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Common Media Application Format - Endet der Kampf der Videoformate nun endlich?

HTTP-basierte Streaming-Formate wie Microsoft Smooth Streaming, Apple HLS, Adobe HDS oder der neuere Industriestandard MPEG-DASH haben Videoinhalte im Internet der breiten Masse zugänglich gemacht. Bisher konnte sich keines dieser Formate auf allen Geräten etablieren. Smooth Streaming und HDS waren von Anfang an auf Desktop-Browsern verbreitet, während sich HLS als dominierendes Format auf MacOS sowie mobilen Devices mit Android und iOS durchgesetzt hat.

Dadurch entstand die Situation, dass die Firmen der Medienindustrie seit Jahren mehrere Versionen des gleichen Inhalts bereitstellen müssen, wenn sie alle relevanten Nutzergruppen beliefern wollen. Das bedeutet: doppelter Speicherplatzbedarf sowie erhöhte Komplexität bei der Erstellung und Verwaltung von Onlinevideos.

Auch mit der Einführung des Industriestandards MPEG-DASH hat sich an dieser Tatsache erst einmal nichts Entscheidendes geändert. Möchte man nativ die gängigsten Browser und Systeme bedienen, benötigt man sowohl HLS als auch MPEG-DASH. Obwohl Akamai beide Streaming-Formate mit seinen Media-Service-Live-Lösungen und den Produkten der Media-Service-On-Demand-Linie unterstützt, suchen wir als innovatives Unternehmen immer nach neuen, intelligenten Lösungen für unsere Kunden. Deshalb engagieren wir uns in einer Initiative, die zum Ziel hat, ein einziges, einheitliches Videoformat zu definieren, um damit die Video Workflows unserer Kunden zu vereinfachen. Diese Initiative heißt CMAF, das ist die Kurzform für Common Media Application Format. CMAF soll das einzige Videoformat werden, das unabhängig vom Streaming-Format (HLS / DASH) auf allen Endgeräten unterstützt wird. Initialisiert von Microsoft und Apple wird es aktuell im Verbund vieler Firmen, unter anderem Akamai, weiterentwickelt. Sehen Sie auch unseren amerikanischen Blog zu diesem Thema: Akamai Blog US

Kurz zusammengefasst noch einmal die Grundidee: Ein Videoformat, unabhängig von der Übertragungstechnologie, entwickelt für HTTP-basiertes, adaptives Streaming. Das bedeutet Halbierung des benötigten Speichers und Reduzierung der Komplexität. Weitere Vorteile von CMAF:

  • Multi DRM Support
  • Option für die Auslieferung mit geringer Latenz (Low Latency)
  • Bessere Cachebility
  • Eine Videodatei pro Qualitätsstufe einfachere Verwaltung

CMAF im Detail

Die CMAF-Initiative macht sich das bestehende MPEG, also standardisierte Technologie zunutze, um das neue Format zu entwickeln. CMAF Files sind Video- / Audiodateien die auf dem Prinzip des ISO-Base-Media-File-Formats (MPEG-4 Part 12) basieren. Aktuell definiert das MPEG-Konsortium verschiedene Profile, die festlegen, was Browser und Devices unterstützen müssen, um CMAF-codierte Videos abspielen zu können.

Die gute Nachricht ist: MPEG-DASH unterstützt bereits ISOBMFF! Deshalb ist davon auszugehen, dass alle MPEG-DASH-kompatiblen Geräte auch CMAF unterstützen werden. Das bedeutet, dass nur das HLS Eco System fehlt, um den „ein Videoformat"-Ansatz zu ermöglichen. Diesem Ziel ist die Medienindustrie einen entscheidenden Schritt näher gekommen, als Apple in ihrer weltweiten Entwicklerkonferenz im Juni dieses Jahres die Unterstützung für fragmented MP4 (fMP4)-Dateien im HLS-Standard bekannt gegeben hat. Hier finden Sie das offizielle Dokument: fMP4 und HLS

fMP4 vs. CMAF:

Diese Ankündigung bedeutet den langfristigen Abschied vom MPEG Transport Stream (.ts) Format. fMP4 und CMAF bauen beide auf der ISOBMFF / MPEG-4 Part 12 Spezifikation auf, wobei CMAF Teile von fMP4 übernimmt, aber zusätzliche Bedingungen / Einschränkungen definiert. Das bedeutet, dass CMAF-Inhalte nicht automatisch auf Devices abgespielt werden können, die fMP4 unterstützen. Trotzdem sind sich beide Formate sehr ähnlich und sobald CMAF final spezifiziert ist, erwarten wir eine breite Unterstützung auf allen relevanten Geräten.

