High-definition video ve výuce



Podobné dokumenty
MULTIMEDIÁLNÍ A HYPERMEDIÁLNÍ SYSTÉMY

SUPERPOČÍTAČOVÉ CENTRUM. Luděk Matyska

Algoritmy komprese dat

Streaming multimediálního obsahu s

Záznamy přednášek a streaming

MULTIMEDIÁLNÍ A HYPERMEDIÁLNÍ SYSTÉMY. 9) Teoretický základ videa

Vlastnosti Picodome DDF4220HDV je hybridní WDR HD dome kamera.

HDTV. Ing. Jan Buriánek. Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze

Služby e-infrastruktury CESNET

ednáš áška

Očekávané trendy v telemedicíně

VIDEOKONFERENČNÍ ŘEŠENÍ

Počítačová grafika a vizualizace I

Video dohled bez limitů Made in Germany. Profesionální řešení. Záznamový a klientský software

Maturitní témata. Informační a komunikační technologie. Gymnázium, Střední odborná škola a Vyšší odborná škola Ledeč nad Sázavou.

STASA s.r.o. 03/18/2014

Příloha č. 5. Technické zadání. Smržovka Vybudování MKDS v rámci mikroregionu Tanvaldsko

Prostředí pro spolupráci Multimédia. Jan Růžička

Prostředky spolupráce v reálném čase

Operační systém (OS) Porty. PC zdroj Instalace. Podmínka Záruka

Hardwarová akcelerace HD videa v návaznosti na architektury čipu grafických karet

igrid 2005 Petr Holub, Eva Hladká, Luděk Matyska, ÚVT a FI MU

Obsah. Úvod 15. Vše potřebné o psaní a plánování 27. Oddíl I Preprodukce

Návrhy elektromagnetických zení

Koncový ceník CP PLUS

Multimediální technika

N e j č a s t ě j š í d o t a z y k e k u k i t V

Příloha 1 Specifikace předmětu veřejné zakázky

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Název projektu: Moderní škola 21. století. Zařazení materiálu: Ověření materiálu ve výuce:

Milesight C2962-FPB Full HD,IP SIP/VoIP,obj.7-22mm,IR60m,mot.z.,WDRult.

IP - nové normy a aktualizace metodických pokynů MVČR

Technické informace k sálu ICAVI

Komunikace s technologií Access- Grid Point EvaHladkáaPetrHolub,FIaÚVTMU

DVR7VW01. Profesionální FULL HD černá skříňka do vozidel Volkswagen. Uživatelská příručka

Multimédia. Jan Růžička Konference CESNET 2019

Digitální video v teorii

Parametry. Android a ios aplikace

Datové formáty videa, jejich specifikace a možnost využití. Petr Halama

Milesight C2963-FPB Full HD,IP SIP/VoIP,IR,PoE,motoriz.zoom

Yealink VC110 videokonferenční endpoint

Videokonference SYSTÉMY PRO VZDÁLENOU KOMUNIKACI

Koncový ceník CP PLUS

Prostředí pro vzdálenou spolupráci. Jan Růžička

Projekt: 1.5, Registrační číslo: CZ.1.07/1.5.00/ Komprese videa

Zobrazovací a zvuková soustava počítače

Benefity a úskalí plošného souvislého sledování IP provozu na bázi toků při řešení bezpečnostních hlášení

VIDEO DATOVÉ FORMÁTY, JEJICH SPECIFIKACE A MOŽNOSTI VYUŽITÍ SMOLOVÁ BÁRA

CESNET Community Forum Multimédia NTK

DIGITÁLNÍ VIDEO. pokus o poodhalení jeho neskutečné obludnosti (bez jednosměrné jízdenky do blázince)

Než začnete používat tento výrobek, přečtěte si prosím pozorně tento návod a uschovejte jej pro budoucí potřebu,

Optické sítě. Počítačové sítě a systémy. _ 3. a 4. ročník SŠ technické. Ing. Fales Alexandr Software: SMART Notebook

Výzva k podání nabídek

Aktivita 615: Multimediální přenosy a kolaborativní prostředí

Kamera - základní pojmy. Připravil: Jiří Mühlfait, DiS.

