رسانه‌های تعاملیمقالات

استریم صدا و تصویر چگونه انجام می‌شود

ر این مقاله، بررسی خواهیم کرد که ایجاد مسیر متشکل از صفرها و یک‌ها چه مراحلی را طی می‌کند و محتویات استریم چه تفاوت‌هایی با داده‌های به دست آمده از یک دانلود معمولی دارد و بحث می‌کنیم چگونه می‌توان فایل‌های رسانه‌ای استریم خوبی را درست کرد.

در نخستین روزهای ظهور رسانه‌های استریم، یعنی اواسط تا اواخر دهه ۱۹۹۰ میلادی، تماشای ویدیوها و گوش دادن به موسیقی آنلاین، مانند رانندگی در یک ترافیک سنگین زیر یک باران شدید، چندان دل‌چسب نبود. اگر یک رایانه با سرعت کم یا یک اتصال اینترنتی دایل‌آپ داشتید، مجبور بودید به جای تماشای ویدیوها یا گوش کردن به آهنگ‌های مورد نظرتان زمان زیادی را صرف مشاهده کلمه “بافرینگ” روی یک کادر وضعیت کنید. مهم‌تر از آن، تصاویر منقطع و پیکسلی بودند و تماشای آن‌ها لذت‌بخش نبود. از آن زمان تاکنون، محتویات صدا و تصویر استریم یک مسیر طولانی را طی کرده‌اند. طبق اطلاعات سایت بریج ریتینگز[۱]، سرویس‌های رادیوی اینترنتی در هر هفته ۵۷ میلیون مخاطب دارد. در سال ۲۰۰۶، روزانه بیش از یک میلیون ویدیوی استریم در سایت یوتیوب تماشا می‌شد [منبع: رویترز]. در همان سال، شبکه تلویزیونی ای‌بی‌سی محبوب‌ترین برنامه‌های تلویزیونی خود را با استفاده از تکنولوژی استریم در وب ارائه داد. افرادی که قسمت‌هایی از سریال‌هایی مانند “لاست” یا “آناتومی گری” را از دست می‌دادند، می‌توانستند به طرز قانونی و رایگان تمام بخش‌های از دست رفته را تماشا کنند.

موفقیت رسانه‌های استریم پدیده نسبتاً تازه‌ای است، اما ایده شکل‌گیری آن به زمان آغاز تاریخ برمی‌گردد. وقتی کسی با شما صحبت می‌کند، اطلاعات در قالب یک موج صوتی به سمت شما حرکت می‌کنند. گوش‌ها و مغز شما این اطلاعات را رمزگشایی می‌کنند و به شما امکان می‌دهند آن‌ها را درک کنید. همین اتفاق زمانی می‌افتد که شما به تماشای تلویزیون یا گوش دادن به رادیو مشغول هستید. اطلاعات در قالب یک سیگنال کابلی، یک سیگنال ماهواره‌ای یا امواج رادیویی به سمت یک ابزار الکترونیک هدایت می‌شود و این ابزار سیگنال را رمزگشایی کرده و نمایش می‌دهد.

انتقال اطلاعات در استریم صدا و تصویر از طریق یک جریان داده از مبدأ که سرور است روی می‌دهد. رمزگشا[۲]یک پخش‌کننده فیلم یا افزونه‌ای است که بخشی از یک مرورگر وب است. سرور، مسیر اطلاعات و رمزگشا با همکاری با یکدیگر به افراد امکان می‌دهند پخش‌های زنده یا از پیش ضبط‌شده را تماشا کنند.

یافتن و اجرای صدا و تصویر استریم

اگر به اینترنت وصل باشید و بخواهید فایل‌های صوتی یا تصویری استریم را پیدا کنید، نیاز چندانی به جستجو ندارید. صدا و تصویر امروزه از اجزای تشکیل‌دهنده تمام سایت‌های وب هستند و فرایند استفاده از این فایل‌ها بسیار آسان است. در ابتدا آیتمی که می‌خواهید تماشا کنید یا گوش بدهید را پیدا می‌کنید و پس از کلیک روی آن آیتم به‌طور خودکار اجرا می‌شود. مگر در زمان تماشای یک پخش زنده یا یک وب کست، درست مثل تماشای یک دی‌وی‌دی یا گوش دادن به یک سی‌دی، اغلب می‌توان پخش را موقتاً متوقف کرد و زمان پخش را جلو و عقب برد.

