2 Aprile 2003
Ministero dell’Istruzione Università e Ricerca
“Piano Nazionale di Formazione degli
Insegnanti sulle Tecnologie
dell’Informazione e della Comunicazione”
Tutor B
Multimedialità su Internet:
La rete delle reti come
mutimedilaità distribuita..
strumento
avanzato
per
la
- Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
- Lo streaming, teoria ed applicazioni
- I formati audio
- I formati video
[email protected]
Protocollo d’intesa tra Ufficio Scolastico Regionale del Lazio e CNR Area della Ricerca di Roma II - Tor Vergata
Multimedialità
L’utilizzo simultaneo di più mezzi espressivi: immagini,
audio e video.
Gennaio 1884
Guglielmo Marconi
Paul Nipkow
• 1897 Marconi inventa la radio
• 1929 nascita della TV primo vero esempio di “video
streaming”
Aprile 1929
• 1996 sviluppo di una modalità di trasmissione in rete
chiamata Data Streaming (flusso di daticontinuo).
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Orgini
Caratteristiche fondamentali
• Tipicamente delay sensitive
• Ma loss tolerant: losses occasionali causano piccoli glitches
che possono essere cancellati
• Antitesi con i data (programmi e dati), che sono loss
intolerant ma delay tolerant.
• Multimedia sono anche definiti “continuous media”
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Caratteristiche
Classi di applicazione MultiMediali
in rete
• Streaming stored audio and video
• Streaming live audio and video (unidirectional Realtime)
• Real-time interactive video
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Tipologie
Streaming stored MM
• I client richiedono i files audio/video da un server, li
ricevono sulla rete e li mostrano su di un display
• Interattività: l’utente può controllarne il display
temporale
(come in un VCR: pause, resume, fast
forward, rewind, etc.)
• Delay: dalla richiesta del client al display il ritardo è
tipicamnte compreso tra 1 e 10 secondi
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Streaming stored
Streaming live MM
• La trasmissione delle informazioni MM è simile a
quella della TV o della radio via etere. Il media
trasmissivo è la rete.
• Non permette interattività solo ascolto/visione
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Unidirectional Real-Time
Interactive Real-Time
• Audio e video conferenza
• Requisiti sul delay piu’ stringenti che nello Streaming
live o stored a causa della natura real-time
• Video: ritardo accettabile < 150 msec
• Audio: ritardo accettabile < 400 msec
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Bidirectional Real-Time
Streaming
Per streaming si intende un flusso di dati continuo.
La tecnologia dello streaming consente agli utenti connessi ad internet la visione di un
flusso audio video codificato secondo determinati standard, che prevedono la sua
codifica e compressione. Ciò può avvenire in tempo reale e senza lunghi tempi d'attesa in
quanto non è richiesto il download completo del file multimediale; infatti la riproduzione
inizia dopo pochi secondi di "bufferizzazione".
Architettura:
• Sorgente di segnale Audio-Video
• Encoder: acquisizione e codifica
• Stream server: pubblicazione,archivio,distribuzione
• Il Client: browser, applicazioni ad hoc
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Streaming
Accesso ai contenuti MM
Accesso a contenuti multimediali via FTP/HTTP:
i dati audio/video vengono mostrati alla fine del processo di
download
Esempio:
File .mp4, 352x288 pixel, 30fps, 800 kb/s, 2 ore (700 MByte in tutto)
Con link ADSL a 800 kb/s ==> tempo di scaricamento 2 ore..... poi playback
Accesso a contenuti multimediali via STREAMING:
i dati audio/video vengono mostrati non appena arrivano.
Esempio:
File .mp4, 352x288 pixel, 30fps, 800 kb/s, 2 ore (700 MByte in tutto)
Con link ADSL a 800 kb/s ==> tempo di bufferizzazione 10 secondi, poi
playback immediato.
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Streaming
Implementazioni commerciali
Microsoft
Apple
RealNetwork
Sono caratterizzate da:
Facilità di utilizzo
Architettura chiusa
Nessuna (o limitata) interoperabilità
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Streaming
Implementazioni OpenSource
Sono caratterizzate da:
• Nessun costo di implementazione
• Architettura aperta
• Interoperabilità garantita da standard IETF:
• RTSP (real-time stream protocol)
• RTP (real-time protocol)
• RTCP (real-time control protocol)
• SDP (stream description protocol)
• RSVP (resource reservation protocol)
• SMIL (Synchronized Multimedia Integration
Language)
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Streaming
Standard Video Conferenza
ITU-T H.320
ITU-T H.281
• ISDN
• reti leased (dedicate)
• Controllo telecamera remota
• compatbile con l’H.320
ITU-T H.323
• reti IP
ITU-T H.282
• Controllo telecamera remota
• compatbile con l’H.323
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Streaming
Formati grafici
BMP
JPEG
• bitmap
• Joint Photographic Expert Group
• nessuna compressione
• Standard nel 1992.
