Audio-video aplikacije

Audio-video Audio-video aplikacijeaplikacijePsihoakustika, MP3 Psihoakustika, MP3

komprimovanje, audio komprimovanje, audio formati, strimingformati, striming

CCilj lekcijeilj lekcije

Upoznavanje sa osnovama psihoakustikeUpoznavanje sa osnovama psihoakustike Primena psihoakustike na kompresiju audio Primena psihoakustike na kompresiju audio

signalasignala Princip MP3 kompresijePrincip MP3 kompresije Upoznavanje sa popularnim digitalnim audio Upoznavanje sa popularnim digitalnim audio

formatimaformatima Principi strimingaPrincipi striminga

PsihoakustikaPsihoakustika

Karakteristično je za ljudsko uho da subjektivno ne čuje sve frekvencije jednako. Ljudsko uho daleko je osetljivije u nižim i srednjim frekvencijama nego u visokim. Razliku između 1 i 3 kHz osetiće svako, ali onu između 15 i 18 kHz malo ko. Ova karakteristika ljudskog uha naziva se „frekventna selektivnost” i na najnižim frekvencijama je oko 100 Hz, ali na onim višim iznosi i više od 4 kHz. Dakle na niskim i visokim frekvencijama dinamika je manja tako da se može koristiti manji broj bita za određivanje amplitude pojedinog uzorka (kvantizaciju).

Akustičko maskiranjeAkustičko maskiranje

To je jedan od osnovnih koncepata na koji se oslanjaju svi psihoakustički algoritmi. Objasnimo ovaj pojam na primerima. Zamislite da imate ton frekvencije 1000 Hz i u njegovoj blizini (frekvencijskoj) ton frekvencije 1100 Hz, ali 18 dB slabiji (tiši). Ovaj drugi ton nećete čuti – biće potpuno sakriven, maskiran onim prvim tonom. Ukoliko, međutim imate ton na 2000 Hz, takođe 18 dB slabiji od onog na 1000 Hz – njega ćete čuti jer je frekvencijski dovoljno udaljen od prvog tona da ga ne zahvata efekt maskiranja.

Maskirajući efekt u praksi znači da možete podići nivo šuma u blizini jačih zvukova jer će taj šum ionako biti maskiran. Dopušteno podizanje nivoa šuma znači korišćenje manje bitova za zapis zvuka, a manje bitova znači i manju količinu podataka. Slika prikazuje kako jak signal maskira slabije signale koji slede nakon njega.



Osim sakrivanja zvukova na osnovu blizine frekvencije i razlike u jačinama, postoji maskiranje na osnovu jačine zvuka i vremenske bliskosti s drugim zvukom, tzv. pre i postmaskiranje.

Uhu i mozgu je potrebno određeno vreme za procesiranje zvuka. Obično se uzima da premaskiranje zahvata 2 do 5 milisekundi, a postmaskiranje znatno više i do 100 ms. U praksi ovo znači da će glasan zvuk „pokriti” sve obližnje zvukove i do 100 milisekundi nakon završetka i/ili do 5 milisekundi pre početka.


Audio MPEG maskiranje koristi podelu čujnog zvučnog opsega (20-20000 Hz) na 32 „potpojasa”. Ako na primer, u gornjem delu osmog od 32 pojasa, imamo prisutan ton frekvencije 1000 Hz i jakost 60 dB, koder na osnovu te informacije računa maskirajući efekt ovog zvuka i dolazi do toga da je maskirajući prag za čitav osmi potpojas 35 dB ispod ovog zvuka. Ovo daje odnos signal/šum od 60 – 35 = 25 dB, za šta je dovoljna rezolucija zapisa od 4 bita. Osim toga maskirajući efekt se proteže i van granica osmog potpojasa i na potpojaseve od 5. do 13. dakako, sve manje što se nalaze dalje od 8. potpojasa.

MP3 ne deli potpojaseve na jednake frekvencijske dužine. Slušni frekventni opseg se može na osnovu frekventne selektivnosti podeliti na takozvane „kritične pojaseve” - njih 27. Na primer, kritični pojas broj 1, u dnu skale, obuhvata frekvenciju od 50 do 95 Hz (širina 45 Hz), dok onaj poslednji, kritični pojas broj 26 (prvi je nula) obuhvata frekvenciju od 15375 Hz do 20250 Hz te ima širinu od čak oko 5 kHz.

Algoritmi za kompresijuAlgoritmi za kompresiju

Algoritme za kompresiju delimo na one koji komprimuju bez gubitka (lossless) podataka i one s gubitkom (lossy). Lossless algoritmi podatke komprimuju čuvajući pritom njihov potpuni integritet - jednom komprimovani pa potom dekomprimovani podaci vraćaju se u svoj prvobitni oblik, bez i jednog izgubljenog bita informacija. Odnosi kompresije koje ovi algoritmi postižu su najčešće oko 1:2 do 1:3. Takvi su algoritmi efikasni kod tekstualnih i slikovnih datoteka, ali nisu za zvukovne. Lossy algoritmi rade na principu izostavljanja podataka iz datoteka uz neprimetan ili slab gubitak podataka. Ovi algoritmi se oslanjaju na nesavršenost ljudskih čula vida odnosno sluha. Dok je za tekst ovakva kompresija beskorisna, kod audio datoteka se postiže odnos do 1:10 i više, a jedini ograničavajući faktor je kvalitet koji nam je potreban.

MP3 kompresijaMP3 kompresija

Kodiranje u MP3 audio format spada u grupu kompresije sa gubitkom koja se oslanja na ljudski doživljaj izvornog zvuka (psihoakustici).

Kvalitet MP3 kompresije zavisi od stope i metoda kompresije. Bit rate je pojam koji označava koliko će kilobita po sekundi biti iskorišćeno za „smeštanje” zvuka u njega. Što je bit rate niži to je veća kompresija i obrnuto. Postoji više metoda dodele stope kompresije od kojih se ističu CBR, VBR i ABR.



Sam algoritam kodiranja različit je kod različitih formata i Sam algoritam kodiranja različit je kod različitih formata i neretko pati od opterećenja legalnosti. Tako je neretko pati od opterećenja legalnosti. Tako je najproblematičniji onaj deo oko psihoakustičnog modela najproblematičniji onaj deo oko psihoakustičnog modela slušnog aparata čoveka, koji je često predmet rasprava o slušnog aparata čoveka, koji je često predmet rasprava o autorskim pravima.autorskim pravima.