اما اگر تاکنون از رسانه‌های استریم استفاده نکرده‌اید، شاید رایانه‌تان برای رمزگشایی و اجرای فایل به کمی کمک نیاز داشته باشد. شما برای مرورگرتان به یک افزونه یا یک پخش‌کننده فیلم مستقل نیاز دارید. اغلب اوقات، وب سایتی که شما از آن بازدید می‌کنید، شما را در مسیر درست هدایت می‌کند و به شما می‌گوید یک پخش‌کننده فیلم خاص را دانلود کنید یا فهرستی از گزینه‌ها را به شما نشان می‌دهد.

این پخش‌کننده‌های ویدئویی پس از رمزگشایی داده‌ها آن‌ها را نمایش می‌دهند و معمولاً کمی سریع‌تر از اجرای اطلاعات آن‌ها را بازیابی می‌کنند. در صورت عقب ماندن استریم، اطلاعات اضافی در یک بافر ذخیره می‌شود. در زیر چهار پخش‌کننده فیلم عمده که هر یک از فرمت‌های استریم خاصی پشتیبانی می‌کند، آمده‌اند:

  • کوئیک تایم، ساخت شرکت اپل فایل‌های با پسوند mov را پخش می‌کند.
  • ریل مدیا ساخت شرکت ریل نتوورکس [۳]فایل‌های با پسوند rm را پخش می‌کند.
  • مایکروسافت ویندوز مدیا می‌تواند چند نوع فایل استریم از جمله ویندوز مدیا آدیو (wma)، ویندوز مدیا ویدیو (wmv) و ادونس استریمینگ فرمت (asf) را پخش کند.
  • پخش‌کننده فیلم ادوبی فلش ضمنی اجرای فایل‌های flv می‌تواند فایل‌های انیمیشنی swf را نیز پخش کند.

در اغلب موارد، این پخش‌کننده‌های ویدئویی نمی‌توانند فرمت‌های یک فایل دیگر را رمزگشایی کنند و به همین دلیل، برخی سایت‌ها از فایل‌های مختلفی استفاده می‌کنند. این سایت‌ها از شما می‌خواهند پخش‌کننده فیلم مورد نظرتان را انتخاب کنید، یا خودشان پلیری را به‌طور خودکار برای شما انتخاب می‌کنند.

پلیرهای کوئیک تایم، ریل مدیا و ویندوز مدیا می‌توانند به‌عنوان پلیرهای مستقل با منوها و کنترل‌های خاص خود کار کنند و همچنین می‌توانند مانند نسخه‌های مینیاتوری به‌عنوان افزونه‌هایی برای مرورگرها عمل کنند. ظاهر این پلیرها در حالت افزونه، مانند یک بخش تلفیق‌شده در وب‌سایت یا یک پنجره پاپ آپ است.

ویدیوی فلش کمی متفاوت است و معمولاً به یک اپلت فلش نیاز دارد؛ اپلت برنامه‌ای است که برای رمزگشایی و اجرای فایل‌های فلش استریم طراحی شد. برنامه‌ریزان می‌توانند اپلت‌ها (اپلیکیشن‌های کوچک) فلش خاص خود را بنویسند و آن‌ها را بر اساس نیازهای یک وب‌سایت خاص سفارشی کنند. محبوبیت فلش به‌عنوان گزینه‌ای برای اجرای ویدیوهای استریم روز به روز بیشتر می‌شود. یوتیوب، گوگل ویدیو و نیویورک‌تایمز همگی از این ابزار برای نمایش ویدیوها در سایت‌هایشان استفاده می‌کنند.

