Reproducció en línia

S'ha proposat fusionar aquest article a «Flux de dades multimèdia». (Vegeu la discussió, pendent de concretar). Data: 2020

La reproducció en línia o reproducció en continu^[1] (streaming en anglès) és una tècnica que permet reproduir fitxers d'àudio i de vídeo procedents d'una xarxa informàtica, per exemple Internet (però també podria fer-se en un sistema de videovigilància), sense haver d'esperar a tenir descarregat tot l'arxiu sencer. Avui dia moltes empreses ofereixen serveis i aplicacions a través d'aquesta tecnologia, per exemple: notícies, TV en directe, sistemes de video-vigilància, videoconferències, anuncis...

Abans que aquesta tècnica existís només hi havia el sistema de baixades (el qual actualment coexisteix amb el sistema de reproducció en línia), amb el que per poder reproduir un arxiu cal descarregar-lo al disc dur, la qual cosa suposa un alt cost temporal i de bits, ja que els arxius d'àudio (normalment cançons) solen ocupar entre 3 i 7 MB, i els arxius de video (normalment pel·lícules), amb compressió inclosa solen ocupar entre 800 MB i 1,5 GB. Per tant, el temps d'espera de la baixada pot arribar a ser molt elevat amb el sistema de baixades. La tècnica de reproducció en línia rebaixa el temps d'espera al mínim.

Quan l'usuari realitza una petició a un servidor per reproduir un arxiu a temps real, el servidor emet l'arxiu mitjançant un flux continu de dades. El flux de dades que arriba del servidor s'emmagatzema en una memòria temporal intermediària o buffer a l'ordinador de l'usuari client, el qual comença a reproduir el que hi ha en aquesta memòria un cop està plena. A mesura que la descàrrega de l'arxiu al buffer continua i aquest està ple, la pel·lícula s'anirà reproduint. Per tal que no hi hagi interrupcions en la reproducció, cal que la velocitat de la transferència de dades sigui més gran que la velocitat de reproducció i que no disminueixi durant el procés, cosa que passaria si la velocitat de la connexió disminuís. En cas que això passés, la reproducció en línia utilitzaria la informació restant al buffer per a seguir reproduint. Mentrestant, es recuperaria la velocitat normal de connexió i transferència. De vegades, passa que el temps de disminució de la velocitat de transferència o connexió s'allarga, de manera que provoca que el buffer es buidi i la reproducció es pari fins que la connexió es recupera. Llavors, també és necessari un temps de precàrrega abans de començar a reproduir l'arxiu, a fi que la memòria intermediària no estigui buida i la reproducció pugui ser contínua.^[2]

Existeixen tres mètodes de reproducció a temps real:

• Diferit: Abans de ser enviats als usuaris, els clips es codifiquen i digitalitzen. D'aquesta manera, la imatge no arriba a l'ordinador al mateix temps que el contingut del clip està passant.
• Sota demanda: És el mètode de reproducció en línia més usual. Consisteix en la reproducció d'imatges de vídeo i àudio prèviament codificades provinents d'un servidor de reproducció en línia.
• Directe: És el mètode que s'utilitza en les retransmissions de ràdio i televisió per Internet. Els clips de vídeo es codifiquen i es transmeten a temps real al propi ordinador, cosa que permet reproduir qualsevol esdeveniment al mateix moment en què està passant.

El flux de dades, basat en l'origen de les dades pot ser en directe o a la carta. En directe, l'arxiu audiovisual és enregistrat, digitalitzat i transmès per Internet en temps real. La memòria intermèdia a l'ordinador de l'usuari emmagatzema el flux i el reprodueix, però si l'usuari volgués anar endavant en la reproducció no ho pot fer, ja que la reproducció és en directe. Tampoc pot tornar enrere, ja que la memòria es va buidant i renovant contínuament. La reproducció en diferit d'un arxiu audiovisual també és en temps real, amb la diferència que l'arxiu no és enregistrat i digitalitzat en temps real sinó que prové d'una base de dades.