Osim u frekventnom, lossy algoritmi mogu biti organizovani i u Osim u frekventnom, lossy algoritmi mogu biti organizovani i u vremenskom domenu. Primer za to je LPC (vremenskom domenu. Primer za to je LPC (linear predictive linear predictive codingcoding) algoritam koji se najviše koristi za kodiranje glasa.) algoritam koji se najviše koristi za kodiranje glasa.

Što se tiče kvaliteta, kvalitet kodeka zavisi od više aspekata i Što se tiče kvaliteta, kvalitet kodeka zavisi od više aspekata i nije lak za definisanje. Sasvim objektivno, može se posmatrati:nije lak za definisanje. Sasvim objektivno, može se posmatrati: faktor kompresijefaktor kompresije složenost odnosno brzina algoritmasloženost odnosno brzina algoritma nezavisnost od platforme na kojoj se izvodinezavisnost od platforme na kojoj se izvodi latencija odnosno kašnjenje koje unosi (posebno važno za latencija odnosno kašnjenje koje unosi (posebno važno za

dvosmerni dvosmerni streamingstreaming) i svakako) i svakako kvalitet samog zapisa nakon kompresije.kvalitet samog zapisa nakon kompresije.

Reprodukcija komprimovanog zapisaReprodukcija komprimovanog zapisa

Reprodukcija zapisa je generalno jednostavnija Reprodukcija zapisa je generalno jednostavnija od kodiranja i obično ne pati od mana od kodiranja i obično ne pati od mana proprietaryproprietary (ne open-source) softvera jer je, čak i u slučaju (ne open-source) softvera jer je, čak i u slučaju ne postojanja open-source softvera, kvaliteno ne postojanja open-source softvera, kvaliteno pokrivena standardima za razliku od algoritma pokrivena standardima za razliku od algoritma kodiranja. Naravno, u žiži algoritma za kodiranja. Naravno, u žiži algoritma za dekompresiju je najčešće neka inverzna dekompresiju je najčešće neka inverzna frekvencijska transformacija tj. iz frekvencijskog frekvencijska transformacija tj. iz frekvencijskog u vremensko područje, npr. inverzna MDCT koja u vremensko područje, npr. inverzna MDCT koja je za ovu svrhu opisana ISO/IEC standardima. je za ovu svrhu opisana ISO/IEC standardima. Kvalitet dekoderskog algoritma je naravno u Kvalitet dekoderskog algoritma je naravno u efikasnosti.efikasnosti.


Više manje svi formati digitalnog zapisa muzike Više manje svi formati digitalnog zapisa muzike podržavaju stereo sisteme. Pravi stereo sistem, podržavaju stereo sisteme. Pravi stereo sistem, međutim, dovodi do udvostručenja veličine zapisa, međutim, dovodi do udvostručenja veličine zapisa, a o sistemima sa više kanala da i ne govorimo. Kod a o sistemima sa više kanala da i ne govorimo. Kod sistema sa više kanala zbog toga se pribegava sistema sa više kanala zbog toga se pribegava različitim metodama tako da se simulira različitim metodama tako da se simulira višekanalizam, a da se višekanalizam, a da se zapravo ne zapisuje svaki zapravo ne zapisuje svaki kanal pojedinačno pa se takve tehnologije često kanal pojedinačno pa se takve tehnologije često nazivaju prigodnim imenima kao Surround, 3Dnazivaju prigodnim imenima kao Surround, 3D i sl. i sl. Sve te metode zapravo opet koriste psihoakustički Sve te metode zapravo opet koriste psihoakustički model sluha i u ovome slučaju jedan od fenomena, model sluha i u ovome slučaju jedan od fenomena, a taj je da a taj je da ljudi u principu ne čuju razliku u fazi ljudi u principu ne čuju razliku u fazi dva istovremena zvučna signaladva istovremena zvučna signala, već samo i , već samo i eventualno o amplitudi. Tako se npr. jedan zapis eventualno o amplitudi. Tako se npr. jedan zapis prilikom dekodiranja pretvori u dva tako da se prilikom dekodiranja pretvori u dva tako da se jedna kopija malo zakasni ili se izvrše neke druge jedna kopija malo zakasni ili se izvrše neke druge operacije na njemu i dobija se utisak prostornosti. operacije na njemu i dobija se utisak prostornosti.


Kada bi se zapisivao svaki kanal pojedinačno, Kada bi se zapisivao svaki kanal pojedinačno, osim što bi uvišestručili veličinu zapisa, postojao osim što bi uvišestručili veličinu zapisa, postojao bi određeni problem da li bi se dekodiranje bi određeni problem da li bi se dekodiranje svakog od kanala u zapisu moglo učiniti u svakog od kanala u zapisu moglo učiniti u realnom vremenu, bez opasnosti po kvalitet realnom vremenu, bez opasnosti po kvalitet reprodukcije – praktično to znači da bi se i bit-reprodukcije – praktično to znači da bi se i bit-rate uvišestručio. To je pogotovo slučaj kod AIFF rate uvišestručio. To je pogotovo slučaj kod AIFF i sličnih formata gde se zapis koncipira na i sličnih formata gde se zapis koncipira na nizovima ili frejmovima što bi usložilo postupak nizovima ili frejmovima što bi usložilo postupak dekodiranja i zato neki od dekodera ne dekodiranja i zato neki od dekodera ne podržavaju tu opciju.podržavaju tu opciju.


Joint stereo nudi rešenje na način da se spoje Joint stereo nudi rešenje na način da se spoje određena frekvencijska područja svakog od dva određena frekvencijska područja svakog od dva (ili više) kanala naravno u skladu sa već (ili više) kanala naravno u skladu sa već spomenutim psihoakustičnim modelom. Nude se spomenutim psihoakustičnim modelom. Nude se dva tipa kodiranja, a to su dva tipa kodiranja, a to su intensity stereo codingintensity stereo coding i i M/S stereo codingM/S stereo coding. O oba se više može naći na . O oba se više može naći na internetu, a zanimljivo je znati da ih koristi internetu, a zanimljivo je znati da ih koristi nekoliko popularnih formata zapisa.nekoliko popularnih formata zapisa.

