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Ciclo Formativo de Grado
Superior de Administración de
Sistemas Informáticos en Red
Módulo Profesional: SRI
Unidad de Trabajo 9.- Instalación y administración del servicio de
audio y video
Departamento de Informática y ComunicaciónIES San Juan Bosco (Lorca-Murcia)Profesor: Juan Antonio López Quesada
0375 – Servicios de Red e Internet
Departamento de Informática y Comunicaciones. ASIR . 2º Curso
Conceptos básicos de audio digital
Conceptos básicos de vídeo digital
Codificación y Compresión
Códec
Contenedor multimedia.
Podcast
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Frecuencia.
Es el número de vibraciones por segundo que da origen al sonido
analógico. El espectro de un sonido se caracteriza por su rango de
frecuencias. Ésta se mide en Hertzios (Hz). El oído humano capta sólo
aquellos sonidos comprendidos en el rango de frecuencias 20 Hz y 20.000
Hz.
Tasa de muestreo (sample rate).
Un audio digital es una secuencia de ceros y unos que se obtiene del
muestreo de la señal analógica. La tasa de muestreo o sample rate define
cada cuánto tiempo se tomará el valor de la señal analógica para generar
el audio digital. Esta tasa se mide en Hertzios (Hz).
Por ejemplo: 44100 Hz. nos indica que en un segundo se tomaron 44100
muestras de la señal analógica de audio para crear el audio digital
correspondiente. Un audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su tasa
de muestreo. Algunas frecuencias estándares son 44100 Hz., 22050 Hz., y
11025 Hz.
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Resolución (bit resolution)
Es el número de bits utilizados para almacenar cada muestra de la señal analógica.
Una resolución de 8-bits proporciona 256 niveles de amplitud, mientras que una
resolución de 16-bits alcanza 65536. Un audio digital tendrá más calidad cuanto
mayor sea su resolución.
El audio de calidad CD suele ser un sonido de 44.100 Hz – 16 bits – estéreo.
Velocidad de transmisión (bitrate)
El bitrate define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un segundo de
duración de ese audio.
Por ejemplo, 3 minutos de audio MP3 a 128 kbit/sg, ocupa 2,81 Mb de espacio físico
(3min x 60 seg/min x 128 kbit/seg = 23040 kbits = 2,81 MBytes ó MB).
En los audios en formato MP3 se suele trabajar con bitrates de 128 kbps.
El audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su bitrate y el archivo que lo contiene
tendrá mayor peso. Esta magnitud se utiliza sobre todo en el formato MP3 de audio
más destinado a la descarga por Internet.
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CBR/VBR.
Bitrate constant/variable. CBR indica que el audio ha sido codificado manteniendo
el bitrate constante a lo largo del clip de audio mientras que VBR varía entre un
rango máximo y mínimo en función de la tasa de transferencia.
Códec.
Acrónimo de "codificación/decodificación". Un códec es un algoritmo especial que
reduce el número de bytes que ocupa un archivo de audio. Los archivos
codificados con un códec específico requieren el mismo códec para ser
decodificados y reproducidos. El códec más utilizado en audio es el MP3.
Decibelio.
Unidad de medida del volumen o intensidad de un sonido. El silencio o ausencia
de sonido se cuantifica como 0 dB y el umbral del dolor para el oído humano se
sitúa en torno a los 130-140 dB.
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Dimensiones.
Es el tamaño del video (ancho x alto) expresado en píxeles cuando se
visualiza al 100%, sin agrandar ni reducir. Los reproductores pueden
mostrar un video a pantalla completa o con una ampliación del 200%,
300%, etc. En estos casos el video pierde calidad de imagen y esta
pérdida depende del formato de archivo. Un video AVI puede tener
cualquier ancho y alto mientras que los estándares de VideoCD son 352
x 288 y de DVD 720 x 576.
Códec.
Acrónimo de "codificación/decodificación". Un códec es un algoritmo
especial que reduce el número de bytes que ocupa un archivo de video.
Los archivos codificados con un códec específico requieren el mismo
códec para ser decodificados y reproducidos. Algunos de los codec más
utilizados para el formato AVI son: DivX, XviD, CinePak, Intel Indeo 5,
DV, etc.
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Velocidad de transmisión (bitrate).
