2 Aprile 2003

1. 2 Aprile 2003 Ministero dell’Istruzione Università e Ricerca “Piano Nazionale di Formazione degli Insegnanti sulle Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione” Tutor B Multimedialità su Internet: La rete delle reti come strumento avanzato per la mutimedilaità distribuita.. - Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete - Lo streaming, teoria ed applicazioni - I formati audio - I formati video Gaetano.Chionchio@src.cnr.it Protocollo d’intesa tra Ufficio Scolastico Regionale del Lazio e CNR Area della Ricerca di Roma II - Tor Vergata

2. Multimedialità L’utilizzo simultaneo di più mezzi espressivi: immagini, audio e video. Gennaio 1884 Guglielmo Marconi Paul Nipkow • 1897 Marconi inventa la radio • 1929 nascita della TV primo vero esempio di “video streaming” • 1996 sviluppo di una modalità di trasmissione in rete chiamata Data Streaming (flusso di daticontinuo). Aprile 1929 Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Orgini

3. Caratteristiche fondamentali • Tipicamente delay sensitive • Ma loss tolerant: lossesoccasionali causano piccoli glitches che possono essere cancellati • Antitesi con i data (programmi e dati), che sono loss intolerant ma delay tolerant. • Multimedia sono anche definiti “continuous media” Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Caratteristiche

4. Classi di applicazione MultiMediali in rete • Streaming stored audio and video • Streaming live audio and video (unidirectional Realtime) • Real-time interactive video Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Tipologie

5. Streaming stored MM • I client richiedono i files audio/video da un server, li ricevono sulla rete e li mostrano su di un display • Interattività: l’utente può controllarne il display temporale (come in unVCR: pause, resume, fast forward, rewind, etc.) • Delay: dalla richiesta del client al display il ritardo è tipicamnte compreso tra 1 e 10 secondi Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Streaming stored

6. Streaming live MM • La trasmissione delle informazioni MM è simile a quella della TV o dellaradio via etere. Il media trasmissivo è la rete. • Non permetteinterattività solo ascolto/visione Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Unidirectional Real-Time

7. Interactive Real-Time • Audio e video conferenza • Requisiti sul delay piu’ stringenti che nello Streaming live o stored a causa della natura real-time • Video: ritardo accettabile < 150 msec • Audio: ritardo accettabile < 400 msec Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Bidirectional Real-Time

8. Streaming Per streaming si intende un flusso di dati continuo. La tecnologia dello streaming consente agli utenti connessi ad internet la visione di un flusso audio video codificato secondo determinati standard, che prevedono la sua codifica e compressione. Ciò può avvenire in tempo reale e senza lunghi tempi d'attesa in quanto non è richiesto il download completo del file multimediale; infatti la riproduzione inizia dopo pochi secondi di "bufferizzazione". • Architettura: • Sorgente di segnale Audio-Video • Encoder: acquisizione e codifica • Stream server: pubblicazione,archivio,distribuzione • Il Client: browser, applicazioni ad hoc Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Streaming

9. Accesso ai contenuti MM Accesso a contenuti multimediali viaFTP/HTTP: i dati audio/video vengono mostrati alla fine del processo di download Esempio: File .mp4, 352x288 pixel, 30fps, 800 kb/s, 2 ore (700 MByte in tutto) Con link ADSL a 800 kb/s ==> tempo di scaricamento 2 ore..... poi playback Accesso a contenuti multimediali viaSTREAMING: i dati audio/video vengono mostrati non appena arrivano. Esempio: File .mp4, 352x288 pixel, 30fps, 800 kb/s, 2 ore (700 MByte in tutto) Con link ADSL a 800 kb/s ==> tempo di bufferizzazione 10 secondi, poi playback immediato. Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Streaming

10. Implementazioni commerciali Microsoft Apple RealNetwork Sono caratterizzate da: Facilità di utilizzo Architettura chiusa Nessuna (o limitata) interoperabilità Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Streaming

11. Implementazioni OpenSource Sono caratterizzate da: • Nessun costo di implementazione • Architettura aperta • Interoperabilità garantita da standard IETF: • RTSP (real-time stream protocol) • RTP (real-time protocol) • RTCP (real-time control protocol) • SDP (stream description protocol) • RSVP (resource reservation protocol) • SMIL (Synchronized Multimedia Integration Language) Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Streaming

12. Standard Video Conferenza ITU-T H.320 • ISDN • reti leased (dedicate) • ITU-T H.281 • Controllo telecamera remota • compatbile con l’H.320 ITU-T H.323 • reti IP • ITU-T H.282 • Controllo telecamera remota • compatbile con l’H.323 Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Streaming

13. Formati grafici BMP • bitmap • nessuna compressione • JPEG • Joint Photographic Expert Group • Standard nel 1992. • lossy compression algorithm • GIF • • CompuServe • • compressione LZW • • solo 8 bit (256 colori) • possibile animazioni e trapsarenza • PNG • • versione opensource del gif • portable network graphics • • 24 bit (16Mcolori) • • possibile trapsarenza TIFF • tagged image file format • capacità simili al BMP • usa metodi di compressione Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Formati

