: архив : архив журнала "625" : 1999 : #3

Новые технологии в телевидении: стратегия выбора
Виктор Мазо, Павел Успенский

Интеграция различных устройств в единый комплекс

В профессиональном телевизионном производстве существует проблема интеграции. Это очевидно, стоит только посмотреть на большое количество самого разнообразного оборудования и программных пакетов, которые необходимо увязать между собой для решения конкретной задачи. При этом возникает масса проблем, связанных как с несовместимостью форматов, так и с несовместимостью технологий.

В настоящее время имеется немало компаний-интеграторов, которые не только помогают в выборе оборудования и программных пакетов, но и проводят полную сборку комплексов. Зачастую самым простым вариантом интеграции является линейка одного из ведущих телевизионных производителей, например Sony или Panasonic. В этом случае никаких проблем с совместимостью оборудования и технологий не возникает: каждая крупная компания сама заботится о том, чтобы все ее оборудование и программные пакеты могли быть использованы в едином комплексе.

Но ни интеграторы, ни крупные производители оборудования не в состоянии обеспечить решение всех задач телевизионного производства. Постоянно появляющиеся новые устройства и технологии, предоставляя новые возможности, ускоряя и облегчая работу, создают и проблемы, связанные с тем, что их нужно использовать вместе с уже существующими. Это не всегда просто, а часто и невозможно.

Каков же выход? На сегодняшний день наиболее разумным подходом, на наш взгляд, является максимальное использование открытых технологий и соответствующего оборудования, уход от "черных ящиков" и монополистов. Это позволяют осуществить современные компьютерные технологии, о применении их в телевизионном производстве и пойдет речь. Однако следует заметить, что при таком подходе на интегратора ложится дополнительная нагрузка.

Переход на стандартные компьютерные платформы и технологии

Каким же образом может быть реализована концепция единого горизонтального решения, о котором говорилось в предыдущей части статьи? Попытаемся рассказать о реализации основных блоков этой концепции в виде конкретных решений.

Переход на стандартные компьютерные технологии позволяют не только резко снизить стоимость всего комплекса, но и, используя новые возможности, уйти, например, от специализированных устройств, заменив их стандартными компьютерами под управлением стандартного программного обеспечения, и более того, перейти от управления конкретными устройствами к управлению всего комплекса в целом.

Использование серверных и сетевых технологий

Как только вместе начинают работать несколько компьютеров, сразу возникает сеть. Если 3-5 компьютеров еще могут общаться только друг с другом напрямую, то большему количеству уже нужен сервер, причем не только для обеспечения связи, но и для упорядочения доступа к данным. В самом деле, при совместной работе большого числа пользователей данные должны изменяться строго в определенном порядке, иначе может возникнуть несколько вариантов одного и того же материала. Поэтому правильная организация доступа возможна только при централизованном хранении и архивировании на сервере.

Программное обеспечение серверов позволяет решать следующие основные задачи: доступ к документам, доступ к мультимедийной информации и доступ к базам данных. Кроме того, существуют и более специализированные серверы, например, для управления устройствами или для обеспечения работы служб Интернет.

Учитывая, что на разных этапах процесса создания телевизионной продукции возникают разные потоки данных (так, журналист может работать с файлами объемом от 100 кБ до 100 МБ, а монтажер с файлами от 100 МБ до 100 ГБ) возникает задача управления этими потоками. Она решается путем создания продуманной сетевой архитектуры и распределения нагрузки таким образом, чтобы обеспечить необходимую пропускную способность сети.

Ввод/вывод, обработка и хранение материалов

Собственно задачи ввода-вывода, обработки и хранения видеоинформации могут решаться как с помощью одного, так и с помощью нескольких компьютеров, каждый из которых будет выполнять только одну из этих задач. Причем, если еще совсем недавно компьютеры использовались только для хранения и обработки, то теперь на них можно делать и оцифровку.

Современным компьютерам уже не составляет труда работать с видеоинформацией как в низком (поток 100 кБ/с), так и в высоком (поток 10 МБ/с) разрешениях, причем даже такая технологически сложная операция, как оцифровка с одновременной компрессией, производится сегодня без применения дорогостоящих специализированных устройств или плат расширения. Обратная задача - декомпрессия - решается уже самим процессором. Современным процессорам с частотой 400-500 МГц по силам программное декодирование одного потока MPEG-2 при скорости 25 кадров/с, а применение технологий SSE/Altivec (в процессорах Pentium III/ Power PC G4) позволит одновременно декодировать до 5-10 потоков MPEG-2.

Аналогичную эволюцию переживают и способы создания спецэффектов трехмерной графики. Мощность современных компьютеров (например, SGI Visual Workstation) эквивалентна целому набору специализированных плат расширения или устройств из недалекого прошлого стоимостью десятки тысяч долларов.

