Kaip viskas prasidėjo ir kodėl tai svarbu
Prisimenu laikus, kai norint pažiūrėti filmą reikėjo eiti į vaizdo nuomos punktą, ieškoti tarp lentynų ir tikėtis, kad kas nors nėra paėmęs paskutinio egzemplioriaus. Dabar tiesiog atidarome Netflix ir per kelias sekundes jau žiūrime. Bet kaip tai veikia? Kaip milijonai žmonių visame pasaulyje gali vienu metu žiūrėti skirtingus filmus ir serialus be jokių sustojimų?
Netflix srautų technologija – tai sudėtinga sistema, kuri dirba užkulisiuose, kad jūs galėtumėte ramiai mėgautis savo mėgstamu serialu. Ir nors atrodo, kad viskas vyksta paprastai, iš tikrųjų čia veikia daugybė technologijų, kurios turi būti suderintos iki mažiausios detalės.
Adaptyvaus bitų srauto paslaptis
Pagrindinis Netflix srautų technologijos triukas vadinamas adaptyviu bitų srautu (adaptive bitrate streaming). Skamba sudėtingai, bet principas paprastas. Įsivaizduokite, kad žiūrite filmą telefone traukinyje. Kartais interneto ryšys puikus, kartais – prastas. Netflix automatiškai keičia vaizdo kokybę priklausomai nuo jūsų interneto greičio.
Kaip tai veikia praktiškai? Kiekvienas filmas ar serialas yra suskaidytas į mažus gabalėlius – segmentus, kurie trunka vos kelias sekundes. Kiekvienas toks segmentas yra užkoduotas keliais skirtingais kokybės lygiais: nuo žemos raiškos (240p) iki ultra aukštos raiškos (4K). Jūsų įrenginys nuolat tikrina interneto greitį ir automatiškai pasirenka tinkamą kokybės lygį.
Tai reiškia, kad per tą patį filmą kokybė gali keistis dešimtis kartų, bet jūs to net nepastebite. Sistema dirba taip greitai ir sklandžiai, kad perėjimai tarp skirtingų kokybės lygių vyksta beveik nepastebimi. Tai kaip automobilių greičių dėžė – ji perjungia pavaras, bet jūs tiesiog važiuojate.
Turinio pristatymo tinklai – Netflix slaptoji ginkluotė
Čia prasideda tikrai įdomus dalykas. Netflix nenaudoja vieno centrinio serverio, iš kurio visiems transliuojamas turinys. Tai būtų katastrofa. Įsivaizduokite, kad visi Lietuvos Netflix vartotojai turėtų jungtis prie serverio Kalifornijoje – laukimas būtų amžinas.
Vietoj to Netflix naudoja tai, kas vadinama turinio pristatymo tinklais (Content Delivery Networks arba CDN). Tai tarsi pašto skyriai visame pasaulyje. Netflix turi specialius serverius, vadinamus Open Connect, kurie yra išdėstyti interneto paslaugų teikėjų duomenų centruose visame pasaulyje. Lietuvoje, pavyzdžiui, tokie serveriai yra pas pagrindinius interneto tiekėjus.
Šie serveriai veikia labai protingai. Jie iš anksto atsisiunčia populiariausią turinį – naujausius serialus, populiariausius filmus. Kai vakare grįžtate namo ir norite pažiūrėti naują “Stranger Things” seriją, jūs iš tikrųjų jungiamės ne prie serverio už vandenyno, o prie serverio, kuris galbūt yra vos už kelių kilometrų nuo jūsų namų.
Kodavimo ir suspaudimo menas
Vienas didžiausių iššūkių – kaip išsiųsti aukštos kokybės vaizdo srautą nenaudojant milžiniško duomenų kiekio. Čia į pagalbą ateina vaizdo kodavimo technologijos. Netflix naudoja pažangiausius vaizdo kodekus, tokius kaip H.264, H.265 (HEVC) ir naujausią AV1.
Šie kodavimo algoritmai veikia kaip labai protingas archyvatorius. Jie analizuoja kiekvieną kadro dalį ir ieško būdų, kaip perduoti tą pačią informaciją naudojant mažiau duomenų. Pavyzdžiui, jei filme yra scena su mėlynu dangumi, kodavimo algoritmas neperduoda kiekvieno pikselio atskirai – jis tiesiog pasako “šis plotas yra mėlynas” ir nurodo spalvos kodą.
AV1 kodavimo technologija, kurią Netflix aktyviai diegia, gali sutaupyti iki 30% duomenų palyginti su senesniu H.264 kodeku, išlaikant tą pačią vaizdo kokybę. Tai reiškia, kad galite žiūrėti geresnės kokybės turinį nenaudodami daugiau interneto duomenų.
