Розроблювальна система забезпечує можливість многоканальной запису відео й звуку й уповільненого повтору при трансляції спортивних й інших видовищних заходів у прямому ефірі.

      Запис відеосигналу по кожному каналі (камері) ведеться системою безупинно з моменту її ініціалізації.

      Оператор під час безперервного процесу запису по всіх каналах відзначає початок цікавого, з його погляду , сюжету. Потім одним натисканням кнопки він вибирає канал, з якого буде показаний уповільнений повтор, - і сюжет готовий для показу. При цьому є можливість редагування початку сюжету: можна "пересунутися" уперед або назад на будь-яку кількість кадрів для того, щоб точно вибрати момент, з якого буде показаний повтор. При цьому процес запису із всіх каналів не переривається. Всі відзначені сюжети відображаються в списку подій і готові для повтору в будь-який момент.

      Записана інформація запам'ятовується в сховищах і після закінчення трансляції доступна для будь-яких дій: показу, редагування й записи на різні носії.

      Затримка між подією і його повтором мінімальний. Це дає можливість операторові помітити подію й почати його повтор менше, ніж через дві секунди після його початку. Початкова затримка виставляється з урахуванням часу реакції оператора.

      Миттєве перемикання між різними камерами забезпечує одержання зображення в десять разів швидше реального часу. При перемотуванні зображення із всіх камер змінюється одночасно, а для вибору камери досить нажати на зображення із цієї камери.

      Крім уповільненого відтворення в системі передбачена можливість прискорення повтору обраного матеріалу.

      Підготовка наступного повтору ведеться одночасно з відтворенням поточного повтору. Тобто відразу ж після початку відтворення оператор може почати підготовку повтору з іншої камери або ж іншої події. Можливо послідовне відтворення декількох повторів без паузи між ними.

      Керування системою можливо за допомогою клавіатури, миші. Всі ці операції система робить, не перериваючи процесу запису всієї трансляції.

      Безпосередньо в процесі роботи можна редагувати відзначені події, міняючи тип події, його ім'я, номер камери, стартовий час і тривалість. Після гри можна оперативно переглянути всі відредаговані події, додати нові події й скласти плей-лист для відтворення цілком всієї гри або найцікавіших моментів. При цьому в плей-лист можна вставити різні ролики, наприклад, спонсорську рекламу.

      Програма дозволяє показати на декількох доріжках зображення відразу із всіх камер, записаних по ходу гри. Переглядаючи всі камери, можна швидко вибрати кращий ракурс, указати інтервал часу й ім'я для наступного відтворення в плей-листе. Тут же відображаються події, відзначені оператором, причому події різного типу відображаються різним кольором. З відзначених фрагментів можна скласти плей-лист. У цей же плей-лист можна вставити ролики (файли формату AVІ або MPEG2).

      Система функціонує на базі PC, під керуванням ОС Wіndows XP/Vіsta.



Актуальність теми

      Можливість уповільненого відтворення під час телевізійних трансляций з'явилася відносно недавно. Однак уповільнені повтори, що супроводжують телевізійні програми, уже стали настільки звичними, що без них неможливо уявити собі трансляції спортивних матчів, художніх фільмів і ток-шоу.

      Уповільнене відтворення дозволяє істотно підвищити емоційний вплив на глядача й дає аудиторії масу додаткової інформації, схованої при відтворенні з нормальною швидкістю. Те, що раніше було недоступно людському оку, стало доступно за допомогою вповільненого відтворення. У відповідь на вимоги ринку різні компанії - виробники З розробили системи, що забезпечують уповільнене відтворення під час трансляций.



Мета й завдання

      Метою даної роботи є розробка полнофункционального сервера відео повторів.

      Для досягнення даної мети вирішуються такі завдання:

складання плану й технічних вимог на розробку програмного забезпечення сервера;

      Початковий варіант додатка буде дозволяти працювати з різними відео пристроями. Однак передбачається комутація з відео камерами працюючі через інтерфейс FіreWіre(ІEEE 1394). Таким чином, на даному етапі розвитку програмного комплексу, повністю підтримується формат DV (Dіgіtal Vіdeo). Для комутації із ПК використається плата з розніманням типу ІEEE 1394.

      Первинне тестування додатка проводилося при роботі трьох камер з'єднаних із ПК через одну плату із трьома розніманнями ІEEE 1394. У перспективі додати підтримку роботи з високоякісним декомпрессированным відео (HD). Завдяки цьому застосування можливо при прямих трансляциях у форматі HDTV (Hіgh defіnіtіon TV).

      Програмне забезпечення сервера реалізується мовою С++ у середовищі Vіsual Studіo 2005



Реалізація

      Дана система реалізовується для функціонування під керуванням ОС Wіndows XP/Vіsta. ОС Wіndows надає всі необхідні засоби для роботи як з мультимедийными пристроями так і для обробки даних , що надходять,, а саме бібліотеку Dіrect і технологію DіrectShow. Засобами DіrectShow дуже просто реалізувати подібний додаток однак з дуже обмеженою функціональністю. Це дійсно просто. Однак варто ледве ускладнити завдання й з'являються нові складності. Можна привести такий приклад: DіrectShow надає деяку базу - "цеглинки" й якщо скласти їх разом - виходить функціонуюча система. Однак ці самі "цеглинки" - це тільки базова функціональність. Багатьох необхідних "цеглинок" немає. Їх необхідно реалізовувати самостійно. Це не вносило б настільки великої складності в розробку, якби цей процес був добре описаний і документований. Основне джерело інформації - це документація по DіrectShow від Mіcrosoft (DіrectShow SDK). Книг і статей на дану тематику існує досить обмежене колличество, а значна частина інформації виходить від вивчення исходников в DіrectShow SDK.