El bitrate define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un
segundo de duración de ese video. El video tendrá más calidad cuanto
mayor sea su bitrate y el archivo que lo contiene tendrá mayor peso.
El bitrate puede ser fijo o variable. El bitrate variable consigue mayor
calidad de imagen porque recoge más calidad en escenas muy
cargadas o con mucho movimiento y ahorra en aquellas más estáticas.
Fotogramas por segundo.
Un video resulta de la exposición imágenes o fotogramas uno detrás
de otro. Un parámetro de la calidad del video es el número de
fotogramas por segundo que muestra durante su reproducción. Este
valor oscila entre 15 y 30. Por ejemplo los vídeos en DVD en Europa
exhiben 25 fotogramas por segundo (25 fps).
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Fotogramas Clave.
Cuando se aplica un códec de compresión a un video, se suele producir cierta
pérdida de la información de sus fotogramas. Algunos fotogramas (los fotogramas
clave) se almacenan completamente en el archivo comprimido, mientras que el
resto sólo se guardan parcialmente.
En la descompresión, los fotogramas intermedios se reconstruyen a partir de los
clave.
Sistemas de televisión.
NTSC (National Television Standards Comité. Comité Nacional de Estándares de
Televisión). Cada fotograma está formado por 525 líneas y reproduce 30
fotogramas por segundo. Se utiliza en América del Norte, Centroamérica, Japón,
etc.
PAL (Phase Alternation Line. Línea Alternada en Fase): El vídeo PAL tiene 625
líneas por fotograma y 25 fotogramas por segundo. Es el sistema más extendido
actualmente en Europa.
SECAM (Séquentiel Couleur à Mémoire. Color secuencial con memoria). Muestra
625 líneas y 25 fotogramas por segundo. Usado en Francia, Rusia, etc.
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Proporción o ratio de aspecto.
Es la proporción entre la anchura y altura de un video. Cuando se
reproduce un video se suele mantener por defecto esta proporción
para evitar deformación de las imágenes. Por este motivo cuando se
elige la visualización a pantalla completa, aparecen franjas negras
arriba y abajo.
Es habitual una relación 4:3 para los videos domésticos (352x288
píxeles, por ejemplo) mientras que en DVD se suele trabajar con
ratios de 16:9.
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Si el archivo multimedia tradicional no está digitalizado
será preciso realizar un proceso de digitalización y
compresión para generar un archivo con un formato capaz
de ser enviado a través de Internet y reproducido en un
ordenador.
Los datos brutos son codificados (comprimidos) en un
stream.
Normalmente el audio y video son comprimidos por
separado y sus métodos de compresión son diferentes.
Los codecs comprimen el contenido antes de la transmisión
y descomprimen antes de la reproducción. Consiguiendo
así menor flujo de datos en la transmisión y una mayor
velocidad en el comienzo de la reproducción.
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Compresión sin pérdida
Tras la descompresión, la información recuperada es
exacta a la original.
Se suele utilizar para datos de ordenador, o
aplicaciones que requieren precisión.
Compresión con pérdidas
La información obtenida tras la descompresión
difiere del original, aunque es difícil detectarlo con los
sentidos.
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Las técnicas de compresión de vídeo consisten en reducir
y eliminar datos redundantes del vídeo para que el
archivo de vídeo digital se pueda enviar a través de la red
y almacenar en discos informáticos.
Con técnicas de compresión eficaces se puede reducir
considerablemente el tamaño del fichero afectando muy
poco, o en absoluto, a la calidad de la imagen.
Sin embargo, la calidad del vídeo puede verse afectada si
se reduce en exceso el tamaño del fichero aumentando el
nivel de compresión de la técnica que se utilice.
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Los algoritmos de compresión de vídeo-4 como el MPEG-4 y el
H.264 utilizan la predicción interfotograma para reducir los
datos de vídeo entre las series de fotogramas.
Ésta consiste en técnicas como la codificación diferencial, en la
que un fotograma se compara con un fotograma de referencia
y sólo se codifican los píxeles que han cambiado con respecto
al fotograma de referencia. De esta forma, se reduce el
número de valores de píxeles codificados y enviados. Cuando
se visualiza una secuencia codificada de este modo, las
imágenes aparecen como en la secuencia de vídeo original.
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Para reducir aún más los datos, se pueden aplicar
otras técnicas como la compensación de
movimiento basada en bloques.
