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Principes de base des applications multimédias

Derek Herman

Joe Medley

L'utilisation de contenus multimédias nécessite souvent de modifier les caractéristiques des fichiers multimédias, telles que le débit ou la résolution. Trouver un moyen simple de commencer peut être assez intimidant. Cette page présente les outils utilisés et explique comment les installer rapidement.

Tout d'abord, nous décrivons l'utilisation de base de deux utilitaires multimédias de ligne de commande courants : Shaka Packager et FFmpeg. Nous vous aiderons ensuite à installer rapidement ces outils. Pourquoi couvrir deux applications ? Même s'ils sont tous deux puissants et utiles en soi, aucune des deux ne permet de préparer un contenu multimédia pour le Web. Nous avons également créé les pages Conversion multimédia et Chiffrement multimédia qui présentent de nombreuses autres opérations courantes avec ces deux applications.

Ces applications ne sont pas les seules options disponibles pour les tâches de manipulation de fichiers, mais ce sont deux des plus courantes et les plus puissantes. Parmi les autres options, citons les applications IUG Miro, HandBrake et VLC. Il existe également des services d'encodage/transcodage tels que Zencoder, Amazon Elastic Encoder et l'API Google Transcoder.

Shaka Packager

Shaka Packager est un SDK de packaging multimédia sans frais. Si vous utilisiez un lecteur multimédia sur votre site, Shaka Packager est l'outil que vous utiliseriez pour préparer les fichiers. Il est compatible avec la conversion des deux protocoles de streaming vidéo les plus courants: le streaming adaptatif dynamique sur HTTP (DASH) ou le streaming en direct HTTP (HLS). Shaka Packager prend en charge des fonctionnalités de sécurité clés: le chiffrement commun et la gestion des droits numériques (DRM) de Widevine. Il peut également gérer le streaming en direct et la vidéo à la demande.

Malgré ce qui est indiqué sur le package, cet utilitaire est destiné à plus que les développeurs C++. Vous pouvez l'utiliser à la fois comme bibliothèque pour créer des logiciels multimédias et comme utilitaire de ligne de commande pour préparer des fichiers multimédias pour la lecture sur le Web. C'est cette dernière capacité qui nous est utile ici. En fait, pour les créateurs de contenus multimédias Web, Shaaka Packager est le seul moyen d'effectuer certaines tâches sans dépenser d'argent dans des applications commerciales coûteuses.

Voici le modèle de base d'une commande Shaka Packager:

packager stream_descriptor [stream_descriptor-2 [stream_descriptor-n]] [flags]

Ce n'est pas le résultat que vous obtenez si vous saisissez packager -help. Cet exemple est plus facile à prendre en compte et il reflète les exemples de la documentation de Shaka Packager. Notez que le modèle contient plusieurs éléments stream_descriptor. Bien que nous ne le montrons pas, vous pouvez manipuler les flux vidéo et audio d'un fichier séparément à l'aide d'une seule commande.

Comparez ce modèle de base à un cas d'utilisation simple affichant les caractéristiques des fichiers. Dans l'exemple, nous avons aligné les parties équivalentes.

packager stream_descriptor [stream_descriptor-n] [flags]

packager input=glocken.mp4                       --dump_stream_info

La commande renvoie le résultat suivant:

File "glocken.mp4":
Found 2 stream(s).
Stream [0] type: Video
 codec_string: avc1.640028
 time_scale: 30000
 duration: 300300 (10.0 seconds)
 is_encrypted: false
 codec: H264
 width: 1920
 height: 1080
 pixel_aspect_ratio: 1:1
 trick_play_factor: 0
 nalu_length_size: 4

Stream [1] type: Audio
 codec_string: mp4a.40.2
 time_scale: 48000
 duration: 481280 (10.0 seconds)
 is_encrypted: false
 codec: AAC
 sample_bits: 16
 num_channels: 2
 sampling_frequency: 48000
 language: eng
 seek_preroll_ns: 20833

Recherchez les caractéristiques décrites dans la section Principes de base des fichiers multimédias et notez quelques points. La hauteur et la largeur sont correctes pour le Full HD, et les codecs audio et vidéo font partie des codecs recommandés pour leur type de conteneur (AAC pour l'audio et H264 pour la vidéo). Notez également que les flux sont identifiés par des chiffres. Ils sont utiles pour les opérations qui manipulent séparément l'audio et la vidéo.

Notez que la sortie ci-dessus n'affiche pas le débit. Malgré ce qui manque, cette sortie est plus facile à lire. Nous l'utilisons donc chaque fois que nous le pouvons. Lorsque nous avons besoin d'informations que Shaka Packager ne peut pas obtenir, telles que le débit, nous utilisons FFmpeg.

FFmpeg

FFmpeg est également une application sans frais pour l'enregistrement, la conversion et la diffusion en streaming de fichiers multimédias. Ses capacités ne sont ni meilleures ni moins bonnes que celles de Shaka Packager. Ils sont juste différents.

Le schéma de base d'une commande FFmpeg se présente comme suit:

ffmpeg [GeneralOptions] [InputFileOptions] -i input [OutputFileOptions] output

Comme Shaka Packager, cette application peut gérer plusieurs flux. Certaines de ses options sont utilisées à plusieurs emplacements et manipulent la sortie du fichier différemment en fonction de leur emplacement dans la commande. Gardez cela à l'esprit lorsque vous consultez les questions FFmpeg sur Stack Overflow et sur des sites similaires.

