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1. Conceitos básicos
1) Streaming de mídia
O streaming de mídia também é chamado de mídia de streaming. Refere-se a empresas que usam um servidor de entrega de vídeo para enviar programas como pacotes de dados e entregá-los à rede. Depois que o usuário descompacta os dados por meio do dispositivo de descompressão, o programa será exibido como antes da transmissão.
Uma série de pacotes relacionados neste processo é chamada de "fluxo". Fluxo de mídia na verdade se refere a um novo método de entrega de mídia, não a uma nova mídia.
Após a aplicação completa da tecnologia de streaming media, as pessoas podem inserir entrada de voz diretamente no chat online; se quiserem ver o rosto e a expressão um do outro, desde que ambos os lados tenham uma câmera; se você vir o produto de interesse na Internet, clique nele, o explicador O vídeo do produto e o produto irão aparecer; notícias de vídeo mais realistas também aparecerão.
A chamada mídia de streaming refere-se ao formato de mídia reproduzido na Internet por meio de transmissão de streaming. Tais como: arquivos de áudio, vídeo ou multimídia. O streaming de mídia não baixa o arquivo inteiro antes de reproduzi-lo, mas apenas armazena a primeira parte do conteúdo na memória. O fluxo de dados da mídia de streaming é transmitido e reproduzido a qualquer momento, mas há algum atraso no início. A principal tecnologia de streaming de mídia é o streaming.
O método de transmissão de streaming divide todos os arquivos multimídia, como A / V e 3D, em pacotes compactados por meio de um método especial de compactação, e os transmite continuamente e em tempo real do servidor de vídeo para o computador do usuário.
Em um sistema de streaming, os usuários não precisam esperar até que todo o arquivo seja baixado como no método de download, mas só precisam de alguns segundos ou dezenas de segundos para iniciar o atraso para usar o dispositivo de descompressão no computador do usuário (Hardware ou software ) descompacte os arquivos A / V, 3D e outros arquivos multimídia compactados para reprodução e visualização. Neste momento, a parte restante do arquivo multimídia continuará a ser baixada no servidor em segundo plano.
Comparado com o método de download simples, este método de streaming de downloadinge a reprodução de arquivos multimídia não apenas reduz muito o atraso na inicialização, mas também reduz muito a demanda por capacidade de cache do sistema.
2. Transmissão
A maneira tradicional de transmitir informações multimídia, como áudio e vídeo, pela rede é fazer o download completo antes de reproduzi-las. O download geralmente leva vários minutos ou até horas.
A tecnologia de mídia de streaming pode ser usada para realizar o streaming. O som, vídeo ou animação é transmitido contínua e ininterruptamente do servidor para o computador do usuário. O usuário não precisa esperar até que todo o arquivo seja baixado, mas apenas alguns segundos ou dez segundos. Comece o atraso para assistir. Quando áudio, vídeo, etc. são reproduzidos na máquina do usuário, a parte restante do arquivo continuará a ser baixada do servidor.
Se a transferência de arquivos é considerada um processo de recebimento de água, o método de transferência anterior é como uma regra para os usuários. Você deve esperar até que um balde de água esteja cheio antes de usá-lo. Esse tempo de espera é naturalmente afetado pelo tamanho do fluxo de água e do balde. O tamanho do impacto.
Streaming, por exemplo, abra a torneira e aguarde um pouco, e a água sairá continuamente, podendo ser utilizada a qualquer momento. Portanto, independentemente do tamanho do fluxo de água ou do tamanho do balde, o usuário pode Usar água a qualquer momento.
Durante o streaming, a mídia baseada em tempo, como som, vídeo ou animação, é transmitida contínua e em tempo real do servidor de áudio e vídeo para o computador do usuário. O usuário não precisa esperar até que todo o arquivo seja baixado, mas apenas alguns segundos ou dezenas de segundos para iniciar o atraso. Pode ser assistido. Quando mídia baseada em tempo, como som, é reproduzida no cliente, a parte restante do arquivo continuará a ser baixada do servidor em segundo plano. O streaming não apenas reduz o atraso de inicialização dez, cem vezes, mas também não requer muita capacidade de buffer. O streaming evita a desvantagem de os usuários terem de esperar que o arquivo inteiro seja baixado da Internet para assisti-lo.
