YouTubeダウンローダーはどのように機能しますか？

YouTube動画ダウンローダーを既にご利用になったことがあるかもしれません。動画のURLをダウンローダーに追加し、「ダウンロード」をクリックするだけです。

簡単そうに聞こえますが、これらのYouTube動画ダウンローダーが実際にどのように機能するのか、疑問に思ったことはありませんか？

本記事では、その詳細について解説します。

YouTube動画ダウンローダーの仕組み

YouTube動画は保護されているため、アプリケーションが動画ファイルを自由に提供することはありません。そのため、バックエンドでは以下のような複数の手順が実行されます。

URLの解析

各YouTube動画はURL内に一意のIDを持っており、ダウンローダーは次のステップに進む前にこのIDを使用します。そのため、動画リンクをツールの検索バーに追加する必要があります。

完了すると、ダウンローダープログラムはURLを断片化し、動画の「動画ID」を特定します。

例えば、https://www.youtube.com/watch?v=abcd1234xyz というリンクの場合、ダウンローダーはv=の後の部分（これが動画IDです）を探します。

動画メタデータの取得

ダウンローダーは、様々なダウンロードオプションを提供するために、動画に関するすべての詳細を知る必要があります。このプロセスにはYouTube APIを使用する場合があります。

このツールは、動画のタイトルや利用可能なフォーマットなどの情報を見つけるためにメタデータを取得します。このデータには、説明、アップロード者、ダウンロードに必要な直接ストリームリンクなどの詳細な情報が含まれます。

すべてのメタデータが取得されると、ツールは「360pまたは720pでダウンロード」といったダウンロードオプションの形式で表示する準備が整います。

しかし、その前に署名の復号化を行う必要があります。

署名の復号化

YouTubeは、不正なダウンロードを防ぐために、動画のURLや著作権で保護されたコンテンツを暗号化された署名で保護しています。これは、ダウンローダーが次のステップに進む前にデータを復号化する必要があることを意味します。

暗号化された署名は正しく復号化され、ストリームURLに添付されます。適切な署名がない場合、動画リンクは機能しないか、YouTubeのサーバーによって拒否されます。

YouTubeのウェブサイトプレーヤーは、ブラウザでこれらの署名を復号化するためにJavaScriptコードを使用するため、ダウンロードアプリはこのデータを入手するためにリバースエンジニアリングプロセスを使用します。

署名を復号化した後、ダウンロードアプリケーションは動画またはオーディオストリームへの有効な直接リンクを生成できます。

オーディオおよびビデオストリームの特定

次のステップでは、オーディオまたはビデオストリームが特定されます。YouTubeでは、DASH（Dynamic Adaptive Streaming over HTTP）を使用してオーディオとビデオが別々に保存されていることをご存知でしたか？これにより、プレーヤーはインターネット速度に基づいてオーディオとビデオを更新できます。

例えば、標準オーディオで1080pの動画を視聴したり、オーディオを中断することなく動画の品質のみを切り替えたりすることができます。

したがって、YouTubeダウンローダーは、オーディオストリームとビデオストリームの両方を取得し、それらを単一の再生可能なファイルに結合する前に特定する必要があります。

メディアストリームのダウンロード

これらすべての手順が完了すると、ダウンローダーはマニフェストファイルを検索します。簡単に言えば、このファイルには、その動画で利用可能なすべてのオーディオおよびビデオストリームをリストした小さなテキストファイルが含まれています。

ストリーミング品質、コーデック、およびストリームセグメントへの直接URLも含まれています。

マニフェストファイルには、360p、720p、1080pなどの個々のストリーミング解像度、ビットレート、さらにはフォーマットに関するメタデータも含まれています。

次に、ダウンロードアプリケーションはマニフェストファイルを解析し、利用可能なオーディオおよびビデオフォーマットのリストを表示します。

この時点で、ユーザーは通常、フォーマットのリストからオーディオとビデオの品質を選択します。

一部のダウンローダーは、このプロセスを効率化するために複数のスレッドを使用します。つまり、異なるチャンクを並行して取得できます。これにより、特に大容量または高品質のファイルの場合、プロセスが大幅に高速化されます。

