Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка методов и средств информационной поддержки образовательных процессов с применением перспективных технологий передачи и обработки данных»

Скачать 1.04 Mb.

Название	Отчет о научно-исследовательской работе «Разработка методов и средств информационной поддержки образовательных процессов с применением перспективных технологий передачи и обработки данных»
страница	14/14
Дата публикации	07.03.2015
Размер	1.04 Mb.
Тип	Отчет

100-bal.ru > Информатика > Отчет

1 ... 6 7 8 9 10 11 12 13 14

Описание съемочной студии

После установки фальш-стены в к. 506 для съемочной студии будет выделено пространство 240х470 см. Дверь в фальш-стене будет на расстоянии 60-65 см. от края (на плане расстояние меньше), вход со стороны камер. Максимальное количество камер – 3, к каждому штативу подводятся FireWire и S-Video кабели.

Рисунок 17 План видеостудии с размещением оборудования
Съемочная площадка должна вмещать 1-3 человек на стульях (креслах), из возможной мебели – небольшой столик (планируется на ножках переменной высоты – 40-70 см).

Требуется возможность установки фона для chroma-key. Вероятнее всего, в таком режиме будет сниматься не более одного человека одновременно, предполагается повесить полотно на всю заднюю стену и по возможности равномерно его осветить, не накладывая дополнительных требований по отступу от задней стены снимающихся людей (по возможности без установки осветительных приборов снизу).
Освещение. Ввиду того, что полноценно переоборудовать помещение под студию не представляется возможным, сохраняется фальш-потолок (установлен на расстоянии 15-20 см. от настоящего потолка), крепеж к потолку желательно производить лишь в случаях крайней необходимости и только как дополнительный, материал крайне непредсказуемый. Предполагается установка поперечных перекладин (штанг длиной 2.4 м от фальш-стены до оконной стены) в необходимом для установки освещения количестве. Также, стена со стороны съемочной площадки вверху имеет небольшой (несколько см.) выступ – балку – и может нести нагрузку.

К освещению есть требование быть установленным стационарно, без использования напольных штативов, есть возможность установки осветительных приборов ниже уровня подпотолочных перекладин: в оконном проеме можно поставить вертикальную балку и на ней разместить необходимые приборы, то же можно сделать на фальш-стене, если это необходимо (последнее нежелательно, т. к. сузит и без того маленькую студию)

Звук. Звуковые кабели должны идти от съемочной площадки через фальшстену (или под полом) к рабочему месту звукорежиссера, оно располагается ближе всего, расстояние минимальное. Для записи звука планируется использовать проводные петлички и, если будет необходимо, одну пушку. Возможны варианты.
Возможные режимы работы съемочной студии. Помимо съемки людей (интервью, новости, лекции), планируется съемка учебных фильмов, требующих демонстрации различных опытов с техникой, макросъемки технических устройств (например, сборка компьютера во всех подробностях, работа со сложными приборами), что потребует иного размещения камеры и специального освещения. Для этих целей возможно привлечение оборудования из комплекта выездной бригады.

Эфирная аппаратная

Задачи аппаратной обеспечить мониторинг работы всех камер, как локальных, так и удаленных при организации телемостов, формирование картинки прямого эфира, управление подготовкой и проведением съемки, телемостов с участием выездных бригад, управление эфиром Интернет-телеканала, обеспечение эфирной и служебной аудиосвязью.

Схема эфирной аппаратной указана на Рисунок 19. В помещении аппаратной не должно быть установлено компьютерных корпусов, все они выносятся в серверную и гудят там. Специфика работы эфирной аппаратной в учебном заведении заключается в том, что какие бы ни были уникальные события (интервью с человеком, который второй раз интервью давать не станет), возможны ошибки работы операторов, режиссеров прямого эфира или записи, ошибки монтажера. Поэтому необходимо обеспечить запись ВСЕХ потоков на сервер в процессе съемки, лишнее потом стирается. На схеме такой подход отражен наличием FireWire разветвителей на линиях между камерами и видеомикшером, что позволяет отправлять на сервер записи тот же сигнал, что приходит в видеомикшер. Сервер записи так же записывает сигнал с выхода видеомикшера. Таким образом, при необходимости, можно перемонтировать запись.
Видеомикшер имеет 4 входа (DV/S-video), входы DV1-DV3 занимаются видеокамерами съемочной студии, вход DV4 – выходом рабочей станции (на схеме не указан, оставлен без источника сигнала!) на случай необходимости запуска в эфир записи с компьютера. Аналоговые входы S-Video3 и S-Video4 принимают сигнал от компьютеров IN-1 и IN-2, показывающих картинку от удаленных камер выездных бригад. Эти входы задействуются при проведении телемостов.

