H.264 – Κεφάλαιο 4 – Ποιοτική και Ποσοτική Αξιολόγηση των προτύπων του Web Video

4.1 – Γενική Επισκόπηση των τεχνολoγιών για αναπαραγωγή video στο web

 

Όπως εκτενώς αναλύσαμε στο κεφάλαιο 3 στο web εμφανήσθηκαν στο παρελθόν και χρησιμοποιούνται αυτή την στιγμή αρκετές τεχνολογίες για αναπαραγωγή video. Ιστορικά να αναφέρουμε ορισμένες απο αυτές όπως τον RealPlayer, Windows Media Player και Quicktime. Δεν θα εξετάσουμε αυτούς καθώς τεχνολογικά έχουν ξεπερθεί και συναντώνται σπάνια πλεόν στο web. Κυριαρχες τεχνολογίες σήμερα αποτελούν το Flash Player και τα 3 πρότυπα που χρησιμοποιούνται στην HMTL5. To Flash αποτελεί τον βασικό και ουσιαστικό λογισμικού που χρησιμοποιεί η πλειοψηφία των δημοφιλών υπηρεσίων παροχής web video.

 

Τα τελευταία 2 χρόνια έχει προκύψει αρκετή φιλολογία γύρω απο τον πιθανό αντικαταστάτη του flash ενονόματι HTML5. Απαρτίζεται απο πολλά νέα χαρακτηριστικά που περιλαμβάνουν δυνατότητα διανυσματικών animation, διαδραστικών εφαρμοφών, καθώς, 3d δυνατοτήτων καθώς και δυνατότητα αναπαραγωγής video εξ ορισμού σαν ενσωματωμένη προδιαγραφή. Δεν είναι σε θέση ακόμη να αντικαστήσει τον flash player όσο αναφορά το video είναι δε πολλά υποσχόμενο. Με αρκετά νομικά και θεσμικά εμπόδια να πρέπει να ξεπερασθούν δυστηχώς περιλαμβάνει τρία κυριάρχα ανταγωνιστικά πρότυπα: H.264, Ogg Theora και WebM.

 

Θα εξετάσουμε λοιπόν συνοπτικά την απόδηση αναπαραγωγής ενός video ανάλυσης 720p και 1080p κωδικοποιημλενο κάθε φορά απο την συγκεκριμένη τεχνολογία html5, μέσω flash player, μέσω των προεγγεστημένων players Windows Media Player (Windows 7) & Quicktime (Mac OSΧ Lion)  καθώς και μέσω του player υπεροχής VLC.

 

4.2 – Υπολογιστικό σύστημα αναπαραγωγής και διεξαγωγής μετρήσεων

 

Macbook Pro 13” Mid 2010

CPU: 2,66 GHz Intel Core 2 Duo

RAM: 8 GB 1066 MHz DDR3

GPU: NVIDIA GeForce 320M 256 MB

HD: 320 GB SATA 5,400 rpm.

Monitor: 1920 x 1080 LED Samsung through HDMI

 

Σύνδεση ADSL2+: Συγχρόνισμένη στα 5Mbit Down / 0,9Mbit Up, Θόρυβος: 11dB Up/Down, Απόσβεση: 19,7dB Up / 36,2dB Down

 

OS1: Windows 7 SP1

OS2: Mac OSΧ Lion

 

4.3 – Χαρακτηριστικά της συγκριτικής μεθόδου που θα ακολουθηθεί

 

To video προς αναπαραγωγή αποτελεί κομμάτι λήψης απο μια Full HD Panasonic Handycam 1080p με συμπίεση H.264 MPEG-4 AVC part 10, ανάλυσης 1920 x 1080, frames 50 / sec, decoded format: Planar 4:2:0 YUV. To video θα υποστεί μια στοιχειώδη επεξεργασία με χρήση του Adobe Premiere CS6 και θα εξαχθεί σε Η.264 βελτιστοποιημένο για web. Τα ogg και WebM θα μετασχηματισθούν με το εργαλείο firefogg διατηρώντας την ίδια ανάλυση και framerate. Το εξαγώγιμα αρχεία που θα συναντώται σε κάθε περίπτωση θα είναι ίδιας ανάλυσης, framerate και διάρκειας μεταξύ τους ώστε να υπάρχει κοινός παρονομαστής σύγκρισης. Η αναπαραγωγή θα γίνεται με τις προκαθορισμένες ρυθμίσεις στον εκάστωτε player.