Digitalizace signálu (obraz, zvuk)

Příloha č. 3 k č. j. Č.j. PPR /ČJ EC Počet listů: 6. Technické podmínky

Nasazení protokolu IPv6 v prostředí univerzitní sítě VŠB-TU Ostrava

i4wifi a.s. produktové novinky Leden 2015

Yealink VC400 videokonferenční systém

IP kamerové systémy a jejich skladba

Úvod do modelování v programu COMSOL Multiphysics verze 4

Podklady pro veřejnou zakázku Videokonference. Specifikace komponent pro vybavení videokonferenční místnosti

Koncový ceník CP PLUS včetně DPH a recyklačních poplatků

GRAFICKÉ ADAPTÉRY. Pracovní režimy grafické karty

Manuál TESCAM010 FULL HD kamera. Bezpečnostní pokyny

Prostředí pro vzdálenou spolupráci. Jan Růžička

Konvergence AVB řešení integrace s BIAMP

Příloha č.2 - Technická specifikace předmětu veřejné zakázky

KATALOG PRODUKTŮ 2016 CCTV

Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115

CERIT-SC. Luděk Matyska, David Antoš, Aleš Křenek

Snímání, přenos a zobrazování stereoskopického videa ve formátu DV

DIGITÁLNÍ KOMUNIKACE S OPTICKÝMI VLÁKNY. Digitální signál bude rekonstruován přijímačem a přiváděn do audio zesilovače.

Strana 1. Příloha č. 6. Číslo položky. Splnění požadavku

Fakulta informačních technologií VUT v Brně Ústav počítačových systémů Periferní zařízení, cvičení IPZ Analýza komunikace na sběrnici USB

Milesight C2163-FPNA HD, Remote Zoom, IP SIP/VoIP, IR, out.

4CH kamerový systém do auta Secutron CarGuard SE- 4SDE

Multimediální systémy. 08 Zvuk

Vynikající výkon v každém směru. Řada stolních SIP telefonů KX-HDV

Příloha č.1 Technická specifikace

Profesionální řešení bezpečnosti pomocí videa kamery záznamy management inteligentní videoanalýza

ISAW EDGE. Návod pro uživatele. Čeština

Identifikační karta modulu v. 4. Forma výuky. Doporučený typ studia. Personální zabezpečení (vyplňte ve formátu Příjmení Jméno, bez titulů)

Moderní digitální vícestopý záznam a produkce zvuku

Položkový rozpočet - vybavení Koncertní sál

Operační systém (OS) Porty. PC zdroj Instalace. Podmínka Záruka

Nejvyšší povolená rychlost překročena: společnost Sony představuje dosud nejrychlejší paměťovou kartu Memory Stick PRO-HG Duo HX

Karel Mikuláštík Katedra radioelektroniky, ČVUT-FEL Radiokomunikace 2015, Pardubice

Návod k obsluze. Popis zařízení:

Všechno, co jste chtěli vědět o Gridech, ale báli jste se zeptat

GPS systémy a navigace

DS-430DVRHD. Uživatelská příručka. Před prvním zapnutím přístroje si pečlivě přečtěte tuto uživatelskou příručku a ponechte si ji pro případ potřeby

RUNPOCAM. Inspekční minikamera RC1

DVR25 Videokamera k záznamu jízdy vozidla (černá skříňka)

Datové formáty videa a jejich využití. Tomáš Kvapil, Filip Le Manažerská informatika Multimédia

Elektronická skripta na ESF MU Jaroslav Nekuda, ESF MU

Milesight C4463-PB 4.0MP, IP SIP/VoIP, IR, PoE,outdoor

IP Verso s kamerou IP VERSO S KAMEROU. Popis. základní jednotka s HD kamerou, infračerveným přísvitem a 1 tlačítkem

Aplikační vrstva. PB002: Základy informačních technologíı. Eva Hladká. Slidy připravil: Eva Hladká a Tomáš Rebok

Výpočetní zdroje v MetaCentru a jejich využití

Transkript:

High-definition video ve výuce Luděk Matyska, Eva Hladká, Petr Holub CESNET, z. s. p. o. Masarykova univerzita EMTECH 2007 Praha, 2007 03 06 1/32

Přehled přednášky Vzdálené přednášky HD Technologie Přenosy obrazu po síti Nekomprimované HD over IP Distribuce v síti Konkrétní zkušenosti Shrnutí 2/32

