Live streaming oplossingen vergelijken? Onderzoek naar het verschil tussen het gebruik van hardware en software voor streaming? Wilt u de basisprincipes van coderingsinstellingen voor streaming begrijpen? Lees verder! We zullen dat en meer bespreken in deze hardware-encoder-primer.
Wat is een hardware-encoder?
Als het gaat om het streamen van video via internet, zijn ongecomprimeerde video- en audiobestanden te groot en te omvangrijk om in realtime te verzenden. De oplossing is om deze bestanden eerst te comprimeren.
Een hardware-encoder is een speciaal apparaat dat audio- en videogegevens vastlegt, comprimeert (codeert) en naar een bestemming levert. Een hardware-encoder voor live streaming is een apparaat dat video kan streamen via lokale netwerken (LAN), brede netwerken (WAN) of via internet.
Online streamingbestemmingen zijn onder meer streamingplatforms zoals YouTube Live, LinkedIn Live en Facebook Live, evenals livestreamingservices zoals Vimeo, Akamai en Wowza.
Voorbeelden van encoders voor livestreaming zijn Epiphan's Pearl Nano, Pearl Mini en Pearl-2. Daarnaast beschikken veel hardware-encoders over andere mogelijkheden, zoals live video-omschakeling en lokale video-opname.
Audio- en video-ingangen op hardware-encoders
Hardware-encoders hebben doorgaans verschillende ingangen waarmee u hoogwaardige video- en audioapparatuur zoals camera's en microfoons rechtstreeks kunt aansluiten. Pearl-2 kan bijvoorbeeld lokale video vastleggen via HDMI-, USB- en SDI-ingangen, analoge audio-ingangen via XLR en RCA en netwerk-AV-ingangen via NDI, SRT en RTSP.
Om dezelfde apparatuur op een algemeen computersysteem aan te sluiten, hebt u daarentegen een opnamekaart nodig om video van een camera te streamen of een front-end audio-interface voor professionele audio.
Hardware-encoders versus live streaming-software
Livestreamingsoftware is een toepassing die wordt uitgevoerd op standaardcomputers voor algemeen gebruik (zoals een laptop of een desktopcomputer). Enkele voorbeelden van streamingsoftware zijn vMix, Wirecast en OBS. Net als een hardware-encoder comprimeert en streamt live streaming-software video naar een bestemming.
Het belangrijkste verschil is dat hardware-encoders alle verwerkingskracht wijden aan het vastleggen, coderen en streamen. Daarentegen moet computergestuurde streamingsoftware bronnen delen met andere processen op de machine. Hardware-encoders zijn vanaf het begin speciaal ontworpen voor codering en streaming, waardoor ze een betrouwbaardere streamingoplossing zijn in vergelijking met hun software-tegenhangers. Dit is de reden waarom professionele omroepen vertrouwen op hardware-encoders in bedrijfskritieke situaties.
Coderingsinstellingen:belangrijke termen om te begrijpen
Coderingsinstellingen hebben een directe invloed op de streamkwaliteit. Over het algemeen geldt:hoe hoger de instellingen (binnen specifieke waardebereiken), hoe hoger de videokwaliteit.
Streamingplatforms bieden vaak een lijst met aanbevolen coderingsinstellingen voor livestreaming. Het is een goed idee om ze als richtlijn te gebruiken. Hier is een overzicht van de belangrijkste coderingsparameters waarover gebruikers controle hebben.
Codecs
Een codec is de compressiemethode om mediabestanden kleiner te maken. Verschillende codecs bieden verschillende soorten compressie voor specifieke gebruikssituaties. Niet alle videocodecs zijn geschikt voor livestreaming.
Enkele voorbeelden van veelgebruikte videocodecs voor streaming zijn Motion-JPEG (MJPEG), H.264/AVC en H.265/HEVC. H.264/AVC is tegenwoordig misschien wel de meest gebruikte codec. H.265/HEVC is de volgende generatie codecs na H.264/AVC. Het belooft dezelfde kwaliteit als H.264 met ongeveer de helft van de bitrate, waardoor de uploadbandbreedte minder wordt.
Houd er rekening mee dat audio afzonderlijk van de video wordt gecodeerd. De meest gebruikte audiocodec heet AAC.
Coderingsresolutie
De coderingsresolutie is de grootte van het videoframe, uitgedrukt in pixels als breedte x hoogte. Twee veelvoorkomende resoluties zijn 1280 x 720 (d.w.z. 720p) en 1920 x 1080 (d.w.z. 1080p). Hogere streamingresoluties zoals 4K zijn minder populair omdat ze aanzienlijke verwerkingskracht, uploadbandbreedte en ondersteuning voor 4K-resolutie van de kijker vereisen.
Omdat de instellingen van iedereen een beetje anders zijn, is het een goede gewoonte om kijkers de keuze te geven uit verschillende resoluties bij het bekijken van je inhoud. Als het CDN dat u gebruikt transcodering bevat (veel doen dat), hoeft u aan uw kant geen extra werk te doen. Stuur gewoon een stream van de hoogste kwaliteit en het CDN biedt de kijker een reeks resoluties.
Framesnelheid
Framesnelheid is het aantal afbeeldingen dat per seconde wordt gecodeerd, in frames per seconde (fps). Standaard framesnelheden zijn 24, 25, 30 en 60 fps, waarbij 30 fps de meest gebruikte instelling is voor online streaming.
