60 fps sind überall Standard… außer online

Schlendern Sie durch die Videokameraabteilung Ihres örtlichen Elektronikmarkts und Sie werden immer seltener HD-Camcorder finden, die nicht mit 60 Bildern pro Sekunde (fps) aufzeichnen. Dasselbe gilt für andere Videoaufnahmegeräte, darunter medizinische Bildgebungs- und Industriekameras, Action-Cams wie die GoPro und Mobilgeräte wie das iPhone 6 und das Samsung Galaxy Note 4.

Die Geräte, die wir zu Hause und im Büro zum Videostreaming verwenden, unterstützen ebenfalls 60 Bilder pro Sekunde. HDTVs, Laptop- und Desktop-Monitore, Tablets und Smartphones unterstützen in der Regel die Wiedergabe mit bis zu 60 Bildern pro Sekunde.

Videospiele, insbesondere solche, die für die Xbox One und die Playstation 4 entwickelt wurden, werden zunehmend für eine Wiedergabe mit 60 Bildern pro Sekunde (fps) optimiert.

Und in den letzten Jahren haben große Medienunternehmen wie ESPN, ABC und FOX damit begonnen, ihre Kanäle in 720p/60 (1280×720 Auflösung bei 60 Bildern pro Sekunde) auszustrahlen.

Man könnte meinen, das gesamte digitale Video-Ökosystem hätte sich auf 60 Bilder pro Sekunde umgestellt, gäbe es da nicht eine bemerkenswerte Ausnahme: Online-Videos. Seit den Anfängen des Internetvideos – 2004 mit der VloggerCon und 2005 mit dem ersten auf YouTube veröffentlichten Video – sind Videos, die über das Internet und unsere Unternehmensnetzwerke gestreamt werden, auf magere 30 Bilder pro Sekunde beschränkt.

Es ist an der Zeit, dass Online-Videos aufholen. 

Im Jahr 2015 wendet sich dieser jahrzehntelange Trend. Vor einigen Monaten kündigte YouTube die eingeschränkte Unterstützung von 60-fps-Videos an (nur im Google Chrome-Browser verfügbar). Und letzte Woche gab Panopto bekannt , dass unsere Videoplattform als erste 60 fps in allen Webbrowsern und auf Mobilgeräten unterstützt. In diesem Beitrag gehen wir der Frage nach, warum 60 fps ein besseres Wiedergabeerlebnis bieten, stellen einige Anwendungsfälle für 60-fps-Videos in Unternehmen und Universitäten vor, erläutern die Gründe für die unnatürliche Drosselung von Online-Videos auf 30 fps und wie… Panopto Wir haben 60 fps in unsere Videoplattform integriert. Außerdem stellen wir Ihnen einige 60-fps-Videobeispiele zur Verfügung, um Ihnen zu zeigen, wie gut Online-Streaming aussehen kann.

Was sind 60 fps und was macht es zu einem besseren Erlebnis?

Das Ansehen von Videos erfordert ein erlerntes Aussetzen des Unglaubens.

Wenn wir Videos ansehen, sehen wir keine flüssige Bewegung. Wir sehen lediglich eine schnelle Abfolge von Einzelbildern, die unserem Gehirn Bewegung vorgaukelt. In diesem Sinne ist Video kaum mehr als ein hochentwickeltes digitales Daumenkino.

Ein frühes Konzept von YouTube 

Je schneller man durch ein Daumenkino blättert, desto flüssiger wirkt die Bewegung. Ähnlich verhält es sich mit Videos: Je höher die Bildrate (gemessen in Bildern pro Sekunde oder „fps“), desto flüssiger erscheint die Bewegung. Und je flüssiger die Bewegung wahrgenommen wird, desto realistischer wirkt das Video.

Das ist wohl der eigentliche Zweck von Video – die Realität des Aufgenommenen so originalgetreu wie möglich wiederzugeben. Je höher die Bildrate, desto besser wirkt die Videoqualität, da sie die flüssige Bewegung, die unsere Augen in der realen Welt wahrnehmen, besser nachbildet.

