HTML5 Video vs. Flash Video [paper]

HTML5 Video vs. Flash Video Vorlesung: Streaming Media Dr. Klaus Schäfer Vorgelegt von: Jakob Schröter http://jakob-schroeter.de/ 22. Februar 2010 | WS 2009/2010 Hochschule der Medien, Stuttgart Master Computer Science and Media

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Abstract In den letzten Jahren hat sich weltweit der Adobe Flash Player für die Wiedergabe von Videos im Internet durchgesetzt. Nahezu alle großen Videoportale und auch Fernsehsender setzen heute bei der Integration von Videoinhalten in ihre Webseiten auf Flash-basierte Videos. Mit der vor kurzem erschienen Spezifikation des HTML4-Nachfolgers HTML5 scheint der Adobe Flash Player nun jedoch ernsthafte Konkurrenz zu bekommen. Die Spezifikation beinhaltet ein Videoelement welches es erlaubt, Videodateien direkt in HTML-Dokumenten zu platzieren und wiederzugeben – ohne auf ein externes Browser-Plugin wie den Adobe Flash Player zu- rückgreifen zu müssen. Daher stellt sich die Frage, ob das HTML5-Videoelement mit den unterstützten Codecs und User-Interface-Möglichkeiten aktuell und in Zukunft eine ernstzunehmende Alternative zu Flash-basierten Videos sein wird. Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 2

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Inhalt 1 Einführung ............................................................................................................................... 4 1.1 Rückblick: Videos im Internet ......................................................................................... 4 1.2 Adobe Flash Player ........................................................................................................... 4 1.2.1 Kritikpunkte bezüglich des Einsatzes von Flash ......................................................5 1.3 HTML5 .............................................................................................................................. 6 2 HTML5 Video ............................................................................................................................7 2.1 Video-Codecs .....................................................................................................................7 2.1.1 Ogg Theora ............................................................................................................... 8 2.1.2 H.264 ......................................................................................................................... 8 2.2 Performance ..................................................................................................................... 9 2.3 Browserunterstützung des HTML5-Videoelements und Codecs .................................. 10 2.4 Auslieferung der Videos ................................................................................................... 11 2.5 Integration in Webseiten ................................................................................................ 13 2.5.1 Intelligente Integration von HTML5-Video mit Fallback ...................................... 13 2.5.2 Eigenes Player-UI und eigene Steuerelemente....................................................... 15 2.6 Accessibility und SEO ..................................................................................................... 16 2.6.1 Metadaten und Untertitel ....................................................................................... 17 2.7 HTML5 Video in the wild................................................................................................ 18 3 Zusammenfassung und Ausblick............................................................................................20 Literaturverzeichnis........................................................................................................................ 22 Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 3

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video 1 Einführung 1.1 Rückblick: Videos im Internet In den ersten HTML-Standards war es neben Textinhalten ausschließlich möglich Bildinhalte sowie teilweise Audio in Form von MIDI-Dateien in Webseiten zu integrieren. Für die damali- gen Verbindungsgeschwindigkeiten und geringe Rechenleistung war die Übertragung und Wiedergabe von Videoinhalten zudem technisch kaum möglich. Mit leistungsfähigeren CPUs wurde es möglich effiziente Video- und Audiokompression zu entwickeln und schnellere Über- tragungswege vereinfachten die Auslieferung der Inhalte an den Endbenutzer. Um Videoinhal- te anzubieten mussten diese jedoch als Datei zum Download angeboten werden, welche dann mit einer eigenständigen Videoplayer-Software nach Abschluss des Downloads abgespielt wurde. Alternativ war es auch möglich Videos als Stream bereit zu stellen. Mit speziellen Browser-Plugins des Real Players, QuickTime Player oder auch Windows Media Players wurde es später erstmals möglich, Videoinhalte direkt innerhalb der Webseite anzuzeigen. Die Ein- bindung gestaltete sich jedoch nicht immer problemlos und die Nutzer mussten zwingend das entsprechende Abspielprogramm auf ihrem Computer installiert haben. Abhilfe schaffte der Adobe Flash Player, welcher neben Vektoranimationen etc. zunächst die Möglichkeit bot qualitativ hochwertige Audiodateien im MP3-Format und später auch Video- inhalte direkt innerhalb von Webseiten abzuspielen. 1.2 Adobe Flash Player Der Adobe Flash Player gehört aktuell zu den am weitesten verbreiteten proprietären und kos- tenfreien Browser-Plugins. Laut Adobe erreicht er eine Verbreitung von über 98% aller Inter- netnutzer1. Die unabhängige Statistik von riastats.com bestätigt diese Angabe, demnach verfü- gen 97,3% aller Nutzer über eine Version des Flash Players2. Ab Version 6 des Flash Players wird das Video-Containerformat FLV (Flash Video) unterstützt und es ist möglich, Videoinhalte in einen Flash-Film zu integrieren. Mittlerweile werden mit der aktuellen Flash Player Version 10 die Video-Codecs Sorenson3, ein spezieller Screen- Capture-Codec, On2 VP6 und MPEG-4 nach dem H.264-Standard unterstützt. H.264-Videos müssen dabei nicht zwingend im FLV-Container eingebettet sein, es werden beispielsweise auch *.mp4-, *.mov- oder *.3gp-Dateien unterstützt. Für die Audiospur sind die Audio-Codecs MP3, ADPCM, Linear PCM, Nellymoser Asao Codec, Speex und der HE-AAC-Codec möglich.4 Obwohl der Flash Player nicht von Kritik verschont bleibt ist er heute aus dem Internet nicht mehr weg zu denken, vor allem nicht wenn es um Videos im Internet geht. 1 vgl. Adobe Systems Incorporated 2 Stand: 17.02.2010 3 eine MPEG-4 ASP H.263-Codec Variante 4 vgl. Adobe Systems Incorporated, 2008 Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 4