 

Οι browsers που θα δοκιμασθούν θα βρίσκονται στις τελευταίες εκδόσεις τους χωρίς χρήση addons ώστε να εξετασθούν αντικειμενικά οι απαιτήσεις τους για μνήμη και επεξεργαστική ισχύ. Πέρα απο τα ποσοτικά χαρακτηριστικά απόδοσης κατά την αναπαραγωγή των video θα εξεταστασθεί η ποιότητα αναπαραγωγής σε κάθε μια απο τις περιπτώσεις που θα εξετασθούν. Οι ρυθμίσεις της οθόνης και του λειτουργικού συστήματος θα μείνουν αμετάβλητες κατα την εξέταση του κάθε επιμέρους player. Το λειτουργικό θα εκτελεί μόνο τον browser ή video player και task manager κατα την αναπαραγωγή ώστε να μην καταναλώνεται επιπλέον μνήμη και κύκλοι επεξεργαστή που θα μπορούσαν να αλλοιώσουν την ακρίβεια των μετρήσεων μας.

 

Όσο αναφορά την απόδηση σε επίπεδο μεταφοράς και μετάδοσης θα γίνει χρήση μια οικιακής γραμμής Adsl συγχρονισμένη στα 5Mbit και θα εξετασθεί ο χρόνος buffering, η ταχύτητα μετάβασης σε ένα σημείο του video που δεν έχει φορτωθεί κτλπ. Φυσικά κατά την τοπική αναπαραγωγή δεν θα εξετασθούν τα παραπάνω. Τα video θα φορτωθούν μέσω ftp στην προσωπική μου ιστοσελίδα www.nickounis.gr/video η οποία είναι hosted εκτός ελλάδας σε shared server με Apache Linux κατασκευασμένο με χρήση του WordPress. Για χάριν απλότητας θα εξετασθούν τα 3 πρότυπα HTML5 video ανεβασμένο στον προσωπικό μου hosting και σε youtube, vimeo με χρήση flash και html5 video. Στο επίπεδο μεταφοράς δεν θα ήταν σκόπιμο να συγκρίνουμε μεταξύ του youtube και του προσωπικού που hosting διότι προφανώς μιλάμε για κάτι διαφορετικό.

 

Ο τελικός πίνακας των μετρήσεων θα στοχεύει στην άμεση σύγκριση των τεχνικών και προτύπων αναπαραγωγής εξετάζοντας τουλάχιστον απο τεχνολογική σκοπιά την υπεροχή ή οχι του H.264 στην αναπαραγωγή είτε με χρήση του flash player ή html5. Το flash video έχει την φήμη να απαιτεί περισσότερη επεξεργαστική ισχύ και μνήμη σε σχέση με την αναπαραγωγή με χρήση της html5 ειδικά για video υψηλής ευκρίνιας (HD).

 

4.4 –  Μέτρηση απόδοσης αναπαραγωγής

 

Η δοκιμή θα γίνει μέσω της ιστοσελίδας www.nickounis.gr/video και θα περιλαμβάνει το ίδιο video ηψηλής ευκρίνιας ενσωμετωμένο στην σελίδα μας με συνολικά 7 τρόπους: YouTube Flash Player, YouTube HTML5 Player, Vimeo Flash Player, Vimeo HMTL5 Player, Hosted Ogg Theora, Hosted WebM / VP8, Hosted H.264 με δοκιμή της απόδοσης τους στους 5 browsers: Firefox, Chrome, Opera, Safari, Internet Explorer με δοκιμή των τριών πρώτων και σε Mac και Windows. Η καταγραφή των μετρήσεων θα γίνει μέσω των taskmanager / activity monitor. Η αξιολόγηση της ποιότητας αναπαραγωγής γίνεται όσο δυνατόν πιο αντικειμενικά σε μια οθόνη 27” LED FullHD. Χαρακτηριστικά αναπαραγωγής που θα ληφούν υπόψιν είναι η μη απώλεια frames κατά την προβολή, η σταθερή και μη διακοπτώμενο αναπαραγωγή, η συνεκτικότητα της αποκωδικοποίησης (να μην εμφανίζονται σφάλματα όπως μεγαλες περιοχές pixels),πιστότητα στην αναπαραγωγή καθώς και η συνολική συμπεριφορά του video σε πλήρη οθόνη. Το αναπαραγόμενο αρχείο σε κάθε μια απο τις περιπτώσεις διαφέρει δραστικά στο μέγεθος οπότε ενδέχεται να υπάρχουν σημαντικές διαφορές στην ταχύτητα εκφόρτωσης του video.