Обеспечение автоматизации

Ведущие производители традиционного телевизионного оборудования постепенно начинают использовать стандартные компьютерные технологии для управления оборудованием. Это не только уменьшает стоимость системы, но и облегчает взаимодействие с сетями, построенными на персональных компьютерах.

Так, Quantel объединяет EditBox/NewsBox и ClipBox/CacheBox/PaintBox по сети Ethernet (называя это PictureNet), Tektronix позволяет управлять сервером Profile через Ethernet, и практически все производители матричных коммутаторов имеют протоколы управления их изделиями через Ethernet. Если же какое-либо устройство (например, видеомагнитофон Betacam) не имеет встроенного сетевого интерфейса, то управлять им можно через сеть с выделенного компьютера, который подключается к устройству с помощью других интерфейсов (например, для видеомагнитофона Betacam по последовательному интерфейсу RS-422).

Компания Odetics Broadcast, одна из ведущих в области автоматизации телевизионного производства, построила свою систему Roswell на базе обычных компьютерных технологий, включающих стандартные персональные компьютеры, сеть Ethernet и операционную систему Windows NT. Многие другие компании также предлагают аналогичные системы.

Серверы, сетевое оборудование, накопители, рабочие станции

Для начала следует определить, что подразумевается под видеосервером. В понимании таких компаний, как Sony, Quantel или Tektronix, видеосервер - это некое устройство, хранящее видео на дисковых накопителях и отдающее его на видеовыходы в стандартном формате, например D1. Это без сомнения удобно при использовании подобных видеосерверов в окружении обычного телевизионного оборудования. Но, как только мы переходим в компьютерную среду, требования к видеосерверу меняются.

В компьютерной среде видеосервер представляет собой стандартный сервер на базе компьютера, подключаемый в стандартные сети. При этом желательно, чтобы видео отдавалось не на видеовыход, а в сеть. Какие же требования предъявляются к серверам и сетям, чтобы они были в состоянии справиться с потоками видеоинформации?

Если речь идет о видео низкого разрешения (качества VHS), мы имеем дело с потоками 50-150 кБ/с на одного клиента. Для таких потоков вполне достаточно стандартного сервера и сетей Ethernet-100. При правильной организации с одним сервером сети могут работать до 100 клиентов.

При работе с видео высокого разрешения (вещательного качества) потоки могут быть 1-20 МБ/с на клиента и стандартные средства уже не подходят. На сервере должны быть установлены накопители, позволяющие отдавать потоки более 100 МБ/с. На сегодня подобные возможности доступны, например, с помощью накопителей Ultra2 SCSI, организованных в RAID уровня: 0, 3 или 5. Сеть также должна выдерживать огромные потоки данных. Для подобных целей традиционно используется сеть ATM. Недавно появившийся GigabitEthernet также является весьма подходящей технологией. Подобные решения позволяют обеспечить работу 10-15 клиентов с одним сервером.

Можно использовать и другие архитектуры построения сетей с прямым включением в них накопителей. В основном они строятся на базе технологии Fiber Channel. Известная компания DataDirect Networks предлагает технологию Concurrent Data Networking Architecture, которая обеспечивает передачу данных со скоростью 100 МБ/с на клиента, хранение сотен терабайт данных и работу сотен клиентов с одними и теми же данными. Подобную организацию сетей принято называть SAN (Storage Area Network), противопоставляя ее традиционной организации LAN (Local Area Network).

Многообещающей и удивительно недорогой является также технология FireWire, известная и как стандарт IEEE-1394, или, по терминологии Sony, iLink, обеспечивающая передачу потока мультимедиа данных со скоростью 400 Мбит/с, а в недалеком будущем и 800 Мбит/с.

В качестве рабочих станций могут применяться практически любые персональные компьютеры в зависимости от задач, предъявляемых к функциональности того или иного рабочего места: журналистам подойдут PC с Windows 95/98, художникам - Power-Macintosh, монтажерам - SGI c Windows NT.

Работа со стандартными ОС и СУБД

Операционные системы (ОС), применяемые в современных компьютерах, делятся на две категории. Первые рассчитываются на клиента и обеспечивают ему максимум удобств. Вторые - серверные операционные системы - обеспечивают максимальную надежность, производительность и удобство администрирования. К первым относятся Windows 95/98 и MacOS, ко вторым - Windows NT и различные варианты Unix. Выбор ОС зависит от многих факторов, и не в последнюю очередь от наличия специалистов, способных администрировать систему с выбранной ОС.