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Sei es YouTube, Sevenload, Vimeo oder auch tagesschau.de, alle nutzen den Adobe Flash Player zur Integration ihrer Videos in die eigene Webseite5. Videos auf Basis des Real Players oder Apple QuickTime sind kaum noch zu finden. Der Vorteil am Flash Player liegt vor allem in der konsistenten Laufzeitumgebung – ein in Flash programmierter Videoplayer läuft nahezu unabhängig vom verwendeten Betriebssystem, Browser oder der Computerkonfiguration überall gleich. Zudem dauert es vergleichsweise nicht lange, bis neue Versionen und Updates des Flash Players weite Verbreitung zeigen. Adobe versucht mit aller Kraft die Flash-Plattform weiter voran zu treiben und insbesondere auf allen Endgeräten verfügbar zu machen. Die Gründung des Open Screen Projects6, an dem sich mittlerweile über 70 namhafte Gerätehersteller, Chiphersteller und Content-Lieferanten mit diesem gemeinsamen Ziel beteiligen macht dies deutlich. Im Rahmen dieses Projekts wird noch dieses Jahr der Flash Player 10.1 für die Plattformen Android, Palm WebOS, Symbian und Windows Mobile erscheinen.7 1.2.1 Kritikpunkte bezüglich des Einsatzes von Flash Häufigster Kritikpunkt ist die proprietäre Flash-Plattform, in die Adobe größtenteils keine Einblicke in den Quellcode gestattet. Daher sind aktuell keine ernstzunehmenden Alternativ- player für SWF-Dateien verfügbar. Im Rahmen des Open Screen Projects wurden zwar verschiedene Spezifikationen frei veröffentlicht, dennoch bleiben große Teile der Plattform ver- schlossen. Des Weiteren stellt jedes installierte Browser-Plugin ein weiteres mögliches Sicherheitsrisiko dar, weshalb beispielsweise in manchen Unternehmen kein Flash Player installiert ist und auch von den Mitarbeitern nicht einfach nachinstalliert werden kann. Weitere Kritik erhält der Flash Player, da seine Einbindung in Webseiten nicht immer unprob- lematisch ist. Nur über Umwege8 lässt sich der Player standardkonform in HTML-Dokumente einbetten. Suchmaschinen haben Probleme die Inhalte innerhalb der Flash-Anwendungen zu indizieren, ebenso gibt es in Bezug auf die Barrierefreiheit starke Einschränkungen bei Nut- zung des Adobe Flash Players. Genau an diesen Kritikpunkten setzt das im folgenden Abschnitt erläuterte Videoelement der neuen HTML5-Spezifikation an. 5 Stand: 17.02.2010; laut Adobe basieren weltweit 75% aller Videos im Internet auf der Flash-Technologie, vgl. Adobe Systems Incorporated 6 http://www.openscreenproject.org/ 7 vgl. Adobe Systems Incorporated, 2010 8 beispielsweise mit dem JavaScript-Tool SWFObject, http://code.google.com/p/swfobject/ Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 5

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video 1.3 HTML5 Der erste Entwurf der HTML5-Spezifikation9 wurde Anfang 2008 vom W3C10 veröffentlicht und geht auf den bereits 2004 gemachten Vorschlag für HTML5 der WHATWG11 zurück. HTML5 soll in Zukunft die Standards HTML 4.01, XHTML 1.0 und DOM HTML Level 2 ablö- sen12. Aktuell sind noch nicht alle Abschnitte der Spezifikation vollkommen ausgereift, daher wurde der Entwurf auch noch nicht als finale Spezifikation verabschiedet. Dennoch haben bereits alle großen Browserhersteller in ihren aktuellen Versionen manche Features der HTML5-Spezifikation implementiert. Darunter befinden sich auch die beiden Elemente <video> und <audio>, welche es erlauben Video- als auch Audiodateien direkt in HTML-Dokumente einzubetten, ohne auf fremde Browser-Plugins wie den Adobe Flash Player zurückgreifen zu müssen. Die Möglichkeit Videos direkt in HTML-Dokumenten verwenden zu können wird in den nach- folgenden Abschnitten näher erläutert. Weiter sollen die Stärken und Schwächen des HTML5- Videoelements mit denen des Adobe Flash Players gegenübergestellt werden um anschließend folgende Forschungsfrage beantworten zu können: „Wird das HTML5-Videoelement mit den unterstützten Codecs und User-Interface- Möglichkeiten aktuell und in Zukunft eine ernstzunehmende Alternative zu Flash-basierten Videos sein?“ Der Schwerpunkt liegt hierbei auf HTML5 Video, da über Flash Video bereits umfangreiche Literatur verfügbar ist. 9 http://www.w3.org/html/wg/html5/ 10 World Wide Web Consortium, http://www.w3c.org/; Unabhängige Organisation zur Definition von Internetstandards 11 Web Hypertext Application Technology Working Group, http://www.whatwg.org/; Von mehreren Unternehmen getriebene Arbeitsgruppe mit dem Ziel neue Technologien zu entwickeln, die es erleich- tern Internetanwendungen zu erstellen. 12 vgl. Kesteren, 2009 Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 6

