บทที่ 6: สตรีมมิ่งมีเดีย ( Streaming Media technology)

1. รายวิชา 739344 เทคโนโลยีมัลติมีเดีย สำหรับนิสิตสาขาเทคโนโลยีสารสนเทศ บทที่ 6: สตรีมมิ่งมีเดีย(Streaming Media technology) ผู้สอน อ.ปัญญาพร ปรางจโรจน์

2. Stream Media • เป็นการส่งข้อมูลผ่านระบบเครือข่ายอย่างต่อเนื่องเหมือนการไหลของกระแสน้ำ • พัฒนาขึ้นมาเพื่อใช้ในการส่งข้อมูลข่าวสารเพื่อเผยแพร่ แพร่ภาพ หรือแสดงผลผ่านทางระบบเครือข่ายต่างๆ และอินเทอร์เน็ต • ปัจจุบันส่วนใหญ่มักมีส่วนประกอบ ที่เป็นสตรีมมิ่งมีเดียทั้งสิ้น เช่น • การพังวิทยุ • การโปรโมทภาพยนตร์ • การเรียนทางไกล • การค้าขายสินค้า

3. หัวข้อ • ที่มาและความสำคัญ • คำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับstreaming media • What Is Streaming Media? • องค์ประกอบของการส่งข้อมูลแบบstream • ความแตกต่างระหว่าง streaming with web serverกับ streaming with streaming media server • ข้อดี-ข้อเสียของการใช้streaming • ตัวอย่างโปรโตคอลสำหรับstreaming media • บทสรุป

4. ที่มาและความสำคัญของหัวข้อที่จะนำเสนอที่มาและความสำคัญของหัวข้อที่จะนำเสนอ ปัจจุบันการดาวน์โหลดไฟล์ที่เป็นภาพและมีเสียงประกอบเป็น Videoหรือ audioจากอินเตอร์เน็ตกำลังเป็นที่นิยมอย่างมากซึ่งถ้าเป็นเมื่อก่อนจะต้องใช้เวลานานมากในการดาวน์โหลดข้อมูลทั้งหมดมาเก็บไว้ในฮาร์ดดิสก์แล้วจึงทำการ playได้ ซึ่งทำให้ผู้ใช้ รู้สึกเบื่อที่จะดาวน์โหลดไฟล์นั้น ๆ จึงได้มีเทคโนโลยีของ Streamingเกิดขึ้น เพื่อความรวดเร็วในการดาวน์โหลดไฟล์จากอินเตอร์เน็ตมารับฟัง/ชม

5. บทนำ ในอดีต การนำเสนอสื่อ Audio/Video บน Web จำเป็นต้องใช้วิธีการ download-and-play ซึ่งการที่จะรับชมสื่อนั้นๆได้นั้น จะต้องทำการ download ข้อมูลทั้งหมดมาก่อนจึงจะสามารถเล่นได้ ซึ่งถึงแม้จะเป็นสื่อขนาดเล็กเพียง 30 วินาทีก็ตาม ก็อาจจะต้องใช้เวลาDownload ถึง 20 นาทีก่อนที่จะสามารถนำมาใช้ฟัง/ชมได้ แต่ในปัจจุบันสื่อผสม(Multimedia) สามารถนำเสนอผ่าน web browser ในระบบ intranet และ internet อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

6. บทนำ [2] โดยที่วิธีการส่งข้อมูล Audio และ Video ผ่าน web browser มี 2 ประเภทใหญ่ ๆ คือ การใช้ Web Server ในการนำข้อมูลส่งไปยัง โปรแกรมที่ใช้นำเสนอสื่อนั้นๆ และอีกวิธีหนึ่งคือการใช้ Streaming Media Server ซึ่งจะใช้ Server โดยเฉพาะในการให้บริการข้อมูล Audio/Video โดยที่ Streaming Media file จะเริ่มเกือบจะในทันทีที่เล่น ระหว่างที่ข้อมูลกำลังถูกส่ง ผู้ชมสามารถรับฟัง/ชม สื่อนั้นๆได้ทันที โดยไม่จำเป็นต้องรอให้ download ข้อมูลทั้งหมดก่อน โดยมี Buffer เป็นตัวช่วย

7. คำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับstreaming media • Bandwidth : ปริมาณการส่งข้อมูลที่สามารถส่งได้ ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ในระบบเครือข่าย bandwidth ที่สูงจะแสดงถึงการส่งผ่านข้อมูลที่เร็วกว่า bandwidth ต่ำ ค่าของ bandwidth จะแสดงในรูป bits per second (bps) • Broadcast : อธิบายถึงการส่งสัญญาณกระจายไปยังเครื่องผู้รับ ในการรับสัญญาณ ทางฝั่งผู้รับจะไม่สามารถควบคุมสื่อที่ทำการส่งสัญญาณขณะนั้นได้ ซึ่งเมื่อเปรียบเทียบกับการส่งสัญญาณแบบ on-demand เครื่องผู้รับจะสามารถทำการควบคุมการเปิด ปิด หรือเล่นสื่อนั้นๆได้

8. คำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับstreaming media[2] • Broadcast Unicast : เป็นการรับสัญญาณซึ่งการติดต่อระหว่างผู้ส่งและผู้รับ จะเป็นแบบหนึ่งต่อหนึ่ง และการติดต่อระหว่างผู้ส่งและผู้รับจะต้องมีการติดต่อกันตลอดเวลาระหว่างการส่งข้อมูล • Broadcast Multicast : ทำการส่งสัญญาณจากเครื่องให้บริการ(server)หนึ่งสายสัญญาณไปยังผู้รับ(client)จำนวนมาก โดยที่ผู้รับจะรอทำการตรวจสอบจาก IP ของเครื่องให้บริการ

9. วิธีการเผยแพร่ไฟล์สตรีมมิ่งมีเดียวิธีการเผยแพร่ไฟล์สตรีมมิ่งมีเดีย ที่มาจาก http://tv.ku.ac.th/tech.html • Unicast – เป็นวิธีการส่งผ่านไฟล์สตรีมมิ่งมีเดียแบบOn-Demand ไปยังเครื่องของผู้ชมในลักษณะจุดต่อจุด (Point-to-Point)

10. วิธีการเผยแพร่ไฟล์สตรีมมิ่งมีเดียวิธีการเผยแพร่ไฟล์สตรีมมิ่งมีเดีย ที่มาจาก http://tv.ku.ac.th/tech.html • Multicast –เป็นวิธีการส่งไฟล์สตรีมมิ่งมีเดียไปยังเครื่องผู้ชมที่ได้ทำการติดต่อหรือเชื่อมโยงกับสตรีมมิ่งเซิร์ฟเวอร์ผ่านทางเครือข่ายอินเทอร์เน็ต

11. วิธีการเผยแพร่ไฟล์สตรีมมิ่งมีเดียวิธีการเผยแพร่ไฟล์สตรีมมิ่งมีเดีย ที่มาจาก http://www.msit.mut.ac.th/ • Broadcast – เป็นวิธีการส่งไฟล์สตรีมมิ่งมีเดียแบบถ่ายทอดสด(LiveBroadcasting) ไปยังเครื่องของผู้ชมหลายๆ จุดพร้อมๆ กัน

12. คำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับstreaming media[3] • On-Demanded : อธิบายถึงการส่งสัญญาณไปยังเครื่องผู้รับ โดยที่ผู้รับสามารถควบคุมสื่อนั้นๆ ได้ เช่นในกรณีของสื่อวิดีโอ ผู้รับสามารถ play , pause , forwarded ได้ ซึ่งไม่สามารถทำได้ในการส่งสัญญาณแบบ broadcast • On-Demanded Unicast : เป็นการติดต่อแบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างผู้ให้บริการและผู้รับ ซึ่งผู้ส่งจะสร้างเส้นทางเชื่อมต่อสัญญาณ สำหรับผู้รับแต่ละราย