В режиме телемоста 3 и 4 каналы микшера обслуживают удаленные камеры, 1 и 2 – локальные, если необходимо.

В режиме прямого эфира или записи из съемочной студии входы 1-3 – студийные камеры, вход 4 – картинка с рабочей станции (DV) или компьютера IN-2 (S-video).

Помимо этих источников сигнала, должна работать титровальная машина.
Для контроля картинки с видеокамер используется S-Video выход камер, соединенный с установленными в аппаратной телемониторами (обычные 15” ЖК телевизоры с S-Video/Composite входами).

В съемочную студию выводится сигнал программного монитора видеомикшера (на схеме не указан), чтобы выступающий видел, что в текущий момент идет в эфир.
Для приема видеоизображения с удаленных камер в серверной устанавливается два компьютера с выходами S-Video, эти кабели вводятся в 3 и 4 входы видеомикшера и в соответствующие телемониторы (через разветвители, обозначены на съеме шестиугольниками).
Доступ ко всем компьютерам из аппаратной осуществляется с одного рабочего места (клавиатура/мышь/монитор), установленного рядом с видеомикшером (на схеме студии – слева), это рабочее место подключается к разветвителю KVM, находящемуся в серверной. В этот разветвитель входят все указанные на схеме компьютеры (6 шт., максимально возможно – 8 шт.). Назначение компьютеров (подробной конфигурацию можно найти в спецификациях, см. приложение 2):

Recording Server. сервер записи и хранения видеоматериалов. RAID 8х350 Gb + 1 системный диск. Должен писать 5 видеопотоков DV одновременно и обслуживать запросы монтажных станций. Работает п/у ОС Linux. Обычный пользователь не должен иметь доступа к этому серверу.
Encoder. Сервер, формирующий поток WinMedia (или другой используемые straming-media), ОС Windows, управляется пользователем из эфирной студии. На этом сервере устанавливаются параметры выходного сигнала Интернет-вещания.
Streaming-server. Сервер, отдающий клиентам видеопоток. В будущем, будет выполнять раздачу релеям, поэтому особой мощности не требует. Работает под ОС Windows, доступен технику студии, обычно управления не требует.
WorkStation. Рабочее место на случай необходимости подготовить графические изображения, быстро подобрать видеоматериал, обработать звук и т.д. С этого компьютера при необходимости можно вывести по FireWire изображение в пульт. Этот компьютер является основным рабочим местом при подготовке материалов для эфира. В случае необходимости можно задействовать монтажные машины.
IN-1 и IN-2. Эти компьютеры настроены на постоянный прием сигнала с каналов вещания удаленных камер. На Streaming сервере настроены точки вещания удаленных камер (2 шт), эти точки постоянно показывают на видеовыходе компьютеры IN-1 и IN-2. Желательно, чтобы без необходимости эти компьютеры для других целей не использовались (во избежание сюрпризов).
Title FireWriter (титровальная машина) – устанавливается непосредственно в аппаратной и подключается к видеомикшеру.

Размещение корпусов в серверной обязывает внимательно отнестись к длинам кабелей. В настоящее время успешно используются кабели FireWire длиной 7.5 метров, на Рисунок 19 эти длины были учтены, как максимально допустимые. Компьютеры в серверной находятся не сразу за стенкой, а через проход, кабели будут выходить из аппаратной под полом (фальшпол 30 см, алюминиевые плиты под ковролином), поперек прохода будет установлен бугорок, под которым пройдут кабели аудио, видео, защищенного электропитания и т.д.

