Более подробные описания и полный список вузовских студий можно найти на сайте кафедральной базы знаний [1]. Все приведённые примеры демонстрируют следующие особенности использования телевизионных технологий в образовательной сфере: информационная, образовательная и производственная. Информационная задача - предоставление информации об учебном заведении, событиях, мероприятиях (прошедших и предстоящих). Образовательная задача – подготовка образовательных видеоматериалов, подготовка специалистов, поддержка процесса обучения. Производственная – создание видеоматериалов «на заказ» коллективом студии.
Интернет-вещание так же начинает развиваться, но далеко не во всех студиях и лабораториях, но тенденция уже есть.
Для создаваемой лаборатории важны два основных формата хранения, обработки и передачи видео. Первый – для работы в системах нелинейного монтажа, второй – для трансляции через сети Интернет и Интранет (собственно сетевое телевидение). Форматы должны быть широко распространены и совместимы с большим числом программных комплексов, носители и оборудование доступны на рынке за приемлемую цену, а качество, обеспечиваемое применяемыми технологиями должно оставаться приемлемым.
Сначала рассмотрим существующие форматы и технологии потоковой передачи видео через сети Интернет.
Существуют два способа передачи потокового видео - последовательный (progressive streaming) и в реальном времени (Real-time streaming). При передаче последовательным способом качество изображения всегда лучше, поскольку видео воспроизводится с вашего жесткого диска. Для такого способа передачи видео можно использовать стандартный веб-сервер.
Однако, недостатком последовательного способа передачи является то, что при воспроизведении файла перескакивать от одного эпизода к другому невозможно. Таким образом, чтобы просмотреть какую-нибудь часть клипа, вам необходимо будет загрузить его до нужного момента. Поэтому последовательная передача видео через интернет, в основном, используется для коротких клипов.
Для осуществления передачи видео в реальном времени требуется специальный потоковый сервер (streaming server). Видеофайл хранится на этом сервере, и для просмотра загружать его на жесткий диск не нужно. Пользователь может начать просмотр видео с любого момента, не дожидаясь, пока файл закачается. Передачу видео в реальном времени удобно использовать для трансляции файлов большой длины.
Потоковые серверы дают возможность управлять медиа-передачей, однако, они более сложны в настройке и администрировании, чем обычные HTTP-серверы. Кроме специальных серверов, используются и особые сетевые протоколы, например, RTSP (Real-Time Streaming Protocol). Этот протокол используется Windows Media по умолчанию, но он также поддерживается Real Video.
RTSP - это протокол, с возможностью контролируемой передачи видеопотока в интернете. Протокол обеспечивает пересылку информации в виде пакетов между сервером и клиентом. При этом получатель может одновременно воспроизводить первый пакет данных, декодировать второй и получать третий.
Протокол RTP (Real-time transport protocol) определяет и компенсирует потерянные пакеты, обеспечивает безопасность передачи контента и распознавание информации. Вместе с RTP работает протокол RTCP (Real-Time Control Protocol). Он отвечает за проверку идентичности отправленных и полученных пакетов, идентифицирует отправителя и контролирует загруженность сети.
На сегодняшний день существует несколько основных форматов потокового видео в интернете. Это - Real Media, Windows Media и Quicktime. До недавнего времени наряду с ними широко использовался MPEG, однако, в последнее время он сильно сдал позиции.
Формат MPEG был разработан компанией Moving Picture Experts и до недавнего времени считался стандартом потокового вещания. Существует несколько версий MPEG.
Формат MPEG-1 был создан в далеком 1988-м году и обеспечивал качество VHS при записи видео на CD-ROM. Несмотря на то, что MPEG-1 разрабатывался как формат хранения, а не передачи файлов, он обеспечивает отличное качество потокового видео на высоких битрейтах. Оптимальный битрейт для этого формата - 1.5мб/с для разрешения 352x240 при частоте 30 кадров в секунду. Однако, файлы MPEG-1 обычно слишком велики для передачи по интернету.
Формат MPEG-2 был разработан для вещания цифрового телевидения и со временем также стал использоваться при записи DVD. Его битрейт еще выше, чем у MPEG-1 (между 4 и 9 мб/c), что позволяет добиться изображения высокой четкости. Его использование как потоковой технологии не очень распространено, так его скорость передачи информации очень велика. Для просмотра файла в формате MPEG-2 в режиме онлайн нужно иметь скорость передачи данных около 400 кб/c и выше.
Формат MPEG-4 был специально разработан для передачи данных по интернету и мобильной связи. Его оптимальный битрейт - между 385 и 768 кб/c. MPEG-4 может использоваться для передачи аудио и видео потоков, обеспечивая при этом высокое качество кодирования при большой степени компрессии. Однако, если на небольшой скорости передачи данных он обеспечивает хорошее качество, для широкополосной передачи он не приспособлен.
