Verschiedene Live Streaming Setups

Die Aufgabe eines jeden Live Streaming Hardware-/Software-Setups ist die Echtzeit-Umwandlung der Kamerabilder in einen komprimierten Videostream, der zu einem Streaming Server geschickt wird. Dafür gibt es unterschiedliche Lösungen mit verschieden großer Funktionalität und Komplexität (und entsprechend finanziellem Aufwand), die bei jedem Schritt der Produktion differieren:

Am einfachsten ist das Streaming per Smartphone: Mithilfe der richtigen App und einer Internetverbindung per Funk kann direkt zu einem Live Streaming Dienst gestreamt werden - allerdings ist hier die Bild- und Audioqualität auch am geringsten. Qualitativ besser ist die Verwendung einer speziellen Live Streaming Kamera ohne einen Rechner - oder einer Webcam im Zusammenspiel mit einem PC (was nochmal deutlich mehr Funktionalität bietet).

Eine andere relativ einfache (und mobile) Lösung besteht aus einer (DSLR-)Kamera, an die eine spezielle kleine mobile Streaming-Box angeschlossen wird, welche das Video dann direkt komprimiert und per Funk (oder Ethernet) ins Internet zum Streaming Server sendet.

Ist das Setup verkabelt, kann die Kamera auch per I/O-Box (oder PCI Karte) ihre Bilder an einen PC senden, welcher die Bilder optional z.B. mit einem Overlay versieht und dann komprimiert weiterschickt ins Netz. Dieses Setup ist beliebig ausbaufähig und professionalisierbar: So können auch (per Switcher oder /I/O-Boxen mit multiplen HD-SDI oder HDMI-Ports) mehrere Kameras angeschlossen und dann per Bildregie live zwischen ihnen umgeschaltet werden. Laufen die Bilder über einen PC, sind per Software auch Zusatzfeatures möglich wie etwa die Einblendung von Grafiken.Mit genügend PC-Rechenleistung ist auch die Bildqualität durchs optimalesEncoding am höchsten. Komplexer wird ein Setup, wenn auch noch zwischen mehreren Audioquellen umgeschaltet werden soll.

Bevor wir die unterschiedlichen Setups im Einzelnen durchgehen, greifen wir etwas vor und werfen einen Blick auf die Upload-Modalitäten und die Streamingdienste. Denn egal wie das Video eingefangen wird, wenn es erst einmal in Form von aufbereiteten Datenpaketen ins Internet hochgeladen wird, ist das Prozedere bei jeder Lösung gleich. Hier müssen wir leider etwas technischer werden, denn der Datenstrom kann unterschiedlich groß sein, je nachdem welche Infrastruktur zur Verfügung steht -- und das hat großen Einfluß auf das Bild, das am Ende bei den Zuschauern ankommt.

Grundsätzliche Begriffe rund ums Live Streaming

Die Bitrate (= Datenrate) bezeichnet eine Datenmenge pro Sekunde - typischerweise gemessen in Bit pro Sekunde. Im Falle von Video entspricht die Bitrate der Datenmenge der pro Sekunde übermittelten Bilddaten. Da sie relativ groß ist wird sie in Kilobit/s (Kbit/s, kbps, 1.000bps) oder Megabit (MBit/s, Mbps, 1.000.000 Bps) angegeben.

Die Datenrate ist bei Video umso höher, je höher die Auflösung (also die Anzahl der Bildpunkte) und die Bildwiederholfrequenz (also die Anzahl der Bilder pro Sekunde) ist. Bandbreite ist eigentlich ein analoger Begriff, der heutzutage --nicht ganz korrekt--- synonym zu “Datenrate” genutzt wird.

Die Datenkompression (Datenkomprimierung) bezeichnet den Vorgang, bei dem die Menge digitaler Daten verdichtet oder reduziert wird. Das Ziel ist es, überflüssige Informationen zu entfernen und die Daten in eine Darstellung zu überführen, mit der sich alle – oder zumindest die meisten – Informationen in kürzerer Form darstellen lassen. Die Komprimierung kann verlustfrei oder verlustbehaftet (der Normalfall beim Streaming) erfolgen. Dadurch sinkt der benötigte Speicherplatz und die Übertragungszeit der Daten verkürzt sich.

Die Kompression/Komprimierung übernimmt ein Encoder - die Umkehrung (Dekompression oder Dekomprimierung) erledigt ein Decoder. Verwendet wird zur Komprimierung eine jeweils spezifische Methode, Video-Codec genannt - ein Algorithmenpaar zur Kodierung und Dekodierung von digitalen Videos. Beispiele sind MPEG-2, H.264 / MPEG-4 AVC und HEVC/H.265. Neuere Codecs sind gewöhnlich effektiver als ältere, d.h. sie übertragen bei gleicher Bildqualität weniger Daten pro Zeiteinheit.

Die Bildwiederholfrequenz oder Bildwiederholrate/Bildrate/Framerate bezeichnet die Anzahl der Einzelbilder pro Sekunde, die z. B. auf eine Kinoleinwand projiziert werden oder auf einen Fernsehbildschirm oder Monitor angezeigt werden. Man gibt diese in aller Regel als fps (Frames per second) an, d.h Bilder je Sekunde. Typisch sind bei Video 15 (für Screencapturing)/24/ 25/30/50 oder 60 Bilder pro Sekunde. Je höher die Bildrate eines Videos desto mehr Daten müssen übertragen werden und desto höher ist die benötigte Bandbreite.

Upstream bzw. Uploadgeschwindigkeit bezeichnet Daten, die vom User übers Netz zum Server geschickt werden. Die vorherrschende Datenrichtung (z.B. beim Surfen oder Videoschauen) ist der Downstream; diese Download Geschwindigkeit, also vom Server zum User, ist deswegen auch meist wesentlich höher als die maximale Upload-Geschwindigkeit.