Åpne standarder for grafikk, bilde, lyd og video på offentlige nettsider: Ytterligere behov Audun Vaaler og Børre Ludvigsen, Høgskolen i Østfold 3. november 2008
Innhold Innhold i 1 Innledning 3 2 Fremtidig interessante standarder 5 2.1 Dirac.................................. 5 2.2 DNG (Digital Negative)....................... 5 2.3 JPEG 2000 og Motion JPEG 2000.................. 6 2.4 Nettverksprotokoller......................... 6 3 Utelatte områder 9 3.1 Mobile maskiner........................... 9 3.2 Alternative applikasjoner...................... 9 3.3 Fil-lenking............................... 10 3.4 Multimedia på tvers av enheter................... 10 4 Programvare for avspilling 11 4.1 Forskjellen mellom programvare og innhold........... 11 4.2 Løsninger for avspilling av Theora og Vorbis........... 12 5 Filendelser 15 6 Konklusjon 17 i
Forord I motsetning til allmenn oppfatning er ikke datateknologi noen eksakt vitenskap. Imidlertid er det blitt en teknologi som har langt større utbredelse blandt allmennheten enn vitenskapen og det som måtte oppfattes som en åpen standard ett sted kan like gjerne forståes som lukket og propritær et annet. I vårt arbeid med å finne, kartlegge og evaluere standardformater som er relevante for denne rapporten har vi søkt råd og hjelp hos en rekke personer i både offentlige og private organisasjoner. Alle har bidratt med iver og innsikt. Vi ønsker derfor å takke følgende personer og organisasjoner for bidrag til utredningen: Anita Blomberg (Stortingets administrasjon), Kenny Bogø (Adobe Systems Nordic), Thomas Gramstad (Elektronisk forpost Norge), Dagfinn Grønnvik (Møre og Romsdal fylkeskommune), Christer Gundersen (Nasjonalt kompetansesenter for fri programvare), Harald Jansson (Norkart as), Reidar Otto Johnsen (NRK), Øystein Kaldhol (Møre og Romsdal fylkeskommune), Kenneth Langås (Norsk filminstitutt), Christopher Montgomery (Xiph.org), Bjarne Andre Myklebust (NRK), Anna Randby (Akershus universitetssykehus), Kjell Are Refsvik (Høgskolen i Lillehammer), Line Richardsen (KS), Matthew Rogers (360Precision Ltd), Svein Solbakk (Nasjonalbiblioteket), Jørn Tune (Halden kommune), Sverre Wisløff (Norkart as), Departementenes servicesenter, samt kolleger ved Høgskolen i Østfold. Til slutt vil vi også takke Lars van Marion, Henrik Linnestad, Bent Vangli og Standardiseringsrådet forøvrig for oppklaringer, presiseringer og hjelp. Audun Vaaler og Børre Ludvigsen 3. november 2008 1
Kapittel 1 Innledning Denne rapporten besvarer kravene til fase 3, punkt 4.5 (Ytterligere behov) i FADs kravspesifikasjon til vår utredning om åpne standarder for multimedia på offentlige nettsider. Rapporten har til hensikt å belyse noen av de praktiske aspektene ved de anbefalte standardene, ved å forankre dem i terminologi og praktiske applikasjoner som kan gjenkjennes av de brukergrupper som forventes å berøres direkte av utredningens anbefalinger. I rapport 2 fremla vi følgende generelle definisjon av en åpen standard: en formell beskrivelse av formen for en datastrøm hvor innholdet skal kunne arkiveres i ubestemt tid for så å kunne leses igjen på det som idag forståes som en personlig datamaskin uten praktiske eller juridiske hindringer. Videre at åpne standarder skal medføre størst mulig tilgjengelighet til informasjon, at de derfor skal motvirke monopolisering og konkurransevridning, og at informasjon skal ha en høy grad av bestandighet. I rapport 4, kapittel 3 ble følgende instilling til standarder for multimedia på offentlige nettsider fremmet: Grafikk: SVG (for skalerbar vektorgrafikk) Bilde JPEG (for tapsbasert komripimering) PNG (for tapsfri komprimering) GIF (alternativ til PNG) Lyd Ogg Vorbis (for tapsbasert komprimering) MP3 (supplement til Ogg Vorbis) FLAC (for tapsfri komprimering) 3
4 KAPITTEL 1. INNLEDNING Video Ogg Theora H.264 De følgende kapitlene vil redegjøre for kjent filformater som bruker standardene, og eksempler på programmer som kan brukes for å bearbeide og produsere slikt multimedieinnhold. Videre vil rapporten diskutere åpne standarder som ikke ble dekket i utredningen, men som kan være interessante i fremtidig utvikling, likeledes beslektede og relevante anvendelsesområder.