これで最後のステップです！

マージと変換

前述のとおり、YouTubeではオーディオとビデオが別々になっているため、これらを単一のファイルにマージする時が来ました。これを行うために、いくつかのダウンローダーはFFmpegのようなツールまたはライブラリを使用します。これは、このツールがオーディオおよびビデオファイルを簡単に処理できるためです。

次に、ダウンロードされたオーディオおよびビデオファイルはFFmpegによって同期されます。これは、新しい出力ファイルが準備できたことを意味します。

オーディオファイルとビデオファイルの両方が同じフォーマットである場合、マージにかかる時間は短くなる可能性があることに注意してください。そうでない場合は、これらのファイルが同じフォーマットに変換されるまで待つ必要があります。

最終出力とファイルの保存

ファイルの準備ができたので、「ダウンロード」ボタンをクリックしてデバイスに保存を開始できます。設定に基づいて、ダウンローダーはデバイス上の保存先フォルダを見つけます。あるいは、一部のダウンローダーは、ダウンロードした動画を簡単に見つけられるように、ファイルパスとダウンロードフォルダを整理します。

ダウンロードする前に、ファイルを自分で名前変更するオプションが表示される場合や、タイトルやサムネイルなどのメタデータで動画が自動的にタグ付けされる場合があります。

ファイルはMP4やWebPなどのファイル形式で保存され、これらは携帯電話からスマートテレビまで、ほぼすべての種類のデバイスでサポートされています。一方、オーディオはM4AおよびMP3になることがあります。

結論

これがYouTube動画ダウンローダーが機能し、期待どおりの最終的なダウンロード準備ができた動画を提供する仕組みです。一部のツールでは、フォーマット変換や動画の字幕ダウンロードなどのオプション機能も提供していることに注意してください。したがって、ご自身の要件に合ったダウンローダーを選択する必要があります。

すべての動画ダウンローダーは使いやすいですが、高品質な圧縮および変換アルゴリズムを備えたシンプルなユーザーインターフェースのツールを選択することをお勧めします。

よくある質問

1. ブラウザベースのYouTubeダウンローダーは、ブラウザのセキュリティポリシーに違反することなくどのように機能しますか？

ブラウザユーティリティは通常、クライアント側のJavaScriptを使用して動画コンテンツを取得および解析しますが、CORSの制限があるため、ほとんどの集中的な処理はバックエンドサーバーにオフロードされます。これらのサーバーは解析、ダウンロード、変換を行い、結果のファイルをユーザーがダウンロードできるように出力します。

2. 一部のYouTubeダウンローダーが特定のフォーマットのリンクを要求するのはなぜですか？

一部のツールは、動画IDやパラメータを抽出するために正確なURL構造に依存しています。短縮リンク、プレイリスト、タイムスタンプ付きURLなどのバリエーションは解析を妨げる可能性があります。適切なフォーマットにより、ダウンローダーは動画IDをきれいに分離でき、これはYouTubeのバックエンドと通信するために不可欠です。

3. YouTubeダウンローダーの使用は違法ですか？

YouTube動画ダウンローダーの利用自体が必ずしも違法であるとは限りませんが、著作権で保護された素材を無許可でダウンロードすることは、YouTubeの利用規約に違反し、ほとんどの地域で著作権法に抵触する可能性があります。ただし、クリエイティブ・コモンズ・ライセンスを含む素材や、アップロード者またはYouTube自体によってダウンロードが公に許可されている動画には、いくつかの法的抜け穴があります。

4. 動画が削除された場合、YouTubeのダウンロードは残りますか？

はい、動画はサードパーティのアプリケーションを通じてデバイスに保存されるため、自動的に削除されることはありません。ただし、YouTubeアプリ自体で動画がダウンロードされた場合は削除されます。