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video 2 HTML5 Video Der Hauptvorteil des neuen Videoelements ist, dass nun Videoinhalte ohne die Hilfe von fremden Browser-Plugins, d.h. auch ohne die Zuhilfenahme weiterer Technologien, in Websei- ten integriert werden können. Dabei kommen ausschließlich Technologien zum Einsatz, die der Browser selbst mitbringt und die bereits für jede Webseite benötigt werden: HTML, CSS und JavaScript. Per CSS-Definitionen kann das Erscheinungsbild des Videos angepasst werden. So ist es (wie auch bei Flash-basierten Videos) möglich den Videoplayer nahtlos an das eigene Webseiten- Layout anzupassen. Weiter sind per CSS und SVG sogar Videofilter (Farbfilter, Unschärfe etc.) möglich. Für die Steuerung des Videos wurde eine neue JavaScript API geschaffen, welche es erlaubt Listener für Events des Videos zu registrieren (Video fertig geladen, Video-Wiedergabe beendet, etc.) und auch Funktionen mitbringt um die Videowiedergabe zu steuern (Start, Stop, Lautstärke, etc.). 2.1 Video-Codecs In dem aktuellen Entwurf der HTML5-Spezifikation vom W3C ist kein spezieller Video-Codec für das Videoelement definiert. Zunächst wurde der freie Codec Ogg Theora als Standard- Codec für das Videoelement vorgeschrieben, dieser Absatz wurde jedoch nach heftigen Dis- kussionen ohne Einigung auf ein einheitliches Video-Format wieder entfernt13. Apple und Google wollen H.264 als Videostandard durchsetzen, Mozilla und Opera befürworten den freien Codec Ogg Theora. Microsoft hält sich aus den Diskussionen bislang zurück. Nach aktuellem Entwurf können Browserhersteller also selbst entscheiden, welche Video- Codecs sie unterstützen möchten. Das klingt auf den ersten Blick vorteilhaft, führt aber dazu, dass es momentan keinen Video-Codec gibt, der von allen Browsern (die das Videoelement unterstützen) wiedergegeben werden kann. Dies stellt ein großes Problem für Entwickler und Betreiber von Webseiten dar: um sicherzustellen, dass die angebotenen Videos vom Großteil der Webseitennutzer angeschaut werden können muss das Video momentan mit mehreren Video-Codecs komprimiert und zur Verfügung gestellt werden14. Dies verdoppelt grob ge- schätzt die Rechenzeit für die Konvertierung der Videos als auch den nötigen Speicherplatz. 13 vgl. Meyer & Beiersmann, 2009, Shankland & Kaden, 2010 14 siehe dazu Kapitel 2.3 Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 7

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Aktuell werden hauptsächlich zwei Video-Codecs von den Browsern verwendet: 2.1.1 Ogg Theora Ogg Theora15 (auch OGV genannt) ist ein freier, quelloffener und ohne Patente behafteter Vi- deo-Codec. Er geht aus dem VP3.2-Video-Codec hervor, welcher 2002 von On2 Technologies16 an die Xiph.Org Foundation gespendet wurde. Ziel ist es eine leistungsstarke, aber patentfreie Alternative zu proprietären Codecs zur verlustbehafteten Videokompression zu bieten. Ogg Theora gehört wie auch der mit MP3 konkurrierende freie Audiocodec Ogg Vorbis dem Ogg- Containerformat an.17 Laut der Xiph.Org Foundation und Unterstützern des freien Video-Codecs kann Ogg Theora in puncto Datenrate und Qualität mittlerweile mit den aktuellen kommerziellen Video-Codecs mithalten18. Andere Stimmen behaupten jedoch, dass sich mit dem H.264-Codec ein besseres Verhältnis zwischen Bitrate und Qualität erzielen lässt.19 Bei der Verwendung des Ogg Theora Video-Codecs müssen keinerlei Lizenzgebühren gezahlt werden, weder für die Veröffentlichung von OGV-kodierten Videos, noch für die Integration des Video-Encoders und -Decoders in eigene Hard- oder Software (z.B. Browser). 2.1.2 H.264 Der Video-Standard H.264 (MPEG-4 AVC) wurde zusammen von der ITU20 und MPEG-Visual im Joint Video Team21 entwickelt und 2003 verabschiedet. H.264 soll verglichen zu den bishe- rigen Kompressionsverfahren einen effizienten Codec für niedrigauflösende und bandbreiten- kritische (mobiles Streaming) als auch für HDTV-Anwendungen vereinen. Aktuell ist H.264 einer der besten weit verfügbaren Video-Codecs und kommt unter anderem auch bei Blu-Ray Discs zum Einsatz. Verglichen zum Ogg Theora Video-Codec basiert H.264 jedoch auf einigen patentgeschützten Verfahren22, weshalb bei Verwendung des Codecs Lizenzgebühren bezahlt werden müssen. Die MPEG LA23 übernimmt hierbei die Abwicklung der Lizenzierung und teilt die Einnahmen auf die einzelnen Patentinhaber auf. Sowohl Hardware- als auch Softwarehersteller und auch Dienstanbieter werden je nach Nutzung von H.264 zur Kasse gebeten. Allerdings wurde nun bekannt, dass Webseiten, die Videos für den Endanwender kostenlos zur Verfügung stellen bis 2016 lizenzfrei mit H.264 kodierte Videos anbieten dürfen24. Ob und wie viel eine Lizenzierung nach 2016 kosten wird ist noch nicht bekannt gegeben worden. 15 http://www.theora.org/ 16 Unter anderem auch bekannt durch den Video-Codec VP6, welcher bis zur Unterstützung von H.264 der effizienteste Video-Codec des Flash Players war. On2 Technologies wurde im Februar 2010 von Google übernommen, vgl. Zota, 2010; http://www.on2.com/ 17 vgl. Xiph.org Foundation 18 vgl. Maxwell, 2009 19 vgl. Paul, 2009 20 http://www.itu.int/ 21 http://www.itu.int/ITU-T/studygroups/com16/jvt/ 22 siehe http://www.mpegla.com/main/programs/avc/Documents/avc-att1.pdf 23 MPEG Licensing Administration, http://www.mpegla.com/ 24 vgl. MPEG LA, LLC, 2010 Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 8