Наиболее популярными системами управления базами данных (СУБД) масштаба предприятия являются реляционные базы Oracle и Informix и объектно-ориентированная Jasmine. Большинство приложений в сфере видеопроизводства реализовано именно на этих системах. Недорогой и удобной для видеоприложений СУБД является система ACI 4th Dimension, на которой построено решение MediaDimension.

Управление медиаданными - роль программного обеспечения

В рамках традиционной технологии выбор базового оборудования и программного обеспечения, от которых выстраивался весь телевизионный комплекс, проводился, в известном смысле, случайно и зависел от вкуса и практического опыта интегратора и/или пользователя. Ядром комплекса могла быть выбрана или студия, или монтажная система, или система автоматизации, или NewsRoom.

Современный подход, базирующийся на открытых компьютерных технологиях, во главу угла ставит медиаданные и потому ядром комплекса становится система управления медиаданными.

Системы управления медиаданными

Медиакомпании пришли к осознанию того, что крайне непродуктивными являются:

- однократное использование производимой или приобретенной информации;
- пренебрежение продажей произведенной информации;
- собственное производство информации, если она имеется в наличии;
- отсутствие сведений об уже имеющейся информации, в том числе собственной, и/или недоступность таких сведений.

Известен анекдотический случай, когда крупная корпорация из Fortune 100 обнаружила, что ее отделения независимо друг от друга заказывали один и тот же видеоклип 30 раз. Единственный способ не только избежать подобные казусы, но и решить гораздо более масштабные проблемы, состоит во внедрении в повседневную практику эффективных систем управления медиаданными. Основание надеяться на разрешимость задачи создания подобных систем - переход информационной индустрии на цифровые технологии. И в этом случае речь может идти уже не просто о Media Asset Management (MAM), а скорее о Digital Media Management (DMM), или Digital Asset Management (DAM), или Digital Content Management (DCM).

Коль скоро это так, любая система управления не мыслится иначе как программный пакет. И рынок отвечает на это весьма интенсивно - сегодня предлагаются десятки, если не сотни, программных пакетов, так или иначе связанных с управлением медиаданными. По оценке исследовательской компании GISTICS объем американского рынка систем управления медиаданными в 1997 г. превысил $500 млн., а к 2001 г. достигнет $3,2 млрд. По другим оценкам, последние годы объем американского рынка возрастает более чем на 120% ежегодно, и в 2000 г. достигнет 140%.

Волна интереса к системам управления медиаданными пересекла Атлантику и захлестнула Европу. Докатится ли она до России? Остается только гадать. Однако приведем еще одну оценку исследовательской компании GISTICS: на отдел из 100 человек, функции которых заключаются в поиске, организации и хранении медиаданных, расходы на данные в среднем составляют $820 тысяч в год, при том, что использование эффективной системы управления этими данными позволяет выручить дополнительно $600 тысяч.

Структура медиаданных

Организация цифровых медиаданных, диктуемая в существенной степени необходимостью манипулирования ими на основе программных пакетов, предполагает разделение данных на две взаимодополняющие части: собственно медиаданные и так называемые метаданные.

Цифровыми медиаданными могут быть:

- документы (Word, Excel, PowerPoint, Acrobat, HTML и др.);
- графика (JPEG, TIFF и др.);
- звук и видео (MPEG, QuickTime, AVI, AIFF, WAV и др.);
- тексты, снабженные временным кодом;
- набор ключевых "кадриков" сюжетов (storyboard).

Особо следует остановиться на последнем типе медиаданных. В последние годы разработаны и доведены до промышленного использования технологии и реализующие их программные пакеты, способные в автоматическом режиме распознавать монтажные события и некоторые особенности звуковых и видеорядов (например, Excalibur Screening Room и упоминаемый ранее ISLIP MediaKey). Появилась возможность автоматически разделять видеоматериалы на сегменты, существенно, хотя и формально, отличающиеся "по картинке". Storyboard представляет собой: серию ключевых кадров, по одному для каждого выделенного сегмента; короткое, в несколько слов, текстовое описание содержания сегмента; временные коды сегмента. Некоторые программные пакеты, порождающие storyboard, позволяют проигрывать любой сегмент на персональном компьютере и вносить метки во временной код. Последнее дает возможность производить выборки и даже предварительный монтаж на уровне склеек.

Метаданные призваны обеспечить медиаданные дополнительными сведениями, необходимыми для эффективной организации данных и их быстрого поиска. К метаданным обычно относятся сведения: об авторах и собственниках информации; о времени и месте съемок; о форматах, физических средах и местах хранения данных; о событиях и лицах, фигурирующих в материале. Кроме того, метаданные могут содержать ключевые слова, краткую аннотацию медиаматериала и много другое по выбору авторов и собственников информации. Наконец, метаданные находятся под диктатом выбранной технологии работы с медиаинформацией. Само разделение медиаданных на собственно данные и метаданные до известной степени условно. Например, storyboard может быть отнесен к любому типу.