60 Bilder pro Sekunde stellen jedoch aus zwei Gründen einen einzigartigen Maßstab dar.

Erstens ist dies die höchste Bildrate, bei der die meisten Menschen Unterschiede in der Wiedergabeflüssigkeit wahrnehmen können. Bei Bildraten über 60 fps nimmt der Nutzen für die menschliche Wahrnehmung ab. Nur sehr wenige Menschen können den Unterschied zwischen 60 fps und 120 fps erkennen, daher sind Bildraten über 60 fps im Allgemeinen nur für Videos empfehlenswert, die in Zeitlupe wiedergegeben werden sollen.

Zweitens: Selbst wenn die meisten Menschen den Unterschied zwischen 60 Bildern pro Sekunde und höheren Bildwiederholraten erkennen könnten, sind wir heutzutage durch die Bildschirme unserer Desktop-PCs, Laptops und Mobilgeräte eingeschränkt. CRT- und LCD-Monitore aktualisieren das Bild mit 60 Hz. Das heißt, sie aktualisieren das Bild 60 Mal pro Sekunde. Wenn Sie also Videos mit 60 Bildern pro Sekunde streamen, entspricht dies exakt der maximalen Bildwiederholrate Ihres Bildschirms.

Um zu veranschaulichen, wie Videos mit steigender Bildrate flüssiger und lebensechter wirken, wurde das folgende Video mit drei verschiedenen Bildraten aufgenommen. Der erste Teil wurde mit 15 Bildern pro Sekunde (fps) aufgenommen, der zweite mit 30 fps und der letzte mit 60 fps.

Ein Beispiel für Videostreaming mit 15, 30 und 60 Bildern pro Sekunde. 

Nicht nur für Sport und Videospiele

Videos mit hoher Bildrate (HFR) sind vor allem für ihre Verwendung in verbraucherorientierten Medien bekannt – insbesondere in Videospielen und Sportübertragungen. Beide Genres profitieren von 60 Bildern pro Sekunde, da sie bewegungsintensiv sind und die Vorteile einer flüssigen Videowiedergabe hervorheben.

HFR-Video kommt jedoch nicht nur dem Endverbrauchersegment zugute. Da hohe Bildraten Videos lebensechter wirken lassen, haben sie das Potenzial, die Qualität nahezu aller Medienarten zu verbessern, die für Unternehmen und Universitäten aufgezeichnet werden.

Betrachten wir beispielsweise Industriekameras, die Prozesse in einer Produktionshalle dokumentieren. Industriekameras, wie die von Point Grey, unterstützen HFR-Videoaufzeichnung bereits seit Jahren. Dank der nativen HFR-Unterstützung in Videoplattformen können Manager nun aufgezeichnete oder live gestreamte Videos detaillierter als je zuvor analysieren.

Industriemaschinen, aufgenommen mit 60 Bildern pro Sekunde 

Auch die medizinische Bildgebung profitiert von HFR-Video, da biologische Vorgänge in nur 1/60 Sekunde ablaufen können. Wenn Ihre Videoplattform nicht mit 60 Bildern pro Sekunde aufzeichnet, könnte ein wichtiges Ereignis zwischen den Einzelbildern verloren gehen.

Animationen aller Art profitieren sichtbar von der Wiedergabe mit hoher Bildrate. Medizinische Animationen werden präziser dargestellt, und CAD-Simulationen ermöglichen eine realistischere Modellwiedergabe. Im folgenden Beispiel demonstriert Blausen Medical das Potenzial von HFR-Video für medizinische Animationen in Broadcast-Qualität.

Medizinische Animation mit 60 Bildern pro Sekunde, bereitgestellt von Blausen Medical 

Wie das erste Beispiel oben zeigt, wirkt selbst ein einfaches Video mit einem sprechenden Kopf bei 60 Bildern pro Sekunde deutlich besser. Ob Keynote-Präsentationen, Unternehmenskommunikation, Live-Streams, Architekturvideos, Universitätsvorlesungen oder Laboraufnahmen – 60 fps liefern flüssigere und schärfere Videos für Unternehmen und Bildungseinrichtungen, die eher einer HDTV-Übertragung als den „ausreichenden“ Online-Feeds der letzten zehn Jahre entsprechen.