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video 2.2 Performance Damit für das menschliche Auge die Bewegungen im Video flüssig und ohne Ruckeln erscheinen ist eine Bildwiederholungsrate25 von etwa 25 Bildern pro Sekunde notwendig. Vor allem bei hochauflösenden und gleichzeitig stark komprimierten Video-Dateien ist viel Rechenleis- tung notwendig um diese Bildwiederholungsrate zu erreichen. Je nach Funktionsweise des verwendeten Video-Codecs müssen verschiedene Schritte durch- laufen werden, bis die Videodaten komprimiert oder wieder dekomprimiert und dargestellt werden können. Demnach unterscheiden sich die Video-Codecs neben der Kompressionseffi- zienz auch in ihrer Performance. Häufig ist auch eine Vollbild-Wiedergabemöglichkeit ge- wünscht, wofür die einzelnen Bilder des Videos hoch oder runter skaliert werden müssen. Die- se Berechnungen (d.h. Komprimieren, Dekomprimieren, Skalieren, …) können dabei hardware- oder softwareseitig erfolgen. Prinzipiell kann man sagen, dass eine hardwareunterstütze Berechnung immer schneller und effizienter als eine softwarebasierende Berechnung ist, da die speziellen Hardwarechips optimal auf die nötigen Berechnungen angepasst sind. Auch bei der Wiedergabe von Videos im Internet ist es von großer Bedeutung, welche Rechen- leistung für die ruckelfreie Wiedergabe erforderlich ist – schließlich sollen möglichst viele Nutzer auch mit älteren PCs die Videos problemlos betrachten können. Eine noch wichtigere Rolle spielt dies bei mobilen, akkubetriebenen Endgeräten. Diese sind verglichen zu Desktop- Rechnern auch heute noch sehr leistungsschwach. Nahezu alle aktuellen Grafikkarten verfügen über einen Hardware-Decoder für H.264-Videos. Auch die meisten modernen Smartphones wie das Apple iPhone oder die Android-Modelle von HTC verfügen über spezielle Chips zur Hardware-Beschleunigung der H.264-Wiedergabe, was sich neben der flüssigeren Wiedergabe auch mit längeren Akkulaufzeiten bei der Videowieder- gabe bemerkbar macht. Für den freien Codec Ogg Theora ist bisher keine Hardwarebeschleunigung verfügbar, was vor allem Apple und Google als großen Nachteil des Videoformats sehen.26 Ob ein Video durch Hardware-Chips beschleunigt werden kann hängt jedoch nicht nur von der Verfügbarkeit eines solchen Chips im Endgerät ab, sondern auch davon, ob die Wiederga- be-Software dies unterstützt. So werden aktuell H.264-Videos innerhalb des Adobe Flash Players ausschließlich softwareseitig wiedergegeben. Im kommenden Flash Player 10.1 wird sich dies jedoch ändern.27 H.264-Videos, die mit Hilfe des HTML5-Videoelements abgespielt werden, werden nach eigenem Test hardwareseitig beschleunigt28. 25 Auch Framerate genannt, bzw. fps (frames per second) 26 vgl. Paul, 2009 27 vgl. Nuuja & Nguyen, 2009 28 Ein eigener Test in Google Chrome 5.0.322.2 zeigte, dass die CPU-Auslastung bei der Wiedergabe eines H.264-Videos mit dem Adobe Flash Player 10.0.45.2 (welcher noch keine Hardwarebeschleunigung unterstützt) deutlich höher ist als bei direkter Wiedergabe mit Hilfe des HTML5-Videoelements (Flash: ~70%, HTML5: ~30%). Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 9

