LA VIDEO SU INTERNET
Bilancio e prospettive di una tecnica sempre più performante, sicuramente soddisfacente per il privato, ma ancora limitata per uso scolastico

di Andrea Torrente

La video su Internet non ha ancora raggiunto i massimi traguardi che ci si attendeva, tuttavia, ha potuto raggiungere, grazie alle esperienze di questi ultimi anni, dei progressi veramente significativi.

Il tempo in cui si potevano paragonare le immagini video a delle vignette o a dei francobolli animati per sottolineare le dimensioni ridotte e la qualità molto povera delle stesse, è veramente passato. I progressi tecnologici realizzati a livello di trattamento dei dati e lo sviluppo su vasta scala delle trasmissione dati ad alta velocità (ADSL, banda larga), sono gli elementi determinanti di questa evoluzione.

Evoluzioni qualitative importanti

I file video, paragonati ai file di testo, sono voluminosi e richiedono una portata importante. Se ci si riferisce alla TV digitale che utilizza la norma di compressione MPEG-2, alcuni anni addietro si stimava che occorresse una portata costante di 5 o 6 Mb/sec. per ottenere un’immagine digitale paragonabile ad un’immagine analogica composita in PAL o in SECAM, e 9 o 10 Mb/sec. per raggiungere la qualità studio CCIR 601. Le tecniche di compressione e di codificazione evolvono ed oggi si stima che ad eguale qualità d’immagine la portata necessaria sia diminuita di circa il 30% nell’ultimo decennio.   

Con Internet, sono state sviluppate delle tecnologie specifiche per adattarsi alle caratteristiche ed alle  particolarità della RETE.

I codec  utilizzati per la video sono in evoluzione permanente e gli algoritmi di codificazione sono sempre più performanti. Essi hanno permesso in pochi anni un salto qualitativo delle immagini. Le notizie diffuse dagli industriali del settore dimostrano chiaramente questa evoluzione.

Di fronte alle tecnologie dispiegate dai tre più importanti industriali del settore (RealNetWorks, Microsoft ed Apple), il gruppo di lavoro MPEG, che raggruppa gli industriali e le istituzioni del mondo intero, ha ugualmente sviluppato e normalizzato i propri strumenti video. Nella continuità di MPEG-1 ed MPEG-2, la nuova norma MPEG-4 si distingue in primo luogo per l’estensione delle sue applicazioni.

Oggi essa ingloba tutti i campi di applicazione dal telefono UMTS fino alla TVHD con una capacità di trasmissione dati che può raggiungere parecchi Gigabits per secondo.

D’altronde la norma MPEG-4 non si distingue soltanto per la compressione video, ma anche per l’introduzione di nuove funzionalità legate all’interattività con un approccio originale, che distingue oggetti video, audio, oggetti di sintesi, 2D o 3D…. e scenario audiovisivo, e la loro integrazione in un solo formato di file.

Per il trattamento video ed audio, se MPEG-4 eredita dalle norme precedenti, di cui essa riprende i grandi principi (un trattamento basato sulla DCT classica), essa offre ugualmente delle innovazioni considerevoli nelle tecniche del trattamento dei dati  (stima dei movimenti più sofisticata, predizione inter-immagine ed intra-immagine migliorate).

Queste innovazioni tecnologiche si traducono in un’accresciuta complessità dei dispositivi di trattamento ed in uno spettacolare guadagno in qualità: per una portata inferiore ad 1 Mb/sec, il nuovo codec video, che è stato battezzato con il duplice nome di H264  e MPEG-4 parte 10, ma che si trova talvolta sotto l’appellativo AVC (Advanced Video Coding), produce, a parità di portata, un livello di qualità di immagine da 30 a 50% superiore a quello della prima generazione di codec MPEG-4 ASP (Advanced Simple Profile) e del 60% superiore a quello di MPEG-2 utilizzato per la televisione digitale o per il DVD. In altri termini, ciò significa che ad eguale qualità di immagine la portata necessaria si riduce in proporzioni molto importanti.

Distribuire ad alta velocità

La situazione attuale è radicalmente cambiata, non perché molte nuove tecnologie si sono sviluppate, ma perché le due principali tecniche allora emergenti sono oggi perfettamente padroneggiate e formano oggetto di offerte commerciali notevolmente concorrenziali.

Per quanto riguarda il campo dell’istruzione bisogna precisare che le Università dispongono di banda larga che può raggiungere parecchie decine di Mb./sec., mentre la maggioranza degli istituti scolastici si appoggiano a tecnologie più propriamente destinate al grande pubblico. Attualmente sono disponibili per l’accesso alla banda larga due possibili soluzioni: l’ADSL e la via cavo.

L’ADSL ( Asymmetric Digital Subscriber Line) é una tecnologia totalmente digitale che si appoggia sulla rete telefonica tradizionale.

Le offerte commerciali variano fra 890 e 4.000 Kb./sec. e, poiché la concorrenza è abbastanza forte, i prezzi sono in continua discesa.