Aber wenn 30 fps als „ausreichend“ angesehen werden, benötigen Unternehmen und Universitäten dann wirklich 60 fps?

Wir haben diese Frage aus einem anderen Blickwinkel betrachtet: Ist unser Technologie-Stack in der Lage, 60 fps zu unterstützen, und wenn wir es implementieren, werden unsere Kunden davon profitieren?

Tatsächlich ist die heutige Technologie für Videoaufnahme, -verarbeitung und -übertragung für hohe Bildraten gerüstet. Und da 60 fps die Kosten für Speicherung und Streaming nicht erhöhen (die Videodateigröße ergibt sich aus Bitrate und Dauer), sind wir der Meinung, dass jeder in Unternehmen und Universitäten die Möglichkeit haben sollte, die Bildrate von ruckeligen 15 fps auf flüssige 60 fps umzustellen.

Aber warum ist die Bildrate von Online-Videos schon so lange auf 30 Bilder pro Sekunde begrenzt?

Selbst mit den jüngsten Fortschritten bei Netzwerkbandbreite und CPU-Verarbeitungsleistung ist das Erreichen von 60 Bildern pro Sekunde nicht trivial.

Um HFR für Live- oder On-Demand-Online-Streaming zu unterstützen, benötigen Sie weiterhin eine Reihe leistungsfähiger Technologien, die beim Aufnehmen beginnen und beim Abspielen enden:

• Ein guter Kamerasensor ist unerlässlich. Ihr Videoaufnahmegerät muss über ausreichend Lichtempfindlichkeit und die nötige Zeitsteuerung verfügen, um Videos mit 60 Bildern pro Sekunde aufzunehmen. Dies ist zwar mit allen professionellen Videokameras sowie den meisten Camcordern und DSLR-Kameras für Endverbraucher möglich, doch Webcams von Herstellern wie Logitech und Microsoft erreichen diese 60 fps noch nicht.
• Eine schnelle Verbindung von der Kamera zum Computer ist unerlässlich. Selbst wenn Ihre Kamera einen HFR-fähigen Sensor besitzt, kann die Verbindung zum Computer zum Flaschenhals werden. Ihre Kamera muss die Daten mit 60 Bildern pro Sekunde an Ihren Computer übertragen können. Aus diesem Grund unterstützt USB 2.0 keine Videos mit hohen Bildraten. Mit Übertragungsgeschwindigkeiten von 480 Mbit/s ist die Bandbreite von USB 2.0 nicht ausreichend, um 60 unkomprimierte Videobilder pro Sekunde an Ihren Computer zu senden. USB 3.0 hingegen ermöglicht dies mit Geschwindigkeiten von bis zu 5 Gbit/s.
• Effizientes Speichermanagement und Komprimierung sind unerlässlich. Sobald die Frames auf Ihrem Computer eintreffen, werden sie an die Codierungspipeline der Videoplattform gesendet, in den Speicher geladen, verarbeitet und anschließend wieder freigegeben. Die Speicherzuweisung, Frame-Komprimierung und Speicherfreigabe müssen äußerst effizient erfolgen, um Frameverluste zu vermeiden. Wenn Sie mehrere Bitraten für adaptives Bitraten-Streaming codieren möchten, muss die Codierungspipeline jeden Videoframe nicht nur einmal, sondern drei- oder viermal verarbeiten, bevor der nächste Frame verarbeitet werden kann.
• Effiziente Wiedergabe. Schließlich muss das über das Netzwerk gestreamte HFR-Video auf dem Client entpackt und auf dem Bildschirm, typischerweise in einem Webbrowser, angezeigt werden. Bei 60 Bildern pro Sekunde muss die Client-Technologie – ob Flash oder HTML5 – äußerst effizient arbeiten, um die Frames vom Netzwerk zu erfassen und sie mit der gleichen Frequenz auf dem Bildschirm anzuzeigen, mit der der Bildschirm selbst aktualisiert wird.