وقتی شما داده‌هایی را در یک اپلت یا یک پخش‌کننده فیلم کاملاً کارآمد تماشا می‌کنید، برنامه پخش فایل استریم آن داده‌ها را دور می‌ریزد. یک کپی کامل از فایل هرگز در رایانه شما وجود ندارد، در نتیجه، شما نمی‌توانید آن را برای آینده ذخیره کنید. این برخلاف دانلود چندمرحله‌ای پیشرونده است که بخشی از فایل را در رایانه شما دانلود می‌کند، سپس به شما امکان می‌دهد وقتی دانلود به پایان رسید باقیمانده فایل را تماشا کنید. از آنجا که این روند شباهت زیادی با رسانه‌های استریم دارد، دانلود پیشرونده نیز شبه-استریم نامیده می‌شود.

این پلیرها و اپلت‌ها (اپلیکیشن‌های کوچک) همان کاری را می‌کنند که بسیاری از برنامه‌ها انجام می‌دهند، آن‌ها فایل‌ها را اجرا می‌کنند. ما در بخش بعدی این فایل‌ها و چگونگی انتقالشان به رایانه شما را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

استریم کردن فایل‌ها

فایل‌های صوتی و تصویری استریم، فشرده و کارآمد هستند، اما بهترین آن‌ها در قالب فایل‌های خیلی بزرگ و باکیفیت بالایی که اغلب با نام فایل‌های خام شناخته می‌شوند، موجود هستند. این گونه فایل‌ها، فایل‌های دیجیتالی و باکیفیت یا فایل‌های آنالوگی می‌باشند که دیجیتال و به هیچ وجه، فشرده یا تغییریافته نیستند. گرچه شما می‌توانید یک فایل استریم را در یک تلویزیون معمولی تماشا کنید، اما ویرایش فایل خام به فضای ذخیره‌سازی و قدرت پردازش زیادی نیاز دارد.

شاید به نظر عجیب بیاید اما فایلی که در نهایت، کوچک و کارآمد می‌شود، در ابتدا بزرگ و سنگین بوده است. دلیل این مسئله آن است که طی فرایند فشرده‌سازی یک فایل معمولی به یک فایل استریم تبدیل می‌شود و کیفیت فایل پایین می‌آید. کیفیت ویدیوهای تار و نامرغوب یا صداهای ضبط‌شده باکیفیت پایین، در طول فرایند فشرده‌سازی بدتر می‌شود.

خوشبختانه، حتی قبل از آنکه شما فایلی را فشرده کنید، می‌توانید اندازه آن را بدون افت کیفیت کاهش دهید:

  • کوچک کردن تصویر: اکثر ویدیوهای استریم تمام صفحه مانیتور را نمی‌پوشانند. در عوض، در یک فریم یا پنجره کوچک‌تر پخش می‌شوند. اگر ویدیوهای استریم را از طرفین امتداد دهیم تا تمام صفحه را بپوشاند، شاهد یک افت کیفیت خواهیم بود.
  • کاهش نرخ فریم: یک ویدیو معمولاً از یک سری تصاویر ساکن تشکیل شده است. نرخ فریم در واقع سرعت حرکت این تصاویر ساکن از تصویری به تصویر بعد است. یک نرخ فریم پایین‌تر به معنی کاهش مجموع تصاویر و به تبع آن حجم کمتر فایل به دست آمده خواهد بود. دلیل چشمک زدن ویدیوهای استریم گهگاه کاهش نرخ فریم است؛ نرخ فریم آنقدر کم است که چشم و مغز شما فاصله بین دو تصویر را حس می‌کند.

در فایل‌های صوتی و تصویری نیز کوچک‌تر کردن فایل‌ها نیازمند کدک یا نرم‌افزار فشرده‌سازی/فشرده‌گشایی است. کدک‌ها داده‌های غیرضروری را دور می‌ریزند، رزولوشن کلی را پایین می‌آورند و مراحل دیگری را برای کوچک‌تر کردن فایل‌ها طی می‌کنند. کدک‌های مختلف نیز انواع خاصی از فایل‌ها را خلق می‌کنند که در برخی پلیرهای استریم خاص پخش می‌شوند.