 

4.5 – Συνολικό συμπέρασμα ανάλυσης

 

Όπως θα έχουμε διαπιστώσει στην καθημερινή δραστηριότητα στο web το κομμάτι του video αποτελεί ένα αναπόσπαστο κομμάτι του περιεχομένου σε κάθε μορφής ιστοσελίδας. Ιστορικά μπορούμε να ανατρέξουμε πίσω στα τέλη 90’ όπου μέσω των media player τρίτων κατασκευαστών ήταν δυνατή η αναπαραγωγή video με φυσικά βασικό περιορισμό το έυρος ζώνης της σύνδεσης στο internet. Πλέον σήμερα που το ευρυζωνικό internet είναι κάτι κοινό σε οικιακό επίπεδο το online video αποτελεί κάτι πρακτικά προσβάσιμο στον καθένα. Ουσιαστικό ρόλο έπαιξε το πρότυπο Flash αρχικά της Macromedia και έπειτα της Adobe και κατάφερε να γεφυρώσει το κενό διασυμβατότητας και τεχνικών περιορισμών των παλαιότερων τεχνολογιών προβολής video στο web. Ακόμη και σήμερα κατέχει το μεγαλύτερο μερίδιο στην χρήση, όσο αναφορά το video και όχι μόνο, με πλήθος δυνατοτήτων που ακόμη το <video> tag δεν έχει ενσωματώσει πλήρως.

 

Φυσικά το flash παρόλα τα πλεονεκτήματα που προσφέρει δεν παύει πολλές φορές να έχει την τάση να καταλώνει αρκετούς πόρους, να μην υποστηρίζεται σε αρκετές φορητές συσκευές και γενικά να ακολουθεί μια κλειστή φιλοσοφία που γενικώς δυσαρεστεί την κοινότητα του ανοιχτού λογισμικού που οδηγεί τις εξελίξεις στο web κατα μεγάλο βαθμό. Λόγω των παραπάνω αναπτύχθηκε το <video> tag καλύπτωντας το κενό αυτό στην html. Αισιοδοξεί να υποκαταστήσει την ανάγκη της καθολικής εξάρτησης απο τo flash, προσφέροντας έναν ανοιχτό και καθαρό τρόπο να υλοποιήσει κάποιος κάτι που μέχρι πρότεινος γινόταν μόνο το κλειστό πρότυπο της Adobe.

 

Οι εξελίξεις σήμερα στο web οδηγούνται κατά βάση απο τις εταιρίες που κατασκευάζουν τους 5 πιο δημοφιλούς browsers της αγοράς: Firefox / Mozilla, Chrome / Google, Opera /Opera Software, Internet Explorer / Microsoft, Safari / Apple. Οι παραπάνω λοιπόν εταιρίες χωρίς αμφιβολία καθορίζουν το τοπίο δράσης. Όπως είδαμε και στο κεφάλαιο 3, οι πρώτες τρείς εταιρίες γενικά ακολουθούν πιστά το πλαίσιο ορισμού του web της W3C, ενώ οι 2 τελευταίες έχουν το κακό συνήθειο να δρούν οδηγούμενες απο την διασφάληση των πατεντών τους και ευλαυικής προσήλωσης σε αυτές, κατηγορώντας όσους τυχαίνει να τις παραβιάζουν. Συνήθως υστερούν σε καινοτομία και βασίζονται στο πλεονέκτημα του ότι είναι προεγγεστημένα εξ ορισμού στο λειτουργικό σύστημα.

 

Ιστορικά όμως ευτηχώς έχει φανεί, με κλασσικό παράδειγμα τον Internet Explorer, που ακόμη και η προνομιακή του θέση που κατείχε δεν ήταν αρκετή ώστε να κρατηθεί ψηλά το μερίδιο του, εφόσον δεν ακολουθούσε πιστά τις ανοιχτές προδιαγραφές της W3C. Ετσι λοιπόν ακόμη και με το web video, βλέπουμε ακριβώς το ίδιο επαναλαμβανόμενο μοτίβο. Από την μία μεριά οι εταιρίες που υποστηρίζουν το κλειστό μοντέλο (Microsoft, Apple) να ενσωματώνουν το <video> tag στις τελευταίες εκδόσεις αλλά μόνο το πρότυπο H.264 το οποίο κατέχουν πνευματικά δικαιώματα. Στην αντίπερα όχθη οι εταιρίες που υποστηρίζουν το ανοιχτό μοντέλο (Google, Mozilla) δεν ενσωματώνουν την υποστήριξη για το H.264 για να μην έχουν νομικούς κινδύνους απο τους κάτοχους των πατεντών του προτύπου αυτού. Επιλέγουν προς το παρόν να επιμένουν στην μη υποστηριξη του, αλλά ενσωματώνουν υποστήριξη μόνο για το WebM / VP8 και ogv theora. Έτσι λοιπόν βλέπουμε ότι το τοπίο ακόμη με το περίφημο <video> tag δεν έχει κατασταλάξει ακόμη όπου επίσημα να το αγκαλιάσουν πλήρως οι μεγάλες υπηρεσίες παροχής video. Το εμπόδιο είναι κάθε άλλο παρά τεχνολογικό, αλλά μάλλον θεσμικό και νομικό καθώς η αιώνια διαμάχη μεταξύ του ανοιχτού μοντέλου και αυτών που βασίζονται στην κατοχύρωση μια τεχνολογίας μέσω πατεντών δεν φαίνεται να υποχωρεί σύντομα.