Kapittel 2 Fremtidig interessante standarder 2.1 Dirac Dirac utvikles av BBCs FoU-avdeling, med mål om å lage en royalty-fri videocodec med minst like god ytelse som for eksempel H.264. Vi fant ikke standarden tilstrekkelig moden for videre behandling i denne utredningen, men anbefaler sterkt at den holdes under observasjon, og vurderes ved en senere anledning. Første implementasjon av Dirac med tilstrekkelig ytelse for sanntidsavspilling ble sluppet i mars i år 1. Den meget utbredte mediespilleren VLC fikk Diracstøtte i september 2. OBS: Ved en feil ble Xiph.org oppført som utvikler av Dirac i rapport nr. 1, tabell 2.4. Riktig organisasjon er BBC. 2.2 DNG (Digital Negative) For å begrense informasjonstap ved digital fotografering og scanning er det ofte ønskelig å ta vare på rådata fra kameraets eller scannerens sensorer. Digitalkamermarkedet preges i dag av mange proprietære standarder for lagring av slike rådata. DNG er et ikke-proprietært og anerkjent alternativ. Standarden falt utenfor utredningen, da den i liten eller ingen grad brukes for visning av bilder som del av nettsider. Vi anbefaler at standaren holdes under observasjon, og vurderes ved en senere anledning. 1 http://schrodinger.sourceforge.net/press/diracannounce060308.html 2 http://www.diracvideo.org/node/19 5
6 KAPITTEL 2. FREMTIDIG INTERESSANTE STANDARDER 2.3 JPEG 2000 og Motion JPEG 2000 JPEG 2000 er en mer avansert og effektiv oppfølger til bildestandarden JPEG, og er også grunnlaget for Motion JPEG 2000. Sistnevnte er i ferd med å bli etablert for digital distribusjon og lagring av film i høy kvalitet, og brukes eller vurderes brukt både av Nasjonalbiblioteket og Norsk filminstitutt. Begge standardene er meget interessante, men foreløpig ikke aktuelle for allmenn bruk som del av nettsider. Vi anbefaler derfor at de holdes under observasjon, og vurderes ved en senere anledning. 2.4 Nettverksprotokoller All overføring, nedlasting og streaming av multimedieinnhold er avhengig av hensiktsmessige nettverksprotokoller. Utredningen har ikke behandlet slike, utover å anta at nettverksprotokollen i de aller fleste tilfeller vil være HTTP. Til tross for sin utbredelse og fleksibilitet er ikke alltid HTTP et optimalt (eller tilstrekkelig) alternativ. For eksempel kan spesialiserte protokoller som RTP (Real-Time Protocol) 3 og RTSP (Real-Time Streaming Protocol) 4 gi bedre ytelse og utnyttelse av tilgjengelig båndbredde ved streaming. Eksempler på protokoller som vanskelig kan erstattes av HTTP er SIP (Session Initiation Protocol) 5 for IP-telefoni, og BitTorrent for skalerbar distribusjon av innhold til store publikum (eksperimentelt brukt av NRK med stort hell 6 ). Felles for alle protokollene nevnt over er at dagens nettinfrastruktur ofte blokkerer dem helt eller delvis. For eksempel er vanlig både i det det offentlig, i bedrifter og hjemme å dele én nettforbindelse ut til mange brukere. På den ene siden sparer teknikken IP-adresser (et knapphetsgode) og gir en viss grad av beskyttelse mot angrep fra resten av Internet. På den annen side hindrer den svært mange typer nettverkshenvendelser utenifra, slik som IP-telefonioppringinger, video- og lydstrømmer streamet over RTP, samt forespørsler om filoverføring. Strengt eller feilkonfigurerte brannmurer gir samme type problemer. Slik blokkering av datatrafikk kan dermed hindre