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video 2.3 Browserunterstützung des HTML5-Videoelements und Codecs Der Browserhersteller Opera machte den ersten Vorschlag für das HTML5-Videoelement und präsentierte bereits 2007 eine funktionsfähige „proof-of-concept“-Version seines Browser mit integrierter Videounterstützung29. Nach dem anschließend das Videoelement in den Entwurf der HTML5-Spezifikation aufgenommen wurde zogen auch andere Hersteller nach – allerdings bleibt es wie bereits in Kapitel 2.1 beschrieben den Browserherstellern frei, welche Video- Codecs sie unterstützen. Zu beachten ist zudem, dass nicht alle Codec-Profile von H.264 durchgängig unterstützt werden. Unterstützung nach Browsern30: Browser HTML5 Video Videocodecs Mozilla Firefox ab 3.5  Ogg Theora Apple Safari ab 3 + QuickTime31  H.264 (bis main profile) Google Chrome ab 3  Ogg Theora, H.264 (bis main profile) Opera ab 10.5  Ogg Theora Microsoft Internet Explorer 8 -32 - Auch die Standard-Browser auf mobilen Endgeräten unterstützen teilweise das Videoelement: Plattform/Browser HTML5 Video Videocodecs Apple iPhone (MobileSafari)  H.264 (baseline profile) Google Android ab 2.0  H.264 (baseline profile) Palm WebOS  H.264 (vermutlich baseline profile) RIM BlackBerry Browser - H.264 (baseline profile) Microsoft Internet Explorer Mobile - teilweise H.264 (baseline profile) Symbian unbekannt teilweise H.264 (baseline profile) Es fällt auf, dass alle modernen Browser in ihrer aktuellsten Version bis auf den Internet Explo- rer direkt eingebundene Videos abspielen können. In einer Newsgroup-Nachricht ist zu lesen, dass Microsoft grundsätzlich HTML5 Video begrüßt33, eine offizielle Aussage ob und wann die Unterstützung auch beim Internet Explorer Einzug erhält gibt es bislang jedoch nicht34. Micro- soft nutzt vor allem die gute Videounterstützung als Argument um sein eigenes Browser- Plugin Silverlight zu verbreiten und hält weiter selbst Patente am H.264-Codec. Dies lässt ver- muten, dass die Integration des Videoelements nicht auf erster Prioritätsebene liegt und falls es zu einer Integration kommt vermutlich der H.264 Codec unterstützt wird. 29 vgl. Wium Lie, 2007 30 vgl. Pilgrim, Video on the Web 31 Bei Apple Safari ist zu beachten, dass dieser zum Abspielen der Videos intern auf Apple QuickTime zurückgreift. Unter Mac OS X ist QuickTime Bestandteil des Betriebssystems und daher immer verfüg- bar. Wird Safari unter Windows verwendet, ist jedoch zwingend eine separate Installation von Quick- Time oder iTunes (installiert auch QuickTime) notwendig. 32 Durch das kritisierte (vgl. Bager, 2009) Browser-Plugin Chrome Frame lässt sich der Chrome-Browser in eine Webseite im Internet Explorer einbetten, wodurch auch im Internet Explorer HTML5-Features wie das Videoelement verwendet werden können. Diese Lösung ist allerdings nicht wirklich alltagstaug- lich und dürfte nur wenig Anklang finden. (http://code.google.com/chrome/chromeframe/) 33 vgl. Bateman, 2009 34 vgl. Kerner, 2009 Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 10

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Würde Apple Unterstützung für Ogg Theora in seinen Safari sowie MobileSafari integrieren, so könnte zumindest für Desktop-Browser durchgängig das Ogg Theora-Format verwendet werden. Da Apple in der Vergangenheit viel Geld in die Entwicklung von H.264 investiert hat und wie Microsoft selbst ein Patent daran hält, ist jedoch davon auszugehen, dass Safari und Mobi- leSafari weiterhin ausschließlich H.264 unterstützen werden. 2.4 Auslieferung der Videos Für die Übertragung der Videodaten vom Server an den Client (bei HTML5 Video den Web- browser des Webseitenbesuchers) gibt es grundsätzlich zwei Möglichkeiten die beide ihre Vor- und Nachteile haben: Streaming via Streaming-Protokoll und -Server Beim Streaming werden die Videodaten nur kurz auf dem Client zwischengespeichert, direkt wiedergegeben und wieder verworfen (d.h. nicht auf dem Client gespeichert). Hierbei kann je nach Streaming-Protokoll (z.B. RTSP) und Player- sowie Server-Software die Bitrate des Videos dynamisch an den aktuellen Datendurchsatz angepasst werden (Adaptive Streaming). Es kann zudem (sofern es sich nicht um einen Live-Stream handelt) während der Wiedergabe an eine beliebige Stelle des Videos gesprungen werden. In manchen (Unternehmens-)Netzwerken ist die Verwendung solcher Streaming-Protokolle durch Firewalls eingeschränkt. Progressive Download via HTTP-Webserver Hierbei findet ein gewöhnlicher Dateidownload via HTTP-Protokoll statt, allerdings muss mit der Wiedergabe nicht gewartet werden bis die Datei vollständig heruntergeladen wurde. Die Wiedergabe kann bereits beginnen sobald ein paar Sekunden des Videos verfügbar sind. Die- ses Verfahren hat sich vor allem bei großen Videoplattformen wie YouTube und bei kleineren Webseiten mit wenigen Videos durchgesetzt, da hierfür keine oft teuren Streaming-Server nötig sind. Nachteile dieser Technik sind, dass in der Regel kein Live-Streaming möglich ist und die Bitrate nicht dynamisch angepasst werden kann. Zudem kann zunächst nicht direkt an Positionen im Video gesprungen werden, die noch nicht geladen wurden. In den letzten Jahren wurde für letzteres jedoch an Webserver-Erweiterungen35 gearbeitet um so genanntes „Pseudo- Streaming“ zu unterstützen. Auch beim HTML5-Videoelement ist eine solche Funktion vorgesehen, vorausgesetzt der Webserver unterstützt dies und ist richtig konfiguriert36. Wie im HTTP-Header-Mitschnitt in Abbildung 1 markiert, fragt der Browser beim Sprung an eine noch nicht heruntergeladene Position des Videos die Daten erst ab der gewünschten Position an, ohne die übersprungenen Videodaten herunterzuladen. 35 z.B. für Apache: http://tperspective.blogspot.com/2009/02/apache-flv-streaming-done-right.html; oder lighttpd: http://blog.lighttpd.net/articles/2006/03/09/flv-streaming-with-lighttpd 36 vgl. Pearce, 2009 für Ogg Theora; http://h264.code-shop.com/ für H.264 Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 11