Stope kompresijeStope kompresije

CBR je skraćenica za metod s konstantnom stopom kompresije (Constant bit rate). To znači da će se čitava zvučna datoteka komprimovati određenim konstantnim bit rateom. Kod kompresije je moguće izabrati bit rate od 32 kbps do 320 kbps (zavisno od programa). Bit rate od 128 kbps se smatra kvalitetom bliskom kvaliteti zapisa na audio CD-u i dovoljan je za slušanje muzike na računarskim zvučnicima. Bit rate ispod te granice se koristi kod kompresije govornog zapisa, a iznad za muziku koja će se slušati na kvalitetnijim uređajima.

VBR je skraćenica za metod s promenljivom stopom kompresije (Variable bit rate). On se oslanja na činjenicu da unutar jedne pesme nisu svi delovi isti. Delovi koji su tiši, ili nemaju osobito naglašenu separaciju kanala unutar stereo slike, mogu se kodirati u nižem bit rateu (odnosno višoj stopi kompresije), a delovi s bogatom zvučnom slikom i/ili naglašenom separacijom kanala u stereo spektru u višem bit rateu. Rezultat je zapis koji stalno menja bit rate. Ovim se metodom postiže bolji kvalitet zvuka, ali je sam postupak nešto sporiji i zahtevniji od CBR-a.

ABR je skraćenica za metod sa srednjom stopom kompresije (Average bit rate). Ovo je noviji metod koji dopušta da se bit rate menja zavisno od zvučne slike u nekom delu pesme, s time da će velika većina zapisa biti kodirana na „srednjoj” zadatoj vrednosti, tiši i siromašniji delovi pesme na nižem bit rateu, a za kodiranje zahtevnijih delova posegnuće se za „rezervom”, pa ih kodirati na višim stopama bit ratea.

Kodiranje – još jednomKodiranje – još jednom

Za kodiranje muzike iz WAV u MP3 format potreban nam je codec i odgovarajući encoder. Codec (skraćeno od „compression/decompression”) je algoritam pomoću kojeg operativni sistem i aplikacije, prepoznaju neki zvučni, filmski i srodan format.

Encoder je pak program koji koristi codec za kodiranje digitalnog zapisa u neki komprimovani format. Najpoznatiji su Lame MP3 audio codec i njegov Lame encoder.

Najpre se originalni audio zapis analizira u vremenskom domenu i deli na vremenske odsečke – frejmove.

Svaki vremenski odsečak se zatim analizira u frekvencijskom domenu, tako da celi spektar deli na određeni broj delova.

Ako je u nekom spektralnom odsečku intenzitet manji od praga čujnosti ili je maskiran od strane glasnije spektralne komponente, onda se taj odsečak izbacuje iz konačnog toka podataka.

Nakon toga se upoređuje dinamika signala u odsečcima, te se glasniji kodiraju s manje bita, a višak bita se prebacuje na tiše odsečke.

KodiranjeKodiranje

Spektralna analiza

KodiranjeKodiranje

Dodatna kompresija se postiže korišćenjem „joint stereo” tehnike jer je poznato da se stereo efekt gubi na niskim i jako visokim frekvencijama. To znači da prosečan čovek ne može da odredi smer dolaska zvuka. Koristeći taj efekt, određeni odsečci s niskim frekvencijama mogu se kodirati kao mono signal i na taj način dvostruko smanjiti protok podataka.

Na kraju dolazi Huffmanov algoritam, koji se koristi kod kompresije svih ostalih vrsta signala. Princip je jednostavan. Ako se određeni niz bitova ponavlja, oni se zamenjuju s kraćim nizom. Ovaj je algoritam najefikasniji kod stacionarnih deonica muzike, kad nema velike promene signala, odnosno kad ima dosta nizova bitova koji se ne menjaju.

MP3 kompresija - rezimeMP3 kompresija - rezime

Učitavanje originalnog .wav fajla Deljenje muzike na manje vremenske intervale Spektralna analiza Uklanjanje zvukova izvan čujnog opsega Uklanjanjanje maskiranih komponenti Pravljenje novog fajla (.mp3)

MP3 kompresija - rezimeMP3 kompresija - rezime

Bitrate: 18, 24, 32, 40, 48, 56, 64, 80, 96, 112 128 (audiotape: least for good fidelity) 160 (HiFi), 192 (CD), 224, 256 (studio), 320 (master)

RipovanjeRipovanje

Skidanje zvuka sa audio CD-a umetnutog u računarski CD uređaj u digitalnom obliku i njegovo prebacivanje na hard disk računara naziva se digitalna audioekstrakcija ili popularno ripovanje odnosno grebovanje (engl. ripping, grabbing).

Nakon ripovanja na disku se dobija audio zapis u WAV formatu kojega je potrebno kodirati u MP3. Nekada su ove dve radnje bile strogo odvojene i radile se u odvojenim i različitim programima. Današnji softver za MP3 najčešće objedinjuje te operacije na način nevidljiv za korisnika. Ukoliko se CD želi samo duplicirati preporučljivo je obaviti to bez međukoraka kompresije. Ipak je kompresija, kakva god bila, određeni gubitak.

RipovanjeRipovanje

Windows Media Player 10 omogućuje istovremeno ripovanje Windows Media Player 10 omogućuje istovremeno ripovanje i kompresijui kompresiju

Najpre je potrebno u meniju Tools/Options izabrati karticu Rip Music (za starije verzije programa Copy Music) i odabrati željene postavke.

RipovanjeRipovanje

Nakon što ste odredili postavke možete krenuti na ripovanje. Stavite audio CD u CD-ROM uređaj. Odaberite dugme Rip i označite pesme koje želite da

kopirate.

RipovanjeRipovanje

Ako pesme nemaju nazive možete probati da pronađete informacije o CD-u na Internetu pomoću dugmeta Find Album Info ili ručno da upisujete.

Kliknite na dugme Rip Music Kod prvog ripovanja potrebno je odgovoriti na par

pitanja. Na prvom ekranu odaberite Do not add copy protection to your music (čime potvrđujete da ne želite dodati zaštitu od kopiranja), te označite I understand... (čime potvrđujete da shvatate da je muzika koju kopirate s CD-a zaštićena i da sve što radite – činite na vlastitu odgovornost). Na drugom ekranu odaberite Keep my curent format settings s obzirom da ste već konfigurisali program.