utbredelse av nyttige protokoller, hemme utvikling av ny teknologi (siden den ofte er vesentlig annerledes enn etablerte løsninger som HTTP), og føre til uheldig sentralisering (siden tjenester må plasseres slik at de kan nås fra hele Internet). Dagens offentlige og kommersielle Internet-forbindelser er også i liten grad tilrettelagt for nye teknologier som IPv6 og IP multicast. Førstnevnte løser blant annet mange problemer innen sikkerhet, IP-adressemangel og såkalt ende til ende-konnektivitet (at en hver datamaskin på Internet skal kunne nå en hvilken som helst annen). Multicast har potensial til å gjøre massedistribusjon av datastrømmer (for eksempel TV-sendinger og videokonferanser) allment tilgjengelig. 3 http://www.ietf.org/rfc/rfc3550 4 http://www.ietf.org/rfc/rfc2326 5 http://www.ietf.org/rfc/rfc3261 6 http://nrkbeta.no/bittorrent/
2.4. NETTVERKSPROTOKOLLER 7 Det er med andre ord knyttet viktige og interessant problemstillinger til nettverksprotokoller, og det ville sannsynligvis være nyttig og viktig å vurdere dem nærmere.
Kapittel 3 Utelatte områder Basert på den opprinnelige oppdragsutlysningen og møter med Fornyingsog administrasjonsdepartementet begrenset vi utredningen begrenset til multimediestandarder som del av offentlige nettsider, for visning og avspilling på typiske PC-plattformer. Avgrensningen viste seg meget hensiktsmessig, men utelukket også interessante områder og problemstillinger. Dette kapitlet beskriver kort noen. 3.1 Mobile maskiner Moderne mobiltelefoner, bærbare video- og MP3-spillere, håndholdte spillkonsoller og liknende elektroniske enheter er alle forholdsvis avanserte, programmerbare datamaskiner. Mange av dem inneholder nettlesere, og er høyst aktuelle terminaler for nettlesing. Skillet mellom PC-er og andre klientmaskiner er allerede svakt, og vil av stadig flere nettbrukere ganske sikkert oppleves som kunstig. Gode mobile nettlesere (for eksempel Opera og Safari) og større forståelse for plattformuavhengig webdesign gjør det mulig å lage nettsteder som ikke krever spesialtilpassing til mobile enheter. Fremtidige utredninger bør derfor sannsynligvis favne flere plattformer. 3.2 Alternative applikasjoner Før nettleserne ble dominerende, skapte man vanligvis fora, diskuterte interessante ting og delte filer ved hjelp av en spesialisert, desentralisert protokoll (NNTP 1 ). Man kunne (og kan fortsatt) selv velge den news-leseren som passet best: Den kjører på din egen maskin, slik at du slipper å vente på en innimellom treg Internet-forbindelse. Tjenesten er dessuten fordelt mellom tusenvis 1 Network News Protocol: http://www.ietf.org/rfc/rfc3977.txt 9
10 KAPITTEL 3. UTELATTE OMRÅDER av news-tjenere, slik at den overlever selv om opptil flere av tjenermaskinene skulle gå ned. NNTP er riktignok ikke uten ulemper, men illustrerer mange av fordelene ved å standardisere en protokoll som gjør det mulig å velge fritt blant mange alternative brukerapplikasjoner. Protokoller og konvensjoner av forskjellig art og kompleksitet kan også bygges på HTTP, som for eksempel RSS og Atom for henting av nyheter, blogginnlegg og podcasts. Ved å offentliggjøre direkteadressen til en radiostrøm oppnår man det samme som ved å publisere frekvensen til en analog radiostasjon: Lyttere kan enkelt koble seg til med akkurat det avspillingsprogrammet de foretrekker, uten å huske noe mer enn en forholdsvis enkel URL. 2 Der det er hensiktsmessig bør man derfor vurdere å bidra til standardisering av slike applikasjonsprotokoller. 