Разработка графического интерфейса видеопанели.

При работе любого телеканала возникает потребность в создании системы оформления эфиром. Системы оформления эфира бывают очень различными, от самых простых: для классического телевидения это может быть просто логотип телеканала наложенный на видеоизображение – до очень сложных, интерактивных 3D систем: примером могут служить новостные выпуски или выпуски прогноза погоды, когда на экране помимо видеоизображения с ведущим еще отображаются всевозможные бегущие строки, часы, динамические графики котировок, анимированные баннеры с информацией о погоде. Такие системы позволяют одновременно показывать несколько экранов, и осуществлять динамические переходы между ними, как это делается во время прямых включений в новостных блоках. Но для всех них, характерным является следующий принцип работы. Первоначально, перед передачей видеосигнала абонентам, на передающей стороне программа формирует все эти данные в единую картинку, которая уже передается абонентам и воспроизводится у них на телевизионных приемниках. Естественно, с целью минимизировать затраты время на формирования столь сложного видеоизображения требуются сверхсложные программные комплексы и большие вычислительные мощности, что приводит к большим финансовым затратам как на программное обеспечение, так и на оборудование и поддержку системы в процессе эксплуатации.

При работе Интернет-канала используется совсем другой принцип работы. Так как воспроизведение осуществляется либо просто через web-браузер, либо через web-браузер с интегрированным в него flash-приложением, то возможно переложить все задачи и всю нагрузку по оформлению эфира на сторону клиента. Система графического оформления эфира получает всю необходимую информацию по отдельности: видеофайлы, RSS-ленты, информация из базы данных, все это может поступать в систему асинхронно и независимо и соединяться непосредственно на web-странице графического и нтерфейса. При этом, так как в большинстве случаев, система оформления эфиром занимается графическим оформлением сопровождающей текстовой информацией, то нагрузки на вычислительные ресурсы компьютера – минимальны. Реализовать такую систему возможно с использованием стандартного набора web-иснтрументария: языков разметки HTML и XML, с применением каскадных таблиц стиля CSS и языка Javascript, работающего на клиентской стороне. Таким образом, возможно создавать системы графического оформления эфира ничем не уступающим, а иногда и превосходящим, классические телевизионные аналоги, при этом затраты на разработку и оборудование становятся в десятки раз меньше. Подобная организация работы программного приложения становится возможным лишь благодаря свойствам работы в сети Интернет, так как в данном случае, у принимающих устройств (в общем случае компьютеров) существует возможность самостоятельно запрашивать необходимые данные из сети Интернет.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Графический web-интерфейс представляется собой обыкновенную web-страницу, но функционирующую в динамическом режиме. Схематично, вид интерфейса можно представить схематично.

СХЕМА ИНТЕРФЕЙСА

В рамках проекта «МИЭМ. ТВ», был реализован графический интерфейс со следующими возможностями:

·  Воспроизведение видеофайлов из файлового видеохранилища согласно сформированной программной сетки.

·  Наложение графического логотипа Интернет-телеканала.

·  Отображение новостной ленты телеканала загружаемой с сайта в виде RSS-ленты.

·  Отображение бегущей строки с описанием воспроизводимого видео.

·  Опциональное отображение графического информационного метео баннера.

·  Динамическое отслеживание изменений состояния интерфейса и отображаемых данных, внесенных в список воспроизведения через систему управления вещанием.

Принцип работы

При загрузке web-страницы происходит загрузка RSS-ленты с сформированным списком воспроизведения, новостной RSS-ленты, а также загружаются данные о погоде в формате XML с метосервера в Интернет. По завершению загрузки и обработки данных видеоплеер начинает воспроизведение очередного видеофайла, при этом в бегущей строке начинается отображение информации о воспроизводимом видеоролике. Тескст с описание видео в бегущей строке отображается на протежении всего времени воспроизведения. По завешению видеоролика, сразуже, загружается следующий по очереди видеоролик, а в бегущей строке устанавливается его текстовое описание. После проигрования последнего видеофайла из списка, воспроизведение начинается вновь, начиная с первого файла. В процессе работы, каждые 2 секунды, интерфейс автоматически обращается к серверу системы управления эфиром на наличие изменений, если изменения обнаруживаются, то происходит перезагрузка эфирной RSS-ленты и воспроизведение осуществляется согласно новому списку. Пароллельно с этим, в новостной части интерфейса отображаются новости из загруженной RSS-ленты, каждая новость отображается по несколько секнунд, после чего ее сменяет следующая по очереди новость. После того, как последняя новость из RSS-ленты отобразиться, происходит запрос к новостному серверу, если за время проигрования новостей появились новые публикации, то происходит перезагрузка новостной RSS-ленты, после чего процесс отображения новостей повторяется вновь. Аналогичным оборазом происходит отображение метеоинформации. Данные поступаеют в XML формате, обрабатываются и отображаются на экране либо в текстовом либо в графическом виде. Переодически происходит отслеживание изменений. Возможность наложения графического логотипа представляет собой загрузку графического файла с изображением из Интернет и отображение его на заранее предусмотренном месте экрана. Также в интерфейс интегрирован модуль часов. При загрузке страницы, ей передается точное время от сервера, после чего, управление временем осуществляется JavaScript на клиентской стороне. Раз в сутки, осущетсвляется синхронизация с серверным временим, данная функция является избыточной, так как поцесс управления времене достаточно точен, но для гарантированной надежности, она реализована в данном программном приложении. Особеностью интерфейса является его модульность и масштабируемость, так как любой из реализованных компонентом можно как включить так и отключить, а так же процесс разработки новых модулей достаточно прост, не требующий никаких специфических операций и сравним по сложности с созданием любого программного модуля для web-среды. Таким образом, можно создавать графическое оформление эфира, абсолютно любой сложности и наполненности, для каждого конкретного случая можно создать свой набор модулей и конфигураций. При этом, затраты на создание подобного интерфейса минимальны, в процессе его эксплуатации практически не требуется техническая поддержка.

