• mobiilikehitys
• teollisuuden digitalisaatio
• valvontakamerat

Nykyaikana videot ja videosyötteet ovat monille keskeinen osa arkea videopuhelujen, etäkokousten, suoratoiston ja erilaisten järjestelmien videonäkymien ollessa päivittäisessä käytössä. Videon kuvanlaatu ja toiston sujuvuus ovat usein tärkeämpiä kuin täysin reaaliaikainen kuva, ja muutaman sekunnin viive koetaan hyväksyttävänä kompromissina. Teollisissa ympäristöissä tilanne saattaa kuitenkin olla täysin toinen. Kun videokuvaa hyödynnetään teollisuuslaitteiden käytön tukena tai ympäristön havainnoinnissa, reaaliaikaisuus nousee kriittiseksi vaatimukseksi ja viive voi pahimmillaan johtaa vaaratilanteisiin. Tässä artikkelissa tarkastellaan käytännön havaintoja Vema Lift Oy:lle toteutetun mobiilisovelluksen kameranäkymästä ja sitä, millaisia ratkaisuja matalan latenssin saavuttaminen React Native -ympäristössä edellyttää.

Reaaliaikainen IP-kameratoisto mobiilissa

IP-kameroiden eli tietokoneverkkossa kommunikoivien valvontakameroiden tuottama videosyöte poikkeaa olennaisesti tavanomaisesta suoratoistovideosta. Esimerkiksi suoratoistopalveluissa yleiset HLS- ja DASH-protokollat priorisoivat vakauden ja kuvanlaadun, kun taas IP-kameroissa käytetyt RTP- ja RTSP-protokollat on suunniteltu reaaliaikaiseen videonsiirtoon, jossa viive pyritään minimoimaan. Tämän seurauksena valvontakamerasyötteissä osa laadun ja häiriönsietokyvyn hallinnasta jää mediasoittimen ja sovelluksen vastuulle. 

Teollisessa käytössä latenssivaatimus on usein tiukka. Latenssilla tarkoitetaan aikaa, joka kuluu kameran tallentamasta tilanteesta sen esittämiseen käyttäjän näytöllä. Kun videokuvaa hyödynnetään esimerkiksi laitteen ohjauksen tukena tai ympäristön havainnointiin, useiden sekuntien viive voi heikentää sekä turvallisuutta että järjestelmän käyttökelpoisuutta. Tämän vuoksi kamerasyötteen on oltava mahdollisimman ajantasainen, vaikka se tarkoittaisi kompromisseja kuvanlaadussa tai toiston vakaudessa. 

Latenssi vs. vakaus

Yksi kehitystyön keskeisimmistä havainnoista oli, etteivät mediasoittimien oletusasetukset sovellu reaaliaikaiseen IP-kameratoistoon. Useimmat soittimet pyrkivät oletusarvoisesti tasaiseen ja häiriöttömään toistoon, mikä kasvattaa viivettä helposti useisiin sekunteihin. Tämä tekee videokuvasta visuaalisesti sujuvaa, mutta käytännössä käyttökelvotonta tilanteissa, joissa ajantasaisuus on prioriteetti.

Puskurointia (buffering) ja reaaliaikaista puskurointia (live-caching) pienentämällä viivettä voidaan vähentää merkittävästi, mutta samalla toisto muuttuu herkemmäksi verkkohäiriöille. Epävakaassa verkossa kuva saattaa pätkiä tai jäätyä, mikä voi heikentää käyttäjän luottamusta sovellukseen. Verkko-olosuhteiden vaikutus korostuu erityisesti mobiillilaitteissa, joissa yhteyden laatu voi vaihdella nopeasti. 

Toimiva ratkaisu löydettiin kompromissilla. Latenssia pienennettiin niin pitkälle kuin mahdollista ilman, että toiston vakaus kärsi liikaa. Samalla sovelluksen logiikkaa täydennettiin mekanismeilla, jotka tunnistavat häiriötilanteet ja reagoivat niihin hallitusti. Näin käyttäjälle voitiin tarjota mahdollisimman reaaliaikainen kuva ilman, että sovellus vaikuttaa epäluotettavalta. 

Kuormitus ja arkkitehtuuri – milloin JavaScript ei riitä

React Native -ohjelmistokehys tuo kokonaisuuteen lisähaasteen. Vaikka kehys mahdollistaa yhden koodipohjan useille eri mobiilialustoille, sen JavaScript-ohjelmointikieleen pohjautuva suoritusympäristö ei sovellu sellaisenaan raskaaseen reaaliaikaiseen mediankäsittelyyn. IP-kameratoisto vaatii usein natiivitasoista kontrollia, jota ei ole suoraan saatavilla JavaScript-rajapinnan kautta.