La via cavo  è un’alternativa all’ADSL, ma resta limitata alle istituzioni più attrezzate. Inizialmente destinata alla diffusione dei programmi televisivi, in analogico in un primo tempo, in digitale oggi, le reti cablate urbane consentono ormai la trasmissione bilaterale ad alta velocità di dati. Le offerte commerciali dei cablo-operatori sono circa dello stesso ordine che per l’ADSL e variano fra 64 Kb./sec. e 1.024 Kb./sec. in senso discendente. La portata può variare a seconda del numero degli utenti connessi nello stesso momento.

Sicuramente, per le zone non coperte da  tali tecnologie, ci si appoggia al satellite, alle onde radio o sulla rete di distribuzione dell’elettricità, ma esse restano ancora marginali in rapporto all’ADSL o al cavo.

Largamente utilizzato per la televisione, il satellite apporta una risposta per la trasmissione di dati o per l’accesso individuale ad Internet con una potenza commerciale di 1 o 2 Mb./sec. Ovviamente una scheda specifica deve essere inserita nel PC e deve essere collegata ad un’antenna parabolica esterna. Vengono proposti due metodi per le richieste degli utenti. La prima si appoggia alla linea telefonica classica grazie all’intermediazione di un modem. La seconda riservata ai professionisti, alle collettività territoriali, alle imprese, è più onerosa e si appoggia esclusivamente sul satellite: i collegamenti sono allora bidirezionali in quanto la parabola è anche utilizzata per trasmettere oltre che per ricevere.

Un’altra soluzione, che si appoggia sulla rete elettrica, è ancora sperimentale per il cablaggio delle agglomerazioni urbane. L’idea di sovrapporre dei segnali digitali alla corrente elettrica trova in questo caso un’applicazione nuova con lo sviluppo di Internet.

La rete elettrica è largamente presente su tutto il territorio nazionale e, quindi, è di costo del trasporto dei segnali digitali dovrebbe essere abbastanza basso.

In materia di video, se queste tecnologie danno una risposta soddisfacente all’internauta che si connette soltanto dal suo domicilio, non è la stessa cosa per l’utente, alunno o professore, che si connette dal suo istituto scolastico. In questo caso, l’accesso all’alta velocità disponibile in ingresso è condiviso fra tutti gli utenti simultaneamente connessi. Per questo motivo risulta essere talvolta insufficiente per delle applicazioni contenenti delle sequenze video.

Tre programmi per leggere le video

Tre aziende si dividono oggi il mercato:

·        RealNetWorks con la sua ultima versione Real System 9 (battezzato anche RealOne);

·        Microsoft con Windows Media 10 ed il suo Player, che sembra essere il più utilizzato dei media audiovisivi su PC;

·        Apple con la sua versione QuickTime in posizione di outsider malgrado le sue qualità.

Ciascuna di queste aziende ha sviluppato le proprie tecnologie, generalmente incompatibili con quelle dei concorrenti. Esse propongono degli insiemi completi di programmi per la lettura, per la codificazione e per la distribuzione (server). Tutte offrono un lettore gratuito che permette la lettura dei file MPEG-4 (formato naturale per QuickTime o con un plug-in per gli altri due).

Streaming o telecaricamento

Per diffondere delle sequenze video su Internet si possono utilizzare due metodi: lo streaming o il telecaricamento.

Il primo consiste nel ridurre la quantità di informazioni trasmesse, cioè diminuire la qualità delle immagini e/o la loro frequenza, in proporzione della portata digitale massima consentita dalla rete di accesso dell’utente. La trasmissione si effettua in tempo reale ma le immagini hanno una qualità tanto più ridotta quanto la portata è debole.

Il secondo, più ricco di possibilità, consiste nell’affrancarsi dal tempo reale inviando tutto o parte dei dati in posta elettronica dell’utente prima che questi inizi la lettura. La durata del telecaricamento può essere importante se la portata è debole ma la qualità della restituzione ne guadagna.

Che cos’è il codec

Si chiama codec (contrazione di COmpressione-DECompressione) l’entità di un programma che da una parte assicura la compressione della video al momento della produzione sul codificatore, e d’altra parte la decompressione dal lato utente sul programma di lettura.

Per un dato programma di lettura possono esistere diversi codec. Essi sono ottimizzati per tale o tal’ altra caratteristica, tale sorgente da codificare o tale portata o tale uso (WEB, CD-ROM……): essi presentano dei vantaggi o dei difetti a seconda delle tecnologie e degli algoritmi sui quali essi si appoggiano. Sono sviluppati da diverse aziende: Intel, Radius, Interated, Sorenson, Microsoft, Real.

Lo stesso codec deve essere presente alle due estremità della catena di diffusione (per la compressione nel programma di codifica, alla restituzione nel programma di lettura), in mancanza di ciò la lettura non potrà avvenire.