Стандартизация данных

Поскольку в работе с медиаданными декларирован переход к открытым компьютерным платформам, о пользе применения которых уже говорилось, то тут же возникает проблема стандартизации данных. Стандартизация необходима для того, чтобы иметь возможность обрабатывать и искать информацию с помощью адекватно выбранных программно-аппаратных средств и интегрировать последние в единый комплекс. Она необходима также и для широкого обмена информацией.

Что касается собственно медиаинформации, то здесь мы сталкиваемся с уже упоминавшейся проблемой унифицированного формата данных. До сих пор не существует формата, который покрывал бы все виды медиаданных. Успешной кажется попытка создания многоплатформенной технологии QuickTime, разрабатываемой компанией Apple. Новую инициативу по выработке стандартов обмена медиаинформацией под названием OMFI (Open Media Framework Interchange) предложила компания Avid. Не обошлось, конечно, и без Microsoft: компания разрабатывает программу под названием AAF (Advanced Authoring Format). Этим занимается рабочая группа Microsoft Multimedia Task Force. Единого мнения пока не сложилось, производители программного обеспечения и оборудования присоединяются к различным проектам по выработке стандартизованных форматов. Быть может, формат MPEG-4, принятие которого ожидается в ближайшие месяцы, подведет некоторые предварительные итоги.

Стандартизация метаданных является еще более трудной задачей, поскольку к метаданным предъявляются противоречивые требования. С одной стороны, они должны обладать известной универсальностью, обеспечивающей глобальный обмен информацией между мультимедийными библиотеками и архивами. Такую попытку описания метаданных предлагает, например, система EDS MediaVault. С другой стороны, универсальное описание не позволяет осуществлять эффективный поиск информации для конкретных бизнес-приложений. Трудно себе представить унифицированное описание кинофильма и новостийного материала в рамках единого подхода. По существу, эта проблема остается открытой, и говорить о соответствующих программных пакетах можно будет лишь после того, как принципиально будет решена сама проблема унификации метаданных.

Специфика российской ситуации

В сегодняшней России возникли некоторые специфические проблемы перехода на новые технологии, существующие на фоне общих трудностей и успехов в решении задач управления медиаданными.

Во-первых, проблема финансирования. Лишь немногие вещатели, корпорации и правительственные учреждения могут позволить себе полномасштабные инвестиции в подобного рода новые технологии. Например, вполне разумная по функциональности базовая система обойдется пользователю не дороже, чем два хороших видеомагнитофона. Если же учесть расходы нескольких лет на поддержание того и другого, то стоимость решения приблизится к стоимости одного магнитофона.

Во-вторых, организационная проблема, она же и психологическая. Новые технологии требуют жесточайшей организации производственного процесса. В противном случае новые программные пакеты не только не будут способствовать производству, а лишь внесут трудноисправимый хаос. Хорошо известно, что руководители не очень склонны к организационному проектированию. То же относится и к остальному персоналу. Тем не менее, строгие требования, предъявляемые новыми технологиями, помогут решить и эту проблему. Тем более, что это решение может быть облегчено использованием управленческих программных пакетов, интегрированных с собственно производственными программными пакетами.

Наконец, введение новых технологий потребует серьезного тренинга персонала, к чему у нас склонность также не замечена. Приведем лишь стандартный западный расклад расходов на внедрение в производство новых технологических решений: 10% тратится на проект, 30% - на обучение и поддержку, остальное - на оборудование.

Некоторые вертикальные решения

NewsRoom - система подготовки новостей - наиболее информационноемкое вертикальное решение, и потому оно больше других нуждается в переходе на новые технологии. Прогресс в этой области наиболее заметен (см. статьи: Лобунец А., Соколов Ю., Сулейманов Ф. NewsRoom - взгляд из Москвы // Мультимедиа. Цифровое видео. 1997, № 3-4; Федотчев К. Новостийно-студийные комплексы // 625. 1997, № 6).

Виртуальная студия, помимо всего прочего, является замечательным инструментом визуализации информации (подробнее см.: Лобунец А. Виртуальные студии // 625. 1999, № 1).

Передачи о погоде - один из самых высокорейтинговых телевизионных сюжетов. Однако предлагаемые стандартные решения требуют только первоначальных капиталовложений полмиллиона долларов и выше. Переход на стандартные компьютерные платформы и общее программное обеспечение сможет не только многократно сократить затраты, но и обеспечить богатейшее информационное наполнение. Однако эта тема достойна отдельного обсуждения.