Nakon toga odaberite Next.

AAC – Advanced Audio CodingAAC – Advanced Audio Coding

Evolucijski sledbenik mp3 formata, AAC, Evolucijski sledbenik mp3 formata, AAC, definisan je u MPEG-2 Part 7 i MPEG-4 Part 3, ali definisan je u MPEG-2 Part 7 i MPEG-4 Part 3, ali najčešće se referencira kao MPEG-4 AAC.najčešće se referencira kao MPEG-4 AAC.

Poboljšanja u odnosu na mp3 uključuju:Poboljšanja u odnosu na mp3 uključuju: više frekvencija uzorkovanjaviše frekvencija uzorkovanja do 48 kanalado 48 kanala veća efikasnost (jednostavnije filtarske banke)veća efikasnost (jednostavnije filtarske banke) mnogo bolja obrada frekvencija iznad 16 kHzmnogo bolja obrada frekvencija iznad 16 kHz generalno veći kvalitetgeneralno veći kvalitet

AAC – Advanced Audio CodingAAC – Advanced Audio Coding

Predviđa se rast korištenja AAC kodiranja, a danas je Predviđa se rast korištenja AAC kodiranja, a danas je najveći konzument AAC standarda Apple iPodnajveći konzument AAC standarda Apple iPod koji koji ga koristi kao za svoj codec.ga koristi kao za svoj codec.

Velik napredak u odnosu na mp3 je u Velik napredak u odnosu na mp3 je u kodiranju na kodiranju na nižim bit-rate-ovimanižim bit-rate-ovima. Danas se taj napredak koristi . Danas se taj napredak koristi često u kodiranju govora, pa čak u nekim varijantama često u kodiranju govora, pa čak u nekim varijantama AAC-a (AAC LD) i za real-time dvosmernu AAC-a (AAC LD) i za real-time dvosmernu komunikaciju.komunikaciju.

AAC format je danas dostupan na mnogim AAC format je danas dostupan na mnogim platformama jer su proizvođači codeca uvideli platformama jer su proizvođači codeca uvideli prednosti AAC-a od kojih je vrlo zanimljivo istaknuti prednosti AAC-a od kojih je vrlo zanimljivo istaknuti činjenicu da za razliku od mp3-a, za AAC ne treba činjenicu da za razliku od mp3-a, za AAC ne treba plaćati pravo na distribuciju nego samo na razvoj plaćati pravo na distribuciju nego samo na razvoj softvera. Upravo to, kao i činjenica da AAC funkcioniše softvera. Upravo to, kao i činjenica da AAC funkcioniše dosta kvaliteno na nižim bit-rateovima čini AAC velikim dosta kvaliteno na nižim bit-rateovima čini AAC velikim potencijalom što se tiče Internet broadcastinga.potencijalom što se tiče Internet broadcastinga.

VorbisVorbis

Vorbis je open source lossy audio format nastao Vorbis je open source lossy audio format nastao nakon objave planova o naplaćivanju prava na nakon objave planova o naplaćivanju prava na korišćenje mp3 standarda. korišćenje mp3 standarda. Testovi čiji su Testovi čiji su rezultati objavljeni na rezultati objavljeni na WikipediiWikipedii tvrde prednost tvrde prednost Vorbisa na celom nizu bit-rateoova nad ostalim Vorbisa na celom nizu bit-rateoova nad ostalim formatimaformatima, međutim treba uzeti u obzir – što i oni , međutim treba uzeti u obzir – što i oni sami tvrde – da je na Wikipediji Vorbis sami tvrde – da je na Wikipediji Vorbis najpopularniji format zbog svoje otvorenosti. najpopularniji format zbog svoje otvorenosti. Popularnost Vorbisa definitivno raste što Popularnost Vorbisa definitivno raste što svedoči i korišćenje Vorbisa na raznim svedoči i korišćenje Vorbisa na raznim platformama pa i igrama kao platformama pa i igrama kao podrazumevanog (default) formata.podrazumevanog (default) formata.

Dolby DigitalDolby Digital

Dolby Digital je marketinško ime sa niz rešenja Dolby Digital je marketinško ime sa niz rešenja na području audio kodiranja kompanije Dolby. na području audio kodiranja kompanije Dolby. AC-3 je uobičajeniji naziv iste kolekcije audio AC-3 je uobičajeniji naziv iste kolekcije audio formata. Ono što proizvođači ovog brenda obično formata. Ono što proizvođači ovog brenda obično pokušavaju da naglase je pokušavaju da naglase je kompatibilnost kompatibilnost formata sa višekanalskim sistemimaformata sa višekanalskim sistemima. AC-3 je . AC-3 je relativno sličan AAC-u i tvorci AC-3-a učestvuju u relativno sličan AAC-u i tvorci AC-3-a učestvuju u standardizaciji AAC-a, međutim standardizaciji AAC-a, međutim AAC je boljiAAC je bolji na na praktično svim bit-rateovima ali i kompleksniji. praktično svim bit-rateovima ali i kompleksniji. AC-3 i ostali Dolby standardi poznati su tržištu AC-3 i ostali Dolby standardi poznati su tržištu ponajviše iz domena zabavne kućne elektronike i ponajviše iz domena zabavne kućne elektronike i kinematografije.kinematografije.

RealAudioRealAudio

Iako RealAudio nije zapravo format nego skup Iako RealAudio nije zapravo format nego skup codeca različitih formata zanimljivo ga je codeca različitih formata zanimljivo ga je spomenuti jer njegovi tvorci tvrde da je upravo spomenuti jer njegovi tvorci tvrde da je upravo taj proizvod najbolji za korišćenje putem taj proizvod najbolji za korišćenje putem Interneta – dakle striming. RealAudio se često Interneta – dakle striming. RealAudio se često koristi kao i html stranica, uz činjenicu da koristi kao i html stranica, uz činjenicu da reprodukcija počinje sa prvim prenesenim reprodukcija počinje sa prvim prenesenim frejmom. Nije ni potrebno spominjati da je frejmom. Nije ni potrebno spominjati da je navedeni proizvod navedeni proizvod proprietaryproprietary. RealAudio . RealAudio kvalitetnije reprodukuje strimove koji već postoje kvalitetnije reprodukuje strimove koji već postoje kod pošiljaoca nego kod pošiljaoca nego live broadcastlive broadcast za koji su za koji su ostvareni neki bolji formati.ostvareni neki bolji formati.