O termo geral para a tecnologia de transmissão de mídia pela rede. Implementação:
① O streaming sequencial é um download sequencial. Durante o download de arquivos, os usuários podem assistir à mídia online. Em um determinado momento, os usuários só podem assistir a parte que foi baixada, e não podem pular para a primeira parte que não foi baixada. Streaming sequencial Ao contrário do streaming em tempo real, a velocidade da conexão do usuário é ajustada durante a transmissão.
Uma vez que um servidor HTTP padrão pode enviar arquivos neste formato e não requer outros protocolos especiais, geralmente é chamado de streaming HTTP.
O streaming sequencial é mais adequado para clipes curtos de alta qualidade, como créditos, créditos e anúncios. Como a parte do arquivo que é exibida antes da reprodução é baixada sem perdas, esse método garante a qualidade final do filme. Isso significa que o usuário deve ter um atraso antes de visualizar, especialmente para conexões mais lentas. Para a distribuição de clipes curtos via modem, o streaming sequencial é muito prático, permitindo a criação de clipes de vídeo a uma taxa de dados superior à de um modem. Apesar do atraso, afinal, ele permite que você publique videoclipes de alta qualidade.
Os arquivos de streaming sequencial são colocados em servidores HTTP ou FTP padrão, que são fáceis de gerenciar e basicamente não têm nada a ver com firewalls.
Mas o streaming sequencial não é adequado para clipes e vídeos longos com requisitos de acesso aleatório, como palestras, discursos e apresentações. Também não oferece suporte para transmissão ao vivo. Estritamente falando, é uma tecnologia sob demanda.
② O streaming em tempo real se refere a garantir que a largura de banda do sinal de mídia corresponda à conexão de rede para que a mídia possa ser visualizada em tempo real.
O streaming em tempo real é diferente do streaming HTTP. Requer um servidor de streaming de mídia dedicado e protocolo de transmissão. O streaming em tempo real é sempre fornecido em tempo real, o que é especialmente adequado para eventos no local e também oferece suporte a acesso aleatório. Os usuários podem avançar ou retroceder para assistir ao conteúdo antes ou depois.
Teoricamente, o stream em tempo real não pode ser interrompido depois de reproduzido, mas, na realidade, podem ocorrer pausas periódicas. O streaming em tempo real deve corresponder à largura de banda da conexão, o que significa que a qualidade da imagem é ruim quando conectado na velocidade do modem. Além disso, as informações perdidas devido a erros são ignoradas e a qualidade do vídeo é ruim quando a rede está congestionada ou ocorrem problemas. Para garantir a qualidade do vídeo, o streaming sequencial pode ser melhor.
O streaming em tempo real requer servidores específicos, como QuickTime Streaming Server, RealServer e Windows Media Server. Esses servidores permitem que você tenha mais níveis de controle sobre o envio de mídia, de modo que as configurações e o gerenciamento do sistema são mais complicados do que os servidores HTTP padrão.
O streaming em tempo real também requer protocolos de rede especiais, como RTSP (Realtime Streaming Protocol) ou MMS (Microsoft Media Server). Esses protocolos às vezes apresentam problemas quando há um firewall, fazendo com que os usuários não consigam ver o conteúdo em tempo real em alguns locais.
De modo geral, se o vídeo for uma transmissão em tempo real, ou se for usado um servidor de streaming de mídia, ou se for aplicado um protocolo em tempo real, como RTSP, será um streaming em tempo real. Se um servidor HTTP for usado, o arquivo será enviado por meio do fluxo sequencial. O método de transmissão que você usa depende de suas necessidades. Obviamente, os arquivos de streaming também oferecem suporte para download completo no disco rígido antes da reprodução.
2. A influência da mídia de streaming
Como a tecnologia de streaming media rompeu a limitação da largura de banda da rede para a transmissão de informações multimídia até certo ponto, ela é amplamente usada em transmissão ao vivo online, publicidade online, vídeo sob demanda, educação à distância, telemedicina, videoconferência, empresa treinamento, e-commerce, etc.
A tecnologia de streaming de mídia possibilita que a mídia tradicional abra um espaço mais amplo na Internet. A Internet de programas de mídia de rádio e televisão é mais conveniente, e é mais fácil para os ouvintes e espectadores solicitarem programas online, e as transmissões online de áudio e vídeo ao vivo também serão amplamente utilizadas.