3.3 Fil-lenking Utredningen så også eksplisitt bort fra filer som lenkes til, men ikke vises som del av nettsider. Eksempler inkluderer dokumenter i andre formater enn HTML (f.eks. PDF), bilder i høy kvalitet (f.eks. pressebilder i TIFF-format), spillelister som åpnes i eksterne mediespillere (f.eks. M3U 3 og SDP 4 ), arkiver (f.eks. ZIP), geografisk informasjon (slik som KML 5 ), og svært mange andre typer data. Mange av disse er sannsynligvis interessante å undersøke nærmere. 3.4 Multimedia på tvers av enheter Akkurat som vi i økende grad forventer at nettsider skal virke med mange slags nettlesere, vil vi også at grafikk, bilder, lyd og video skal flyte smertefritt mellom kameraer, videokameraer, mobiltelefoner, MP3-spillere, DVD-spillere, TV-er, stereoanlegg, minnekort, disker, CD-er, DVD-er, biler og mye mer. Innholdet er ofte omfattende og av stor verdi, enten personlig (f.eks. egenproduserte bilder og video) eller økonomisk (f.eks. musikk kjøpt på Nett eller CD). Det er derfor essensielt at standardene som brukes er solide, bestandige og ukompliserte. Vi finner det verdt å minne om at digitale sperremekanismer (DRM) svært sjelden er kompatible med åpne standarder. 2 Prøv for eksempel å lime denne adressen inn i VLC eller itunes: http://radio.hiof. no/nrk-p2-128 3 http://en.wikipedia.org/wiki/m3u 4 Session Description Protocol: http://www.ietf.org/rfc/rfc2327.txt 5 http://www.opengeospatial.org/standards/kml/
Kapittel 4 Programvare for avspilling Dette kapitlet forklarer kort det til tider forvirrende forholdet mellom programvare og multimediestandarder, og skisserer hva som må til for avspilling av Theora- og Vorbis-innhold på nettsider. 4.1 Forskjellen mellom programvare og innhold Mange leverandører tilbyr komplette multimedieplattformer som inkluderer både codec-er, innkapslingsformater og programvare (mediespillere og plugins). Utbredte eksempler er Windows Media (Microsoft), QuickTime (Apple) og Flash (Adobe). Slike plattformer omfatter vanligvis proprietære standarder, men støtter også enkelte mer eller mindre åpne alternativer. For eksempel kan både Windows Media Player og QuickTime Player spille av MP3-lyd uten tilleggsprogramvare, og både QuickTime og nyere versjoner av Flash spiller video i MPEG-4. Av strategiske årsaker støtter proprietære plattformer derimot sjelden standarder som konkurrerer med plattformens egne. Multimedielandskapet kan derfor være vanskelig å navigere. Det hjelper derimot å skille tydelig mellom programvare (mediespillere og plugins) og multimediestandardene den støtter (codec-er og innkapslingsformater). Nyere versjoner av Flash støtter avspilling av MPEG-4 med H.264-video og AAC-lyd, og er en god illustrasjon på forskjellen mellom program og innhold: NRK publiserer enkelte av sine videoklipp ved hjelp av Flash, og når dermed også brukere på plattformer uten Windows Media (se figur 4.1). Selv om programvaren (Flash) i dette tilfellet er proprietær og lukket, er innholdet (videoklippet) publisert i en ikke-proprietær standard (MPEG-4). Klippet kan dermed potensielt spilles i en hvilken som helst mediespiller med MPEG-4- støtte, for eksempel VLC eller QuickTime Player (figur 4.2). (NRKs løsning gjør dog avspilling med alternativ programvare vanskelig, fordi nettsidene bare er laget for å støtte avspilling gjennom Flash, og fordi adressen direkte til klippene er skjult.) 11