La compensación de movimiento basada en bloques
tiene en cuenta que gran parte de un fotograma
nuevo está ya incluido en el fotograma anterior,
aunque quizás en un lugar diferente del mismo.
Esta técnica divide un fotograma en una serie de
macrobloques (bloques de píxeles). Se puede
componer o “predecir” un nuevo fotograma bloque
a bloque, buscando un bloque que coincida en un
fotograma de referencia. Si se encuentra una
coincidencia, el codificador codifica la posición en la
que se debe encontrar el bloque coincidente en el
fotograma de referencia.
La codificación del vector de movimiento, como se
denomina, precisa de menos bits que si hubiera de
codificarse el contenido real de un bloque.
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Códec (codificador-decodificador) es una especificación
desarrollada por software, hardware o una combinación de
ambos, capaz de transformar un archivo con un flujo de datos
(stream) o una señal.
Los codecs pueden codificar el flujo o la señal (a menudo para la
transmisión, el almacenaje o el cifrado) y recuperarlo o descifrarlo del
mismo modo para la reproducción o la manipulación en un formato más
apropiado para estas operaciones.
Generalmente en la codificación se comprime la entrada (para reducir el
tamaño) y en la decodificación se descomprime, suelen usarse distintos
algoritmos de compresión.
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FamiliaMPEG: 1-2-4Diseñados para procesar vídeo digital de calidad.
Familia ITU: H.261-3-4Diseñados para comunicaciones audiovisuales en distintos tiposde redes (RDSI, IP, telefonía, etc.)
Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de
la UIT (UIT-T), con sede en Ginebra (Suiza), es el
órgano permanente de la Unión Internacional de
Telecomunicaciones (UIT) que estudia los aspectos
técnicos, de explotación y tarifarios, y publica
normativas sobre los mismos, con vista a la
normalización de las telecomunicaciones a nivel
mundial. Fue conocido hasta 1992 como Comité
Consultivo Internacional Telefónico y
Telegráfico (CCITT).
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Modo en el que los vídeos guardan los datos de un
archivo de vídeo con el fin de que puedan ser
interpretados por el ordenador.
Normalmente el vídeo y el sonido suele grabar en pistas
separadas que luego se coordinan para su ejecución
simultánea.
Incorporan códec en sus especificaciones.
Suele confundirse formato de vídeo y códec, y en ocasiones estos conceptos se entremezclan.
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Muchos archivos multimedia contienen tanto datos de audio
como de vídeo, y a menudo alguna referencia que permite
la sincronización del audio y el vídeo.
Cada uno de estos flujos de datos puede ser manejado con
programas, procesos, o hardware diferentes; pero para que
estos streams sean útiles para almacenarlos o
transmitirlos, deben ser encapsulados juntos. Esta función
se realiza siguiendo un estandar como .mpg, .avi, .mov,
.mp4, .rm, .ogg, .mkv,....
El formato contenedor define cómo se almacenan los
metadatos junto con los datos de audio y de vídeo. No
define ni la codificación ni la compresión de los datos.
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Una película contiene, como mínimo, una cadena de vídeo y
otra de audio, que han de reproducirse simultáneamente.
Adicionalmente puede llevar más cadenas de audio (más
idiomas) y varias cadenas de subtítulos.
Cada una de estas cadenas se codifica de forma
independiente, con distintos formatos de audio y vídeo. Así,
en un contenedor, el video puede ir codificado con MPEG2,
MPEG4-ASP (DivX6 o XviD), H.264 (X264) o Theora; y el
audio con MP3, AC3 o DTS.
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El formato contenedor multimedia se encarga de almacenar
las distintas cadenas de las que está compuesta la película.
Formatos contenedores multimedia típicos son AVI, MP4,
OGG o MKV.
No hay mejor analogía para entender lo que es un formato
contenedor, que el de la muñeca rusa de quien toma el
nombre el formato MKV, la Matroska.
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Las audios digitales se pueden guardar en distintos
formatos. Cada uno se corresponde con una extensión
específica del archivo que lo contiene.
Existen muchos tipos de formatos de audio y no todos se
pueden escuchar utilizando un mismo reproductor:
Windows Media Player, QuickTime, WinAmp, Real Player,
etc.
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Los más conocidos son:
AVI (Audio Vídeo Interlive), contenedor estándar de Windows.