Vzdálené přednášky Motivace Zkvalitnit nabídku výuky Zvýšit efektivitu výuky Bez zpětné vazby Přednášející oddělený od studentů Jednosměrný přenos, žádná interakce se studenty Se zpětnou vazbou Možnost interakce se studenty Často více místností Přednášející v jedné z nich fyzicky přítomen Do ostatních se přenáší jeho obraz Ze všech místností informace zpět k vyučujícímu 3/32

Virtuální třídy Studenti na více místech Studenti vidí přednášejícího a slidy V jednom místě přímý kontakt s učitelem Na ostatních místech virtuální učitel Cíl: minimální rozdíly v možnostech a kvalitě interakce 4/32

Technické vybavení poslucháren Dva projekční systémy: slidy a učitel Kvalitní zvuk Snímání: mikrofony Digitalizace Reprodukce Videozáznam Učitele Studentů 5/32

Přenos dat Mezi blízkými posluchárnami i analogové řešení Pro vzdálené posluchárny: Internet Obousměrný přenos Do místnosti s učitelem musí směřovat všechny proudy Ostatní místnosti zpravidla vidí pouze učitele Optimální: Každý vidí a slyší každého Zvuk a video mají různé požadavky Zvuk: garance kvality přenosu (nízká kapacita) Obraz: přenosová kapacita (oko tolerantní) Vysoká kvalita výhodou 6/32

Velké vzdálenosti Časový posun Přednáška mezi Koreou, středozápadem USA a ČR USA: 19:00 20:30 (den D) ČR: 1:00 2:30 (den D+1) Korea: 7:00 8:30 (den D+1) Latence dalším problémem Rychlost šíření signálu je konečná a na tyto vzdálenosti nezanedbatelná 7/32

Psychologické aspekty Zkreslený zvuk Důraz na kvalitu a bezporuchovost 2D namísto 3D obrazu Co nejvyšší rozlišení (realismus i ve 2D) Zpoždění (,,skákání do řeči ) Trénink Technologie Rozpoznání dotazujícího Přítomnost publika (posluchačů) 8/32

,,Kvalitní digitální video Základní parametry: Rozlišení Snímková frekvence Progresivní prokládané video Hloubka barevného prostoru Vzorkování barevného prostoru Latence od sejmutí po zobrazení 9/32

HDTV Řada podporovaných formátů videa: 720p, 1080i, 1080p Maximální 1920 1080 @ 60i Podpora kvalitního audia (např. 16 bit @ 48kHz s 5.1 kanály) 120 240 QCIF 19 kpix 160 352 720 CIF 84 kpix 1280 1920 480 576 720 CCIR 601 (NTSC) 345 kpix CCIR 601 (PAL) 415 kpix ATSC 720p 922 kpix ATSC 1080p 2074 kpix 1080 10/32

Přenos vysoce kvalitního obrazu Kvalitní obraz = velký datový proud Můžeme redukovat kompresí Přidává latenci Můžeme přenášet bez komprese Potenciálně enormní přenosové nároky Dvou bodové versus více bodové přenosy Teorie: Multicast Praxe: Vlastní překryvová síť Vysoké přenosové rychlosti vyžadují speciální řešení 11/32

Nekomprimované vs. komprimované video uncompressed compressed uncompressed latency compressed 2 internet bw latency bw latency bw compressed compressed 2 12/32

Nekomprimované vs. komprimované video komorní orchestr symfonický orchestr ozvěna, lip-sync komprimované video záznam zpracování a komprese nekomprimované video záznam zpracování síť světlo 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 [ms] Brno Chicago (StarLight) 13/32

Nekomprimované vs. komprimované video + minimalizace latence + zachování maximální kvality a nezávislosti snímků důležité zejména pro další zpracování a rekompresi + menší problémy s artefakty (při výpadku) většina kompresí používá makrobloky a DCT, což se projevuje velmi charakteristickým způsobem plýtvání pásmem náročnější na propustnost systémů, které video zpracovávají náročné na více bodovou distribuci 14/32