13. คำศัพท์ที่เกี่ยวข้องกับstreaming media[4] • Codec : เป็นคำย่อของ Compressor/Decompressor วิธีการของซอฟแวร์หรือฮาร์ดแวร์ของการบีบอัดและแตกไฟล์ ส่วนมากจะใช้กับวีดีโอ และเสียงบนอินเตอร์เน็ต โดยเฉพาะกับ streaming media • Buffer - กระบวนการในการรวบรวมข้อมูลเพียงไม่กี่วินาทีก่อนที่ไฟล์สตรีมมิ่งจะเล่นจริง

14. What Is Streaming Media? Streaming media เป็นเทคโนโลยีที่สามารถ เล่น เพลง วีดีโอ และ ข้อมูลแบบแอนนิเมชั่น โดยส่งผ่านอินเตอร์เน็ตในเวลาแบบ real timeคือไม่ต้องรอการดาวน์ โหลดข้อมูลทั้งหมดมาก่อน Client หรือผู้เล่นจะสามารถเล่นไฟล์ ได้ในทันทีที่ยังมีกระบวนการของการส่งอยู่

15. องค์ประกอบของการส่งข้อมูลแบบ stream

16. ลักษณะของ Streaming Media การส่งข้อมูลเป็นแบบเรียลไทม์ (Retime) ผู้ชมสามารถรับชมและฟังสตรีมมิ่งมีเดียได้โดยไม่ต้องรอให้ดาวน์ โหลดข้อมูลจนเสร็จ สามารถควบคุมการแสดงผลได้ด้วยโปรแกรมแสดงผลทั่วไป เช่น – เล่นเพลงก่อนหน้า (Previous) – เล่นซ้ำ (Repeat) ป้องกันการละเมิดลิขสิทธิ์ได้

17. ลักษณะการส่ง Streaming Media • ไฟล์ออนดีมานด์ (On-Demand) – เป็นไฟล์ที่สามารถเรียกใช้ได้ทันทีเมื่อต้องการ – ไฟล์เหล่านี้จะถูกเข้ารหัสในรูปแบบที่เหมาะสมต่อการแสดงผลแบบสตรีมมิ่งแล้วนำไฟล์จัดเก็บไว้เซอร์ฟเวอร์ – ทุกคนสามารถเรียกใช้งานได้พร้อมกันได้หลายคนในเวลาเดียวกัน – แต่ละคนสามารถควบคุมฟังก์ชั่นการทำงานได้อย่างอิสระ • หยุดการแสดงผล (Pause) • แสดงผลย้อนกลับ (Rewind) • แสดงผลซ้ำ (Replay) – ระบบการศึกษาทางไกลผ่านเว็บ (Web-Base TrainingSystem :WBTS)

18. ลักษณะการส่ง Streaming Media • การถ่ายทอดสด (Live Broadcasting) – เป็นการถ่ายทอดเหตุการณ์ที่เกดขึ้น ณ เวลานั้น โดยผู้ชมได้รับชมเหตุการณ์ต่างๆ ได้เป็นปัจจุบันและทันท่วงที – ด้วยวีธีการแปลงสัญญาณจากกล้องวิดีโอเป็นข้อมูลดิจิตอล – เครื่องเซิร์ฟเวอร์จะทำการถ่ายทอดไปยังเครื่องผู้ชมปลายทาง – สามารถเรียกใช้งานได้พร้อมๆ กันเป็นจำนวนมากๆ ได้