A la carta, l'arxiu audiovisual prové d'una base de dades on l'usuari pot escollir quan el vol reproduir, a diferència de la reproducció en diferit, que només es pot reproduir quan un servidor ho permet. L'usuari pot interaccionar amb la reproducció: gravar-la, parar-la, tirar endarrere i endavant en el temps...

Per tal de poder transmetre un flux de dades constant i poder reproduir-lo en un ordinador calen els següents components:

Els arxius audiovisuals han d'estar codificats amb algorismes de compressió per reduir la seva mida en bits abans de reproduir-los en temps real per la xarxa. Avui dia, els códecs que més es fan servir són els següents:

Per a reproduir els arxius en temps real calen programes que puguin reproduir les dades emmagatzemades a la memòria intermèdia. Entre aquests programes hi ha els següents:

Perquè els reproductors funcionin correctament, cal que l'arxiu a reproduir estigui codificat amb un format de reproducció en línia precís adequat al reproductor, ja que cada un en fa servir un de propi. Windows Media Player utilitza el format d'arxius ASF, Real Player el format RM i QuickTime el format MOV.^[4]

En principi no és imprescindible utilitzar servidors d'streaming per reproduir el contingut audiovisual. No obstant, sí que ho és en casos especials com per exemple la retransmissió de ràdio en directe per Internet o d'un esdeveniment a temps real. En aquestes ocasions és recomanable utilitzar un servidor de reproducció en línia, perquè té capacitats que un servidor convencional no pot oferir. Per exemple, els servidors convencionals no tenen control sobre la velocitat de flux, de manera que si la xarxa és inestable o inconstant pot perjudicar la reproducció normal del contingut. Les principals característiques dels servidors de reproducció en línia són les següents:

• Control de flux: Tenen ctroontrol sobre el flux de dades a temps real, d'aquesta manera la velocitat de transferència es manté estable.
• Skip Protection: Aprofiten l'excés d'amplitud de la banda per anar emmagatzemant dades al buffer o memòria intermèdia. Així, si hi ha quelcom que es perd, el servidor de reproducció en línia podrà buscar-ho al buffer i retransmetre-ho evitant irregularitats en la reproducció del contingut.
• Adaptabilitat: Optimitzen la qualitat de l'arxiu en rebre'l depenent de l'amplitud de la banda.
• Protecció de dades: Només reprodueixen arxius multimèdia sense la possibilitat de fer-ne cap còpia. És una manera de protegir els drets d'autor.

• TCP (descàrrega)
• UDP (streaming)

• HTTP
• RTP

• RTP: Protocol de Transport a Temps Real.
• RTCP: Protocol de Control Transport a Temps Real. S'utilitza juntament amb l'RTP per gestionar la comunicació entre client i servidor, detectant i solucionant els errors per optimitzar la transmissió de dades.
• RTSP: Protocol de reproducció en línia a Temps Real. Permet a l'usuari controlar el senyal de vídeo com si fossin els controls d'un reproductor de vídeo convencional (rebobinar, avançar, pausa, accés a qualsevol punt del contingut...)

Hi ha diferents maneres de transmetre el flux de dades en la reproducció en línia:

• Unicast: El flux de dades va des d'un servidor a un client en particular que hagi sol·licitat la reproducció de l'arxiu. Fa servir els protocols TCP, RTP, RTSP, HTTP Live Streaming i RTSP sobre UDP.
• Multicast: El flux de dades va des d'un servidor a diversos clients a la vegada que hagin sol·licitat la reproducció de l'arxiu. Fa servir el protocol IGMP.
• Broadcast: El flux de dades va des d'un servidor a tots els clients de la xarxa a la vegada encara que no hagin sol·licitat la reproducció de l'arxiu. Fa servir el protocol UDP
• P2P/Torrent: El flux de dades va des d'un servidor llavor als clients que hagin sol·licitat la reproducció de l'arxiu, que alhora també es converteixen en distribuïdors. Fa servir arquitectures P2P i Torrent.

• Flux de dades
• Flux de dades multimèdia
• Televisió per Internet
• Ràdio per Internet