Kb/s        64Kb/s

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Etape 1 : les formats d’image pour la vidéo
La qualité de l’image pour une bande passante donnée dépend fortement de sa
dimension:

       Débit total      données    176 x 132 240 x 180 320 x 240 640 x 480

     RTC 28,8Kb/s       20Kb/s

      RTC 56Kb/s        34Kb/s                    bon       correct     Faible

     RNIS 64Kb/s        45Kb/s

         LAN            150Kb/s    excellent                            correct

    ADSL 256Kb/s        225Kb/s                                          bon

    ADSL 512Kb/s        450Kb/s

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Etape 1 : paramétrages de l’encodeur
Les paramètres généraux :
    • la ou les bande(s) passante(s) totale(s) du support vers le client ;
    • la bande passante pour les données audio ;
    • la bande passante pour les données vidéo ;
    • la qualité de l’échantillonnage des données encodées ;
    • l’utilisation ou non d’un codage en 2 passes ;
    • l’utilisation ou non du redimensionnement de l’image vidéo.
Les modes de codage :
    • pour l’audio – voix ou musique ;
    • pour la vidéo – mouvement normal – image précise – mouvement
    régulier – mode diapositives – la fréquence image ;
    • le codeur - realvideo 9 – ½ écran en dial-up – qualité VHS – qualité
    DVD (500Kb/s).
Remarques :
    • quand la fréquence d’échantillonnage est différente de celle utilisée
    par le codeur, un ré-échantillonnage est nécessaire ;
    • l’encodage en 2 passes n’est possible que de fichier à fichier ;
    • le redimenssionnement s’exprime en pixels. Un agrandissement
    détériore la qualité de l’image (utiliser le filtre « haute qualité »).
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Etape 1 : les modèles de débits du codeur

     support    données    support    données     support    données

      RTC       20Kb/s       RNIS      45Kb/s     ADSL       450Kb/s
     28Kb/s                 64Kb/s               512Kb/s
     Wireless   20Kb/s       LAN      150Kb/s     Qualité    75OKb/s
                                                   VHS
      RTC       34Kb/s      ADSL      225Kb/s     Qualité    1,5Mb/s
     56Kb/s                256Kb/s                 DVD

       Le débit de données comprend le débit vidéo et le débit audio

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Etape 1 : le paramétrage vidéo avancé
Le type de flux :
    • flux à débit constant (CBR) ;
    • flux à débit variable (VBR)/débit moyen (le codage moyen peut être
    dépassé pour des images complexes pendant une brève période) ;
    • flux à débit variable/qualité vidéo (les séquences complexes utiliseront
    le débit maximum possible).
Les options des flux :
     • la taille du buffer (nombre d’images stockées avant visualisation) – de
     4 à 25 secondes ;
     • la fréquence des images I (images à codage intrinsèque) de 0 à 60sec ;
     • l’utilisation ou non d’une correction d’erreur (loss protection)

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Etape 1 : l’échantillonnage audio
         Débit audio (kb/s)           5   6,5     8,5     16   32     64

         Échantillonnage (kHz)        8   8       8       16   22     44

                     Échantillonnage de la voix
Échantillonnage (kHz) 11         22               44
12Kb/s                   St                                           St : stéréo
20Kb/s                   St      St-RA8; St-HR
                                                                      St-RA8 : stéréo
32Kb/s                           St; St-RA8       St-HR               RealAudio 8
44Kb/s                           St               St-RA8; St-HR; Sd
                                                                      St-HR : stéréo
64Kb/s                                            St; St-RA8; Sd
                                                                      High Response
96Kb/s                                            St; St-RA8; Sd
264Kb/s                                           St-RA8; Sd          Sd : surround

             Échantillonnage de la musique

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Etape 1 : encodage des vidéos
                             Débit de
                             codage

Fichier à                                        Options de
encoder             Fichier ram                   codage

                                     Fichier du profil
                                         de codage
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Etape 1 : encodage des vidéos

                                                    Nb de passes
                                                     de codage
Profils
audio

                                                 Débits de
                                                  codage

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Etape 2 : transfert des fichiers
• Les fichiers sont placés sur le répertoire « content » du serveur ;
• des sous-répertoires peuvent être créés ;
• des alias facilitent l’accès aux présentations placées dans les sous-
répertoires créés ;
• si des fichiers sont placés sur d’autres serveurs, des fichiers de liens
doivent être créés dans le répertoire « content ».