Kaip Netflix žino, ką jums rodyti
Nors tai ne tiesiogiai srautų technologija, bet Netflix rekomendacijų sistema yra neatsiejama nuo visos platformos veikimo. Sistema naudoja mašininio mokymosi algoritmus, kurie analizuoja jūsų žiūrėjimo įpročius, sustojimo momentus, peržiūrėtą turinį ir net tai, kokiu paros metu žiūrite.
Bet štai įdomus dalykas – ši sistema taip pat padeda optimizuoti srautų technologiją. Remdamasi prognozėmis, kas bus populiaru, sistema iš anksto paskirsto turinį į regioninius serverius. Jei algoritmai numato, kad naujas serialas bus populiarus Lietuvoje, jis iš anksto bus nukopijuotas į vietinius Open Connect serverius dar prieš oficialų paleidimą.
Kokybės kontrolė ir testavimas
Netflix turi specialią komandą, kuri nuolat testuoja srautų kokybę įvairiomis sąlygomis. Jie simuliuoja skirtingus interneto greičius, skirtingus įrenginius, skirtingas geografines vietas. Tai kaip automobilių gamintojai, kurie testuoja savo produktus ekstremaliosiomis sąlygomis – dykumose, šiaurėje, kalnuose.
Viena įdomiausių technologijų yra vadinamasis “per-title encoding”. Tai reiškia, kad kiekvienas filmas ar serialas yra koduojamas individualiai, atsižvelgiant į jo specifiką. Animacinis filmas su plokščiomis spalvomis gali būti sukoduotas efektyviau nei veiksmo filmas su daug detalių ir judėjimo. Netflix sistema automatiškai nustato optimalius parametrus kiekvienam turinio vienetui.
Ką daryti, kai kažkas neveikia
Turbūt visi esame patyrę situaciją, kai Netflix pradeda stabtelėti arba kokybė staiga nukrenta. Štai keletas praktinių patarimų, kaip tai išspręsti:
Pirmiausiai patikrinkite savo interneto greitį. Netflix rekomenduoja bent 3 Mbps SD kokybei, 5 Mbps HD kokybei ir 25 Mbps 4K kokybei. Galite naudoti patį Netflix greičio testą adresu fast.com – tai jų pačių sukurtas įrankis.
Jei greitis pakankamas, bet vis tiek yra problemų, pabandykite perkrauti maršrutizatorių. Taip, tai skamba kaip universalus IT patarimas, bet dažnai tikrai padeda. Maršrutizatoriai kartais “užsikemša” ir paprastas perkrovimas gali išspręsti problemą.
Taip pat verta patikrinti, ar kiti įrenginiai jūsų namuose nenaudoja daug interneto. Jei kas nors atsisiunčia didelius failus ar žaidžia internetinius žaidimus, tai gali paveikti Netflix srautą.
Ateities perspektyvos ir kas laukia toliau
Netflix nuolat eksperimentuoja su naujomis technologijomis. Viena įdomiausių krypčių – interaktyvus turinys, kur žiūrovai gali daryti pasirinkimus, kurie keičia siužetą. Tai reikalauja visiškai naujo požiūrio į srautų technologiją, nes sistema turi būti pasiruošusi greitai perjungti tarp skirtingų vaizdo šakų.
Kita svarbi kryptis – dar efektyvesnis kodavimas. Netflix investuoja į dirbtinio intelekto technologijas, kurios gali dar labiau optimizuoti vaizdo suspaudimą. Tikslas – 8K kokybės turinys, kuris nereikalautų astronominio interneto greičio.
Taip pat plėtojamos technologijos, leidžiančios geriau prisitaikyti prie mobiliųjų tinklų ypatumų. 5G technologijos atsiradimas atveria naujas galimybes, bet kartu kelia ir naujų iššūkių – kaip užtikrinti sklandų srautą, kai žmogus juda dideliu greičiu ir nuolat keičiasi ryšio bokštai.
Netflix srautų technologija – tai nuolatinė evoliucija. Kas šiandien atrodo kaip mokslo fantastika, rytoj taps įprasta realybe. Ir nors mes, kaip vartotojai, tiesiog norime paspausti “play” ir žiūrėti, užkulisiuose dirba sudėtinga technologijų simfonija, kuri daro tai įmanoma. Kiekvienas kadras, kurį matote ekrane, yra praėjęs ilgą kelią – nuo kodavimo iki suspaudimo, nuo serverių pasirinkimo iki adaptyvaus bitų srauto reguliavimo. Ir visa tai vyksta per akimirką, neprašant jūsų jokio papildomo įsikišimo. Štai kodėl mes galime tiesiog atsipalaiduoti ir mėgautis serialu, net negalvodami apie technologijas, kurios tai įgalina.