14. Formati Audio Encoding (voce) • ITU-T G.711 • • Pulse Code Modulation • • Banda:300-3400Hz • 8 kHz sample rate • 8 bits per sample • • Bit Rate: 56/64Kb/s ITU-T G.728 • Low Delay-Code Excited Linear Prediction • Banda:300-3400Hz • Bit Rate: 16Kb/s ITU-T G.723.1 • Multi-Pulse Maximum Likelihood Quantization • Banda:300-3400Hz • Bit Rate: 5.3/6.3Kb/s ITU-T G.729 • Complementary Symmetry-Algebraic Code Excited Linear Prediction • Banda:300-3400Hz • Bit Rate: 8Kb/s ITU-T G.726 • Adaptive Differential Pulse Code Modulation • Banda:300-3400Hz • Bit Rate: 8Kb/s GSM • Regular Pulse Exitation - Long Term Prediction) • Banda:300-3400Hz • 13Kb/s ITU-T G.722 • Sub Band - Adaptive Differential Pulse Code Modulation • Banda: 50-7000Hz • Bit Rate: 48/56/64Kb/s Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Formati

15. Formati Audio Encoding MIDI • Musical Instrument Digital Interface • contengono istruzioni che comunicano alla scheda audio di modulare la frequenza in modo da produrre una particolare nota che abbia una timbrica simile a quella dello strumento in questione e che duri una certa quantità di tempo. • Wave • variante MS dell’AIFF (Apple) • nessuna compressione • max qualità • poco efficiente • estensioni: .wav MOD, XM, IT,S3M • varianti del MIDI • contegono campioni degli strumenti originari • AIFF • Audio Interchange File Format • nessuna compressione • max qualità • poco efficiente • estensioni: .aif ief, • AAC • Advanced Audio Coding • Mpeg Layer 2 • MP3 • Mpeg Layer 3 • fattore di compressione tipico 12:1 • compressione Psicoacustica • estensioni: .mp3 • AC3 • Dolby AC-3 Audio Coding rev. 3 • Home theatre 5+1 canali audio • sinonimi: surround sound, 3D sound. Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Formati

16. Formati Video Encoding • ITU-T H.261/263 • • n x 64Kb/s, 1< n <30 • • ISDN • Common Intermediate Format: • (f)Cif (288 linee x 352 pixel) • QCIF (176 linne x 144 pixel) • 4CIF (704 linee x 576 pixel) • Divx • • basato su Meg4 • • indee: mpeg1,2, quicktime • Altissimi fattori di compression • JPEG • Joint Photographic Expert Group • Standard nel 1992. • lossy compression algorithm • MPEG • • Motion Picture Expert Group • • mpeg1 (qualità VHS) • • mpeg2 (qualità DVD) • Evoluzioni: mpeg4 AVI • Audio Video Interleave • proprietario MS • standar compressione: RLE, Indeo,Cinepak QuickTime • proprietario Apple • standar compressione: Cinepak, JPEG, and MPEG. Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Formati

17. Formati streaming ASF Il formato utilizzato daMicrosoft per la distribuzione di filmati via streaming: Advanced Streaming Format (ASF). Sviluppato appositamente dalla casa di Redmond per il Web sin dal 1995, è diventato uno dei principali formati di web streaming disponibili oggi sul mercato. Per poter utilizzare il formato Microsoft è necessario utilizzare un server specifico che supporti la distribuzione di file ASF e uno specifico lettore, il noto Windows Media Player che proprio in questi ultimi giorni è giunto alla versione 9. REAL Standard de facto RealNetworks ha integrato nella piattaforma di streaming anche una particolare tecnologia chiamata SureStream. In poche parole si tratta di una modalità che è in grado di adattare alla velocità del collegamento il flusso di dati in modo da renderlo scalabile anche in previsione di una calo di prestazione della connessione. QuickTime • proprietario Apple • standar compressione: Cinepak, JPEG, and MPEG. Introduzione sulle tecnologie multimediali in rete Formati

18. Docente: Gaetano Chionchio Servizi Informatici di Campus Sezione di Roma 2 Tor Vergata Phone+39 06 4993 4039 Fax+39 06 4993 4013 GSM+39 335 6201134 EmailGaetano.Chionchio@src.cnr.it URLhttp://www.sic.rm.cnr.it/~gaetano Assunto al CNR nel 1987 come progettista elettronico. Dal 1995 si occupa della gestione di sistemi informatici. Presso l’Area di Ricerca di Roma 2 (Tor Vergata) e’ responsabile delle infrastrutture di rete, dei servizi di interoperabilità e dei progetti avanzati di Campus per il Software Scientifico e la Formazione Professionale. Riveste la funzione di consulente informatico per l’Ente presso il consorzio Parades,l’ASI ,l’ISPESL ed il MIUR. E’ membro del comitato scientifico per la formazione nella Commissione Informatica Reti Telematiche del CNR. System & Network Administrator Piano Nazionale di Formazione degli Insegnanti sulle Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione Multimedialità su Internet