WMAWMA

Iako često predmet sudskog spora, ovaj Microsoftov Iako često predmet sudskog spora, ovaj Microsoftov proizvod je hteli – ne hteli deo naše svakodnevice od proizvod je hteli – ne hteli deo naše svakodnevice od onog trenutka kad instaliramo svoju legalnu kopiju onog trenutka kad instaliramo svoju legalnu kopiju najpopularnijeg operativnog sistema. Karakteristike najpopularnijeg operativnog sistema. Karakteristike proizvoda su relativno slične navedenima, reč je dakle o proizvoda su relativno slične navedenima, reč je dakle o lossy formatu sažimanja zvuka sa jednom zanimljivom lossy formatu sažimanja zvuka sa jednom zanimljivom nadogradnjom u odnosu na navedene – Windows Media nadogradnjom u odnosu na navedene – Windows Media Audio podržava (citirano sa Wikipedije): „combination Audio podržava (citirano sa Wikipedije): „combination of elliptic curve cryptography key exchange, DES block of elliptic curve cryptography key exchange, DES block cipher, a custom block cipher, RC4 stream cipher and cipher, a custom block cipher, RC4 stream cipher and the SHA-1 hashing function” što je jednostavnijim the SHA-1 hashing function” što je jednostavnijim rečnikom rečeno – skup algoritama koji bi trebao da rečnikom rečeno – skup algoritama koji bi trebao da pruži podršku pruži podršku Digital Rights ManagementuDigital Rights Managementu..

Što se samih karakteristika formata tiče – WMA je po Što se samih karakteristika formata tiče – WMA je po rezultatima testova objavljenih na Wikipediji nešto rezultatima testova objavljenih na Wikipediji nešto ispod ostalih formata iako relativno blizu. ispod ostalih formata iako relativno blizu. Sveobuhvatan i sveprisutan kakvi to Microsoftovi Sveobuhvatan i sveprisutan kakvi to Microsoftovi proizvodi već teže da budu, WMA danas nalazimo na proizvodi već teže da budu, WMA danas nalazimo na velikom broju platformi te inkorporiran u proizvode za velikom broju platformi te inkorporiran u proizvode za koje vredi ona: „budućnost je stigla” kao što su HD-DVD koje vredi ona: „budućnost je stigla” kao što su HD-DVD i Blue-Ray mediji.i Blue-Ray mediji.

Meta strukture audio formataMeta strukture audio formata

Ne bi bilo potpuno govoriti o digitalnim audio Ne bi bilo potpuno govoriti o digitalnim audio formatima, a da se ne spomene i ono što dolazi formatima, a da se ne spomene i ono što dolazi uz njih osim samog audio zapisa. Velik broj uz njih osim samog audio zapisa. Velik broj formata tako danas podržava različite formata tako danas podržava različite kontejnere (kontejnere (containere)containere) u koje se zapisuju podaci u koje se zapisuju podaci poput imena dela, autora, albuma itd. što poput imena dela, autora, albuma itd. što omogućuje dalju manipulacije sa audio zapisima omogućuje dalju manipulacije sa audio zapisima poput korišćenja baza podataka, pretraživanja na poput korišćenja baza podataka, pretraživanja na Internetu i sl. Obično se ti podaci smeštaju na Internetu i sl. Obično se ti podaci smeštaju na kraj ili na početak datoteke ili strima. kraj ili na početak datoteke ili strima.

Tako npr. uz mp3 se veže ID3 (v.1 i v.2) skup Tako npr. uz mp3 se veže ID3 (v.1 i v.2) skup metapodataka, Vorbis i WMA imaju takođe svoje metapodataka, Vorbis i WMA imaju takođe svoje komentare, a mnogi uređaji za reprodukciju istih komentare, a mnogi uređaji za reprodukciju istih danas prepoznaju ove podatke i prikazuju ih na danas prepoznaju ove podatke i prikazuju ih na svojim displejima. svojim displejima.

StrimingStriming

Šta je to strimingŠta je to striming?? StrimingStriming (engl. streaming) je tehnika prenosa (engl. streaming) je tehnika prenosa

podataka s Interneta koja omogupodataka s Interneta koja omoguććava da se oni ava da se oni obrađujuobrađuju (reprodukuju) (reprodukuju) kao kontinuiran kao kontinuiran neprekidan niz (tok).neprekidan niz (tok).

Striming mediaStriming media – mediji koji koriste tehniku – mediji koji koriste tehniku kontinuiranog toka podataka: zvukontinuiranog toka podataka: zvuččni i video ni i video zapisi koji se reprodukuju odmah nakon što su zapisi koji se reprodukuju odmah nakon što su

preuzeti na korisnipreuzeti na korisniččkom sistemu.kom sistemu.

Striming – malo terminologijeStriming – malo terminologije

ServerServer je glavni ra je glavni raččunar u mreunar u mrežži, rai, raččunar na unar na ččijem ijem je disku uskladištena sva mreje disku uskladištena sva mrežžna, namenska i ostala na, namenska i ostala programska oprema, raprogramska oprema, raččunar koji opsluunar koji opslužžuje uje programskom opremom ostale raprogramskom opremom ostale raččunaunarre u mree u mrežži.i.

U stvari, server je rešenje (hardver i/ili softver) U stvari, server je rešenje (hardver i/ili softver) dizajnirano da prima zahteve od drugih i da se dizajnirano da prima zahteve od drugih i da se odazove isporukom podataka traženog tipaodazove isporukom podataka traženog tipa

Proces prihvatanja i obrade zahteva i isporuka Proces prihvatanja i obrade zahteva i isporuka podataka naziva se podataka naziva se transakcijatransakcija..

Striming serverStriming server je server namenjen skladištenju i je server namenjen skladištenju i slanju medijskih sadrslanju medijskih sadržžaja za striming na Internetu. aja za striming na Internetu. Koristi poseban protokol - Real Time Streaming Koristi poseban protokol - Real Time Streaming

Protocol, Protocol, RTSPRTSP..

Striming – malo terminologijeStriming – malo terminologije

KlijentKlijent (softver i/ili hardver) postavlja zahtev (softver i/ili hardver) postavlja zahtev serveru za konkretnim podacima. Kada primi serveru za konkretnim podacima. Kada primi tražene podatke može dalje da ih obrađuje i tražene podatke može dalje da ih obrađuje i prikazuje.prikazuje.

