TERM PRIMER
先に知っておく言葉
- ストリーミング
- 動画や音楽を全部保存し終える前に、受け取りながら再生する方法です。
- バッファリング
- 再生が止まらないよう、少し先のデータをためておくことです。
- データ
- コンピューターが扱う情報。文字、画像、音、動画、Webサイトもデータとして扱われます。
- サーバー
- データを保存したり、ほかの端末に届けたりする役割を持つコンピューターです。
- パケット
- 大きなデータをインターネットで運びやすくするために分けた小さなかたまりです。
- キャッシュ
- 一度使ったデータを一時的に保存し、次に速く使えるようにするしくみです。
- CDN
- 世界中の近い場所から画像や動画などを届けやすくする配信ネットワークです。
- レイテンシ
- データが届くまでなどにかかる遅延時間です。片道・往復など、測る区間を分けて考えます。
ダウンロードとの違い
ストリーミングとダウンロードは、どちらもインターネットからデータを受け取る点では同じです。
違いは、使い始めるタイミングと、端末にどのくらい保存するかです。
| 方法 | 使い方のイメージ |
|---|---|
| ダウンロード | ファイルを保存してから使う場面が多い |
| ストリーミング | 受け取りながら再生する |
ダウンロードは、資料ファイルを保存して開く、アプリをインストールする、音楽をオフライン再生用に保存する、といった場面で使われます。保存が終わったあとなら、通信がなくても使えることがあります。
ストリーミングは、全部を待たずに始められます。映画や音楽をすぐ楽しめる一方で、再生中もデータが届き続ける必要があります。通信が弱くなったり、回線が混んだりすると、途中で止まることがあります。
イト
ストリーミングって、動画が全部テレビに入ってから再生してるの？
ピコ
全部を待つのではなく、届いた分から再生していると見ると入りやすいよ
YouTube、Netflix、Spotify、オンライン授業、ライブ配信など、多くのサービスで使われています。全部のファイルを待たなくてもすぐ見始められる一方で、次のデータが届くのに時間がかかると、読み込み中になったり、画質が変わったり、再生が止まったりすることがあります。
この先では、第16話のストリーミング上映室で見た「少しずつ届く上映会」のたとえを入口にしながら、実際の画面で何が起きているのかを一つずつ確かめます。
上映室のたとえから仕組みへ
動画や音楽は、画面やスピーカーから自然に流れているように見えます。けれど画面のむこう側では、端末が配信サービスへリクエストを送り、サーバーやCDNからデータを少しずつ受け取っています。端末は届いたデータを処理し、映像や音声として再生します。
ピコルート・ラボのたとえでは、ストリーミングは上映室です。フィルムが箱ごと全部届くのを待つのではなく、前の場面から順番に届いた分を映写機へ通していきます。ただし、たとえは入口です。実際には、HTTP、CDN、バッファ、動画プレイヤー、端末の処理などが関わります。
再生中に起きている流れ
ストリーミング再生中、画面では一本の動画に見えても、裏側では小さな流れが続いています。
短く分けると、次の順番です。
- 再生ボタンを押す
- 端末やアプリが動画サービスへリクエストを送る
- サーバーやCDNから動画データが少しずつ届く
- 端末が届いたデータを処理する
- 少し先の分をためながら映像と音声を出す
- 通信状態に合わせて画質や読み込みが変わることがある
動画データは、大きなひとかたまりで飛んでくるとは限りません。小さな単位に分かれて届き、端末が順番に扱います。この「小さく分かれて届く」感覚は、パケットとは の考え方にもつながります。
第16話で見たように、画面では一本のアニメに見えていても、裏側では動画のかたまりが順番に流れていると考えると、途中で止まる理由も見えやすくなります。
バッファがあるから止まりにくい
ストリーミングでは、再生する少し先のデータを一時的にためることがあります。この一時的な余裕を、バッファと呼びます。
バッファがあると、通信が一瞬だけ遅れても再生を続けられることがあります。次の場面が少し先まで届いていれば、道が一瞬混んでも映像は止まりにくくなります。
しかし、通信の遅れが長く続くと、ためていたデータを使い切ります。するとプレイヤーは、次のデータが届くまで再生を止めます。読み込み中のマークが出たり、画面が止まったりする理由の一つです。