21. ความแตกต่างระหว่าง streaming with web serverกับ streaming with streaming media server • Streaming With Web Server การใช้งาน : เริ่มจากทำการแปลง Audio/Video ให้อยู่ในรูปแบบสื่อที่เหมาะสมสำหรับการส่งข้อมูลบน internet โดยพิจารณาจาก bandwidth และทำการ upload แฟ้มมัลติมีเดียไปยัง web server และสร้างเว็บเพจที่ระบุ URL ของแฟ้มมัลติมีเดียนั้น ๆ เมื่อมีการเรียกใช้งานแฟ้มมัลติมีเดีย client-side player จะทำงานและเริ่ม download แฟ้มมัลติมีเดีย เมื่อแฟ้มทั้งหมด download เสร็จสิ้นแล้วจึงทำการ play ไฟล์นั้น ๆ

22. ความแตกต่างระหว่าง streaming with web server กับ streaming with streaming media server [2] การส่งข้อมูล : Web Server ใช้การติดต่อผ่าน HyperText Transport Protocol (HTTP) ในการติดต่อระหว่าง server และ client ซึ่ง HTTP จะควบคุม Transmission Control Protocol (TCP) ซึ่งจะจัดการเกี่ยวกับการส่งข้อมูลทั้งหมด

23. ความแตกต่างระหว่าง streaming with web serverกับ streaming with streaming media server[3] • Streaming With Streaming Media Server การใช้งาน : แฟ้มที่ได้จะ upload ไปยัง Streaming Media Server เมื่อแฟ้มมัลติมีเดียถูกเรียกใช้งาน Web Browser จะส่งไฟล์ขนาดเล็กที่เรียกว่า Meta File ไปยัง Client Player

24. ความแตกต่างระหว่าง streaming with web server กับ streaming with streaming media server [4] การส่งข้อมูล : จะใช้ protocol User Datagram Protocol (UDP) ซึ่งมีจุดเด่นที่ความเร็ว ขนาดเล็ก และไม่มีการทำงานเกี่ยวกับการส่งข้อมูลซ้ำหรือคำนวณอัตราการส่งข้อมูล ซึ่งจะเหมาะกับการส่งข้อมูลแบบ realtime ซึ่งข้อมูลที่สูญหายบางส่วนหรือข้อมูลที่เกิด delay จะถูกละความสนใจไป นอกจากนี้ อาจมีการใช้งาน Protocol เฉพาะสำหรับการ streaming media เลยก็ได้เช่น Realtime Streaming Protocol (RTSP)

25. ข้อดี-ข้อเสียของการใช้ streaming ข้อดี - ผู้ชมจะสามารถรับชมได้ทันที และสามารถเลื่อนไปยังตำแหน่งที่ต้องการชมได้ โดยไม่ต้องรอให้ download จนเสร็จก่อน - รายการที่เลือกชม ไม่ได้ถูกเก็บไว้ในเครื่อง ทำให้ประหยัด พื้นที่ใน Hard Disk เหมาะสำหรับผู้ที่มีพื้นที่ใน Hard disk จำกัด ข้อเสีย - สำหรับผู้ที่มีช่องสัญญาณ (Bandwidth) ที่มีความเร็วไม่คงที่ จะพบปัญหาการ buffering บ่อยครั้ง

26. ตัวอย่างโปรโตคอลสำหรับstreaming media • User Datagram Protocol (UDP) : UDP protocol จะเป็นการส่งข้อมูลทิศทางเดียว คือ ข้อมูลจะส่งจาก server ไปยัง client โดยไม่มีการตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล ดังนั้นจึงสามารถส่งข้อมูลได้เร็วกว่า TCP protocol จึงได้ถูกนำมาใช้ในการส่งข้อมูลมัลติมีเดีย 

27. ตัวอย่างโปรโตคอลสำหรับ streaming media[2] • Real Time Streaming Protocol (RTSP) คือโปรโตคอลที่ใช้ในการควบคุมสตรีมมิ่งข้อมูล RTSP มีสองโครงสร้าง คือ หน่วยควบคุม และการเชื่อมต่อข้อมูลRTSP เป็นโปรโตคอลที่ใช้รูปแบบ client/server  ที่ถูกออกแบบเพื่อใช้ในการแสดงสื่อมัลติมีเดีย

