60 fps è ovunque... tranne che online.

Fate un giro nel reparto videocamere del vostro negozio Best Buy di fiducia e vi accorgerete che è sempre più difficile trovare videocamere HD che non registrino a 60 fotogrammi al secondo (fps). Lo stesso vale per altri dispositivi di registrazione video, tra cui dispositivi per l'imaging medicale e per l'acquisizione industriale, action cam come la GoPro e dispositivi mobili come l'iPhone 6 e il Samsung Galaxy Note 4.

Anche i dispositivi che utilizziamo per guardare video a casa e in ufficio supportano i 60 fps. Televisori HD, monitor per laptop e computer desktop, tablet e smartphone generalmente supportano la riproduzione fino a 60 fotogrammi al secondo.

I videogiochi, in particolare quelli sviluppati per Xbox One e PlayStation 4, sono sempre più spesso progettati per una riproduzione a 60 fps.

Negli ultimi anni, importanti società mediatiche come ESPN, ABC e FOX hanno iniziato a trasmettere i loro canali in 720p/60 (risoluzione 1280×720 a 60 fps).

Sembrerebbe che l'intero ecosistema dei video digitali si sia aggiornato a 60 fotogrammi al secondo, se non fosse per una notevole eccezione: i video online. Fin dai primi giorni dei video su internet — nel 2004 con VloggerCon e nel 2005 con il primo video pubblicato su YouTube — i video trasmessi in streaming su internet e sulle nostre reti aziendali sono stati limitati a soli 30 fotogrammi al secondo.

È ora che i video online si mettano al passo 

Nel 2015, questa tendenza decennale viene invertita. Qualche mese fa, YouTube ha annunciato un supporto limitato per i video a 60 fps (visualizzabili solo nel browser Chrome di Google). E la scorsa settimana, Panopto ha annunciato che la nostra piattaforma video è la prima a supportare i 60 fps in tutti i browser web e sui dispositivi mobili. In questo post, esaminiamo perché i 60 fps offrono una migliore esperienza di riproduzione, alcuni casi d'uso per i video a 60 fps in ambito aziendale e universitario, i motivi per cui i video online sono stati innaturalmente limitati a 30 fps e come Panopto Abbiamo implementato i 60 fps nella nostra piattaforma video. Abbiamo anche alcuni esempi di video a 60 fps per mostrarti la qualità che può raggiungere lo streaming online.

Che cosa sono i 60 fps e cosa li rende un'esperienza migliore?

Guardare un video implica una sospensione dell'incredulità appresa.

Quando guardiamo un video, in realtà non stiamo guardando un movimento fluido. Stiamo semplicemente guardando una rapida sequenza di immagini fisse che inganna la nostra mente facendoci credere che ci sia movimento. In questo senso, il video non è altro che un flipbook digitale altamente sofisticato.

Un primo concetto di YouTube 

Più velocemente si sfoglia un flipbook, più fluido appare il movimento. Allo stesso modo, maggiore è la frequenza dei fotogrammi di un video (misurata in fotogrammi al secondo, o "fps"), più fluido appare il movimento percepito. E più fluido è il movimento percepito, più realistico appare il video.

Questo è probabilmente lo scopo del video: rappresentare la realtà di ciò che è stato registrato con la massima fedeltà possibile. Pertanto, aumentando la frequenza dei fotogrammi, la qualità del video migliora perché si avvicina maggiormente alla fluidità del movimento che i nostri occhi percepiscono naturalmente nel mondo reale.

60 fotogrammi al secondo, tuttavia, rappresenta un parametro di riferimento unico per due motivi.

Innanzitutto, è la frequenza di fotogrammi più elevata alla quale la maggior parte delle persone riesce a percepire le differenze nella fluidità della riproduzione. Con frequenze di fotogrammi superiori a 60 fps, si raggiungono rendimenti decrescenti per la percezione umana. Pochissime persone riescono a distinguere la differenza tra una riproduzione a 60 fps e una a 120 fps, quindi frequenze di fotogrammi superiori a 60 fps sono generalmente desiderabili solo per i video destinati alla visione al rallentatore.

In secondo luogo, anche se la maggior parte delle persone fosse in grado di distinguere tra 60 fotogrammi al secondo e frequenze di aggiornamento superiori, oggi siamo limitati dagli schermi dei nostri computer desktop, portatili e dispositivi mobili. I monitor CRT e LCD hanno una frequenza di aggiornamento di 60 Hz. In altre parole, aggiornano l'immagine sullo schermo 60 volte al secondo. Quindi, quando si riproduce un video in streaming a 60 fps, la frequenza di aggiornamento corrisponde perfettamente alla frequenza di aggiornamento massima dello schermo.