A tecnologia de mídia de streaming transforma a disseminação "push" da mídia tradicional na disseminação "pull" do público. O público não aceita mais passivamente programas de rádio e televisão, mas recebe as informações de que precisa em seu próprio horário. . Isto irá melhorar, em certa medida, o estatuto do público, permitir-lhe tomar a iniciativa na divulgação das notícias e também permitir que as suas necessidades tenham um impacto mais directo nas actividades dos meios de comunicação.
O uso generalizado da tecnologia de streaming media também confundirá as fronteiras entre o rádio, a televisão e a Internet. A Internet não é apenas um auxiliar e extensão do rádio e da televisão, mas também um poderoso competidor entre eles.
Usando a tecnologia de streaming media, a rede fornecerá novos estilos de programa de áudio e vídeo e também formará novos métodos de negócios, como serviços sob demanda pagos.
Aproveitar as vantagens da mídia tradicional, usar as vantagens da mídia online e manter a boa competição e cooperação entre as mídias são o caminho para o desenvolvimento da rede futura e o caminho para o desenvolvimento da mídia tradicional no futuro.
3. o princípio da tecnologia de streaming media
A implementação de streaming requer armazenamento em cache.
Como a Internet usa a transmissão de pacotes como base para a transmissão assíncrona intermitente, para uma fonte A / V em tempo real ou um arquivo A / V armazenado, eles devem ser divididos em muitos pacotes durante a transmissão. Como a rede muda dinamicamente, cada pacote é selecionado. A rota pode ser diferente, então o tempo de espera para chegar ao cliente também é diferente, e mesmo o primeiro pacote de dados pode chegar mais tarde. Para este fim, um sistema de cache é usado para compensar os efeitos de atraso e jitter, e para garantir a sequência correta dos pacotes de dados, de forma que os dados da mídia possam ser produzidos continuamente sem pausas na reprodução devido ao congestionamento temporário da rede.
Normalmente, a capacidade do cache não é grande, porque o cache usa uma estrutura de lista ligada circular para armazenar dados: descartando o conteúdo que foi reproduzido, o fluxo pode reutilizar o espaço livre do cache para armazenar em cache o conteúdo não reproduzido subsequente.
A realização do streaming requer um protocolo de transmissão adequado. Como o TCP requer mais sobrecarga, ele não é adequado para a transmissão de dados em tempo real.
No esquema de implementação de transmissão de streaming, HTTP / TCP é geralmente usado para transmitir informações de controle e RTP / UDP é usado para transmitir dados de som em tempo real.
O processo de transmissão de streaming geralmente é assim: depois que o usuário seleciona um serviço de streaming de mídia, o navegador da Web e o servidor da Web usam HTTP / TCP para trocar informações de controle, de modo que os dados em tempo real que precisam ser transmitidos possam ser recuperados da informação original; em seguida, o cliente O navegador da Web na máquina inicia o programa A / VHelper e usa HTTP para recuperar os parâmetros relevantes do servidor da Web para inicializar o programa Helper. Esses parâmetros podem incluir informações de diretório, tipo de codificação de dados A / V ou endereço do servidor relacionado à recuperação A / V.
O programa A / VHelper e o servidor A / V executam o protocolo de controle de fluxo em tempo real (RTSP) para trocar as informações de controle necessárias para a transmissão A / V. Semelhante às funções fornecidas por CD players ou videocassetes, o RTSP fornece métodos para manipular comandos como reproduzir, avançar, retroceder rapidamente, pausar e gravar. O servidor A / V usa o protocolo RTP / UDP para transmitir dados A / V para o programa cliente A / V (geralmente, o programa cliente pode ser considerado equivalente ao programa Helper). Assim que os dados A / V chegam ao cliente, o programa cliente A / V pode ser reproduzido.
4. tecnologias relacionadas à mídia de streaming
1) Tecnologia de streaming inteligente
Detecte automaticamente as condições da rede e ajuste as propriedades de áudio e vídeo para o melhor, para que os usuários recebam fluxos de mídia que correspondam às velocidades de rede para obter a melhor experiência do usuário.
2) Tecnologia de divisão
Geralmente usado apenas em transmissões ao vivo. O servidor de envio envia o fluxo de mídia para vários servidores de recebimento distribuídos em vários lugares, e o cliente pode acessar o servidor próximo para obter um fluxo de mídia de maior qualidade enquanto reduz o uso da largura de banda. O streaming push é o processo de enviar conteúdo ao vivo para o servidor; puxar streaming é o processo de puxar conteúdo ao vivo já no servidor com um endereço designado.