MPEG (Moving Picture Experts Group),
conocido por MPG.
OGG: Software libre de la fundación
Xiph.org.
ASF (Advanced Streaming Format), de
Microsoft.FLV (Flash Video).
RM Real Media (Real Networks).
MOV o QuickTime Movie (Apple).
MKV Matroska. RMVB (Real Media
Variable Bitrate)
WebM (Google)
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Podcast es un RSS que enlaza con audio y/o vídeo
Un podcast es una vía de comunicación en la que el canal es
Internet y donde en lugar de texto, como suele ser en la web, se
transmite la información en archivos multimedia, generalmente de
sonido en formato mp3 u ogg. La particularidad de los Podcast es
que se ponen a disposición de las personas por medio de
suscripción RSS.
http://play.cadenaser.com/programa/hoy_por_hoy/
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El usuario se suscribe a tantos canales de podcasting como
desea y todos ellos se centralizan en un programa que
maneja estas suscripciones.
Entonces cuando uno de los canales a los que está suscrito
se actualiza, el usuario recibe directamente una notificación
en el programa y si lo desea, descarga el archivo
multimedia y lo reproduce en su ordenador, con cualquier
programa reproductor, o bien sincroniza su dispositivo
portátil de reproducción multimedia con los canales que le
interesan, para escucharlos y/o verlos tranquilamente.
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Introducción
Definición
Paquetización
Arquitectura.
Tipos de arquitectura.
Elementos. 1.Proceso de producción.
2.Formatos de almacenamiento
3.Servidor.
4.Proxy
5. Protocolos
Protocolo RTSP
Protocolo RTP
Protocolo RTCP
6.Cliente
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Descarga tradicional
El cliente descarga toda la información a disco y después la reproduce
Descarga progresiva (pseudo-
streaming)
El cliente reproduce la información según la va descargando a disco o a memoria (YouTube, Google vídeos, etc.)
Streaming
El cliente reproduce la información según le llega segmentada a
través de la red y luego la descarta (servicios de
calidad)
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Tecnología de transmisión a través de redes de
medios continuos (principalmente audio y vídeo)
No existe descarga de información a un disco local
Se envía la información a través de la red y el
cliente la reproduce en tiempo real al recibirla
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“El streaming involucra el envío de información entre un
servidor y un cliente a través de una red como Internet.
El servidor rompe la información en paquetes que se
envían a través de la red. Los paquetes son
reensamblados por el cliente, que reproduce la
información recibida al mismo tiempo...”
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Medio, audio/vídeo (A/V), divididos en segmentos
Envío en paquetes de red con varios segmentos
Recepción de segmentos y reproducción
No hay equivalencia entre cuadros de vídeo, paquetes y
segmentos
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Las aplicaciones que hacen uso del streaming
pueden ofrecer los contenidos:
En directo (live)
Similar a un canal de televisión
Bajo demanda (on-demand)
Similar a un reproductor de vídeo
¿Casi bajo demanda?
Simula el funcionamiento de
un servicio bajo demanda con flujos de vídeo en directo
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Arquitectura típica
Con servidor y cliente
Arquitectura sin servidor (server-less)
No hay servidor de a/v
Se sirve mediante un servidor web
Arquitectura sin cliente (client-less)
No hay programa cliente
Se utiliza para visualizar un applet Java o un plugin (p.e. Flash)
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Sistemas sin control:
HTTP: no hay control sobre la transmisión
Sistemas con control sobre la transmisión:
Control (nivel de aplicación)
RTSP (Real Time Streaming Protocol)
Otros protocolos propietarios (MMS de Microsoft o RTMP y
RTMFP de Adobe)
Transporte de datos (nivel de transporte)
Estándar RTP (Real-Time Transport Protocol)
UDP
TCP
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Instalación y administración de un servicio de vídeo: (5 puntos)
Instalación y configuración de un servidor de vídeo en un
sistema operativo Windows.
Configuración de un cliente, si es necesario, para el uso del
servidor streaming.
Verificación del correcto funcionamiento.
Instalación y administración del servicio de vídeo: (5 puntos)
Instalación y configuración de un servidor de vídeo en un
sistema Linux.
Configuración de un cliente, si es necesario, para el uso del
servidor streaming.
Verificación del correcto funcionamiento.