Kurz gesagt, ist Online-Streaming seit über einem Jahrzehnt auf 30 Bilder pro Sekunde (fps) begrenzt, da 60 fps schwer zu erreichen sind. Das stellt sowohl Hardwarehersteller als auch Anbieter von Videosoftware vor große Herausforderungen. Doch mit steigenden Netzwerkgeschwindigkeiten und leistungsfähigeren Prozessoren ist der 60-fps-Standard für Online-Videos unausweichlich. Tatsächlich wurden HFR-Online-Videos bereits vor zwei Jahren getestet, als die Blender Foundation und Janus Kristensen mit „Big Buck Bunny“ eine mittlerweile legendäre 60-fps-Animation veröffentlichten.

Big Buck Bunny – Ein frühes Beispiel dafür, was mit 60fps-Online-Streaming möglich ist. 

60 fps in Panopto Online-Videoplattform von

Mit dem neuesten Update auf Panopto Auf unserer Videoplattform haben wir die Unterstützung für HFR-Videoaufzeichnung, Live-Streaming und Upload implementiert. Das bedeutet, dass Sie von einem Windows-Desktop-PC oder -Laptop aus Panopto Kunden können jetzt Videos mit bis zu 60 Bildern pro Sekunde von jedem Camcorder, jeder Dokumentenkamera, jedem medizinischen Bildgebungsgerät, jeder Industriekamera oder jeder anderen Speichermediumquelle aufnehmen, die Aufnahmen mit hohen Bildraten unterstützt. Das bedeutet auch, dass bereits aufgezeichnete Videos, beispielsweise solche, die mit dem iPhone oder mit professionellen Videokameras im Außeneinsatz aufgenommen wurden, hochgeladen werden können. Panopto Das Videoinhaltsverwaltungssystem von [Name des Unternehmens] kodiert die Videos für die Wiedergabe mit 60 Bildern pro Sekunde auf jedem Desktop- oder Laptop-Computer.

Darüber hinaus ermöglicht eine neue 1080p60-Qualitätseinstellung für Video-Podcasts das Streamen von Videos mit 60 Bildern pro Sekunde auch auf mobile Geräte.

Nehmen Sie Videos mit 60 Bildern pro Sekunde auf, streamen Sie sie live und laden Sie sie hoch in Panopto 

Unsere Videoplattform erreicht Streaming mit hoher Bildrate durch eine Kombination aus:

• Sorgfältige Leistungsoptimierung unseres Kodierungs-Stacks zur Unterstützung von Multi-Bitraten-60fps mit minimalem Frame-Drop.
• Ein tiefes Verständnis und die effektive Verhandlung der Fähigkeiten vorgelagerter Geräte sind entscheidend, um sicherzustellen, dass Videokameras und andere Medienquellen qualitativ hochwertiges HFR-Video an Ihre Geräte liefern. Panopto Aufnahme-PC.
• Optimierung unseres Videoplayer-Codes, der Flash- und HTML5-basierte Videosteuerelemente in JavaScript einbindet.

Da unsere Kunden nun Präsentationen und Vorlesungen mit 60 Bildern pro Sekunde aufzeichnen und YouTube sowie andere Videoplattformen die neue Standardauflösung unterstützen, wird die Nutzung von Video als Medium für Wissensaustausch und Kommunikation weiter zunehmen. Wir freuen uns, Teil dieser Entwicklung im Bereich Online-Video zu sein und sind gespannt auf Ihre Aufnahmen in HFR.

In der Zwischenzeit finden Sie hier einige weitere Beispielvideos mit 60 Bildern pro Sekunde, die derzeit gestreamt werden von Panopto Wolke.

Ein Überblick über die MMS-Mission der NASA 

Unser Jesse Vernon zeigt, wie man „Blackberry Blossom“ auf dem Banjo spielt. 

…und für alle Star Wars-Fans gibt es hier den 60-fps-Trailer zu „Das Erwachen der Macht“.