GIF
• lossy compression algorithm
• CompuServe
• compressione LZW
• solo 8 bit (256 colori)
PNG
• possibile animazioni e trapsarenza
• versione opensource del gif
• portable network graphics
TIFF
• 24 bit (16Mcolori)
• tagged image file format
• possibile trapsarenza
• capacità simili al BMP
• usa metodi di compressione
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Formati
Formati Audio Encoding
(voce)
ITU-T G.711
ITU-T G.728
• Pulse Code Modulation
• Low Delay-Code Excited Linear Prediction
• Banda:300-3400Hz
• Banda:300-3400Hz
• 8 kHz sample rate
• Bit Rate: 16Kb/s
• 8 bits per sample
• Multi-Pulse Maximum Likelihood Quantization
• Bit Rate: 56/64Kb/s
• Banda:300-3400Hz
• Bit Rate: 5.3/6.3Kb/s
ITU-T G.723.1
ITU-T G.729
• Complementary Symmetry-Algebraic Code Excited Linear Prediction
• Banda:300-3400Hz
• Bit Rate: 8Kb/s
• Adaptive Differential Pulse Code Modulation
ITU-T G.726
• Banda:300-3400Hz
ITU-T G.722
• Sub Band - Adaptive Differential Pulse Code Modulation
• Banda: 50-7000Hz
• Bit Rate: 48/56/64Kb/s
GSM
• Bit Rate: 8Kb/s
• Regular Pulse Exitation - Long Term Prediction)
• Banda:300-3400Hz
• 13Kb/s
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Formati
Formati Audio Encoding
MIDI
• Musical Instrument Digital Interface
Wave
•
•
•
•
•
variante MS dell’AIFF (Apple)
nessuna compressione
max qualità
poco efficiente
estensioni: .wav
MOD, XM, IT,S3M
• varianti del MIDI
AIFF
•
•
•
•
•
• contengono istruzioni che comunicano alla scheda audio di
modulare la frequenza in modo da produrre una particolare nota
che abbia una timbrica simile a quella dello strumento in
questione e che duri una certa quantità di tempo.
• contegono campioni degli strumenti originari
Audio Interchange File Format
nessuna compressione
max qualità
poco efficiente
estensioni: .aif ief,
AAC
• Advanced Audio Coding
• Mpeg Layer 2
MP3
AC3
•
•
•
•
• Dolby AC-3 Audio Coding rev. 3
• Home theatre 5+1 canali audio
• sinonimi: surround sound, 3D sound.
Mpeg Layer 3
fattore di compressione tipico 12:1
compressione Psicoacustica
estensioni: .mp3
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Formati
Formati Video Encoding
ITU-T H.261/263
Divx
• n x 64Kb/s, 1< n <30
• basato su Meg4
• ISDN
• indee: mpeg1,2, quicktime
• Common Intermediate Format:
• Altissimi fattori di compression
JPEG
• (f)Cif (288 linee x 352 pixel)
• QCIF (176 linne x 144 pixel)
• 4CIF (704 linee x 576 pixel)
• Joint Photographic Expert Group
• Standard nel 1992.
MPEG
• lossy compression algorithm
• Motion Picture Expert Group
AVI
• Audio Video Interleave
• proprietario MS
• mpeg1 (qualità VHS)
• mpeg2 (qualità DVD)
• Evoluzioni: mpeg4
• standar compressione: RLE, Indeo,Cinepak
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
QuickTime
• proprietario Apple
• standar compressione: Cinepak,
JPEG, and MPEG.
Formati
Formati streaming
ASF
REAL
Standard de facto
Il formato utilizzato da Microsoft per la distribuzione
di filmati via streaming: Advanced Streaming Format
(ASF). Sviluppato appositamente dalla casa di Redmond
per il Web sin dal 1995, è diventato uno dei principali
formati di web streaming disponibili oggi sul mercato.
Per poter utilizzare il formato Microsoft è necessario
utilizzare un server specifico che supporti la
distribuzione di file ASF e uno specifico lettore, il
noto Windows Media Player che proprio in questi ultimi
giorni è giunto alla versione 9.
RealNetworks ha integrato nella piattaforma di
streaming anche una particolare tecnologia chiamata
SureStream. In poche parole si tratta di una
modalità che è in grado di adattare alla velocità del
collegamento il flusso di dati in modo da renderlo
scalabile anche in previsione di una calo di prestazione
della connessione.
QuickTime
• proprietario Apple
• standar compressione: Cinepak,
JPEG, and MPEG.
Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete
Formati
Docente: Gaetano Chionchio
Servizi
Informatici di
Campus
Sezione di Roma 2 Tor Vergata
Phone +39 06 4993 4039
Fax
+39 06 4993 4013
GSM +39 335 6201134
Email [email protected]
URL http://www.sic.rm.cnr.it/~gaetano
System & Network
Administrator
Assunto al CNR nel 1987 come progettista elettronico. Dal
1995 si occupa della gestione di sistemi informatici. Presso
l’Area di Ricerca di Roma 2 (Tor Vergata) e’ responsabile
delle infrastrutture di rete, dei servizi di interoperabilità
e dei
progetti avanzati di Campus per il Software
Scientifico e la Formazione Professionale. Riveste la
funzione di consulente informatico per l’Ente presso il
consorzio Parades,l’ASI ,l’ISPESL ed il MIUR. E’ membro
del comitato scientifico per la formazione nella
Commissione Informatica Reti Telematiche del CNR.
Piano Nazionale di Formazione degli Insegnanti sulle
Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione
Multimedialità su Internet