Bitrate
Bitrate beschrijft hoeveel gegevens er per tijdseenheid worden verzonden. Bitrate wordt gewoonlijk gemeten in kilobits per seconde (Kbps) en minder vaak in megabits per seconde (Mbps). Hoe hoger de bitrate, hoe hoger de videokwaliteit, maar ook hoe groter de bestandsgrootte.
Het vinden van de juiste bitrate-instelling gaat over balans. Een lage bitrate-instelling zorgt ervoor dat de livestream er zenuwachtig en van lage kwaliteit uitziet. Aan de andere kant kan het te hoog instellen van de bitrate leiden tot videobuffering voor kijkers omdat de bestandsgrootte te groot wordt.
De bitrate-instelling is afhankelijk van de gekozen codec, resolutie en framerate. Het video-bitratebereik voor een 1080p bij 30 fps-stream ligt bijvoorbeeld tussen 3.000-6.000 Kbps, terwijl het bitrate-bereik voor 4K-streaming met 60 fps tussen 20.000-51.000 Kbps ligt.
Naast een adequaat gekozen bitrate, is voldoende lokale uploadbandbreedte een andere cruciale factor voor hoogwaardige online videolevering. Hoe hoog de bitrate of hoe krachtig de hardware-encoder ook is, een lage bandbreedte kan het knelpunt worden voor de streamingkwaliteit.
Hierboven ziet u een screenshot van het tabblad coderingsinstellingen in Pearl Web UI
Streamingprotocollen:wat ze zijn en hoe ze werken
Een streamingprotocol is een methode waarmee multimedia wordt afgeleverd op de streamingbestemming. Het is een reeks regels die bepaalt hoe de gecodeerde video in kleinere stukjes wordt opgedeeld en op tijd en in de juiste volgorde op de bestemming wordt afgeleverd. Verschillende hardware-encoders ondersteunen specifieke sets van streamingprotocollen. Bovendien werken sommige streaming-protocollen alleen met bepaalde codecs, terwijl andere protocollen codec-agostisch zijn.
Verschillende videostreamingprotocollen kunnen video online met verschillende vertragingen leveren. Sommige protocollen kunnen bijvoorbeeld direct gegevens van de hardware-encoder naar de bestemming overbrengen, terwijl andere meer tijd in beslag nemen. Dit staat bekend als streaminglatentie.
Voor eenrichtingstransmissies is enige latentie geen probleem. Voor evenementen met interactiviteit is een hoge streaminglatentie echter onaanvaardbaar. De latentievereiste is dus een van de factoren die de keuze van het streamingprotocol bepalen.
Een van de meest gebruikte streamingprotocollen is het Real-Time Messaging Protocol (RTMP) en de beveiligde variant (RTMPS). RTMP(S) is een robuust en universeel ondersteund protocol. Het werkt echter alleen met de H.264-codec en heeft enige latentie (3–30 seconden).
HTTP Live Streaming (HLS) is een ander veelgebruikt protocol dat wordt ondersteund door bijna elke browser, elk besturingssysteem en zelfs Smart TV's. HLS werkt alleen met H.264- en H.265-codecs.
Een directe HLS-concurrent is MPEG-DASH. In tegenstelling tot HLS is MPEG-DASH een codec-agnostisch protocol. Als het gaat om streaminglatentie, bevinden zowel HLS als MPEG-DASH zich aan de bovenkant van de schaal (30-45 seconden).
Secure Reliable Transport (SRT) is een open-source, codec-agnostisch streamingprotocol. Het maakt robuuste streaming met lage latentie mogelijk, zelfs via suboptimale netwerken. Het vermogen om inhoud van hoge kwaliteit in bijna realtime via internet te leveren, biedt omroepen een levensvatbaar alternatief voor dure satelliettechnologie. SRT wordt niet zo breed ondersteund als bijvoorbeeld RTMP, maar het wint aan populariteit en ondersteuning op het gebied van hardwarecodering.
Advies bij het kiezen van een hardware-encoder
Hardware-encodermodellen zijn geprijsd op basis van het aantal en type invoerconnectoren, ondersteunde streaming- en coderingstechnologieën en, belangrijker nog, verwerkingskracht. Elke extra ingangsbron en coderingskanaal voegt extra belasting toe aan de CPU van de encoder. High-end hardware-encoders, zoals Pearl-2, kunnen meerdere audio- en videobronnen vastleggen, meerdere kanalen coderen met een hoge resolutie en tegelijkertijd naar meerdere bestemmingen streamen. Meer basismodellen kunnen slechts één of twee bronnen vastleggen en één programma naar één bestemming streamen.
We raden u aan een hardware-encoder te kiezen op basis van uw coderings- en streamingvereisten. Als u bijvoorbeeld slechts één invoer van een productiemixer wilt vastleggen en deze naar één online bestemming wilt streamen, overweeg dan een enkelkanaals encoder zoals Pearl Nano. Aan de andere kant, als u meerdere HDMI-, SDI- en misschien NDI-bronnen wilt vastleggen en meerdere gecodeerde kanalen naar meerdere bestemmingen wilt streamen, overweeg dan een hardware-encoder voor werkpaarden zoals Pearl-2.
Oorspronkelijk gepubliceerd op 2 juni 2019, is dit bericht op 1 november 2021 bijgewerkt met meer relevante informatie.