Fundamentos de aplicativos de mídia

Derek Herman
Derek Herman
Joe Medley
Joe Medley

O trabalho com mídia geralmente requer a mudança das características dos arquivos de mídia, como taxa de bits ou resolução. Encontrar uma maneira simples de começar pode ser bastante intimidador. Nesta página, você vai aprender sobre as ferramentas usadas e como instalá-las rapidamente.

Primeiro, descrevemos o uso básico de dois utilitários de mídia comuns de linha de comando: Shaka Packager e FFmpeg. Em seguida, ajudamos você a instalar as ferramentas rapidamente. Por que abordar duas aplicações? Embora ambos sejam poderosos e úteis por si sós, nenhum deles tem tudo o que é necessário para preparar mídia para a Web. Também criamos as páginas Conversão de mídia e Criptografia de mídia, que mostram muitas operações comuns com esses dois aplicativos.

Esses aplicativos não são as únicas opções disponíveis para tarefas de manipulação de arquivos, mas são dois dos mais comuns e poderosos. Outras opções incluem os aplicativos de GUI Miro, HandBrake e VLC. Também há serviços de codificação/transcodificação como o Zencoder, o Amazon Elastic Encoder e a API Google Transcoder.

Shaka Packager

O Shaka Packager é um SDK de empacotamento de mídia sem custo financeiro. Se você estivesse usando um player de mídia no seu site, o Shaka Packager seria usado para preparar os arquivos. Ele oferece suporte à conversão dos dois protocolos de streaming de vídeo mais comuns: o Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH) ou o HTTP Live Streaming (HLS). O Shaka Packager oferece suporte a recursos de segurança importantes: criptografia comum e gerenciamento de direitos digitais (DRM) da Widevine. Ele também pode lidar com streaming ao vivo e vídeo sob demanda.

Apesar do que está escrito no pacote, esse utilitário é para mais do que desenvolvedores C++. Ela pode ser usada como uma biblioteca para criar softwares de mídia e como um utilitário de linha de comando para preparar arquivos de mídia para reprodução na Web. É a capacidade mais recente que é útil para nós aqui. Na verdade, para criadores de mídia da Web, o Shaka Packager é a única maneira de realizar algumas tarefas sem gastar dinheiro em aplicativos comerciais caros.

Confira o padrão básico de um comando do Shaka Packager:

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

Isso não é exatamente o que você vai receber se digitar packager -help. Esse exemplo é mais fácil de entender e reflete os exemplos na documentação do Shaka Packager. Há vários itens stream_descriptor no padrão. Embora não mostremos isso, é possível manipular os streams de vídeo e áudio de um arquivo separadamente em um único comando.

Compare esse padrão básico com um uso simples que mostra as características do arquivo. No exemplo, alinhamos partes equivalentes.

packager stream_descriptor [stream_descriptor-n] [flags]

packager input=glocken.mp4                       --dump_stream_info

O comando gera o seguinte:

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

Procure as características discutidas em Noções básicas de arquivos de mídia e observe algumas coisas. A altura e a largura estão corretas para full HD, e os codecs de áudio e vídeo estão entre os preferidos para os tipos de contêiner, AAC para áudio e H264 para vídeo. Observe também que os fluxos são identificados com números. Eles são úteis para operações que manipulam o áudio e o vídeo separadamente.

A saída acima não mostra o bitrate. Apesar do que está faltando, essa saída é mais fácil de ler, então a usamos sempre que possível. Quando precisamos de informações que o Shaka Packager não consegue, como o bitrate, usamos o FFmpeg.

FFmpeg

O FFmpeg também é um aplicativo sem custo financeiro para gravação, conversão e streaming de arquivos de mídia. Os recursos dele não são melhores nem piores do que os do Shaka Packager. Elas são diferentes.

O padrão básico de um comando FFmpeg é assim:

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

Assim como o Shaka Packager, esse aplicativo pode processar vários streams. Algumas das opções são usadas em vários locais e manipulam a saída do arquivo de maneira diferente, dependendo de onde elas estão no comando. Tenha isso em mente ao procurar perguntas sobre o FFmpeg no Stack Overflow e em sites semelhantes.

Vamos comparar novamente o padrão básico com o exemplo para mostrar as características do arquivo.

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

    ffmpeg                                     -i glocken.mp4

Além das informações solicitadas, isso também imprime uma mensagem de erro, conforme mostrado no exemplo abaixo. Isso ocorre porque é tecnicamente um uso incorreto do FFmpeg. Usamos porque ele mostra informações importantes.

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

Instalar aplicativos com o Docker

Se você planeja seguir e testar nossos comandos, instale as ferramentas necessárias manualmente ou use o Docker. Sugerimos o uso do Docker, porque isso vai economizar muito tempo. Além disso, fornecemos instruções para você configurar tudo rapidamente.

  1. Comece criando um novo diretório em algum lugar do computador chamado media-tools. Você pode usar qualquer nome, mas as instruções a seguir assumem que você está usando media-tools como o nome do diretório.

  2. Crie um diretório docker e media dentro de media-tools. Isso vai manter seu diretório media fora do contexto de build. Isso é importante porque media é onde os arquivos são armazenados para operações, e alguns deles podem ser muito grandes. Colocar o Dockerfile diretamente em media-tools vai atrasar a criação da imagem se você precisar recriar a imagem no futuro, talvez para mudar as versões instaladas.

  3. Crie /media-tools/docker/Dockerfile e adicione as seguintes instruções de build:

    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"]
    
  4. Crie a imagem:

    docker build -t media-tools ./docker
    
  5. Execute a imagem como um shell interativo. No Linux:

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

    No Windows:

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

Durante a execução da imagem, é possível verificar as versões do FFmpeg e do Shaka Packager para validar se tudo foi concluído com sucesso executando ffmpeg -version e packager --version. O resultado será semelhante a este:

/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

Agora que você já tentou usar o Shaka Packager e o FFmpeg, continue aprendendo os conceitos básicos. A próxima etapa é Noções básicas de streaming de mídia.