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Abbildung 1: Mitschnitt der HTTP-Header per Firefox-Extension Firebug Adaptive Streaming via HTTP-Webserver Während beim HTML5-Audioelement bereits mit den aktuellen Browsern zumindest Live- Streaming im Ogg Vorbis Format möglich ist, scheint beim Videoelement bislang nur das im vorherigen Absatz beschriebene Progressive Download-Verfahren zu funktionieren. Apple zeigt37 jedoch Adaptive Streaming über das HTTP-Protokoll für H.264-Videos, welches durch die Verwendung von QuickTime auch im Safari mit dem HTML5-Videoelement möglich ist. Bislang ist dies ausschließlich mit Safari und QuickTime möglich, Apple hat allerdings einen Vorschlag zur Standardisierung des HTTP-basierten Streamings veröffentlicht38. Auch das niederländische Unternehmen CodeShop zeigt mit seinem „Smooth Streaming“-Webserver- Modul39 neue interessante Ansätze40 des HTTP-Streamings. Möglicherweise werden in Zukunft auch andere Browser wie bei herkömmlichen Streaming-Protokollen die dynamische Anpas- sung der Bitrate an den aktuellen Datendurchsatz unterstützen. 37 http://iphone.akamai.com/ 38 vgl. Foresman, 2009 39 http://smoothstreaming.code-shop.com/ 40 http://h264.code-shop.com/demo/adaptive_streaming/video.html Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 12

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video 2.5 Integration in Webseiten Anders als beim Adobe Flash Player kann das HTML5-Videoelement standardkonform in Webseiten integriert werden. Folgendes Codebeispiel zeigt die Einbindung eines H.264-Videos mit Startbild und einem Fallback-Texthinweis falls der Browser den das Videoelement nicht unterstützt. <video width="320" height="240" src="video.mp4" poster="video.jpg" autobuffer autoplay controls> <div>Sie benötigen einen Browser, der HTML5 unterstützt.</div> </video> Folgende Attribute können aktuell verwendet werden: Attribut Beschreibung poster Definition einer Startgrafik, welche angezeigt wird bis der Benutzer auf Play klickt autobuffer Beginnt nach dem die Seite geladen wurde mit dem Prebuffern des Videos, sodass das Video direkt abgespielt werden kann wenn der Nutzer auf Play klickt autoplay Beginnt automatisch die Wiedergabe sobald das Video geladen ist loop Wiederholt das Video in einer Schleife controls Standard-Steuerungselemente wie Play/Pause-Buttons werden automatisch vom Browser angezeigt Wegen der erläuterten Codec-Problematik gibt es die Möglichkeit mehrere Video-Dateien zu definieren. Der Browser prüft nun anhand des type-Attributs, ob er den angegebenen Codec unterstützt und spielt die erste passende Datei ab. <video width="320" height="240" poster="video.jpg" autobuffer autoplay controls> <source src="video.mp4" type="video/mp4" /> <source src="video.ogv" type="video/ogg" /> <div>Sie benötigen einen Browser, der HTML5 unterstützt.</div> </video> 2.5.1 Intelligente Integration von HTML5-Video mit Fallback Da es wie in Kapitel 2.3 gezeigt keinen Video-Codec gibt, der von allen aktuellen Browsern unterstützt wird und der Internet Explorer gar keine Unterstützung für das HTML5- Videoelement mit bringt müssen Videodateien momentan zwingend in zwei Formaten zur Verfügung gestellt werden. Kombiniert man das HTML5-Videoelement anschließend mit einem Flash- sowie QuickTime- Fallback können nahezu alle Internetnutzer erreicht werden. Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 13

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Tabellarisch dargestellt sieht die intelligente Integration wie folgt aus: Browser Player Codec Chrome, Safari, Android HTML5 H.264 Firefox und Opera HTML5 Ogg Theora Internet Explorer und Flash Player / QuickTime H.264 andere ältere Browser iPhone OS3 HTML5 H.264 iPhone OS2 QuickTime H.264 Kroc Camen zeigt in seinem Webartikel „Video for Everybody!“ 41 wie der Quellcode für eine solche Integration aussehen kann. Im Folgenden eine vereinfachte Darstellung des Videoele- ments mit QuickTime- sowie Flash-Fallback: <video width="640" height="360" poster="poster.jpg" controls> <source src="video.ogv" type="video/ogg" /> <source src="video.mp4" type="video/mp4" />  <object width="640" height="375" type="video/quicktime" data=" video.mp4">  <param name="src" value="video.mp4" /> <param name="showlogo" value="false" /> <param name="autoplay" value="false" /> <object width="640" height="384" type="application/x-shockwave-flash" data="flash.swf?img=poster.jpg&file=video.mp4"> <param name="movie" value="flash.swf?img=poster.jpg &file=video.mp4" /> <img src="poster.jpg" width="640" height="360" alt="Video" title="No video playback capabilities, please download the video below" /> </object></object> </video> <p>Download Video: <a href="video.mp4">MP4</a> | <a href="video.ogv">OGG</a></p> Als „manuellen Fallback“ empfiehlt Camen direkte Links zum Herunterladen und lokalen Ab- spielen der Dateien mit anzubieten. 41 http://camendesign.com/code/video_for_everybody Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 14