Tecnologia de cache
Para resolver o problema de pacotes de dados fora de sequência causados por rede assíncrona, atraso de rede e jitter, os pacotes de dados são primeiro armazenados em cache localmente e o sistema de armazenamento em cache usa uma estrutura de lista ligada circular para descartar o conteúdo que foi reproduzido para evitar estouro de buffer.
Tecnologia de rede de distribuição de conteúdo (CDN)
Uma rede de sobreposição de conteúdo construída na rede IP, por meio da introdução de gerenciamento de conteúdo ativo, balanceamento de carga global e cache de conteúdo, etc., o conteúdo de mídia de streaming solicitado pelo usuário é publicado na extremidade da rede mais próxima do usuário, fornecendo assim uma resposta velocidade e redução do backbone A pressão da rede.
5. modo de transmissão de streaming media
A razão pela qual streaming media pode realizar a reprodução em tempo real de dados multimídia é que ela adota um protocolo de controle de rede especial e mecanismo de transmissão de dados. O servidor tem um sistema especial de publicação de streaming media e o cliente tem um player especial. Ambas as partes precisam armazenar dados em cache por meio da área de buffer de dados.
Ao contrário das redes de comutação de pacotes comuns, os dados na área de buffer do sistema de mídia de streaming são dinâmicos durante a transmissão de dados e também podem ser comutados. Os dados entram e saem do buffer em uma pilha, sem esperar que os dados cheguem ao cliente. Depois que o computador é liberado, os dados no buffer de dados estão "fluindo" e a reprodução dos dados precisa manter uma velocidade de saída de dados estável. O buffer é necessário para fornecer os dados correspondentes a qualquer momento. O jogador, se não houver dados correspondentes, haverá uma pausa durante a reprodução do conteúdo e um tratado de tela.
A primeira situação geralmente ocorre porque a velocidade de transmissão da rede não consegue acompanhar a velocidade de reprodução dos dados e ocorre underflow de dados, enquanto a última situação ocorre porque a velocidade de transmissão da rede é muito rápida, excedendo a velocidade de reprodução, e não há dados estouro causado pelo controle de transmissão adequado.
6. a realização de transmissão ao vivo
1) Protocolo de mídia de streaming usado em transmissão ao vivo
RTMP, a sigla para Real Time Messaging Protocol. O protocolo é baseado em TCP e é uma família de protocolos, incluindo o protocolo básico RTMP e RTMPT / RTMPS / RTMPE e muitas outras variantes. RTMP é um protocolo de rede projetado para comunicação de dados em tempo real. É usado principalmente para comunicação de áudio, vídeo e dados entre a plataforma Flash / AIR e um servidor de mídia de streaming / interativo que suporta o protocolo RTMP. RTMP é baseado em flash e não pode ser reproduzido no navegador iOS, mas o desempenho em tempo real é melhor do que HLS.
HLS, HTTP Live Streaming (tecnologia HTTP live streaming), tecnologia adaptativa de taxa de bits dinâmica da Apple. Usado principalmente para serviços de áudio e vídeo de terminais de PC e Apple. Incluindo um arquivo de índice m3u (8), arquivo de fragmento de mídia TS e arquivo de string de criptografia de chave.
2) Divisão de módulo de transmissão ao vivo
Terminal de gravação de vídeo: Geralmente é o dispositivo de entrada de áudio e vídeo no computador ou a câmera ou microfone no telefone celular. Atualmente, o vídeo do telefone móvel é usado principalmente no terminal móvel. Tecnologia: webRTC (use: gravação de vídeo H5)
Player de vídeo: pode ser o player no computador, o player nativo no telefone celular e a tag de vídeo do H5. No momento, o player nativo no celular é o esteio. Tecnologia: protocolo HLS ou protocolo RTMP (use: reprodução de vídeo), ffmpeg (use: decodificação de vídeo de terminal móvel ao usar protocolo RTMP)
Lado do servidor de vídeo: geralmente um servidor nginx, usado para receber a fonte de vídeo fornecida pelo lado da gravação de vídeo e fornecer serviços de streaming ao lado do player de vídeo ao mesmo tempo. Tecnologia: protocolo RTMP (objetivo: upload de fluxo de vídeo), módulo rtmp nginx ou SRS (servidor simples-rtmp) (objetivo: servidor de streaming)
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