Nous allons à nouveau comparer le modèle de base à l'exemple d'affichage des caractéristiques du fichier.

    ffmpeg [GeneralOptions] [InputFileOptions] -i input        [OutputFileOptions] output

    ffmpeg                                     -i glocken.mp4

En plus des informations que nous avons demandées, un message d'erreur est également affiché, comme illustré dans l'exemple ci-dessous. En effet, techniquement, il s'agit d'une utilisation incorrecte de FFmpeg. Nous l'utilisons parce qu'elle affiche les informations qui nous intéressent.

Input #0, mov,mp4,m4a,3gp,3g2,mj2, from 'glocken.mp4':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 512
    compatible_brands: isomiso2avc1mp41
    encoder         : Lavf58.17.100
  Duration: 00:01:47.53, start: 0.000000, bitrate: 10715 kb/s
    Stream #0:0(eng): Video: h264 (High) (avc1 / 0x31637661), yuvj420p(pc), 1920x1080, 10579 kb/s, 29.97 fps, 29.97 tbr, 30k tbn, 59.94 tbc (default)
    Metadata:
      handler_name    : VideoHandler
    Stream #0:1(eng): Audio: aac (LC) (mp4a / 0x6134706D), 48000 Hz, stereo, fltp, 128 kb/s (default)
    Metadata:
      handler_name    : SoundHandler
At least one output file must be specified

Installer des applications avec Docker

Si vous prévoyez de suivre et d'essayer nos commandes, vous pouvez soit installer les outils requis manuellement, soit emprunter la méthode la plus simple et utiliser Docker. Nous vous conseillons d'utiliser Docker, car cela vous fera gagner beaucoup de temps. En plus de cela, nous vous avons fourni des instructions pour vous aider à configurer rapidement.

Commencez par créer un répertoire sur votre ordinateur nommé media-tools. Vous pouvez utiliser le nom de votre choix, mais les instructions suivantes supposent que vous utilisez media-tools comme nom de répertoire.
Créez un répertoire docker et media dans media-tools. Votre répertoire media sera ainsi exclu du contexte de compilation. C'est important, car media est l'endroit où sont stockés les fichiers sur lesquels nous prévoyons d'effectuer des opérations, et certains d'entre eux peuvent être assez volumineux. Placer Dockerfile directement dans media-tools ralentirait la création de l'image si vous la reconstruisiez plus tard, par exemple pour modifier les versions installées.

Créez /media-tools/docker/Dockerfile, puis ajoutez les instructions de compilation suivantes:

FROM google/shaka-packager:release-v2.4.3 as packager
FROM jrottenberg/ffmpeg:4.3.2-alpine38
COPY --from=packager /usr/bin /usr/bin
ENTRYPOINT  ["sh"]

Créez l'image comme suit :
```
docker build -t media-tools ./docker
```

Exécutez l'image en tant que shell interactif. Sous Linux :

docker run -w /media -v ${PWD}/media:/media -it --rm media-tools
/media #

Sous Windows :

docker run -w /media -v %cd%/media:/media -it --rm media-tools
/media #

Veillez à exécuter les commandes docker précédentes à partir du répertoire media-tools.

Lorsque vous exécutez l'image, vous pouvez vérifier les versions de FFmpeg et de Shaka Packager afin de vérifier que tout a bien été effectué en exécutant ffmpeg -version et packager --version. Le résultat doit se présenter comme suit :

/media # ffmpeg -version
ffmpeg version 4.3.2 Copyright (c) 2000-2021 the FFmpeg developers
built with gcc 6.4.0 (Alpine 6.4.0)
configuration: --disable-debug --disable-doc --disable-ffplay --enable-shared --enable-avresample --enable-libopencore-amrnb --enable-libopencore-amrwb --enable-gpl --enable-libass --enable-fontconfig --enable-libfreetype --enable-libvidstab --enable-libmp3lame --enable-libopus --enable-libtheora --enable-libvorbis --enable-libvpx --enable-libwebp --enable-libxcb --enable-libx265 --enable-libxvid --enable-libx264 --enable-nonfree --enable-openssl --enable-libfdk_aac --enable-postproc --enable-small --enable-version3 --enable-libbluray --enable-libzmq --extra-libs=-ldl --prefix=/opt/ffmpeg --enable-libopenjpeg --enable-libkvazaar --enable-libaom --extra-libs=-lpthread --enable-libsrt --enable-libaribb24 --extra-cflags=-I/opt/ffmpeg/include --extra-ldflags=-L/opt/ffmpeg/lib
libavutil      56. 51.100 / 56. 51.100
libavcodec     58. 91.100 / 58. 91.100
libavformat    58. 45.100 / 58. 45.100
libavdevice    58. 10.100 / 58. 10.100
libavfilter     7. 85.100 /  7. 85.100
libavresample   4.  0.  0 /  4.  0.  0
libswscale      5.  7.100 /  5.  7.100
libswresample   3.  7.100 /  3.  7.100
libpostproc    55.  7.100 / 55.  7.100

/media # packager --version
packager version v2.4.3-dd9870075f-release

Maintenant que vous savez utiliser Shaka Packager et FFmpeg, vous pouvez continuer à vous familiariser avec les concepts de base. Passez à la section Principes de base du streaming multimédia.