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video 2.5.2 Eigenes Player-UI und eigene Steuerelemente Bei der Lösung von Camen werden ausschließlich auf die Standard-Steuerungsmöglichkeiten der Player-Software, also des Browsers, QuickTime oder Flash zurückgegriffen. Daher weicht die Darstellung der Steuerelemente je nach Player-Software von einander ab und kann nicht an das eigene Webseiten-Layout angepasst werden. Abbildung 2: Google Chrome Abbildung 3: Mozilla Firefox Abbildung 4: Apple Safari Abbildung 5: Microsoft Internet Explorer via Flash Mit Hilfe von HTML, CSS und der JavaScript API des Videoelements kann jedoch auch ein komplett eigenes Player-Layout mit eigenen Steuerelementen erstellt werden. Damit kann das Player-Layout an die eigene Webseite angepasst werden und sieht bei richtiger Implementie- rung in allen Browsern identisch aus. Das Schweizer Programmierteam Jilion42 zeigt beispielsweise in einer ersten Demo seines SublimeVideo HTML5 Video Players43, wie ein Player mit eigenem Layout und Steuerelemen- ten aussehen kann. 42 http://jilion.com/ 43 http://jilion.com/sublime/video Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 15

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Abbildung 6: SublimeVideo HTML5 Video Player mit eigenem UI via CSS und JavaScript Abbildung 7: SublimeVideo HTML5 Video Player im Vollbildmodus 2.6 Accessibility und SEO In Bezug auf die Accessibility, d.h. Barrierefreiheit haben Webseiten, die Browser-Plugins wie den Adobe Flash Player verwenden schwerwiegende Nachteile gegenüber Webseiten die aus- schließlich mit offenen und standardisierten Technologien arbeiten. So können beispielsweise Inhalte, die im Flash Player angezeigt werden nicht von Screen-Readern erfasst und für Men- schen mit Sehschwächen vorgelesen werden. Des Weiteren haben auch Suchmaschinen Schwierigkeiten und teilweise auch keine Möglichkeit diese Inhalte zu indizieren44. Zunächst mag diese Tatsache in Bezug auf Videoinhalte nicht sonderlich tragisch erscheinen, da beispielsweise Menschen mit Sehschwächen durch die Audiospur dennoch dem Inhalt fol- gen können. Was aber, wenn die Audiospur nur in einer Fremdsprache verfügbar ist? In diesem Fall können mehrsprachige Untertitel sehr hilfreich sein. Damit diese jedoch vom Screen- Reader erfasst und dem Webseitenbesucher vorgelesen werden können, müssen die Untertitel als Klartext in einem standardisierten Format auffindbar sein. 44 vgl. Google Inc. Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 16

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Durch die direkte und standardkonforme Integration von Videoinhalten können Screen- Reader als auch Webcrawler der Suchmaschinen direkt erkennen, dass ein Video in der Web- seite eingebunden ist und falls vorhanden zusätzliche Metadaten und Untertitel abrufen. Mo- derne Suchmaschinen erfassen und durchsuchen schon heute neben Text- und Bilddateien auch Videodateien. Google versucht zum Beispiel durch Spracherkennung die Inhalte von Vi- deos zu indizieren45. 2.6.1 Metadaten und Untertitel Das HTML5-Videoelement erlaubt neben der Definition eines Video-Titels (herkömmliches title-Attribut) auch den Verweis auf weiterführende Informationen im gängigen SubRip- Format (*.srt-Dateien)46. Im Quellcode sieht dies im Fall von Untertiteln (category="SUB") wie folgt aus: <video src="video.ogv" poster="video.png" title="HTML5 Demo Video"> <itextlist category="SUB" name="Subtitles" active="auto"> <itext lang="en" charset="UTF-8" src="video.en.srt" /> <itext lang="de" charset="UTF-8" src="video.de.srt" /> </itextlist> </video> Die Untertitel werden anschließend vom Browser durch die in den SubRip-Dateien angegebenen Zeitinformationen mit dem Video synchronisiert. Der Inhalt der Datei video.en.srt könnte beispielsweise so aussehen: 1 00:00:15,000 --> 00:00:17,951 At <i>the</i> left we can see… 2 00:00:18,166 --> 00:00:20,083 At the right we can see the... 3 00:00:20,119 --> 00:00:21,962 ...the head-snarlers 45 http://labs.google.com/gaudi 46 vgl. Mozilla Wiki: Accessibility/HTML5 captions v2 Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 17

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Ein mit aktuellen Browsern funktionierendes Beispiel47 von Silvia Pfeiffer zeigt, wie diese Un- tertitel mit Hilfe von JavaScript und CSS im Browser synchron zum Video dargestellt werden können. Eine solche Funktionalität wäre auch problemlos mit dem Adobe Flash Player umsetzbar, jedoch können dabei Screen-Reader und Suchmaschinen nicht ohne Weiteres auf die Untertitel zugreifen. Abbildung 8: HTML5-Video mit Untertiteln von Silvia Pfeiffer 2.7 HTML5 Video in the wild Ein paar der großen Videoportale haben bereits erste Testseiten für HTML5-basierte Videos veröffentlicht. YouTube zeigt nach einer Aktivierung48 einige Videos im HTML5-basierten Vi- deoplayer welcher auf H.264-codierte Videos zurückgreift. Daher werden bisher nur Google Chrome und Apple Safari unterstützt. Die Videoplattform Vimeo will langfristig ebenso auf HTML5-Videos umsteigen und bietet ähnlich wie YouTube eine Umschaltmöglichkeit an um die Beta-Version des Players zu tes- ten49. Auch Vimeo setzt hierbei auf H.264. Abbildung 9: HTML5-basierter Videoplayer von YouTube Abbildung 10: HTML5-basierter Videoplayer von Vimeo 47 http://www.annodex.net/~silvia/itext/elephant_with_skin.html 48 http://www.youtube.com/html5 49 vgl. Dougherty, 2010 Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 18