Web klijentWeb klijent (pretraživač – npr. Internet (pretraživač – npr. Internet Explorer) traži od web servera web stranice.Explorer) traži od web servera web stranice.

Medija plejeriMedija plejeri su softverski klijenti koji mogu da su softverski klijenti koji mogu da obrađuju i reprodukuju video i/ili audio podatke.obrađuju i reprodukuju video i/ili audio podatke.

Kako striming radiKako striming radi??

ModelModel


Da bi se koristila striming tehnologija, potrebna Da bi se koristila striming tehnologija, potrebna su dakle dva servera: običan mrežni server (su dakle dva servera: običan mrežni server (web web serverserver) i dodatni ) i dodatni striming serverstriming server. Objasnićemo na . Objasnićemo na primeru RealMedia standarda: korisnik zatraži primeru RealMedia standarda: korisnik zatraži web-stranicu (stranica.html) sa sadržajem za web-stranicu (stranica.html) sa sadržajem za striming sa mrežnog servera na kojem je striming sa mrežnog servera na kojem je uskladištena. Kada klikne na link na striming uskladištena. Kada klikne na link na striming datoteku, zapravo poziva datoteku, zapravo poziva metadatotekumetadatoteku (.ram) (.ram) koja sadrži adresu te datoteke (.rm) na striming koja sadrži adresu te datoteke (.rm) na striming serveru, koja je tada poziva i započinje striming. serveru, koja je tada poziva i započinje striming.


Striming server, dakle, ima memorisanu medijsku Striming server, dakle, ima memorisanu medijsku datoteku za striming i tada šalje delove te datoteke u datoteku za striming i tada šalje delove te datoteke u kontinuiranom toku do korisnika. Brzinu toka podešava kontinuiranom toku do korisnika. Brzinu toka podešava zavisno od zavisno od širine propusnog opsegaširine propusnog opsega korisnika. korisnika.

Podaci se prenose putem aplikacija na serveru, a primaju Podaci se prenose putem aplikacija na serveru, a primaju se i prikazuju u aplikacijama na korisničkom računaru. se i prikazuju u aplikacijama na korisničkom računaru. To su npr. To su npr. RealPlayerRealPlayer, , QuickTimeQuickTime, , Windows Media Windows Media PlayerPlayer i sl. Te aplikacije mogu pokrenuti video ili audio i sl. Te aplikacije mogu pokrenuti video ili audio datoteke čim prime dovoljno podataka i smeste ih u datoteke čim prime dovoljno podataka i smeste ih u privremenu memoriju. U privremenu memoriju učitava se privremenu memoriju. U privremenu memoriju učitava se samo mali deo datoteke koji se izvodi (reprodukuje), a samo mali deo datoteke koji se izvodi (reprodukuje), a istovremeno preuzima se ostatak datoteke. Da bi istovremeno preuzima se ostatak datoteke. Da bi striming uspeo, tj. da bi to uistinu bio kontinuirani tok striming uspeo, tj. da bi to uistinu bio kontinuirani tok podataka, korisnički računar mora da bude sposoban da podataka, korisnički računar mora da bude sposoban da prihvati podatke i šalje ih aplikaciji koja ih reprodukuje u prihvati podatke i šalje ih aplikaciji koja ih reprodukuje u kontinuiranom toku.kontinuiranom toku.


Ukoliko korisnik prima podatke brUkoliko korisnik prima podatke bržže no što je e no što je potrebno aplikaciji, „višakpotrebno aplikaciji, „višak”” podataka smešta se u podataka smešta se u privremenu memoriju; ukoliko se podaci ne privremenu memoriju; ukoliko se podaci ne prihvataju dovoljno brzo, prikaz tih podataka prihvataju dovoljno brzo, prikaz tih podataka nenećće biti kontinuiran, npr. video e biti kontinuiran, npr. video ćće se e se „zamrzavati„zamrzavati””..


Striming se moStriming se možže odvijati u e odvijati u stvarnom vremenustvarnom vremenu (real-time streaming) ili se (real-time streaming) ili se pokrepokrećće na e na korisnikov zahtev korisnikov zahtev (on-demand streaming, (on-demand streaming, streaming-for-download, striming na streaming-for-download, striming na preuzimanje).preuzimanje).

Tehnologije kontinuiranog toka podataka postaju Tehnologije kontinuiranog toka podataka postaju sve znasve značčajnijima rastom i razvojem Interneta jer ajnijima rastom i razvojem Interneta jer veveććina korisnika nema dovoljno brz pristup ina korisnika nema dovoljno brz pristup Internetu da bi mogla brzo preuzimati Internetu da bi mogla brzo preuzimati (download) velike multimedijske datoteke. (download) velike multimedijske datoteke.

Striming arhitektureStriming arhitekture

Arhitektura je nezavisan sistem sastavljen od različitih komponenti koje sve rade zajedno kako bi obavile određene funkcije.

Striming media arhitekture su sastavljene od metoda kodiranja (encoding) i prenosa (transmission), serverskog softvera i plejera (klijentski softver). Trenutno su popularne arhitekture: RealMedia, Windows Media i QuickTime.

KompatibilnostKompatibilnost

Protokoli - podsetnikProtokoli - podsetnik

Mreža je skup računara (PC, radne stanice), uređaja, komunikacijskih medija i mrežnog softvera koji implementiraju neki komunikacijski protokol. Mreže mogu biti povezane komutacijskim uređajima – obnavljačima (repeater), mostovima (bridge), usmerivačima (router) i spojnim pristupima (gateway).

Protokol je skup pravila koja propisuju način na koji se podaci prenose preko komunikacijskog medija. Npr. protokol može odrediti redosled razmene podataka između dveju strana. U stvari, razmena podataka između dve strane može se jedino obaviti ako oba računara koriste isti protokol.

Protokoli - podsetnikProtokoli - podsetnik

Svojstvo Interneta da poseduje veliki broj različitih protokola, od kojih svaki obavlja neku drugu funkciju, omogućava mu modularnost, fleksibilnost, jednostavnost i proširivost. Mrežni serveri koji pružaju neku određenu uslugu treba samo da implementiraju taj konkretni protokol ne brinući se da njihova usluga (servis) neće raditi. Nadalje, određene komponente protokola mogu se koristiti u drugim aplikacijama, pa se ne moraju ponovno izmišljati neke specifične funkcije.