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Dialogue client-serveur Web-serveur streaming
     Serveur                                               Vidéo disponibles :
                                               1               • astérix
     Web
                                                                • obélix
           Fichier RAM                 2                        • idéfix

                                                                3     navigateur
           Fichier SMIL                    4                   RealPlayer

                                               5
                                        6
                           1 un click sur le lien envoie une requête au serveur
          Fichiers vidéo   2 le serveur Web télécharge le fichier RAM ( .ram)
                           3 le lecteur vidéo est chargé
     RealServer            4 le lecteur interroge le fichier SMIL ( .smil) et
                           évalue le fichier vidéo adapté
                           5 le lecteur demande la lecture du fichier
                           6 la lecture de la vidéo commence
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Fichiers et protocoles
Les URL vers les fichiers des médias stockés sur le serveur RealServer utilisent les
paramètres suivants :
    • le protocole d’initialisation de la connexion(http, rtsp ou pna) ;
    • l’adresse IP ;
    • le port utilisé pour les requêtes (80 pour http, 554 pour rtsp, 7070 pour pna) ;
    • le point d’accès (mount point) indiquant comment accéder au répertoire ;
    • le chemin d’accès au sous-répertoire de stockage (sauf répertoire par défaut) ;
    • le nom du fichier audio-vidéo.
 Protocoles et formats des fichiers d’accès aux données :
            fichiers            Fichiers associés           Protocoles
              html            SMIL, Ram, Ramgen                http
              Ram                     aucun                 Rtsp ou pna
             SMIL                      Ram                     Rtsp
        Boite de dialogue             aucun                 Rtsp ou pna

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Etape 4 : Les fichiers RAM
Lien entre la page Web et les fichiers vidéos :
    –   Lancent le lecteur RealOne ;
    –   Ouvrent les connexions RTSP avec le serveur ;
    –   Passent au lecteur les URL des fichiers pouvant être ouverts ;
    –   un fichier vidéo ne doit être défini qu ’une seule fois.
 Exemple de fichier : videos.ram
 rtsp://www.compagnie.com/media/video128k.rm
 rtsp://www.compagnie.com/media/video156k.rm
 rtsp://www.compagnie.com/mediaserver/videos.smil
 La page web pointera sur ce fichier :
 cliquer pour
 choisir une vidéo
 Note : pour un test en local, le fichier Ram est placé dans le répertoire du clip.
 L’URL commencera par file://
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Etape 4 : des paramètres d’initialisation
Le fichier RAM permet de paramétrer le lecteur à son ouverture :
    – Dimensions de l’écran                      screensize=double | full | original
    – Mode d’affichage des boutons de contrôle   mode=normal | theater | toolbar
    – Début et fin de lecture du clip            start (end)=hh:mm:ss.x

Exemples :
  rtsp://www.compagnie.com/media/video128k.rm?screensize=full
  #affiche le clip en plein écran

   rtsp://www.compagnie.com/media/video128k.rm?rpcontextheigh=150
   &rpcontextwidth=250&rpcontexturl=http://ww.companie.com/index.ht
   ml # affiche la page html dans un fenêtre de 250x150

   rtsp://www.compagnie.com/media/video128k.rm?start=55&end=1:35
   # affiche le clip pendant 40 secondes

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Etape 4 : des infos dans le lecteur
• Pendant la lecture d’un clip, le fichier RAM permet d’afficher les
  informations d’une page html ;
• Ces informations s’affichent dans une fenêtre séparée.
Exemples :
  rtsp://www.compagnie.com/media/video128k.rm?rpcontext
  height=250&rpcontextwidth=280&rpcontexturl=« http://co
  mpagnie.com/infomedias.html » #affiche le contenu de la page
  dans un rectangle de 250x280 pixels

  rtsp://www.compagnie.com/media/video128k.rm?rpurl=« h
  ttp://compagnie.com/index.html » #affiche le contenu de la
  page dans le navigateur

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Etape 4 : emplacement et liens

• Les fichiers Ram peuvent être placés sur le serveur de streaming ou sur
n’importe quel serveur Web ;
• si les fichiers sont sur le serveur de streaming, les liens vers les clips
peuvent utiliser des chemins relatifs ;
• si les fichiers sont sur un serveur autre, les liens veers les clips doivent
utiliser des URL complets.

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Etape 5 : présentation en SMIL
• Utilisent le langage au standard internationnal
  Synchronized Multimedia Integration Language
• permettent la sélection de la bande passante
• ces fichiers sont optionnels
Exemple de fichier : videos.smil
 
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