Серия статей о так называемых системах VOD (Video-on-De-mand) [1,2], предлагаемых компанией Silicon Graphics, вызвала ряд закономерных вопросов по поводу аналогичных разработок у других игроков этого весьма перспективного рынка. Частично прояснить ситуацию поможет данная статья, раскрывающая суть решения компании Digital в трех направлениях использования компьютеров для обработки медиа-информации: программного обеспечения анимации и видеомонтажа, интерактивного телевидения и систем автоматизации теле- и радиовещания.
Анимация и видеомонтаж
В октябре 1996 года были представлены разработки компании DPS/Iron Software - диск-рекодер Hollywood и продукт Digital Fusion, предназначенный для редактирования видеоизображений. Впервые в России эти продукты были установлены на рабочей станции Alpha XL 366, что обеспечило комплексу приемлемую скорость работы.
Для аниматоров первое появление в 1992 году процессора Alpha прошло незамеченным - обычно их мало волнуют технические преимущества компьютеров, для которых еще нет программ. Разработчикам же как раз нужна самая быстродействующая платформа, обладающая возможностями масштабирования, а также имеющая стандартные средства ввода/вывода и хорошие графические возможности. Кроме того, нелишне, если аппаратная платформа будет поддерживать среды популярных ОС: Unix или NT. Год 1995 стал для DEC переломным - на рынке анимации и видеомонтажа количество перешло в качество: Microsoft перенесла на Alpha с Windows NT пакеты Softimage 3D и Mental Ray, Pixar создал свой визуализатор на базе Alpha/Digital UNIX, DPS совместно с Iron Software создали на Alpha/Windows NT продукты Digital Fusion/Hollywood для обработки несжатого видео. Менее ресурсоемкие приложения, такие как Speed Razor, LightWave 3D и Gallea тоже хорошо чувствуют себя на платформе Alpha. Приложения, подобные MS SoftImage 3D, наиболее полно выявили преимущества Alpha-платформы. Большая производительность процессора обеспечила высокую скорость рендеринга и одновременно улучшила соотношение цена/производительность по сравнению с некоторыми другими рабочими RISC-станциями. Появление недорогих графических адаптеров PowerStorm, обеспечивающих аппаратную поддержку ряда функций OpenGL, например наложение текстуры на поверхности, привлекло широкий круг производителей программного обеспечения, обративших свое внимание на платформу Alpha.
Video-on-demand. Системы интерактивного телевидения
Приложения типа Video-On-Demand (VOD) появились сравнительно недавно, главным образом благодаря тому, что сошлись интересы грандов телевизионного рынка и крупнейших компьютерных компаний с их солидными инвестициями в новые технологии и низкой себестоимостью производства. Начало увлечения кабельных и телекоммуникационных компаний системами интерактивного телевидения совпало с появлением процессора Alpha. Это объясняет, почему по состоянию на конец 1995 года около половины систем video-on-demand использовали оборудование DEC и ее продукт - систему Mediaplex.
Video-on-demand - это, когда у вас дома устанавливается телевизионная приставка - set-top-box, которая за счет обратной связи с передающим центром позволяет выбирать материалы из центральной фильмотеки и просматривать их как на обычном видеомагнитофоне, останавливая, перематывая и т. д. Подобные системы сегодня не только тестируются, но и активно эксплуатируются многими кабельными компаниями. Однако до массового применения дело не доходит из-за необходимости иметь мощнейшие сети передачи данных и дорогостоящее оборудование. Поэтому более широкое применение нашли системы Near Video-on-Demand и Pay-per-View, предоставляющие значительно меньшие возможности, но и требующие меньших инвестиций. Однако если в масштабах крупных кабельных сетей VOD - технология ближайшего будущего, то ее реализация в гостинице, на пароходе, внутри большого магазина или учебного заведения уже сейчас может принести пользу и окупить себя.
Иногда зарубежные гости столицы скучают вечерами в отеле, не рискуя прогуливаться по городу. А если представить, что у них в номере целая фильмотека и не нужно не только выходить из комнаты за кассетами, но и вставать с кровати, чтобы заменить кассету в видеомагнитофоне. Все это можно делать с помощью пульта дистанционного управления, выбирая фильмы из меню, и просматривая их в произвольном порядке. А значит, отель получит доход от предоставленной дополнительной услуги, да еще заработает на чипсах, орешках, кока-коле и т.п., которые исчезнут из мини-бара за время видео-сеанса.