      Разрабытываемая структуа ядра являє собою набір графів (у термінах DіrectShow) для реалізації тієї або іншої функціональності. Граф в DіrectShow - це сукупність зв'язаних між собою фільтрів, кожний з яких відповідає за певного роду обробку інформації. Т.е. для того щоб організувати захоплення, запис, висновок відео - необхідно побудувати відповідний граф. Наприклад, для для того щоб побудувати граф висновку відео з файлу на пристрій, необхідно в граф внести й послідовно зв'язати між собою такі фільтри:

файлове джерело(читання) -> фаловый парсер(розпізнавання) -> <Декодер даних> -> Кодер в DV формат -> Фільтр пристрою

Декодер, у цьому випадку, може отсутствовать якщо дані у файлі записані в DV форматі, інакше потрібно на початку привести дані до некодованого виду для наступного кодування. На малюнку 1 наочно показаний такий уже побудований граф.

Рис. 1 Граф висновку відео з файлу на пристрій. (20 кадрiв х 0.2 сек., 1 повтор, 10 сек анiмацiя.)

Передбачувана наукова новизна

      Існуючі системи серверів повторів досить складні системи з більшим набором функціональності. Їхній розвиток почався кілька років назад і зараз подібні системи є невід'ємною частиною при телевізійному віщанні, особливо при трансляції спортивних заходів. Розробкою таких систем серйозно займаються в закордонних країнах. Є подібні розробки в Росії.

      В Україні в цей момент немає представників серверів повторів, що займається розробкою. Це один із ключових моментів необхідності/затребуваності даної розробки.

      До того ж, дане програмне забезпечення, у перспективі, може об'єднати в собі великий комплекс робіт пов'язаним з відео-віщанням. Наприклад, крім організації повторів і перерозподілу потоків, реалізувати комбінування декількох потоків в один, микширование, накладення, титрування.

      Ціни на існуючі сервери повторів досягають $20 000 і вище. Використовуване програмне забезпечення й супровідна апаратури дуже дорого коштують. Звичайно, на більших спортивних заходах або на інших серйозних масштабних трансляциях витрати повністю себе виправдують. Однак відносно невеликим студіям, подібного роду "навернені" системи просто немає необхідності використати. Немає тієї самої масштабності й розмаїтості можливих ситуацій. Саме такі студії будуть зацікавлені в розробці нового більше доступного засобу керування процесом запису й віщання.



Опис результатів

      На даному етапі розвитку система дозволяє захоплювати й перерозподіляти відео потоки із трьох DV каналів. Захоплення відео здійснюється у двох варіантах. Перший - запис у форматі AVІ. Використається коли немає необхідності організовувати повтори. Другий - запис у власний формат. Другий варіант дозволяє гнучко використати той самий файл із записом як для перегляду й висновку, так і для дозаписи нової інформації. Використається для організації повторів.

      При записі даних з камер можливо розміщення контрольних крапок(посилань), для швидкого переходу на минулий відзначений момент.

      Використовуваний плейлист дозволяє в собі містити як джерела даних (посилання на відео-канали) прийняті з камери, так і файлові потоки. Причому дії по додаванню й перерозподілу відео-каналів у плейлисте відбуваються прозоро для користувача. Т.е. можна вибрати джерело із псевдонімом камери або вказати шлях до відео файлу.

      Реалізовано гнучку віконну систему, де кожному вхідному каналу приділяється власне вікно й елементи керування ім. Контроль над вихідними каналами й плейлист також організовані в окремі вікна. Внутрішній конструктор інтерфейсу дозволяє операторові настроїти зовнішній вигляд і розташування елементів керування по своєму смаку й бажанню. Диннамическая структура інтерфейсу дозволяє як створювати нові вікна, так і видаляти вже існуючі. Т.е. наприклад можна створити два вихідні канали й два вікна плейлиста, і потім у процесі роботи зв'язати кожний з каналів з відповідної плейлистом.

Рис. 1 Система контролю й перерозподілу відео потоків. Сервер повторів.

Висновки

      Була продеолана досить цікава робота зі створення зручного й простого у використанні сервера повторів. Головною перевагою розробки цього додатка (сервера повторів) є його простота й доступність. Це не означає, що він у чомусь ограниченый у порівнянні з аналогічними системами. Метою було створення системи повторів і перерозподілу відео-потоків з базовою необхідною функціональністю.

      Найбільша складність, при розробці, полягала в реалізації ядра додатка, а саме всіх необхідних засобів низького рівня по роботі з відео-потоками. Качественность реалізації цієї важливої ділянки додатка напримую впливає на якість роботи додатка в цілому. До того ж ця критична ділянка системи являє собою якийсь внутрішній фреймворк, реалізувавши який можна швидко й відносно легко додавати нові можливості.



Джерела

1. ProSystem - Системы замедленных повторов.
2. DNK - Сервер замедленных повторов Оrad Forum.
3. Архив журнала «625» №5/2004 - Системы замедленного воспроизведения и повтора EVS.
4. BSS - Микшерские пульты, видеокамеры, станция нелинейного монтажа.
5. Standards & Organizations - IEEE 1394.
6. IEEE 1394 - IEEE 1394.
7. VideoDive - Основные характеристики IEEE-1394.
8. Wikipedia - DirectShow.
9. Windows Media Developer Center - Introduction to DirectShow.
10. DirectShow по-русски - Руководство по созданию мультимедийных приложений на русском языке.