28. ลักษณะการส่ง Streaming Media • โปรเกรสซีฟดาวน์โหลด (Progressive Download) – เป็นการผสมผสานการส่งข้อมูลแบบสตรีมมิ่งและการดาวน์โหลดเข้าด้วยกัน – โดยอาศัยพื้นที่บางส่วนภายในหน่วยความจำชั่วคราวของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า บัฟเฟอร์ (Buffer) มาใช้เก็บพักข้อมูล – ในระหว่างการดาวน์โหลดอยู่นั้นผู้ชมสามารถที่จะเล่นหรือแสดงผลไฟล์ได้ก่อนที่การดาวน์โหลดจะเสร็จสิ้นสมบูรณ์ – มักใช้กับไฟล์มัลติมีเดียที่ไม่ใหญ่มากนัก

29. องค์ประกอบพื้นฐานระบบสตรีมมิ่งมีเดียองค์ประกอบพื้นฐานระบบสตรีมมิ่งมีเดีย • เครื่องเข้ารหัส (Encoder) – เป็นเครื่องมัลติมีเดียพีชี (Multimedia PC) ที่ได้ทำการติดตั้งซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมไว้สำหรับใช้แปลงไฟล์เสียงและวีดีโอ ให้อยู่ในรูปของสตรีมมิ่ง เช่น MPEG, WMF • เครื่องเซร์ฟเวอร์ (Servers) – เป็นเครื่องที่ได้ติดตั้งซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมสำหรับใช้บริการจัดการกับสตรีมมิ่งมีเดีย • เครื่องผู้ชม (Player) – เป็นเครื่องที่ได้รับการติดตั้งซอฟต์แวร์หรือโปรแกรมที่ใช้ในการแสดงผล (Decode) – RealPlayer, Windows Media Player,Quick Time

30. เทคโนโลยีการส่งไฟล์ข้อมูลเทคโนโลยีการส่งไฟล์ข้อมูล • โพรโตคอล (Protocol) – เป็นข้อกำหนดสำหรับควบคุมการแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารผ่านระบบเครือข่าย – ใช้สำหรับแลกเปลี่ยนข้อมูลข่าวสารระหว่างกันของแต่ละส่วนประกอบด้วยมาตรฐานเดียวกัน เช่น RTSP, MMS • ไฟล์ฟอร์แมต (File Format) – ใช้สำหรับการกำหนดรูปแบบมาตรฐานของการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างกัน • โคเด็ด (Codec) – ใช้สำหรับการเข้ารหัสและถอดรหัสข้อมูลข่าวสารที่บรรจุอยู่ภายในไฟล์ฟอร์แมท

31. องค์ประกอบพื้นฐานระบบสตรีมมิ่งมีเดียองค์ประกอบพื้นฐานระบบสตรีมมิ่งมีเดีย

32. บทสรุป การนำเสนอข้อมูล Audio/Video ผ่านระบบ internet มีวิธีการส่ง 2 แบบ แบบแรกคือการใช้ Web Server ในการให้บริการ และแบบที่สองคือ การใช้ Streaming Media Server ในการให้บริการ โดยระบบเครือข่ายได้ ถูกนำมาใช้ในการนำเสนอข้อมูลเช่นเดียวกัน เนื่องจากประสิทธิภาพการเข้าถึง ผู้รับชมจำนวนมากได้ในการนำเสนอเพียงครั้งเดียว และการใช้สื่อผสม ประเภท Video เพื่อใช้ในการนำเสนอผ่าน web browser ในระบบ intranet และ internet ซึ่งเป็นระบบ network ที่มีการนำมาประยุกต์ใช้มากที่สุดอย่าง หนึ่งในปัจจุบัน