RealVideo - это формат, который был разработан для потоковой трансляции. Для передачи данных на DVD или CD-ROM он практически не используется из-за высоких аппаратных требований. Особенностью файлов RealVideo является невозможность редактирования или повторной компрессии. Этот формат использует методы компрессии, которые уменьшают количество кадров в видео, и удаляет ненужную информацию из кадров. Качество при этом будет зависеть от количества деталей в кадрах и от динамики событий. Благодаря большому уровню компрессии этот формат подходит для пользователей с низкой скоростью соединения.
Этот формат, разработанный Apple, широко используется как на компьютерах Mac, так и в среде Windows. QuickTime имеет много общего с форматом Real Media. Степень сжатия файла QuickTime - 1 мб для 3.75 секунд видео, поэтому размер изображения может быть увеличен и уменьшен без потери качества. Это означает, что видеофайл с разрешением 320x240 может быть просмотрен в полноэкранном режиме с таким же качеством. Формат QuickTime лучше всего подходит для последовательной передачи потокового видео, так как в процессе загрузки файла запускается плеер, который воспроизводит полученную информацию.
Windows Media - это относительно молодой формат в области потокового вещания, поддерживаемый Microsoft. Последняя разработка компании - Windows Media Video 9. Этот формат превосходит по производительности своего предшественника WMV8 на 15-30 процентов. Сравнение же с другими форматами потокового вещания тоже говорит только в его пользу. Так, например, видео в формате MPEG-4, транслируемое с битрейтом 6 мб/c, будет выглядеть аналогично сделанному при помощи WMV9 при 2 мб/c. А качество видео в формате WMV9, передаваемого на скорости 150 кб/с, ничуть не хуже, чем аналогичного в формате MPEG-4 на 300 кб/c. В одном файле \ потоке может содержаться видеоматериал, закодированный с различным битрейтом (например, 256 кб/с и 1 мб/с), что позволяет использовать один канал для показа как на широкоформатном телевизоре в холе кафедры, так и просматривать трансляцию с медленных (или дорогих) соединений и даже карманных устройств. Записанные в этот формат файлы открываются практически всеми современными видеоредакторами, что позволяет использовать его для прямой записи на стороне сервера во время проведения прямого эфира в Интернет.
Самый молодой из форматов потокового видео в Интернет, наибольшую популярность получил благодаря различным «видеохостингам» (YouTube, RU Tube и их аналоги). Файлы в формате FLV можно просматривать в большинстве операционных систем, поскольку он использует широко распространённый Adobe Flash и плагины к большинству браузеров, а также поддерживается многими программами для воспроизведения видео, например, MPlayer, VLC media player, Media Player Classic) и другими программами, работающими с помощью DirectShow.
Так как основная часть пользователей использует компьютеры под управлением ОС Windows и Linux, а серверы на базе Mac не используются вообще, было решено выбирать из Real Video 10, Windows Media 9 и Flash Video. Дальше проводилось сравнение программного набора кодировщик-сервер-плеер, предлагаемых вышеуказанными производителями.
Технология Microsoft Windows Media Services 9 Series включает:
1) Windows Media 9 Series Streaming Server – сервер потокового видеовещания. Отвечает за получение видеопотока с кодировщиков и перенаправление его к зрителям с одновременной записью на диск, формирует телеканалы из материала, содержащегося в архиве, а так же обслуживает On-Demand запросы, поступающие с сайта видеокаталога. Входит в комплект Windows Server 2003.
2) Windows Media Encoder 9 – осуществляет кодирование видеосигнала с камеры в потоковый формат, пригодный для вещания через сеть. Поддерживая несколько типов источников видео, Encoder позволяет переключаться между несколькими камерами и/или передавать происходящее на рабочем столе компьютера. Кроме того, может осуществлять запись передаваемого потока локально на диск (для подстраховки, или когда нет возможности быстро получить доступ к записи, сделанной на стороне сервера). Бесплатен.
3) Windows Media Player 10 или 11 – используется для просмотра кафедральных телеканалов и записей. Отдельно стоит упомянуть технологию т.н. «встроенного» плеера (embedded media player), когда окно плеера встраивается в веб-страницу, делая просмотр доступным абсолютному большинству пользователей и создавая «эффект присутствия».
Продукт компании Real Networks обладает примерно теми же характеристиками, но в коммерческой версии (в бесплатно-ознакомительной сильно ограничен функционал и настройки) цена одного потокового сервера превышает стоимость всего Windows Server 2003, отсутствует поддержка технологии воспроизведения файлов с сервера по спискам. Кроме того, требуется загрузка отдельного плеера для просмотра видео, а сами файлы практически не подлежат последующему редактированию.