Svaki sloj u protokolnom složaju izgrađuje se na sloju koji je direktno ispod njega. Svaki sloj protokolnog složaja dodaje paketu koji se prenosi zaglavlje karakteristično za taj sloj. Npr. na mrežnom sloju se upisuju izvorišna i odredišna adresa i dr.

Mehanizam protokolaMehanizam protokola

RTSPRTSP

RTSP je aplikacijski klijent-server protokol za upravljanje dostavom podataka sa stvarno-vremenskim svojstvima preko IP mreže. On omogućava daljinsko upravljanje multimedijskim sadržajem kao kod video rekordera (pauza, premotavanje naprijed i nazad i sl.). Izvor podataka može biti ili prenos uživo ili već ranije uskladišteni podaci. RTSP je aplikacijski protokol dizajniran da sarađuje s protokolima s nižeg nivoa (RTP, RSVP). On pruža sredstva za odabir kanala za isporuku (kao što su UDP, multicast UDP, TCP) i mehanizama za isporuku baziranih na RTP-u. Služi i za pojedinačno i za višeodredišno odašiljanje.

UnicastingUnicasting

Svaki korisnik dobija svoj strimSvaki korisnik dobija svoj strim Korisnik ima max kontroluKorisnik ima max kontrolu Sadržaj on-demandSadržaj on-demand Fleksibilnost se plaća kapacitetom i propusnim Fleksibilnost se plaća kapacitetom i propusnim

opsegomopsegom

MulticastingMulticasting

Server prenosi samo jedan strimServer prenosi samo jedan strim Ruter radi replikaciju i redistribuira sadržaj Ruter radi replikaciju i redistribuira sadržaj

grupi korisnikagrupi korisnika Nema fleksibilnosti – svi korisnici dobijaju Nema fleksibilnosti – svi korisnici dobijaju

sadržaj konkurentnosadržaj konkurentno

Šta sve utiče na kvalitet strimingaŠta sve utiče na kvalitet striminga??

Sve! Audio/video sadržaj, audio/video kvalitet, tip korišćene kompresije, tipovi servera i konekcija, koliko ljudi simultano koristi sadržaj, Internet, korisnikova konekcija i računar.

Priprema strimingaPriprema striminga

Potrebno je:Potrebno je: Kreirati medijsku datoteku (video, audio, Kreirati medijsku datoteku (video, audio,

animaciju) koju želimo strimovati i animaciju) koju želimo strimovati i konvertovati je u neki od formata za striming konvertovati je u neki od formata za striming

Postaviti tu datoteku na svoj Postaviti tu datoteku na svoj serverserver – striming – striming ili web server, zavisi od vrste striminga ili web server, zavisi od vrste striminga

Dodati Dodati HTMLHTML tagove na svoju stranicu tagove na svoju stranicu Kada korisnik klikne na vaš link na tu Kada korisnik klikne na vaš link na tu

datoteku, otvara se njihova medijska aplikacija datoteku, otvara se njihova medijska aplikacija (media player) i počinje striming.(media player) i počinje striming.

Striming na zahtev za preuzimanjeStriming na zahtev za preuzimanje Striming na zahtevStriming na zahtev koristi običan koristi običan HTTP HTTP

protokolprotokol, te ga je jednostavno implementirati na , te ga je jednostavno implementirati na bilo kojoj web stranici. Koristi metodu bilo kojoj web stranici. Koristi metodu progresivnog preuzimanjaprogresivnog preuzimanja (progressive (progressive downloading) – datoteka se preuzima cela na downloading) – datoteka se preuzima cela na računar, ali se pokreće čim je dovoljan deo preuzet. računar, ali se pokreće čim je dovoljan deo preuzet. To je zapravo simulacija „pravog striminga“, no To je zapravo simulacija „pravog striminga“, no nema sve prednosti – ne može prenositi striming nema sve prednosti – ne može prenositi striming uživo jer funkcioniše samo s celovitim datotekama uživo jer funkcioniše samo s celovitim datotekama smeštenim na serveru. Takođe, ne može prepoznati smeštenim na serveru. Takođe, ne može prepoznati brzinu veze korisnika, te se moraju izraditi posebne brzinu veze korisnika, te se moraju izraditi posebne verzije datoteka za različite brzine.verzije datoteka za različite brzine.

Mali i srednji web sajtovi verovatno će koristiti ovu Mali i srednji web sajtovi verovatno će koristiti ovu metodu – za web sajtove s saobraćajem većim od metodu – za web sajtove s saobraćajem većim od desetak ljudi u isto vreme biće potrebno koristiti desetak ljudi u isto vreme biće potrebno koristiti pravi striming i striming server.pravi striming i striming server.

Pravi strimingPravi striming

„„Pravi" striming Pravi" striming funkcioniše drugafunkcioniše drugaččije – korisnik ije – korisnik momožže da poe da poččne npr. da gleda video ne npr. da gleda video ččim se on poim se on poččne ne preuzimati, jer se datoteka šalje kao konstantan tok preuzimati, jer se datoteka šalje kao konstantan tok podataka. Osim što ne treba podataka. Osim što ne treba ččekati, ovom se metodom ekati, ovom se metodom simultano mogu prenositi razni događaji (webcast, simultano mogu prenositi razni događaji (webcast, netcast, striming unetcast, striming užživo). Pravi striming koristi ivo). Pravi striming koristi poseban poseban RTSP protokolRTSP protokol i zahteva specijalizovani i zahteva specijalizovani striming server.striming server.