کاهش کلی کیفیت به تعدادی از عوامل از جمله نرخ بیت یا سرعت انتقال از سرور به یک رایانه بستگی دارد. به‌عنوان مثال، نرخ بیت یک پخش تلویزیونی حدود ۲۴۰ هزار کیلوبیت در ثانیه است، اما نرخ بیت اتصال اینترنتی دایل آپ ۵۶ کیلوبیت در ثانیه است. فرد دارای یک اتصال با پهنای باند وسیع مطمئن می‌تواند فایل‌های با نرخ بیت بالا را تماشا کند، اما کسی که از مودم دایل آپ استفاده می‌کند باید فیلم‌های با یک نرخ بیت خیلی پایین‌تر را تماشا کند. کدگذاری فایل بر این اساس است که صدا و تصویر خوبی داشته باشد و در عین حال برای کمترین پهنای باند به اندازه کافی کوچک باشد. برخی کدک‌ها به شما امکان می‌دهند برای پخش در هر گونه اتصال به اینترنت، فایل‌هایی را خلق کنید که در نرخ‌های انتقال متفاوت به شیوه‌هایی گوناگون استریم می‌شوند. این فرایند را کدگذاری با چند نرخ بیت می‌نامند.

یک فایل پس از ویرایش، فشرده و کدگذاری در یک سرور بارگذاری می‌شود. در بخش بعد ما نقش سرور در رسانه‌های استریم را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

سرورهای استریم

اگر در دفتری کار می‌کنید و از طریق یک شبکه فایل‌هایی را به اشتراک می‌گذارید، شما یک رایانه با ذخایر بالایی از داده را به‌عنوان سرور انتخاب می‌کنید؛ اما وقتی مسئله صوت و تصویر استریم در میان باشد، یک سرور خیلی فراتر از یک هارد ذخیره اطلاعات عمل می‌کند و در عین حال نقش نرم‌افزاری را ایفا می‌کند که داده‌ها را به رایانه شما تحویل می‌دهد. برخی سرورهای استریم می‌توانند با چند نوع فایل کار کنند، اما سرورهای دیگر فقط با برخی فرمت‌های خاص کار می‌کنند. برای مثال، سرور استریم کوئیک تایم می‌تواند فایل‌های کوئیک تایمی را استریم کند، اما از استریم کردن فایل‌های ویندوز مدیا عاجز است.

سرورهای استریم نوعاً با کمی کمک گرفتن از یک سرور وب فایل‌هایی را به شما تحویل می‌دهند. در ابتدا شما به یک صفحه وب ذخیره‌شده در سرور وب می‌روید. وقتی روی فایل مورد نظرتان کلیک می‌کنید، سرور وب پیامی را به سرور استریم می‌فرستد و به آن اعلام می‌کند شما در پی چه فایلی هستید. سرور استریم با دور زدن سرور وب، فایل را مستقیماً برای شما ارسال می‌کند.

به دلیل مجموعه قوانین موسوم به پروتکل‌ها که بر شیوه انتقال داده از یک ابزار به ابزار دیگر نظارت می‌کنند، تمام این داده‌ها به مکان خاص خود می‌روند. احتمالاً درباره پروتکل انتقال ابرمتن (HTTP) شنیده‌اید؛ پروتکلی که با اسناد ابرمتن یا صفحات وب کار می‌کند. هر زمان که شما در وب گشت‌وگذار می‌کنید، دارید از HTTP استفاده می‌کنید.

بسیاری از پروتکل‌ها مانند پروتکل کنترل انتقال (TCP) و پروتکل انتقال فایل (FTP) داده‌ها را در بسته‌هایی قسمت بندی می‌کنند. این پروتکل‌ها می‌توانند بسته‌های آسیب‌دیده یا مفقود را باز ارسال کنند و به بسته‌های با ترتیب تصادفی امکان می‌دهند در ادامه دوباره تجمیع شوند. این فرایند دانلود فایل‌ها و گشت‌وگذار را تسهیل می‌کند؛ اگر سرعت انتقال داده در وب کند شود، یا برخی از بسته‌های شما ناپدید شوند، هنوز می‌توانید فایلتان را به دست آورید؛ اما این پروتکل‌ها در رسانه‌های استریم کارآمد نیستند. در رسانه‌های استریم، داده‌ها باید به سرعت و با تمام قطعات با ترتیب درست به مقصد برسند.