Существуют и другие возможности получения дохода от системы VOD - хранение видеороликов туристических фирм, предоставляющих экскурсионные услуги в данном регионе. Оплату можно назначать как за размещение рекламы, так и в виде комиссионных. Интерактивное телевидение предполагает обратную связь с центральной системой. Если вывести сигнал на монитор дежурного то готова система заказа услуг (такси, уборка, будильник и т. д.). Персоналу не обязательно владеть иностранными языками, чтобы принимать заказы, которые, кроме того будут и задокументированы. Уже сейчас стоимость таких систем вполне приемлема, чтобы начать ее внедрение в отелях.
Другой пример. Новые сотрудники на предприятии не умеют пользоваться электронной почтой. Как наладить процесс обучения, не требующий больших расходов? Тут может помочь недорогая система VOD. Сотрудник изучит тот или иной предмет быстро, без лишних трудозатрат и не покидая офиса. Подобным же образом может строится система доступа к общей информации в учебных заведениях. Студенты, пользуясь системой VOD, получают возможность просмотра лекций, а также доступ к архивам библиотек.
Есть и другие области применения Video-On-Demand - видеосерверы могут работать через Internet, а видеопотоки можно включать в документы или презентации, как любые другие объекты, например таблицы EXCEL. Самое очевидное применение - это реклама и продажи.
Стоимость
Основным фактором, тормозившим до сегодняшнего дня широкое внедрение систем VOD, являлась их стоимость. Многие российские продавцы видели в интерактивном телевидении источник дохода, однако не торопились вкладывать в него деньги, считая, что стоимость решения чересчур высока. Теперь ситуация изменилась:
Автоматизация телевизионного вещания
Для организации компьютерного вещания предназначены продукты под общим названием AlphaStudio. Система Broadcast System представляет собой комплекс вещательных серверов и серверов хранения, которые могут быть связаны друг с другом как по локальной сети, так и с использованием глобальных сетей, и управляться централизованно с помощью стандартных протоколов. AlphaStudio может интегрироваться в уже существующую систему вещания. Основные компоненты системы - это, во-первых, AlphaStudio Broadcast Content Server Software - программное обеспечение AlphaStudio, которое составляет основу любого вещательного решения AlphaStudio, выполненного в архитектуре клиент-сервер. Во-вторых, AlphaStudio Broadcast Content Server, который представляет собой AlphaServer, включающий дисковые массивы RAID, автоматизированные ленточные библиотеки, серверы хранения, связанные стандартными сетевыми технологиями, обеспечивающими пропускную способность на уровне FDDI, ATM и т. п.
AlphaStudio REV Station. REV Station позволяет записывать, хранить и редактировать данные в формате Motion JPEG. Один вещательный сервер AlphaStudio REV Station способен поддерживать несколько входных/выходных видеопотоков, причем все они могут иметь одновременный доступ к системе хранения видеоинформации. Автоматическая система управления AlphaStudio REV Station поддерживает различные системы управления производства компаний Louth Automation и Colombine/JDS. Возможно использование и других систем, основанных на протоколе управления Louth.
AlphaStudio MPEG-2 Station. Входная станция с видеокодером (MPEG-2) позволяет передавать/переписывать и архивировать по сети сжатую в формате MPEG-2 видеоинформацию в основную систему - AlphaStudio Broadcast System. Станция с видеокодером существует в двух версиях - low-end и high-end, что позволяет сформировать решение под конкретные цели и требования. Модульность и масштабируемость, заложенные в архитектуру AlphaStudio, дают возможность наращивать количество входных станций с видеокодерами до 8. Для получения на выходе телевизионного сигнала, например в формате PAL или NTSC, устанавливаются декодеры, которые могут преобразовывать данные в формате MPEG-2 со скоростью до 14 Мбит/с. Декодеры размещаются в стойках StorageWorks и могут производить монтаж на лету.
Система AlphaStudio поддерживает кодеры и декодеры различных фирм. В стандартной системе использованы изделия фирмы Vela Research, являющейся одним из лидеров в своей области. Основные параметры видеокодеров и видеодекодеров этого производителя можно найти на Web-странице http://www.vela.com.
Один вещательный сервер AlphaStudio MPEG-2 Station способен выдавать до восьми видеосигналов по восьми плэй-листам, что позволит, например, организовать одновременное вещание почти на все часовые пояса России. В качестве видеосервера в этих решениях в зависимости от требуемой конфигурации (количество потоков, плотность сжатия, пропускная способность) может служить AlphaServer или рабочая станция AlphaStation.
Программное обеспечение AlphaStudio Broadcast Content Server Software имеет пять ключевых компонентов, обеспечивающих специализированное видеообслуживание, управление инвентаризацией, передачу файлов, возможности архивирования на ленту и прикладной интерфейс. Content Server API осуществляет связь между прикладными программами, работающими на компьютере клиента. Прикладной программный интерфейс позволяет приложению пользователя обращаться к функциям AlphaStudio Content Server: инициализировать связь с сервером хранения информации (Content Server), принимать сообщения от сервера хранения и обслуживать клиентские запросы, например для передачи видеоданных.