 

Πρακτικά όμως θα διαπιστώσουμε απο τον πίνακα των μετρήσεων το H.264 υπερέχει τεχνολογικά και δεν παύουν πολλά εργαλεία και βιβλιοθήκες του να είναι ανοιχτές. Το νομικό πλαίσιο γύρω απο τις πατέντες το εμποδίζει ακόμη να ενσωματωθεί πλήρως στους δύο πιο βασικούς browsers στο web: Firefox & Chrome. Η Google, μια εταιρία με μεγάλη εμπειρία και ενόραση στον κόσμο του web, όπως έχει προαναφερθεί αγόρασε πρόσφατα την On2 με αποτέλεσμα να ανοίξει το πρότυπο WebM / VP8. Η κίνηση της αυτή δηλώνει μια προσήλωση στην ανοιχτή φιλοσοφία, όχι τυχαία δε, γιατί γνωρίζει καλά πως η δεσπόζουσα θέση της είναι απο μόνη της ικανή να το καθιερώσει σαν πρότυπο στο web. Το ogv πιθανόν απλά να ξεχαστεί σε βάθος χρόνου καθώς τεχνικά υστερεί σε σχέση με τα υπόλοιπα δύο κυρίαρχα πρότυπα. Η Adobe απο την άλλη μέσω του Flash Plugin υποστηρίζει πλήρως την αναπαραγωγή του H.264 και όπως είχε δηλώσει σχεδιάζει την μελλοντική υποστήριξη και του WebM. Μπορούμε να πούμε πλέον με ασφάλεια ότι η συνεχής εξέλιξη της html με την 5η έκδοση της, έχει ήδη και θα συνεχίσει να έχει τεράστια επίπτωση στον τρόπο που βιώνουμε το web. Το online video για πολλά χρόνια ακόμη θα συνεχίσει να αναπαράγεται με το flash plugin λειτουργώντας ευλπιστώ ανταγωγνιστικά με το <video> tag. Το κομμάτι της html5 που αφορά το video έχει ανάγκη για αρκετές βελτιώσεις ακόμη και ίσως να αργήσει να τελειοποηθεί και να παρουσιασθεί σαν τελικό πρότυπο.

 

Το κομμάτι των πατεντών στον κλάδο της πληροφορικής είναι ένα σημαντικό εργαλείο διασφάλισης των δικαιωμάτων σε μια τεχνολογία που χρειάστηκε τεράστιες επενδύσεις στην ανάπτυξη της. Είναι σημαντικό όμως ότι μέσα στην αγορά της πληροφορικής να λειτουργούν οι κανόνες του υγειούς ανταγωνισμού. Σαν επιστήμη οφείλει πολλά στην ανοιχτή φιλοσοφία και το λογισμικό που εμπείπτει στις ανοιχτές άδειες και θεσμικά πλέον πρέπει να διασφαλίζεται έναντι των νομικών κινδύνων που ορισμένες φορές προκαλεί η σύγχρονη καπιταλιστική αγορά. Ορισμένες τεχνολογίες οφείλουν να είναι αυστηρώς προτυτοποιημένες και ελεύθερες για μη εμπορική χρήση ώστε να διασφαλίζεται ο υγειής ανταγωγνισμός. Το παράδειγμα των web standars και όλως των τεχνολογίων το απαρτίζουν οφείλουν να είναι όσο το δυνατό ανοιχτές και σαφώς τεχνικά προσδιορισμένες ώστε να διασφαλίζεται η πλήρης διαλειτουργικότητα αυτού του μέσου που ονομάζεται web.

 

~ by antyx on December 8, 2015.