Per dimostrare come un video diventi più fluido e realistico all'aumentare della frequenza dei fotogrammi, il video qui sotto è stato girato a tre diverse frequenze di fotogrammi. La prima parte è registrata a 15 fps, la seconda a 30 fps e la parte finale a 60 fps.

Un esempio di streaming video a 15, 30 e 60 fps 

Non solo per sport e videogiochi

I video ad alta frequenza di fotogrammi (HFR) sono noti soprattutto per il loro utilizzo nei media rivolti al consumatore, in particolare nei videogiochi e nelle trasmissioni sportive. Entrambi questi generi hanno tratto vantaggio dai 60 fps perché sono ricchi di movimento e accentuano i benefici di una riproduzione video fluida.

I video HFR non offrono vantaggi solo al segmento consumer. Poiché le frequenze di fotogrammi elevate rendono i video più realistici, hanno il potenziale per migliorare la qualità di quasi ogni tipo di contenuto multimediale registrato anche per aziende e università.

Pensiamo ai sistemi di videosorveglianza industriale che riprendono i processi in un impianto di produzione. Le telecamere industriali, come quelle offerte da Point Grey, supportano da anni l'acquisizione video ad alta frequenza (HFR). Ora, grazie al supporto nativo dell'HFR nelle piattaforme video, i responsabili potranno visualizzare video registrati o in diretta streaming con un livello di dettaglio senza precedenti.

Macchinari industriali ripresi a 60 fotogrammi al secondo 

Anche l'imaging medicale trae vantaggio dai video HFR, in cui gli eventi biologici possono verificarsi in 1/60 di secondo. Se la piattaforma video non registra a 60 fps, un evento importante potrebbe andare perso tra un fotogramma e l'altro.

Le animazioni di ogni tipo risultano visibilmente migliorate grazie alla riproduzione video ad alta frequenza di fotogrammi. Le animazioni mediche possono essere visualizzate con maggiore precisione e le simulazioni CAD offrono una resa dei modelli più realistica. Nell'esempio seguente, Blausen Medical mostra il potenziale del video HFR per animazioni mediche di qualità broadcast.

Animazione medica a 60 fps fornita da Blausen Medical 

Come dimostra il primo esempio qui sopra, anche un banale video con un "volto parlante" appare nettamente migliore a 60 fotogrammi al secondo. Per qualsiasi tipo di contenuto, dalle presentazioni aziendali alle comunicazioni con i dirigenti, dagli eventi in diretta streaming ai video di architettura, dalle lezioni universitarie ai laboratori scientifici, i 60 fps offrono video più fluidi e nitidi per aziende e istituzioni accademiche, con una qualità più simile a quella di una trasmissione HDTV rispetto ai flussi online "sufficientemente buoni" a cui ci siamo abituati negli ultimi dieci anni.

Ma se 30 fps sono considerati "sufficienti", le aziende e le università hanno davvero bisogno di 60 fps?

Abbiamo esaminato la questione da un'angolazione diversa: la nostra infrastruttura tecnologica è in grado di supportare i 60 fps e, se li implementassimo, ne trarrebbero beneficio i nostri clienti?

La verità è che le attuali tecnologie di acquisizione, elaborazione e distribuzione video sono pronte per frame rate elevati. E poiché i 60 fps non aumentano i costi di archiviazione e streaming dei contenuti multimediali (la dimensione del file video è il prodotto del bitrate e della durata), crediamo che chiunque, in qualsiasi azienda o università, dovrebbe avere la possibilità di passare da un video scattoso a 15 fps a una fluidità impeccabile a 60 fps.

Ma perché i video online sono stati limitati a 30 fps per così tanto tempo?

Anche con i recenti progressi nella larghezza di banda di rete e nella potenza di elaborazione delle CPU, raggiungere i 60 fps non è affatto semplice.

Per supportare l'HFR nello streaming online live o on-demand, è comunque necessaria una serie di tecnologie adeguate che inizino dal punto di acquisizione e terminino al punto di riproduzione:

• Un buon sensore per la fotocamera. Il dispositivo di acquisizione video deve avere la capacità di raccolta della luce e la temporizzazione necessarie per campionare il video a 60 fotogrammi al secondo. Sebbene ciò sia possibile con tutte le videocamere professionali, così come con la maggior parte delle videocamere consumer e delle fotocamere DSLR, le webcam di produttori come Logitech e Microsoft non riescono ancora a raggiungere i 60 fps.
• Una connessione veloce dalla fotocamera al computer. Anche se la tua fotocamera ha un sensore in grado di registrare a frame rate elevato (HFR), la connessione al computer può rappresentare un collo di bottiglia. Nello specifico, la fotocamera deve essere in grado di trasmettere le informazioni al computer a 60 fotogrammi al secondo e, per questo motivo, l'USB 2.0 non supporta video ad alta frequenza di fotogrammi. Con velocità di trasferimento di 480 Mbps, la velocità dell'USB 2.0 non è sufficiente per inviare 60 fotogrammi video non compressi al secondo al computer. Al contrario, l'USB 3.0, con velocità fino a 5 Gbps, lo rende possibile.
• Gestione e compressione della memoria efficienti. Una volta che i fotogrammi raggiungono il computer, vengono inviati alla pipeline di codifica della piattaforma video, dove vengono caricati in memoria, elaborati e infine liberati dalla memoria. Il processo di allocazione della memoria, compressione dei fotogrammi e deallocazione della memoria deve essere incredibilmente efficiente per evitare la perdita di fotogrammi. Inoltre, se si prevede di codificare più bitrate per lo streaming a bitrate adattivo, ogni fotogramma video deve essere elaborato non una, ma tre o quattro volte dalla pipeline di codifica prima di passare all'elaborazione del fotogramma successivo.
• Riproduzione efficiente. Infine, il video HFR trasmesso in streaming deve essere decodificato sul client e visualizzato sullo schermo, in genere in un browser web. A 60 fotogrammi al secondo, la tecnologia client, che si tratti di Flash o HTML5, deve lavorare in modo estremamente efficiente per acquisire i fotogrammi dal segnale e visualizzarli sullo schermo alla stessa frequenza di aggiornamento dello schermo stesso.

In breve, lo streaming online è stato limitato a 30 fps per oltre un decennio perché raggiungere i 60 fps è difficile. È difficile per i produttori di hardware ed è difficile per i fornitori di software video. Ma con l'aumento costante della velocità di rete e la crescente potenza dei processori, lo standard dei 60 fps per i video online è inevitabile. Infatti, i video online ad alta frequenza di aggiornamento (HFR) sono stati testati già due anni fa, quando la Blender Foundation e Janus Kristensen hanno pubblicato quella che è diventata un'animazione iconica a 60 fps, Big Buck Bunny.

Big Buck Bunny – Un primo esempio di ciò che è possibile realizzare con lo streaming online a 60 fps 

60 fps in Panopto Piattaforma video online

Con l'ultimo aggiornamento a Panopto Sulla piattaforma video di , abbiamo implementato il supporto per la registrazione video HFR, lo streaming live e il caricamento. Ciò significa che, da un computer desktop o portatile Windows, Panopto I clienti possono ora acquisire video fino a 60 fotogrammi al secondo da qualsiasi videocamera, telecamera per documenti, dispositivo di imaging medicale, telecamera industriale o qualsiasi altra sorgente di acquisizione multimediale che supporti l'acquisizione ad alta frequenza di fotogrammi. Ciò significa anche che i video preregistrati, come quelli acquisiti sul tuo iPhone o su videocamere professionali sul campo, possono essere caricati in Panopto Il sistema di gestione dei contenuti video li codifica per la riproduzione a 60 fps su qualsiasi computer desktop o portatile.

Inoltre, una nuova impostazione di qualità 1080p60 per i podcast video consente di trasmettere video a 60 fps anche su dispositivi mobili.

Registra, trasmetti in diretta e carica video a 60 fps in Panopto 

La nostra piattaforma video raggiunge lo streaming ad alta frequenza di fotogrammi grazie a una combinazione di:

• Un'attenta ottimizzazione delle prestazioni del nostro stack di codifica consente di supportare 60 fps a bitrate multiplo con una perdita minima di fotogrammi.
• Una profonda consapevolezza e una negoziazione efficace delle capacità dei dispositivi a monte, fondamentali per garantire che le videocamere e altre fonti multimediali forniscano video HFR di alta qualità ai tuoi Panopto acquisire PC.
• Ottimizzazione del codice del nostro lettore video, che integra i controlli video basati su Flash e HTML5 in JavaScript.

Con l'aumento dei clienti che iniziano a registrare presentazioni e lezioni a 60 fps e con l'implementazione del supporto per il nuovo standard da parte di YouTube e altre piattaforme video, l'utilizzo del video come mezzo per condividere conoscenze e comunicare non potrà che accelerare. Siamo entusiasti di far parte di questa evoluzione del video online e non vediamo l'ora di scoprire cosa realizzerete in HFR.

Nel frattempo, ecco alcuni altri video di esempio a 60 fps attualmente in streaming da Panopto Nuvola.

Panoramica della missione MMS della NASA 

Il nostro Jesse Vernon ci mostra come suonare Blackberry Blossom al banjo. 

…e per tutti gli appassionati di Star Wars, ecco il trailer a 60 fps di “Il Risveglio della Forza”.