Was sind CMAF Files:

Ein CMAF File ist eine Datei, die eine Qualitätsstufe eines Video- oder Audiostreams repräsentiert. Im Gegensatz zu HLS ist es nicht mehr notwendig, einzelne Segmente vorab zu erstellen. Pro Qualitätsstufe wird nur eine einzelne, zusammenhängende Datei transcodiert.

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 HLS mit .ts Video Files 5 x Qualitätstufen -- HLS mit fmp4 Video Files 5 x Qualitätstufen

 

Wie kann man trotzdem einzelne Videosegmente abrufen, die wir von HLS und den anderen adaptiven Streaming-Verfahren kennen?

Das funktioniert, weil jede der Videodateien (.m4s) in sich segmentiert ist. Vergleichen Sie dazu eine „normale" MP4-Datei mit einer fragmentierten Version:

Test.mp4 nicht fragmentiert:

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Testfmp4.m4s fragmentiert:

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Wie Sie sehen können, enthält die Test.mp4-Datei nur eine einzelne mdat-Box. In dieser Box sind die eigentlichen Videoinformationen gespeichert. Im Gegensatz dazu ist die fmp4-Datei in mehrere Datenblöcke unterteilt. Jeder mdat-Block repräsentiert einen Teil des gesamten Videos und kann zur adaptiven Wiedergabe genutzt werden.

CMAF Segment

Ein CMAF Segment besteht aus mehreren CMAF-Fragmenten die wiederum aus einzelnen mdat-Blöcken bestehen.

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Aufbau eines CMAF-Segments Quelle: http://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-a/common-media-application-format/text-isoiec-cd-23000-19-common-media-application

Die Referenz auf die einzelnen Segmente funktioniert weiterhin über die bekannten Playlisten. Deshalb spricht man bei CMAF auch von einem Transport-Format unabhängigen Videostandard. Ob die Zuweisung im Videoplayer über HLS (m3u8) oder über MPEG-DASH (mpd) stattfindet, spielt keine Rolle. Abgerufen werden die CMAF-Segmente über HTTP Byte Range Requests. Für den Low-Latency-Modus können auch einzelne mdat Boxen per Byte Range Request geladen werden, und es muss kein ganzes Segment im klassischen Sinne ausgeliefert werden. Dadurch erreicht man eine schnellere Video Start-Up Time, die zu einer besseren User Experience führt.

CMAF bei Akamai:

Akamai unterstützt die Auslieferung von CMAF-Videos über das Produkt Adaptive Media Delivery. Das bedeutet, Sie können bereits jetzt erste Erfahrungen sammeln, in dem Sie zum Beispiel HLS oder MPEG-DASH mit entsprechend kodiertem Ausgangsmaterial ausspielen. Melden Sie sich bei ihren Akamai-Kontaktpersonen, wenn Sie an einem Test oder weiteren Informationen rund um das Thema interessiert sind. Bis zur Fertigstellung des CMAF-Standards informieren wir Sie regelmäßig über weitere Neuerungen auf diesem und dem amerikanischen Blog sowie in der Akamai Community.

Sollten Sie im September auf der IBC in Amsterdam sein, können Sie gerne an unserem Stand vorbeikommen und mit unseren Experten und mir die weiteren Entwicklung des CMAF-Standards diskutieren.

Noch ist CMAF nicht final definiert, aber die Entwicklungen der letzten Monate lassen darauf hoffen, dass der Kampf der Videoformate dem Ende zugeht. Endlich!

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