  Техническая реализация

Графический интерфейс видеопанели является web-приложением. В связи с этим, были разработаны две схемы по организации его работы.

В первоначальной схеме, все функциональные возможности, связанные с обработкой дополнительной сопроводительной информации были возмложены на классические средства разработки web-приложений: язык высокого уровня PHP, языки разметки HTML и XML, а функция по воспроизведению видео на готовый программный модуль flowplayer, позволяющий осуществлять воспроизведение flash-видео согласно списку воспоизведения. А весь функционал по работе с дополнительными и нформационными данными возлагался на технологию AJAX, клиентский язык JavaScript и язык PHP. Однако такая организация программного риложения оказалось не оптимальной, так как применение большого количества различных программных компонентов и модулей, приводила к сложностям при их взаимной интеграции и отладке. В процессе работы, переодически, возникали достаточно большие нагрузки на вычислительные мощности, что тоже явилось негативным фактором. Поэтому, проанализировав полученные результаты, было принято решение перенести разработку в среду Adobe Flash и реализовать все функциональные возможности с и спользованием ActionScript3. Все алгоритмы присутсвующие в первоначальной версии были адаптированы под среду Adobe Flash и переписаны на ActionScript3 соответсвующим образом. В результате удалось значительно оптимизировать работу системы, удалить неиспользуемые программные части отдельных модулей, настроить работу интерфейса оптимальным способом. В подобной организации, в качестве основного и единственного элемента интерфесйа выступает скомпилированный swf файл. По своим функциональным возможностям, по сложности создания и модернизации он ничем не уступает первоначальному аналогу, а в некоторых аспектах даже превосходит, ввиду технических особенностей ActionScript. Однако, данное решение позволило сократить затрату вычислительных ресурсов более чем вполовину, и довести ее до адекватных показателей.

Оба варианта функционируют через Интернет-браузер. При полноэкранном режиме воспроизведения, возможно полностью скрыть панели управления браузера и все рабочее поле видеоустройства (видеопанели) будет исползоваться графическим интерфейсом. Так как размеры и разрешение у разных видеоустройств отличается, в системе предусматривается возмодность ввода этих размеров. Согласно которым происходит автоматическое расположение элементов на странице в соответсвующем масштабе. При использовании видеоустройств разного типа и размера в едином комплексе, разумным будет создание несокльких заранее заготовленных вариантов графического интерфейса для использования на соответсвующих видеоустройствах.

Графический интерфейс в связке с ситемой управления эфиром являются законченным программным продуктом, который позволяет организовывать локальные системы телевещания функционирующие через Интернет. По своим функциональным возможностям он не уступают, а во многом даже привосходит аналогичные стационарные решения, а затраты на его разработку и внедрение существенно меньше. Единственным требованием является наличие канала доступа в Интернет или же, в некоторй случаях, лишь внутренней сетевой инфраструктуры.

  Интеграция элементов комплекса в программный комплекс цифровой видеостудии «МИЭМ. ТВ»

Цифровая видиостудия «МИЭМ. ТВ» создана для работы с цифровыми мультимедиа данными, в том числе для работы с видео в сети Интернет, проведения интерактивных телетрансляция, создания программно-аппаратного комплекса для перевода процеса видеопроизводства полностью в цифровой формат, с ипсользованием только цифровых носителей информации, при этом, по возможности, с минимизацией количества используемых носителей. Так, например, при видеосъемке производимой цифровой видеостудией, не применяются видеокасеты, видеопоток с камеры автоматически сохраняется прямо на видеосервере. Далее прямо с видеосервера, для каждого размещенного на нем видеофайла создается ряд сопроваждающих файлов, позволяющих обеспечить дальнейшую раблоту с материалом в цифровом формате, при этом, минимизиуя затраты вычислительных мозностей. Все это, позволяет сделать процесс видеопроизводства видео максимально эффективным, без потери качества, при сохранении затрат на приемлемом уровне. Подобный комплекс может позволить себе практчески любая небольшая видеостудия, желающая работать с цифровым видео, в том числе с видео в Интернет.