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video Wikimedia will aktiv die freien Standards Ogg Vorbis und Ogg Theora unterstützen und bin- det diese ebenso direkt über das HTML5-Videoelement ein50. Die Plattform Dailymotion unterstützt ebenso den freien Video-Codec und zeigt auf einer Bei- spielseite51 die vielfältigen Möglichkeiten wie CSS-Transformations und SVG-Filter. Außer dem Testvideo werden bisher jedoch keine Videos des regulären Angebots im HTML5-Videoplayer dargestellt. Abbildung 11: HTML5-Videoplayer mit „Ambient Light“ Abbildung 12: HTML5-Videoplayer mit CSS-Tranformation 50 vgl. Lowensohn & Kaden, 2009 51 http://www.dailymotion.com/openvideodemo Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 19

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video 3 Zusammenfassung und Ausblick Die vorherigen Abschnitte haben gezeigt, dass das HTML5-Videoelement bereits heute in der Praxis verwendet werden kann, auch wenn die HTML5-Spezifikationen noch nicht offiziell abgesegnet wurden. Die großen Videoplattformen zeigen mit ihren Testversionen der HTML5- basierten Player ihr Interesse an den neuen Möglichkeiten. Die Tatsache, dass sich bisher kei- ner der großen Videoanbieter traut, vollkommen auf HTML5 Video umzusteigen belegt jedoch auch, dass HTML5 Video noch in den Kinderschuhen52 steckt und noch etwas Zeit braucht um Flash Video abzulösen. Dennoch können schon heute durch die Kombination aus HTML5 und Flash mehr Nutzer erreicht werden als mit einer alleinigen Flash-Lösung. Im Vergleich zur Flash-basierten Einbindung von Videos haben, wie die folgende Gegenüber- stellung zeigt, beide Technologien ihre Stärken und Schwächen: Flash Video HTML 5 Video Browserunterstützung fast alle aktuelle, außer Internet Explorer Mobile Endgeräte zukünftig, außer iPhone teilweise Video-Codecs Sorenson, VP6, H.264 Ogg Theora, H.264 Hardwarebeschleunigung zukünftig, nur H.264 nur H.264 (Live-) Streaming  nur Safari Progressive Download   Pseudo-Streaming   Adaptive Streaming  nur Safari mit QuickTime DRM  - Fullscreen  Browserabhängig, in Zukunft möglich Accessibility / SEO -  User-Interface Technologie Flash/ActionScript HTML, CSS, JavaScript Open Source Tools -  Zugriff auf Webcam/Mikrofon  - Letztendlich kommt es bei der Technologiewahl auf den jeweiligen Verwendungszweck an. Sind Digital Rights Management, dynamische Bandbreitenanpassung oder Zugriff auf die Webcam/das Mikrofon des Webseitennutzers relevant, wird die Entscheidung auch in naher Zukunft auf Adobe Flash oder vergleichbare Browser-Plugins fallen. Langfristig ist jedoch davon auszugehen, dass sich für die meisten Anwendungsfälle HTML5- basierte Videoplayer durchsetzen werden. Diese sind komfortabler in Webseiten zu integrieren und benötigen keine zusätzlichen Technologien (welche immer auch das nötige Fachwis- sen der Entwickler erfordern). Weiter existieren zum Beispiel erste Pläne, in Zukunft über ein <device>-Element auch auf Zusatzgeräte wie eine Webcam zugreifen zu können53. In Kom- bination mit JavaScript-basiertem Motion-Tracking54 könnten so interessante neue Bedien- konzepte umgesetzt werden, die bislang nur durch Zusatz-Plugins wie Flash möglich sind. Es 52 Safari und Chrome ignorieren beispielsweise das Autobuffer-Attribut des Videoelements und laden alle Videos vor – auch wenn der Nutzer nicht auf Abspielen geklickt hat. Dieses Verhalten kann u.U. zu enormen unnötigen Traffic führen. Bislang gibt es jedoch noch Unklarheit, wie sich ein Browser genau je nach Wert des Autobuffer-Attributs verhalten soll. Vgl. Blizzard, 2009 53 vgl. Pilgrim, What’s Next in HTML, episode 1, 2010 54 http://people.mozilla.com/~prouget/demos/tracker/tracker.xhtml Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 20

Streaming Media Jakob Schröter HTML5 Video vs. Flash Video bleibt spannend, was die künftigen Entwicklungen hervorbringen werden – und auch mit wel- chen neuen Features Adobe versuchen wird seine Position als Marktführer mit der Flash- Technologie in Bezug auf Internet-Videos zu halten. Die in Kapitel 2.1 dargestellte Codec-Problematik lässt sich aktuell wie folgt zusammenfassen: Sollen HD-Videos angeboten und/oder viele Nutzer mit mobilen Endgeräten erreicht werden, sollte der H.264-Video-Codec auf Grund der breit verfügbaren Hardwarebeschleunigung be- vorzugt werden. Trotzdem sollte als Fallback immer ein Ogg Theora Video zur Verfügung gestellt werden. Hochschule der Medien, Stuttgart | WS 2009/2010 21

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HTML5 Video vs. Flash Video [paper]

by Jakob Schröter on Feb 22, 2010

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