Nekomprimované HD over IP Vychází ze standardu HD-SDI SMTPE 292M Potřebná šířka pásma: 1,485 Gbps } 2200 {{ 1125 } }{{} 30 total resolution bit/point }{{} 30 fps 2/3 }{{} = 1485000000 bps 4:2:2 sampling Rozlišení: efektivně 1920 1080, zahrnuje ale také,,mazací řádky a celkové rozlišení je 2200 1125. Barevná hloubka: 10 bitů/bod/barevná vrstva = 30 bits/point Standardní počítače obvykle nejsou schopny zobrazit více než 24 bits/bod Počet (půl)snímků za vteřinu: 24p; 25p; 29,97p; 30p; 50i; 59,94i; 60i Vzorkování barevného prostoru YUV (YCrCb) 4:2:2 Potřebujete 4:4:4? pak je tu double-link SDI... 15/32

Nekomprimované HD over IP Vychází ze standardu HD-SDI SMTPE 292M Potřebná šířka pásma: 1,485 Gbps } 2200 {{ 1125 } }{{} 30 total resolution bit/point }{{} 30 fps 2/3 }{{} = 1485000000 bps 4:2:2 sampling Rozlišení: efektivně 1920 1080, zahrnuje ale také,,mazací řádky a celkové rozlišení je 2200 1125. Barevná hloubka: 10 bitů/bod/barevná vrstva = 30 bits/point Standardní počítače obvykle nejsou schopny zobrazit více než 24 bits/bod Počet (půl)snímků za vteřinu: 24p; 25p; 29,97p; 30p; 50i; 59,94i; 60i Vzorkování barevného prostoru YUV (YCrCb) 4:2:2 Potřebujete 4:4:4? pak je tu double-link SDI... 16/32

Nekomprimované HD over IP Vychází ze standardu HD-SDI SMTPE 292M Potřebná šířka pásma: 1,485 Gbps } 2200 {{ 1125 } }{{} 30 total resolution bit/point }{{} 30 fps 2/3 }{{} = 1485000000 bps 4:2:2 sampling Rozlišení: efektivně 1920 1080, zahrnuje ale také,,mazací řádky a celkové rozlišení je 2200 1125. Barevná hloubka: 10 bitů/bod/barevná vrstva = 30 bits/point Standardní počítače obvykle nejsou schopny zobrazit více než 24 bits/bod Počet (půl)snímků za vteřinu: 24p; 25p; 29,97p; 30p; 50i; 59,94i; 60i Vzorkování barevného prostoru YUV (YCrCb) 4:2:2 Potřebujete 4:4:4? pak je tu double-link SDI... 17/32

Nekomprimované HD over IP Vychází ze standardu HD-SDI SMTPE 292M Potřebná šířka pásma: 1,485 Gbps } 2200 {{ 1125 } }{{} 30 total resolution bit/point }{{} 30 fps 2/3 }{{} = 1485000000 bps 4:2:2 sampling Rozlišení: efektivně 1920 1080, zahrnuje ale také,,mazací řádky a celkové rozlišení je 2200 1125. Barevná hloubka: 10 bitů/bod/barevná vrstva = 30 bits/point Standardní počítače obvykle nejsou schopny zobrazit více než 24 bits/bod Počet (půl)snímků za vteřinu: 24p; 25p; 29,97p; 30p; 50i; 59,94i; 60i Vzorkování barevného prostoru YUV (YCrCb) 4:2:2 Potřebujete 4:4:4? pak je tu double-link SDI... 18/32

Nekomprimované HD over IP Vychází ze standardu HD-SDI SMTPE 292M Potřebná šířka pásma: 1,485 Gbps } 2200 {{ 1125 } }{{} 30 total resolution bit/point }{{} 30 fps 2/3 }{{} = 1485000000 bps 4:2:2 sampling Rozlišení: efektivně 1920 1080, zahrnuje ale také,,mazací řádky a celkové rozlišení je 2200 1125. Barevná hloubka: 10 bitů/bod/barevná vrstva = 30 bits/point Standardní počítače obvykle nejsou schopny zobrazit více než 24 bits/bod Počet (půl)snímků za vteřinu: 24p; 25p; 29,97p; 30p; 50i; 59,94i; 60i Vzorkování barevného prostoru YUV (YCrCb) 4:2:2 Potřebujete 4:4:4? pak je tu double-link SDI... 19/32