12 KAPITTEL 4. PROGRAMVARE FOR AVSPILLING Figur 4.1: nrk.no Visning av MPEG-4-video ved hjelp av Adobes Flash-plugin på 4.2 Løsninger for avspilling av Theora og Vorbis Vi anbefalte i rapport 4 Ogg Theora og Ogg Vorbis som primærstandarder for video og lyd på offentlige nettsider. I likhet med alle andre multimediestandarder forutsetter disse for øyeblikket bruk av plugins. <audio>- og <video>taggene i HTML 5 vil forhåpentligvis senke terskelen for publisering av AVinnhold, særlig dersom innebygd støtte for Ogg-standardene blir utbredt. (Eksperimentelle versjoner av Opera og Firefox støtter som nevnt begge deler.) Inntil videre kan Vorbis og Theora for eksempel vises ved hjelp av Java-applets eller plugins med Vorbis- og Theora-støtte, og det er mulig å dekke de aller fleste vanlige PC-plattformer, med høy brukervennlighet. Imidlertid kan utfordringene ved programmering av publiseringsløsningene bli komplekse. En interessant løsning på problemet er den frie programvaren utviklet av Metavid 1 for publisering av video fra amerikanske kongressmøter. Metavid skjermer både brukere og utviklere for den bakenforliggende kompleksiteten, og tilbyr både nedlasting, integrasjon på eksterne nettsider (embedding), og mulighet for valg av plugin (for avanserte brukere). Se figur 4.3. 2 1 http://metavid.org/ 2 http://nrk.no/magasin/natur/1.6289097
4.2. LØSNINGER FOR AVSPILLING AV THEORA OG VORBIS 13 Figur 4.2: Avspilling av MPEG-4-fil fra nrk.no med VLC (venstre) og Quick- Time Player (høyre) Figur 4.3: Metavids avspiller, med valg av plugin (øverst til høyre), nedlasting (nederst til venstre) og mulighet for integrasjon (embedding) på nettsider (nederst til høyre)
Kapittel 5 Filendelser Mange brukere vil kjenne standardene gjennom relevante filendelser, og dermed også de filtyper som bruker standardene. Følgende utdrag fra en typisk MIME-typefil 1 viser filtyper og filendelser for de aktuelle standardene: image/svg+xml image/jpeg image/png image/gif application/ogg video/ogg audio/ogg audio/mpeg application/x-flac audio/flac video/mp4 svg svgz jpeg jpg jpe png gif ogx ogv oga ogg spx mpga mpega mp2 mp3 m4a flac flac mp4 Næremere beskrivelser av filtyper og endelser finnes bl.a. hos IANA (Internet Assigned Numbers Authority) 2 og Xiph 3. 1 MIME, Multipurpose Internet Mail Extensions. mimetypes er en tabell i tektsformat som beskriver innholdstyper av filer som behandles av internetprogram som epostklienter og nettlesere for å tolke multimediainnhold på korrekt måte. 2 http://www.iana.org/assignments/media-types/ 3 http://wiki.xiph.org/index.php/mime_types_and_file_extensions 15
Kapittel 6 Konklusjon Dette er vår siste rapport i utredningen av åpne standarder for grafikk, bilde og lyd på offentlige nettsider. Arbeidet har vært både hyggelig og interessant: Vi har fått anledning til å systematisere og presentere stoff vi synes er viktig, lære nye ting, og ikke minst opprette kontakt med interessante, hyggelige og kunnskapsrike mennesker. Standardisering av multimedieformater er fortsatt i en ganske tidlig fase. Vi håper utredningen er et bidrag i riktig retning, og takker for anledningen til å delta i prosessen. 17