SMU29009: Sistemas Multimidia

• aspectos funcionais: representação, compressão/codificação (codecs), modelos de aplicação, transmissão, APIs
• aspectos não-funcionais: QoS, redes, engenharia de tráfego

Desafios para multimidia

Multimidia tem se tornado pervasiva em aplicações, e elas envolvem:

• Manipulação de uma variedade de formas de midia
• Aquisição, armazenamento e obtenção, transmissão e reprodução de diferentes tipos dados:
  • texto, imagens, voz, áudio, video, animação, ...
  • filmes: video + audio + legendas + outros dados descritivos ...

De forma genérica, sistemas multimidia apresentam certos desafios em seus projetos e operações. Tomando como caso representativo o caso de video, podem-se citar:

• Entrega de dados de forma sincronizada, contínua, e respeitando prazos estritos
• Demanda por grandes áreas de armazenamento
• Do lado do provedor de serviço, a catalogação e indexação, busca e obtenção dentre milhares de videos (imagine Netflix, Amazon Prime, Youtube, e similares ...)

Aproveitando o exemplo sobre videos, e para ilustrar a questão do sincronismo para correta reprodução de diferentes tipos de conteúdo (ver figura a sgeuir), considere-se a constituição de um filme em meio digital. Estruturalmente, um filme é formado por um sequência de quadros de imagem acompanhada por uma ou mais trilhas de áudio e possivelmente trilhas de legendas. O usuáiro que deseja reproduzir um filme seleicona a trilha de áudio e de legendas (esta última caso necessário). A reprodução deve assim apresentar esses conteúdos de forma sincronizada, respeitando tempos estritos, para que o filme possa ser apreciado.

A constituição típica de um filme em meio digital

Dificuldades parecidas podem ser identificados em outras aplicações multimidia. Tais desafios têm forte relação com o fornecimento desses serviços através da Internet. Num cenário atual, como ilustrado na figura a seguir, diversas aplicações coexistem na Internet e são acessadas em larga escala.

Um cenário atual de aplicações multimidia

Dentre essas aplicações, vale citar alguns exemplos específicos:

• Video em broadcast ou multicast: videos armazenados ou ao vivo distribuidos de forma simultânea a múltiplos clientes
• Video por demanda (VoD): videos armazenados que são selecionados por usuários, possivelmente com previsualização e possibilidade de controle de reprodução (pausa, avançar, retroceder)
• Video quase por demanda (nVoD): videos populares que são transmitidos periodicamente, para que possam ser assistidos pelos interessados (isso dificulta o controle de reprodução)
• Videoconferência: video, áudio, chat e possivelmente documentos compartilhados entre usuários dispersos geograficamente. A qualidade da conferência depende da disseminação sincronizada e eficiente de conteúdos entre os participantes.
• Educação a distância (EaD): forums e aulas à distância envolvem as mesmas questôes de videoconferência, somadas ao trabalho cooperativo em documentos compartilhados
• Jogos: jogos com múltiplos jogadores dispersos geograficamente, em que suas ações devem ser finamente sincronizadas para que a experiência do jogo seja consistente

Todas essas aplicaçoes requerem requerem recursos para funcionarem corretamente, o que gera uma pressão sobre a infraestrutura e organização da rede e dos sistemas computacionais envolvidos.

Demandas por recursos

Dependendo do tipo de conteúdo, existe uma certa demanda por armazenamento, processamento e largura de banda. A tabela a seguir exemplifica alguns casos, comparando-os com as capacidades de transmissão de alguns tiupos de dispositivos e tecnologias.

Demandas por largura de banda de alguns tipos de conteúdo