Рисунок 18 Комната 507: Серверная (слева) и проход (справа)

Рисунок 19 Эфирная аппаратная
Работа со звуком. Наибольшее количество вопросов вызывает работа со звуком.

Задача максимум: две выездные бригады работают в залах, из которых идет прямой эфир (телемост). Выступающие в залах должны, говоря в микрофон, быть усилены на месте в размещенные в залах колонки и этот же голос должен быть передан в аппаратную по VOIP связи (для передачи в реальном времени) и по синхронному каналу (для синхронизации с видео). То же самое касается второй выездной бригады. Формирование сигнала в студии лежит на видеомикшере, аудиомикшере и encoder’e.

Учитывая, что при передаче синхронного сигнала в каждую сторону на буферизации образуется задержка 6-20 сек., необходимо предусмотреть асинхронный режим работы со звуком: передачу голоса отдельно, в реальном времени каждой из сторон. В то же время, зрители Интернет-канала должны видеть и слышать синхронизированный сигнал, пусть даже и с задержками. Вопрос несовпадения величины задержек не рассматривается.
Таким образом, от каждой выездной бригады будет приходить:

один видеоканал,
один синхронный аудиоканал (вместе с видео),
один аудиоканал реального времени.

Помимо этого, требуется обеспечить минимум один, желательно два независимых дуплексных VOIP аудиоканала для служебной связи. Служебная связь рассматривается далее.

Выездные бригады должны получить от студии один синхронный аудиоканал с видеоканалом, один канал реального времени, включающий в себя тот звук, какой посчитает нужным включить звукооператор (другую удаленную студию или съемочную студию или воспроизводимую запись). Этот звук будет слышать публика в зале, где работает выездная бригада.
Служебная связь. Опыт проведения телемостов показал, что жизненно необходимо наличие как минимум одного общего дуплексного конференц-канала для всех участников мероприятия. Рации у выездной бригады в большинстве случаев бесполезны, т. к. не имеют прямой связи с режиссером в студии и не могут работать в дуплексном режиме.

Для решения этой проблемы предлагается использование VoIP телефонов с подключаемыми DECT трубками с гарнитурами. Желательно использование 2 отдельных каналов (технические службы и контент).

Монтажная

Для оборудования монтажной студии закупается два компьютера с аппаратной поддержкой Canopus / Edios, один видеомагнитофон DV/DVCAM. Помимо этого, используется одна существующая машина, к ней только закупается периферия.

Имеющееся оборудование

В наличии есть одна видеокамера Canon XL1s и компьютер с платой Matrox RT100. Для съемочной студии может пригодиться имеющийся 100Гц CRT телевизор, диагональ ~80 см, есть SVHS видеомагнитофон. Остальное оборудование интереса в рассматриваемом вопросе не представляет.

В спецификациях указана закупка коммутатора Gigabit Ethernet 48 портов, роутера и ряда других устройств – это оборудование предназначено для совместного использования, как студией, так и сетевой инфраструктурой кафедры.

Основные результаты работы

Проведен анализ способов построения вузовских информационных систем, способов применения информационных и коммуникационных технологий в учебном процессе и выявлены особенности применительно к инженерным специальностям;
Создана базовая модели Единой информационной среды подразделения ВУЗа
Разработан подход к прогнозированию загруженности узлов и каналов связи ЕИС;
Разработан комплексный подход к проектированию ЕИС и создана ее базовая модель;
Реализованы основные компоненты единой информационной среды в рамках кафедры;
Создана методика мониторинга активности пользователей и организации обратной связи с ними;
Создана видеостудия Интернет-вещания;
Отработаны технологии одностороннего и двухстороннего, пирингового и многоадресного видеовещания в Интернет;
Создана и опробована в реальных условиях методика применения интерактивных видеотехнологий в учебном процессе.

1 Эти и другие фотографии можно посмотреть по адресу http://photo.auditory.ru/v/users/Denis_Korolev/2007/kafedra/506/

Москва, 2007 г.