Implementace UltraGrid Implementace pro Linux Spolupráce se skupinou C. Perkinse Doplnili jsme podporu pro,,plné HD 1080i Podpora pro SW zobrazování včetně převzorkování barevného prostoru a odstranění prokládání (optimalizováno v assembleru pro platformu AMD64) Řada dalších vylepšení a rozšíření Použití s grabovacími kartami DVS Centaurus Problémy s latencemi, protože karta (zatím) nepodporuje DMA a vyžaduje bufferování alespoň 4 půlsnímků pro spolehlivou funkcionalitu Poměrně drahé Existují i jiné grabovací karty, ale bez podpory v Linuxu 20/32

Distribuce v síti Přenos bod-bod Přirozený pro dnešní typy sítí Přenos bod-více bodů Principiálně komplikovaný Vyžaduje distribuční službu na síťové nebo na aplikační úrovni IP multicast Nativní Reflektory paketů 21/32

Reflektory Tvoří překryvovou síť Uživatelem řízená distribuce Méně efektivní než nativní multicast Sítě reflektorů: Pro zpracování většího objemu dat nebo více proudů Možnost zpracování dat na reflektorech Reflektor je speciálním případem aktivního prvku Zabezpečení dat Důvěryhodný reflektor Průchod přes firewally a NATy Alespoň jeden reflektor musí být,,vně 22/32

HPC Class @ LSU Motivace: Kvalitní vyučující: prof. Thomas Sterling Dostupný pouze na LSU (USA) Optická síť Demonstrace možností přenosu velkých objemů dat v reálném čase Využití HD videa pro zpřístupnění přednášek i v dalších kampusech USA: LSU, LA Tech, UArk, MCNC ČR: FI MU Zpětná vazba Pouze k přednášejícímu 23/32

Cesta dat Uvádíme jen cestu LSU<->Brno LSU->National Lambda Rail National Lambda Rail->Chicago (StarLight) Chicago (StarLight)->Praha Praha->Brno a zpět Všude optické trasy Reflektory na LSU StarLight v tomto případě pouze průchozí místo 24/32

Organizace přednášky CSC7600: Introduction to High-Performance Computing (na FI PA177) Dvakrát týdně 75 minut USA: 15:30 17:00 ČR: 22:30 24:00 Posun začátku semestru USA: 16. ledna ČR: 19. února Rozsáhlá cvičení Vždy upravena na lokální podmínky Vyžaduje netriviální technické vybavení Např. cluster s Myrinetem 25/32

Řešení problémů Posun semestru Záznam nekomprimovaného videa Datový tok 200 MB/s Jedna přednáška necelý 1 TB dat Přehrávání ze záznamu Zájem o zrychlený postup (až 2*2 přednášky týdně) Časový posun Přehrávání ze záznamu Zájem o reálný čas 26/32

Lokální vybavení na MU HD kamera HD projekce Full HD širokoúhlé LCD (např. DELL 2405FPW) HD-ready širokoúhlé LCD (převzato ze systému LifeSize, pouze aproximace) Full HD projektor Dual CPU AMD server pro zpracování HD video proudu Zvuk Stereoreproduktory 27/32

Zvuk Podceňovaná komponenta Vlastní přenos nečiní zásadní problémy Ty jsou zejména při vlastním snímání Výměna mikrofonů na LSU Nutná kvalitní zvuková karta Přetížení echo-cancellačního prvku dalšími funkcemi 28/32

Vzdálené přednášky HD Technologie Přenosy obrazu HD over IP Distribuce v síti Konkrétní zkušenosti Shrnutí HPC Class @ LSU 29/32

Vzdálené přednášky HD Technologie Přenosy obrazu HD over IP Distribuce v síti Konkrétní zkušenosti Shrnutí HPC Class @ LSU 30/32

Shrnutí Dostupné technologické zázemí HD video pro kvalitní obraz Dostatečná kapacita pro přenos nekomprimovaného videa Dostatečný výpočetní výkon pro zpracování nekomprimovaného videa Kvalitní projekční systémy Audiosystémy Ekonomická a kvalitativní motivace Zprostředkování jinak nedostupného přednášejícího Nové technologie přitahují studenty Možnost bezprostředního spojení výzkumu s výukou Časové posuny zůstávají reálným problémem 31/32

Děkujeme za pozornost! Dotazy? 32/32