Архивный менеджер Archive Manager - основной обслуживающий модуль сервера хранения информации, отвечающий за обработку команд API, при получении и проверке сообщений. Он также управляет асинхронным перемещением всех файлов и работой с лентой. Ключевая функция этого менеджера состоит в отслеживании и учете данных на сервере хранения, включая определение содержимого ленты, управление процессами, которые устанавливают очереди для слежения за всеми асинхронными операциями.
File Mover отвечает за передачу и движение видеоданных между сервером хранения и его клиентами. Он состоит из клиентской части (File Mover Client), работающей на сервере хранения, и демона (File Mover Daemon), который установлен на каждом из клиентов. При необходимости демон взаимодействует с клиентской частью программы, обслуживающей сервер хранения с целью передвижения данных в файловую систему и из нее. File Mover может взаимодействовать с файловой системой видеоданных (Video File System) или с файловой системой операционной системы (UNIX File System).
База Inventory Management Database ответственна за хранение и доступ к информации о всех видеоклипах, размещенных на сервере. База данных сервера использует СУБД Oracle 7.
Tape Archive System содержит функции, необходимые для управления файлами, размещаемыми в подсистеме архивации. Ленточная архивная система состоит из прикладного интерфейса, базы данных и интерфейса пользователя. Эти компоненты упрощают прикладное программирование интерфейса с ленточной архивной системой, которая или архивирует файл на ленту, или восстанавливает его с ленты на локальный диск сервера хранения информации. Ленточная архивная система сервера создает свой собственный идентификатор каждого файла. Программа, обслуживающая ленточный архив, обеспечивает заказ и отслеживание ленты или лент для каждого архивируемого файла. Кроме того, она взаимодействует с роботизированным ленточным библиотечным сервером при загрузке или выгрузке ленточных картриджей. Архивная ленточная система использует стандартные утилиты операционной системы Unix для нанесения меток на ленты и ввода/вывода данных между ленточным устройством и дисками. Эта функция является необязательной и устанавливается после конфигурирования вещательной системы.
AlphaStudio Broadcast Content Server Software имеет четыре реализации, взаимодействующих между собой путем передачи данных и управления.
1. AlphaStudio REV (Review/Edit/View) Station и AlphaStudio MPEG2 Station - эмуляция VTR-функций. Обе системы взаимодействуют с Content Server через интерфейс прикладных программ - Content Server API, который содержит все сетевые и коммуникационные функции, существенно упрощающие создание клиентской части на AlphaStudio REV Station или AlphaStudio MPEG-2. Этот интерфейс не требует знания специфических особенностей сетевого взаимодействия.
2. Graphic Control Terminal - графический терминал управления, используемый для конфигурации и установки программного обеспечения AlphaStudio Broadcast Content Server Software. Graphic Control Terminal применяется для доступа ко всем функциям Content Server через простой командный интерфейс. Графический терминал управления имеет следующие основные функции: quit, archive, restore, delete, status, clip, count, capacity, inventory, transaction, cancel.
3. Ленточная архивная система и автоматизированный библиотечный сервер (ACSLS) с картриджной системой используются для долговременного хранения данных. Content Server (сервер хранения информации) может включать автоматизированный ленточный архив STK (StorageTEK). Программное обеспечение сервера управляет ленточным архивом. Сейчас реализовано два интерфейса взаимодействия между Content Server и ленточным архивом, первый из которых - сетевой интерфейс управления, второй - интерфейс данных. Последний представляет собой простой SCSI-интерфейс к серверу хранения информации от каждого из ленточных устройств (до четырех ленточных устройств в ленточном архиве).
4. Дисковая система предназначена для записи видео и кэширования операций архивации. Сервер хранения информации всегда имеет определенное дисковое пространство в зависимости от потребностей заказчика. В тех случаях, когда сервер хранения не содержит ленточного архива, дисковое пространство сервера является одновременно и системой хранения информации. В другом случае, когда сервер имеет один из возможных ленточных архивов, дисковое пространство сервера используется для кэширования операций ввода/вывода при работе с лентой. Прикладной программный интерфейс сервера хранения информации позволяет пользователям системы при необходимости хранить файлы в кэше архива. Все файлы, поступающие в сервер хранения, архивируются на ленточном носителе независимо от того, находятся они в кэше архивной системы или нет.
В сервере хранения информации используется RAID-технология для предотвращения потери видеоданных.