Myös mediasoittimen ohjaaminen pelkän JavaScript-rajapinnan avulla osoittautui riittämättömäksi. Käytössä olleet valmiit kirjastot eivät tarjonneet pääsyä kriittisiin, suoraan latenssiin vaikuttaviin asetuksiin, kuten verkko- ja puskointiparametreihin. Tästä syystä natiivimoduulin käyttöönotto oli välttämätöntä. Kun videon dekoodaus ja toiston hallinta siirrettiin natiivikerrokseen, oli mahdollista hallita suorituskykyä tarkemmin ja vähentää JavaScript-säikeen kuormitusta. Tämä paransi sekä sovelluksen vakautta että kykyä toistaa useita videosyötteitä rinnakkain.

CPU- ja muistikuormituksen hallinta on erityisen tärkeää mobiililaitteissa, joissa resurssit ovat rajalliset. Natiivitasoinen toteutus mahdollisti resurssien vapauttamisen hallitusti silloin, kun kameranäkymä ei ollut käytössä. Tämä menettelytapa vähensi muistivuotojen ja suorituskyvyn heikkenemisen riskiä pitkäaikaisessa käytössä. 

Käyttökokemus osana suorituskykyä

IP-kameratoistossa häiriötilanteita ei voida aina välttää, mutta niiden vaikutusta käyttökokemukseen voidaan hallita. Keskeinen havainto oli, että jäätyneen kuvan tunnistaminen ja siitä ilmoittaminen parantaa käyttäjän kokemusta sovelluksen luotettavuudesta. Käyttäjälle voidaan näyttää selkeä visuaalinen ilmoitus, kun sovellus tunnistaa, ettei videosyöte enää päivity. Overlayt ja tilaviestit kertovat, onko kyse latauksesta, verkkohäiriöstä vai kameran puuttumisesta. 

Myös syötteiden automaattinen palautuminen vähentää käyttäjän tarvetta puuttua häiriötilanteisiin manuaalisesti. Kun sovellus pyrkii yhdistämään kamerasyötteen uudelleen, käyttäjä voi keskittyä ensisijaiseen tehtäväänsä ilman ylimääräisiä toimenpiteitä. Häiriötilanteen selkeä ja näkyvä ilmaiseminen on usein parempi ratkaisu kuin hiljainen epäonnistuminen, sillä se lisää käyttäjän luottamusta järjestelmän toimintaan ja ennakoitavuuteen myös poikkeustilanteissa.

Johtopäätökset

Kehitystyön käytännön havainnot osoittivat, että RTSP-pohjainen IP-kameratoisto voidaan toteuttaa mobiilisovelluksessa, kun käyttöympäristö on hallittu ja mediasoittimen asetuksiin on natiivitasoinen kontrolli. Syötteen suora toisto kamerasta sovellukseen verkon ylitse on ratkaisuna arkkitehtuuriltaan kevyt, mutta edellyttää huolellista optimointia. Lähestymistapa tekee järjestelmästä herkemmän verkon ja laiteympäristön vaihteluille. 

React Native soveltuu IP-kameratoiston käyttöliittymäkerrokseksi, mutta tämän työn perusteella reaaliaikainen videonkäsittely edellyttää aina natiivimoduulien hyödyntämistä. Ilman natiivitasoista mediasoitinta JavaScript-pohjainen toteutus ei tarjoa riittävää suorituskykyä eikä tarvittavaa kontrollia matalan latenssin saavuttamiseksi. Aihetta koskeva aiempi kirjallisuus ja käytännön dokumentaatio painottuu pääosin selainpohjaisiin ratkaisuihin. Lisäksi React Native -ympäristössä toteutettuun suoraan IP-kameratoistoon liittyvä tutkimus on vähäistä. Tässä työssä esitetyt havainnot ja johtopäätökset tarjoavat konkreettista lisänäyttöä mobiilikontekstissa tehtävien arkkitehtuuristen ja suorituskykyyn liittyvien valintojen tueksi. 

Jatkokehityksen kannalta keskeisiä tutkimuskohteita ovat adaptiiviset bufferointi- ja palautusstrategiat, jotka reagoivat dynaamisesti verkon laatuun. Myös vaihtoehtoisten siirtoprotokollien ja mediasoitinten vertailu nimenomaan mobiilikontekstissä saattaisi tuoda lisähyötyä. Lisäksi on perusteltua tutkia, missä vaiheessa WebRTC-phjainen lähestymistapa tai keskitetty suoratoistopalvelu muodostuu kokonaisuutena tehokkaammaksi ratkaisuksi kuin suora RTSP-toisto. Näiden kysymysten tarkastelu auttaa kehittämään mobiileja IP-kameraratkaisuja, joissa jokaisella sekunnilla on merkitystä.

Lähteet

Laamanen, J. 2025. Mobiilisovelluksen kehitys teollisuuskäyttöön : sovelluskehitysprojekti nostolavojen kamerasyötteiden tarkasteluun ja ohjausjärjestelmän peilaukseen – Theseus, Turun ammattikorkeakoulun opinnäytetyö.

RTSP Protocol. (n.d.). GetStream Glossary. GetStream. https://getstream.io/glossary/rtsp-protocol/

Artikkelikuva: Sergeev, S. (n.d.). Industrial engineers collaborating in factory [Photograph]. Pexels.
https://www.pexels.com/photo/industrial-engineers-collaborating-in-factory-32845690/