アダプティブビットレートストリーミング:知っておくべきこと

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by
Timothy Jeruzalski
December 14, 2021
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3 minute read
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これは、ストリーミングビデオを取り上げた3部構成のimgixブログシリーズの第2部です。パート1- その価値、パート2-アダプティブビットレートストリーミングでストリーミングビデオが機能する方法、パート3- HTTP ライブストリーミング/HLS 標準。imgixは2022年にストリーミングビデオの最適化を追加する予定です。これが必要と思われる場合は、support@imgix.com までご連絡ください。

ウェブサイトを魅力的な画像で埋め尽くし、顧客体験を向上させます。ファイルサイズを管理し、最速のダウンロードと最高の解像度を実現するために画像を最適化することがいかに重要かはご存知でしょう。そして、動画がいかに早く画像を補完し、時には画像に取って代わっているかにお気づきでしょう。前のブログで紹介したように、写真が千の言葉に匹敵するなら、動画は語り継がれることのない静止画の価値があります。

電子商取引、ソーシャルサイト、シェアサイト、ニュースサイト、メディアサイトで動画コンテンツが増えるにつれ、動画コンテンツの最適化の目標は画像の場合と同じです。つまり、可能な限り高い解像度で最速のダウンロードを可能にすることです。これを動画で実現する鍵となるテクノロジーは、アダプティブ・ビットレート・ストリーミング (ABS) です。

ビデオオンデマンド (VOD) を待たなければならないとき

ABSを理解する最も簡単な方法は、ビデオオンデマンド(VOD)の進化を覚えておくことです。ブロードバンドが広く普及する前は、ビデオを見たいと思ったら、クリックしてファイル全体がデバイスにダウンロードされるのを待っていました。転送には数分、あるいは数時間かかり、転送中に何か他のことをしたかもしれません。ファイル全体がダウンロードされたら、動画プレーヤーアプリを開いて視聴しました。

VODはより速くなりましたが、品質の確保は複雑でした

ネットワークが速くなると、プログレッシブダウンロードが主流になりました。それはJPEG画像から始まりました。高解像度の写真は、データが届くにつれて徐々に鮮明になっていきました。ビデオプレーヤーはダウンロード中にコンテンツを再生できるほどスマートになり、ネットワークもユーザーエクスペリエンスの向上に対応できるほど高速になりました。

プログレッシブダウンロードの制限は、すべてのデバイスで利用できるファイルサイズが 1 つだけだったことです。コンテンツプロバイダーがファイルの品質 (サイズ) を決定し、ユーザーは入手できるものだけを選びました。巨大なMP4は大画面のテレビではうまく再生できましたが、携帯電話ネットワーク経由のスマートフォンでは問題ありません。また、コンテンツプロバイダーが、誰もがすぐにダウンロードできる小さなファイルを投稿した場合、スマートフォンユーザーにとってはうまくいくかもしれませんが、フルスクリーンで視聴していると、映像がぼやけてピクセル化してしまいます。

progressive video stream - one single video file for different devices

ついに—ABSを使用したレスポンシブビデオ

非常に多くのネットワーク、非常に多くのデバイス、非常に多くの制御不能な状態。ある基地局から次の基地局まで、街中を走り回るユーザー。ゲーム用デスクトップをファイバーに接続したままホームシアターに座っているユーザー。クレイジーなネットワークトラフィック。コンテンツプロバイダーはどのように適応しているのでしょうか?

接続速度によって、ソースからデバイスへのデータの移動速度が制限されます。光ファイバー回線に接続されたイーサネットケーブルは高速で、1 ~ 2 ギガバイト/秒 (Gbps) 程度です。一方、地元の喫茶店や図書館での共有 WiFi 接続は、1 Mbps、つまり約 1000 倍遅くなる可能性があります。この速度範囲でコンテンツをスムーズに配信することは非常に困難です。

アダプティブストリーミングとは、特定の瞬間の接続速度を認識し、それに応じて応答することです。接続が遅い場合は送信するデータが少なく、接続が速い場合は送信するデータが多くなります。この認識と応答こそが ABS の魔法です。

アブラカダブラ — 1つのファイルですべての人に役立つ

リンクをクリックして動画を視聴すると、デバイスはウェブサーバーと通信します。Web サーバーとそのクライアントデバイスは、常に HTTP リクエストとレスポンスを介して通信します。このようなやり取りには、接続速度、デバイスの CPU とメモリの容量、デバイスの画面解像度など、ストリーミングビデオにとって重要な要素が含まれます。

次に、Web サーバーは、ビデオのエンコードとトランスコーディングを実行するサーバーと通信します。エンコーディングはファイルを圧縮し、トランスコーディングは別の形式に変更することです。エンコーダーは Web サーバーの要求に基づいて元のファイルを処理し、視聴者のデバイスのニーズに合った、ネットワークとデバイスの状態に応じたサイズのビデオストリームを返します。

ABS では、状況が変化すると、エンコーダはストリーミング対象を即座に変更します。視聴者が基地局の近くにいると、4K ストリームが視聴できます。遠くに行くと、HD ストリームが配信されます。遠くに行くと、SD ストリーム、および前後に再生されます。ストリームは接続速度の変化に常に適応します。

adaptive bitrate streaming - the best file segment for each device, screen, and resolution

それを繰り返してもらえる?

  1. 動画のリンクをクリックします。
  2. HTTP リクエストがウェブサーバーに送信されます。
  3. Web サーバーがエンコーダーにビデオをリクエストします。
  4. エンコーダーはビデオのごく一部を送信し、Web サーバーはそれをデバイスに転送します。
  5. デバイスはデータの受信を確認します。
  6. デバイスは接続速度を計算し、エンコーダに適切な品質のストリームを要求します。
  7. そして、ビデオを見終わるまで何度も何度も。
Adaptive Bitrate Streaming Flow Chart

ABS とエンコーダ/トランスコーダの本質的なビジネス価値

テクノロジーを理解することは価値がありますが、最も重要なのはその価値、つまりビジネスにどのような影響を与えるかを理解することです。ウェブサイトにビジュアルコンテンツが掲載されている場合、ABS は顧客体験を最適化するために不可欠です。誰かがあなたの製品を見るとき、可能な限り最高のグラフィック品質で途切れることのない体験をしてもらいたいのです。その背後にあるテクノロジーがどれほど複雑であっても、それはとてもシンプルです。

また、ジャストインタイムのエンコーディングとトランスコーディングにより、デバイス、フォーマット、コーデックの急増に応じたグラフィック品質を確保することで、できるだけ多くの異なる顧客にリーチできます。これにより、コンテンツを将来にわたって使用できるようになります。

次回のブログでは、さらに技術的になり、 HTTP ライブストリーミング/HLS の説明、最も一般的なABSの方法です。繰り返しになりますが、imgix がどのようにして最高のストリーミングビデオサービスを提供できるか考えている場合は、support@imgix.com までご連絡ください。