Сегодня программное обеспечение DIGITAL AlphaStudio Content Server Software реализовано на нескольких моделях серверов AlphaServer, в частности на AlphaServer 2100A LP и AlphaServer 8200 (Turbolaser). Программное обеспечение функционирует под управлением 64-разрядной операционной системы Digital Unix и требует не менее 512 Мбайт оперативной памяти. Объем дискового пространства определяется исходя из конкретных нужд пользователей системы, однако в любом случае требуется 200 Мбайт для установки AlphaStudio и 4,3 Гбайт - для базы данных.
Большой интерес для телекомпаний представляет задача организации компьютерного вещания в эфир, позволяющего избавиться от видеомагнитофонов со свойственными им недостатками: сложной электромеханической аппаратурой, необходимостью настройки, ремонта и ручной работы оператора, невозможностью передавать несколько видеопотоков с одной кассеты, разрушением информации на видеокассетах, затратами на хранение, сложным бизнес-процессом и т. д. Теперь материалы заранее кодируются в цифровой формат или готовятся с помощью компьютера, а затем по сети загружаются в систему хранения, после чего вещательный сервер передает их в эфир согласно установленному расписанию (плэй-листу).
Одна из задач состоит в автоматизации выпуска в эфир заранее подготовленной информации. Например, местная студия, районная или кабельная компания получает со спутника сигнал в формате MPEG-2, а затем, накопив несколько часов видеоинформации (фильмы, новости), выводит ее в эфир. Выгоды от такого подхода очевидны: сжатие полосы пропускания, требуемой для передачи видеоинформации через спутниковый канал; как следствие, уплотнение каналов и увеличение количества передаваемых потоков информации; автоматизация всего процесса производства, обработки, хранения и передачи информации.
Еще одна задача профессионального телевидения - организация хранения видеоматериала. Видеоархивы на магнитофонных кассетах громоздки, сложны в обслуживании, не обеспечивают мгновенного доступа, быстро стареют и т. д. AlphaStudio Content Server позволит решить задачу архивации более элегантно, с применением DLT-библиотек, возможностями поиска и оперативной подкачки материалов по сети в вещательный сервер, что обеспечит увеличение срока службы носителей информации до 30 лет - ленточный носитель Digital Linear Tape обеспечивает до 500 тыс. проходов ленты. Существует простая возможность построения дублированных и отказоустойчивых систем вещания и хранения на основе кластерной конфигурации видеосерверов AlphaServer.
Не менее интересной задачей является организация вещания систем кабельного телевидения. Эффективность кабельного телевидения возрастет, если районные студии будут иметь возможность передачи информации, особенно важной для данного района: рекламы, объявлений, местных новостей, криминальных сводок и т. д., а все остальные передачи будут транслироваться из центральной городской студии. Эта задача имеет простое решение: на центральной студии устанавливается система AlphaStudio, а в районных студиях Mediaplex Ad Insertion. Последняя позволит по получении сигнала паузы или просто в определенное время послать в эфир необходимую районную телепрограмму. Таким образом организация вещания на кабельном телевидении осуществляется достаточно полно.
Наконец, AlphaStudio представляет практически готовое решение в такой специфической, но актуальной сегодня области деятельности, как охранные системы. Основную нагрузку несет Digital AlphaStudio Content Server, как система экономичного и долговременного хранения в любом из форматов - MJPEG, MPEG-2, MPEG-1, быстрого поиска и ввода/вывода необходимой видеоинформации. Естественно, такие системы индивидуальны и требуют соответствующих знаний. Специализирующиеся в охранной деятельности компании могут достаточно просто вписать AlphaStudio в собственные решения.
Заключение
В заключение стоит отметить, что вся видеоиндустрия движется в сторону цифрового телевидения: цифровые телевизоры и магнитофоны, DVD - Digital Video Disk - цифровое видео, не говоря о цифровом звуковом оборудовании. Более того, в ряде стран организованы институты мультимедиа, призванные решать в том числе и проблемы цифрового телевидения. Нельзя сказать, что сегодня представительства крупных компьютерных компаний ведут себя активно на российском видеорынке. Возможно, не имея здесь крупной прибыли, они не хотят рисковать и делать значительные инвестиции в этот бизнес. Однако уже существуют готовые, отработанные и относительно недорогие решения, которые способны эти инвестиции окупить. Настало, по-видимому, время компьютеров и в российском телевидении.
Литература
[1]. В. Коваленко. Медиа-серверы. Computerworld Россия # 44, 1996 http://www.osp.ru/cw/1996/44/30.htm
[2]. В. Коваленко. Медиа-серверы. Открытые Системы, # 4, 1996. сс. 71-79 http://www.osp.ru/os/1996/04/71.htm
