Ми живемо в епоху, коли споживання цифрового контенту стало невід’ємною частиною нашого життя, а Інтернет часто асоціюється з платформами на кшталт Netflix та YouTube. Але що ж таке потокове передавання і як воно функціонує?
Як працює потокове передавання?
Щоб переглянути відео або прослухати аудіозапис на комп’ютері, традиційно необхідно спочатку завантажити відповідний файл. Це правило неможливо обійти. З огляду на це, можна запитати, як такі сервіси, як Netflix або Spotify, забезпечують миттєве відтворення? Річ у тім, що при потоковому відтворенні медіаконтент не завантажується на ваш пристрій одномоментно, а передається фрагментами в реальному часі.
Термін “потокове передавання” сам по собі є доволі промовистим. Інформація надходить на ваш пристрій у вигляді безперервного, постійного потоку даних. Якщо завантаження фільмів можна порівняти з покупкою води в пляшках, то потокове відтворення – це як наповнення порожньої пляшки з водопровідного крана.
Потокове відтворення фільму можна порівняти з переглядом відеокасети. Під час відтворення касети кожна секунда відео- та аудіоматеріалу відтворюється послідовно. Це означає, що будь-які переривання можуть призвести до раптової зупинки або припинення перегляду.
Коли ви дивитеся фільм чи слухаєте музику в режимі потокового передавання, ваш комп’ютер завантажує і декодує невеликі частини медіафайлу в реальному часі. За умови швидкого інтернет-з’єднання, файл може бути завантажений повністю ще до того, як ви закінчите перегляд. Саме тому іноді потокове відтворення може тривати деякий час навіть після відключення від інтернету. Важливо зазначити, що при потоковому відтворенні, медіафайли не зберігаються у постійній пам’яті комп’ютера (хоча деякі сервіси, такі як Spotify, можуть зберігати невеликі кеш-файли для прискорення відтворення в майбутньому).
Компанії вкладають значні зусилля для прискорення потокового передавання
Потокове відео та аудіо в Інтернеті не є новинкою, але воно стало популярним лише нещодавно завдяки зручності. Раніше перегляд відео чи прослуховування музики з веб-сайтів було досить складним завданням. Відтворення часто переривалося, вимагаючи тривалого очікування буферизації, а іноді й зовсім не відбувалося.
Хоча принцип потокового передавання залишився незмінним – файли завантажуються частинами в процесі відтворення – інфраструктура зазнала значних змін. Такі компанії, як YouTube і Netflix, витратили значні ресурси на створення цієї інфраструктури.
Раніше, коли YouTube і Netflix використовували лише один або два сервери для розміщення контенту, це виявлялося неефективним. Користувачі, розташовані далеко від серверів, відчували значні затримки, а у години пік трафіку сервери не справлялися з навантаженням. Щоб вирішити цю проблему, компанії розгорнули мережі доставки контенту (CDN), що представляють собою глобальну мережу серверів, які зберігають копії контенту, зменшуючи затримки та запобігаючи перевантаженню серверів у густонаселених регіонах.
Звісно, потужні CDN марні без швидкого інтернет-з’єднання. Ця проблема поступово вирішується сама собою, оскільки інтернет-провайдери постійно працюють над вдосконаленням технологій передачі даних, як це демонструють проєкти Google Fiber і впровадження 5G.
Проте, навіть при швидкому домашньому інтернеті та розвиненій мережі CDN, потокові сервіси зіткнулися з проблемою високого глобального інтернет-трафіку, що може спричинити затримки. Сервіси на кшталт Netflix споживають понад 15% світової пропускної здатності Інтернету. Тому, коли багато користувачів дивляться новий сезон популярного серіалу, це може сповільнити Інтернет.
Для вирішення цієї проблеми, потокові сервіси надають інтернет-провайдерам спеціальні пристрої Open Connect Appliance (OCA), які являють собою жорсткі диски, заповнені популярним контентом. Це дозволяє провайдерам зменшити навантаження на сервери потокових сервісів та прискорити доставку контенту користувачам.
Пряма трансляція – нові виклики
Пряма трансляція на платформах, таких як Facebook Live або Twitch, вимагає передачі інформації на ваш комп’ютер у режимі реального часу (або з мінімальною затримкою). Це означає, що стример повинен мати можливість завантажувати контент з тією ж швидкістю, з якою ви його завантажуєте.
Коли стример записує відео, кожна мілісекунда запису розбивається на невеликі файли. Ці файли стискаються та впорядковуються кодером, а потім передаються через Інтернет. Ваш комп’ютер завантажує їх поступово та об’єднує в цілісне відео. Завдяки цьому забезпечується мінімальна затримка між стримером та глядачем.
Популярні потокові сервіси, такі як Twitch та YouTube, використовують глобальну мережу серверів для зменшення затримок і покращення якості потокового відео. Однак якість прямої трансляції залежить від швидкості інтернет-з’єднання стримера, оскільки вона не може використовувати OCA. На щастя, впровадження швидкого домашнього інтернету, як-от Google Fiber, та мереж 5G підвищує якість прямих трансляцій.
Майбутнє потокового передавання – ігри
Ідея грати у відеоігри прямо у браузері не є новою. Проте, деякі компанії прагнуть вивести браузерні ігри на новий рівень, створюючи потокові сервіси для консольних ігор, що вимагають великих ресурсів.
Мова йде не про трансляцію Farm Simulator на Twitch, а про можливість грати у віддалені відеоігри без спеціальної консолі чи потужного комп’ютера. Завдяки потоковому передаванню ігор, сервер, розташований віддалено від вашого дому, обробляє усі складні обчислення. Сервіси, такі як Google Project Stream та Nvidia GEFORCE NOW, обіцяють, що навіть слабкий ноутбук зможе запускати найсучасніші ігри. Це дозволить багатьом людям заощадити гроші та усунути бар’єр, який апаратні обмеження створюють для відеоігор.
Звісно, передача ігор на комп’ютер користувача набагато складніша, ніж потокове відео. Ви не просто завантажуєте статичний файл, а взаємодієте з ним у реальному часі. Якщо виникає затримка між введенням команди з контролера та реакцією на екрані, гра стає неможливою. Такі сервіси, як Skype та Facetime, можна вважати попередниками ігрового потокового передавання, оскільки вони вимагають швидкого двостороннього з’єднання. Однак, потокове відтворення ігор має бути набагато стабільнішим.
Потокові сервіси для ігор, що вимагають багато ресурсів, ще не є масовими та не дуже надійні, тому компанії не розкривають усіх своїх комерційних секретів. Проте відомо, що вони, по суті, наслідують підхід Netflix. Такі компанії, як Nvidia, створюють CDN, оснащені потужними графічними картами, а Google намагається інтегрувати OCA, наповнені іграми, з високошвидкісним домашнім інтернетом Google Fiber. У будь-якому випадку, потокове передавання ігор – це наступний етап розвитку потокового медіа.