Za pravi striming treba vam Za pravi striming treba vam striming serverstriming server – – morate ga ili kupiti ili iznajmiti. Prednosti takvog morate ga ili kupiti ili iznajmiti. Prednosti takvog striminga i servera su:striminga i servera su: u moguu moguććnosti je baratati velikim kolinosti je baratati velikim količčinama i inama i

saobrasaobraććajem podataka ajem podataka momožže utvrditi brzinu veze korisnika te shodno tome e utvrditi brzinu veze korisnika te shodno tome

prilagoditi brzinu slanja toka podataka prilagoditi brzinu slanja toka podataka mogumoguććnost striminga unost striminga užživo ivo

Protokoli kod strimingaProtokoli kod striminga

RTSP protokolRTSP protokol

Protokol podržava sledeće funkcijeProtokol podržava sledeće funkcije:: Dohvat podataka sa serveraDohvat podataka sa servera – klijent može – klijent može

zatražiti opis prezentacije preko HTTP protokola ili zatražiti opis prezentacije preko HTTP protokola ili nekom drugom metodom.Ako je prezentacija nekom drugom metodom.Ako je prezentacija multicast tada njen opis sadrži adresu i port koji se multicast tada njen opis sadrži adresu i port koji se koristi za prenos podataka. Ako bi prezentacija koristi za prenos podataka. Ako bi prezentacija trebala biti unicast tada klijent određuje adresu na trebala biti unicast tada klijent određuje adresu na koju će se slati podaci zbog sigurnosnih razloga.koju će se slati podaci zbog sigurnosnih razloga.

Pozivanje servera da se pridruži konferencijiPozivanje servera da se pridruži konferenciji – – server može biti pozvan da se pridruži postojećoj server može biti pozvan da se pridruži postojećoj konferenciji ili da bi on slao podatke ili da bi ih konferenciji ili da bi on slao podatke ili da bi ih snimao .snimao .

Dodavanje novih medija postojećoj prezentacijiDodavanje novih medija postojećoj prezentaciji – korisno je ako server može obavestiti klijenta da – korisno je ako server može obavestiti klijenta da su dodatni materijali postali raspoloživi. su dodatni materijali postali raspoloživi.

Priprema datoteka za strimingPriprema datoteka za striming

Prvi izazov uspešnom strimingu je Prvi izazov uspešnom strimingu je širina širina propusnog opsegapropusnog opsega. Audio i video datoteke u . Audio i video datoteke u svojoj nekomprimovanoj formi su ogromne i svojoj nekomprimovanoj formi su ogromne i zakrzakrččile bi uski Internet opseg (pojas). ile bi uski Internet opseg (pojas). Da bi Da bi mogli uspešno strimovaati te datoteke na mogli uspešno strimovaati te datoteke na Internetu, potrebno ih je redukovati, Internetu, potrebno ih je redukovati, komprimovati na Internet-razumnu velikomprimovati na Internet-razumnu veliččinu te inu te kodiratikodirati u formate za striming. u formate za striming.

Alati za konverzijuAlati za konverziju

Alati za konverziju (conversion utility) su alati Alati za konverziju (conversion utility) su alati koji slukoji služže tome da u njih uvezemo video datoteku e tome da u njih uvezemo video datoteku i izvezemo je u drugi format - dakle, postojei izvezemo je u drugi format - dakle, postojećću u audio/audio/video datoteku (.wma, .avi) konvertujemo u video datoteku (.wma, .avi) konvertujemo u neki format za striming. neki format za striming.

To su npr. To su npr. RealProducerRealProducer ( u besplatnoj i ( u besplatnoj i profesionalnoj varijanti) i profesionalnoj varijanti) i Sorenson SqueezeSorenson Squeeze (komercijalni alat). (komercijalni alat).

Jednostavno otvorite datoteku u tim alatima i Jednostavno otvorite datoteku u tim alatima i sasaččuvate je u formatu kojem uvate je u formatu kojem žželite, uz moguelite, uz moguććnost nost podešavanja raznih parametara da biste podešavanja raznih parametara da biste optimizovali svoju datoteku.optimizovali svoju datoteku.

Alati za obradu medijskih datotekaAlati za obradu medijskih datoteka

Koristimo i obrađujemo neku medijsku datoteku Koristimo i obrađujemo neku medijsku datoteku nekim od ovih alata i na kraju izvezemo video nekim od ovih alata i na kraju izvezemo video datoteku u formatu pogodnom za striming. datoteku u formatu pogodnom za striming.

Neki od alata za obradu video datoteka su npr. Neki od alata za obradu video datoteka su npr. Adobe Premiere Pro i Final Cut Pro, a za obradu Adobe Premiere Pro i Final Cut Pro, a za obradu audio datoteka npr. RealAudio. audio datoteka npr. RealAudio.

Podešavanje opcija medijskih datotekaPodešavanje opcija medijskih datoteka

Prilikom podešavanja opcija Prilikom podešavanja opcija videovideo datoteka, datoteka, preporpreporučučuje se uje se 240x180240x180 dpi ili dpi ili ččak i manje, jer to ak i manje, jer to osigurava najbrosigurava najbržži striming uz oštru sliku videa. i striming uz oštru sliku videa. Nadalje, najviše što Nadalje, najviše što ććete moete moćći postii postićći s RealMedia i s RealMedia striming softverom je striming softverom je 15 okvira po sekundi15 okvira po sekundi – zna – značči, i, treba da imate originalni snimak što blitreba da imate originalni snimak što bližže 25 (30) e 25 (30) okvira po sekundi i zatim da ostavite RealMedia alatu okvira po sekundi i zatim da ostavite RealMedia alatu da komprimuje datoteku na 15. Audio datoteke treba da komprimuje datoteku na 15. Audio datoteke treba da postavite na najmanje moguda postavite na najmanje mogućće opcije tako da e opcije tako da izmena okvira (frame rate) moizmena okvira (frame rate) možže ostati visoka i jasna. e ostati visoka i jasna.

Obzirom da Obzirom da ćće vee veććina korisnika imati uzak Internet ina korisnika imati uzak Internet propusni opseg, nije preporupropusni opseg, nije preporuččljivo postavljati opcije ljivo postavljati opcije datoteka na više od 30,000 Kbps (osim ako ne ciljate datoteka na više od 30,000 Kbps (osim ako ne ciljate na publiku za koju ste sigurni da ima ADSL ili sl.)na publiku za koju ste sigurni da ima ADSL ili sl.)

Prilikom striminga video-datoteka, morate paziti i na Prilikom striminga video-datoteka, morate paziti i na audioaudio komponentu – obi komponentu – običčno no ćće biti dovoljno e biti dovoljno 6.5 Kbps6.5 Kbps – ukoliko – ukoliko žželite osigurati dobar kvalitet zvuka, tada elite osigurati dobar kvalitet zvuka, tada otkinite od širine pojasa videa i poveotkinite od širine pojasa videa i poveććajte audio pojas.ajte audio pojas.

Documents

Audio-video aplikacije