ライブ配信の仕組み｜今の映像と音をほぼリアルタイムで届ける流れ

自分の配信画面で確認する

ライブ配信を見るときや配信するときに、次の点を確認してみます。

1. 画質設定や低遅延モードがあるか見る
2. 映像とチャットの反応にどれくらい遅れがあるか観察する
3. Wi-Fiとモバイル回線で安定性が変わるか比べる
4. 配信者側なら、解像度、fps、ビットレートを確認する
5. 視聴者側なら、端末、通信、サービス側のどこが怪しいか分ける

この記事について

録画済みの動画配信では、あらかじめ用意された動画データを視聴者が受け取ります。ライブ配信では、配信者側で今まさに撮っている映像と音声をすぐ処理し、インターネットを通して多くの視聴者に届けます。だから、画質、遅延、通信の安定性、端末の処理が強く関係します。

ここでは、なぜ少し遅れて届くのか、なぜ画質が下がるのか、配信者側と視聴者側のどちらを確認すればよいのかを確かめます。たとえでは、カメラから管制室へ流れる光の道として見ます。実際には、撮影、エンコード、送信、配信サーバー、CDN、端末再生が順番に関係します。

第78話「ライブ配信はどう届く？」では、イトがカメラの前で手を振り、その映像が離れた画面に届きます。ラボの配信管制室で、撮影、エンコード、配信サーバー、CDN、視聴者端末の流れを追います。

撮影から再生までの流れ

録画済み動画との違いを押さえる前に、動画配信の仕組み を見ると土台がそろいます。

流れをざっくり分けると、配信者側で映像と音を取り込み、エンコードして送れる形にし、配信サーバーに送り、そこから視聴者の端末に届けます。視聴者側の端末は、届いたデータを少しずつ受け取り、映像と音として再生します。

ライブ配信は「遅れがゼロ」ではありません。撮影、変換、送信、配信側の処理、視聴者の通信、端末の再生準備があるため、少し遅れて届きます。この遅れをレイテンシや遅延として見ることがあります。

まずストリーミングとはの「受け取りながら再生」に戻り、ライブでは作る工程も同時進行だと矢印を一本加えてください。

ユイ

録画した動画とライブ配信は、同じ動画でも流れが違いますよね

ピコ

うん。ライブ配信は、今撮っている映像と音を、短い遅れで届ける仕組みなんだ

マコト

今を送るぶん、待ち時間と安定性のバランスが大事そうだ

録画済み動画配信との違い

録画済みの動画配信では、動画ファイルが先に用意されています。サービス側は、複数の画質や形式に変換しておき、視聴者が再生ボタンを押したら必要なデータを少しずつ届けます。

ライブ配信では、元になる映像と音声が今作られています。配信者が話す、ゲーム画面が動く、カメラが切り替わる。そのたびに新しい映像と音声が生まれ、短い時間で変換され、視聴者へ送られます。

この違いを分けると、ライブ配信で困ったときに「配信者側の問題か、視聴者側の問題か」を考えやすくなります。

配信者側で起きることと流れ

配信者側では、まずカメラとマイクが映像と音声を受け取ります。

ライブ配信の材料に戻るなら、動画データの仕組み で映像と音の組み合わせを確認できます。

そのままではデータ量が大きく、配信しにくい場合があります。そこで、配信用のソフトやアプリが映像と音声をエンコードします。エンコードとは、映像や音声を、送信しやすい形式やサイズに変換する処理です。

たとえば、解像度、fps、音声のビットレート、圧縮方式などを設定します。高画質にすると見やすくなる場合がありますが、配信者側の回線やパソコン、スマホに負担がかかることもあります。配信がカクつく、音が途切れる、映像が荒れるときは、配信者側の処理や上り回線も確認ポイントになります。

配信サーバーとCDN

配信者が送った映像と音声は、配信サーバーに届きます。

視聴者が少ない場合でも、配信者から視聴者一人ひとりへ直接送り続けるのは大変です。多くの視聴者に届けるために、配信サーバーやCDNが間に入ります。CDNは、視聴者に近い場所からデータを届けやすくする仕組みです。

ライブ配信では、録画済みの動画ほど長くためておけない場合があります。今の映像をできるだけ早く届けたいからです。一方で、あまりに待ち時間を短くしすぎると、通信のゆれを吸収しにくくなり、止まりやすくなる場合があります。

イト

早く届けたいけど、少しはためておかないと止まりやすいんだね

ピコ

そう。ライブ配信は、遅延の短さと安定して見られることのバランスを取っているよ

視聴者側で再生されるまでの流れ

視聴者の端末は、配信サーバーやCDNから届くデータを受け取り、映像と音声として再生します。

ここでも、少し先のデータをためるバッファが関係します。バッファがあると、通信が一瞬ゆれても再生を続けやすくなります。反対に、バッファが足りないと、映像が止まったり、音が途切れたり、画質が下がったりする場合があります。

ライブ配信では、録画済みの動画よりも「今」に近いことが大切な場面があります。スポーツ中継、オンライン授業、ゲーム配信、ウェビナー、ライブコマースなどでは、映像の遅れが体験に影響します。サービスや設定によって、低遅延を重視する場合と、安定性を重視する場合があります。

チャットや反応との関係

ライブ配信では、映像だけでなくチャットやリアクションも一緒に使われることがあります。

チャットは映像データとは別の通信として動く場合があります。視聴者のコメント、いいね、スタンプ、投票などは、映像を受け取る流れとは別に、サーバーを通って配信者や他の視聴者に届きます。

映像の遅延が大きいと、配信者が話した内容とチャットの反応のタイミングがずれて見えることがあります。リアルタイム性が大事なサービスでは、映像の遅延だけでなく、チャットや通知の届き方も体験に関係します。

チャットや通知のように双方向でやり取りする仕組みへ進むなら、WebSocketとは も役に立ちます。

ライブ配信を画面で確認する場所

ライブ配信の仕組みは、次のような場面で見えます。

• 配信アプリの画質、解像度、fps設定
• 配信ソフトのビットレートやエンコード設定
• 配信中の上り回線の状態
• 視聴者側の画質自動切り替え
• ライブ配信の遅延表示や低遅延モード
• チャットやリアクションの届くタイミング
• 視聴者数が増えたときの安定性

トラブル時は、配信者側、サービス側、視聴者側を分けて見ます。配信者の回線が不安定なのか、サービス側が混んでいるのか、視聴者のWi-Fiが弱いのか、端末が重いのか。原因が一つとは限らないため、どの場所で起きているかを切り分けることが大切です。

よくある疑問

Q1. ライブ配信は録画済み動画と何が違いますか？

今撮っている映像と音を短い遅れで届ける点が大きく違います。

Q2. エンコードとは何ですか？

映像や音声を、送信や保存に向いた形式やサイズに変換する処理です。

Q3. ライブ配信で遅延を短くすれば、いつも安定しますか？

そうとは限りません。遅延を短くすると通信のゆれを吸収しにくくなり、環境によって止まりやすくなる場合があります。