به همین دلیل، صدا و تصویر استریم از پروتکل‌هایی استفاده می‌کنند که انتقال داده در زمان واقعی را ممکن می‌کنند. این پروتکل‌ها که شامل موارد زیر می‌شوند پس از تقسیم فایل‌ها به قطعات خیلی کوچک آن‌ها را با ترتیب خاصی، به مکانی خاص ارسال می‌کنند:

  • پروتکل انتقال زمان واقعی (RTR)
  • پروتکل استریم زمان واقعی (RTSP)
  • پروتکل کنترل انتقال زمان واقعی (RTCP)

این پروتکل‌ها به‌عنوان یک لایه اضافی برای پروتکل‌های ناظر بر ترافیک وب عمل می‌کنند. پس وقتی پروتکل‌های زمان واقعی داده‌ها را به مقصدشان استریم می‌کنند، سایر پروتکل‌های وب هنوز روی پس‌زمینه کار می‌کنند. این پروتکل‌ها ضمناً برای متعادل کردن بار قرار گرفته بر دوش سرور با یکدیگر همکاری می‌کنند. اگر افراد زیادی سعی کنند به‌طور هم‌زمان، به یک فایل دسترسی یابند، سرور می‌تواند شروع برخی استریم‌ها را تا پایان دیگر فرایندها به تأخیر بیندازد.

 استریم کردن گام به گام

 استفاده از فایل‌های رسانه‌ای استریم به‌سادگی گشت‌وگذار در وب است، اما در پشت صحنه مراحل زیر برای این فرایند طی می‌شوند:

  1. با استفاده از مرورگرتان، سایتی را پیدا می‌کنید که دارای امکان استریم کردن صدا یا تصویر باشد.
  2. فایل مورد نظرتان را پیدا کرده و با موس روی تصویر، لینک یا پخش‌کننده فیلم جاسازی شده کلیک می‌کنید.
  3. سرور وب میزبان صفحه وب، فایل را از سرور استریم درخواست می‌کند.
  4. نرم‌افزار موجود در سرور استریم فایل را به بخش‌هایی قسمت کرده و آن‌ها را با استفاده از پروتکل‌های زمان واقعی به رایانه شما می‌فرستد.
  5. افزونه مرورگر، پخش‌کننده فیلم یا برنامه فلش رایانه‌تان، داده‌ها را به محض دریافت رمزگشایی کرده و نمایش می‌دهد.
  6. رایانه شما داده‌ها را دور می‌اندازد.

تمام این مراحل به سه رکن اساسی نیاز دارند؛ یک پخش‌کننده فیلم، یک سرور و یک استریم داده که همگی با هم سازگار هستند.

خلق و توزیع یک فایل صوتی یا تصویری استریم طی این فرایند صورت می‌گیرد:

 

  1. با استفاده از یک ضبط‌کننده دیجیتالی یک فایل صوتی یا تصویری باکیفیت بالا را ضبط کنید.
  2. با وارد کردن این داده به رایانه‌تان آن را دیجیتالی کنید و فرمت آن را در صورت لزوم، با نرم‌افزار ویرایش تبدیل کنید.
  3. اگر یک ویدیو استریم را می‌آفرینید، اندازه تصویر را کوچک‌تر و نرخ فریم را کمتر کنید.
  4. یک کدک روی رایانه شما فایل را فشرده‌سازی کرده و آن را در فرمت مناسب کدگذاری می‌کند.
  5. شما فایل را برای یک سرور آپلود کنید.
  6. سرور فایل را به رایانه‌های کاربران استریم می‌کند.

 

 

[۱] Bridge Ratings

[۲] Decoder

[۳] RealNetworks

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

بستن