バッファが足りなくなる理由は、動画サービス側だけとは限りません。
- Wi-Fiが弱い
- 家族が同時に大きな通信をしている
- 端末やアプリが重い
- 高画質で必要なデータ量が多い
- 回線や配信側が混んでいる
- CDNやサーバーからの応答が遅い
このように分けると、「動画が止まった = すぐサービス故障」と決めつけずに確認できます。
画質が変わる理由
ストリーミング中に、急に画質が粗くなったり、しばらくするときれいに戻ったりすることがあります。
これは不具合とは限りません。多くの動画サービスでは、通信状態に合わせて受け取るデータ量を変えることがあります。回線に余裕があるときは高画質のデータを受け取り、通信が不安定なときは軽い画質に切り替えます。
高画質はきれいですが、必要なデータ量が多くなります。低画質は粗くなりますが、必要なデータ量が少なくなります。道が混んでいるときに荷物を小さくすれば、止まりにくくなる場合があります。
ユイ
画質が下がるのは、止まらないための調整でもあるんですね
マコト
うん。きれいさと止まりにくさのバランスを取っている場合がある
画質が変わったときは、まず通信状態、端末の状態、サービス側の混雑を分けて見ます。画質を一段下げると必要なデータ量が減るため、止まりにくくなることがあります。
どこから動画が届くのか
動画データは、配信サービスの元のサーバーだけから届くとは限りません。
多くのサービスでは、CDNという仕組みが使われることがあります。CDNは、よく使われるコンテンツを利用者に近い配信拠点から届けやすくする仕組みです。遠くの元サーバーまで毎回取りに行くより、近くの拠点から受け取れると、再生開始や途中の読み込みが安定しやすくなる場合があります。
また、キャッシュも関係します。よく使うデータを一時的に取っておくことで、同じものを何度も取りに行かずに済むことがあります。ただし、古い控えが残る場合もあるため、速さと新しさは一緒に考える必要があります。
動画の道を短く書くと、次のようになります。
- 端末が動画をリクエストする
- サーバーやCDNが動画データを返す
- データが小さな単位で端末に届く
- 端末がバッファしながら再生する
- 状況に応じて画質や読み込みが変わる
CDNを詳しく見るなら CDNとは が、キャッシュを詳しく見るなら キャッシュとは がつながります。
ストリーミングを画面で確認するミニワーク
ストリーミングを理解するには、実際に動画を見ながら「届き方」を想像するのが近道です。
次の順番で確認してみてください。
- 動画や音楽を再生する
- 再生開始までの待ち時間を見る
- 画質が変わる場面がないか見る
- 読み込み中になったら、Wi-Fi、端末、サービス側を分けて考える
- 画質を一段下げたら止まりにくくなるか試す
- 同じ動画を別端末や別回線で見ると変わるか比べる
このワークの目的は、原因を一発で当てることではありません。ストリーミングは、受信、再生、バッファ、画質調整が同時に動く仕組みだと感じることです。
最後に、次の一文を完成させます。
ストリーミングとは、動画や音楽などの＿＿＿＿を、全部保存し終える前に、＿＿＿＿ながら再生する方法です。
答えの例は「データ」「受け取り」です。
ストリーミングの確認クイズ
Q1. ストリーミングは全部保存してから再生する方法ですか？
いいえ。全部を待たず、データを受け取りながら再生する方法です。
Q2. バッファが足りなくなると何が起きやすいですか？
次に必要なデータが間に合わず、読み込み中になったり再生が止まったりします。
Q3. 画質が下がるのはいつも失敗ですか？
失敗とは限りません。必要なデータ量を減らし、再生を続けやすくする調整の場合があります。
ストリーミングを物語で復習するなら 第16話：動画はどう少しずつ届く？ へ進んでください。動画配信の全体像を見るなら 動画配信の仕組み が続きです。
ラボのホワイトボードに一行だけ残すなら、こうです。
ストリーミング = データを受け取りながら再生する仕組み
LAB WHITEBOARD
自分の言葉で説明してみよう
「ストリーミングの意味、ダウンロードとの違い、バッファや画質変更との関係を、自分の言葉で説明できるようになる。」を、いまの自分の言葉で一文にしてみてください。途中の説明でも大丈夫です。