Весь производимый видеостудией «МИЭМ. ТВ» видеоконетент располагается на видеосервере, для каждого видеофайла создается компия в формате flash-видео (mp4) — закодированная видеокодеком H.264 (), позволяющим добиться такого уровня сжатия, что при небольших размерах видеофайла, подходящих для передачи по каналам Интернет, качество изображения может быть сравнимо с High-Definition(HD) видео. Данное видеохранилище имее web-интерфейс, где любой пользователь может найти интересующий его видеролик, посмотреть и отредактирвоать его мета-данные. Из видеороликов представленных в видеохранилище и происходит наполнение эфира Интернет-телеканала «МИЭМ. ТВ». Разработанный в рамках данного дипломного проекта программный комплекс, включающий в себя систему управления эфиром и графический интерфейс для демонстрации эфира телеканала, полностью обеспечивает весь набор функциональных возмодностей для создания и обеспечения работы Интернет-телеканала «МИЭМ. ТВ». В рамках интеграции разработанного пограммного комплекса в систему организации видеоархива (СОВА), по сути являющуюся видеохранилищем с web-интерфейсом, был внедрен функционал, позволяющий обеспечить возможность добавления выбранного пользователем видео в эфирную сетку Интернет-канала. При создании системы управления, была произведена ее интеграция в базу данных видеохранилища, необходимая для получения полного доступа к информации о видеофайлах хранилища и управления ими. Для этого система управления каналом была размещена на едином сервере с самим видеохранилищем и внесены соответсвующие изменения в структуру базы данных видеохранилища, при этом, внесенные изменения никак не повлияли на работоспособность видеохранилища, его служб и сервисов. Управление эфиром Интернет-канала осуществляется специальной группой пользователей, обладающих правами администрирования. Информация об этих пользователей, так же как и авторизационная информация хранится в кафедральной системе LDAP. Ввиду этого, система авторизации системы управления видеовещанием подключена к данной системе. Эта интеграция позволила соответсвующей группе пользователей получить доступ к управлению, используюя свои системные авторизационные данные.

Для демонстрации Интернет-канала МИЭМ. ТВ используются телевизионные панели, установленные на кафедре Информационно-коммуникационных технологий московского государственного института электроники и матекматики, а также интернет-сайт кафедры. Для демонстрации содержимого телеканала на сайте используется интегрированный в его страницы видеоплеер и сформированный список воспроизведения, из которго пользователи могут самостоятельно выбрать интересующий их видеоролик.


Рис. Видеоплеер со списком воспроизведения, интегрированный в web-сайт.

Для демонстрации Интернет-канала на кафедре, через видеопанели, используется разработанный интерактивный графическиий интерфейс, настроенный под размеры экрана видеопанели. Для обеспечения демонстрации эфира телеканала на видеопанелях также была реализована специальная схема их подключений. Эфир телеканала воспроизводится через Интернет-браузер обычного персонального компьютера, подключенного к интернет, но в качестве мониторов, к данному компьютера подключены видеопанели, таким образом, компьютер, отвечающий за воспроизведение эфира телеканала расположен в специализированном техническом помещении, а для публики видны лишь установленные видеопанели отображающие Интернет-баузер в полноэкранном режиме, что полностью создает эффект просмотра обычного телевизионного канала. Используя различные схемы подключений, можно создавать распределенные сети видеопанелей практически любой сложности, для создания локальных телевизионных систем.

СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ВИДЕОПАНЕЛИ

Разработанная система, позволила обеспечить представление производимого видеостудией видеокнтента для пользователей Интернет, студентов и сотрудников кафедры. Созданный Интернет-телеканал позволил улучшить информирование всех участников учебного процесса о проводимых мероприятих, предстоящих и прошедших событиях. Внедрение данного программного комплекса позволило предоставить всем желающим информацию о деятельности кафедры, результатх ее работы и научных достижениях, а также сплотить коллектив и улучшить дружественную атмосферу в стенах кафедры, позволило значительно расширить функциональные возможности цифровой видеостудии «МИЭМ. ТВ».

  Разработка интернет-сервиса для проведения интерактивных видеотрансляций.

На сегодняшний день каналы связи сети Интернет, в большенстве своем, достаточно хорошо развиты для обеспечения возможности передачи видео по сети Интернет. Существующие технологии позволяют передавать видео из удаленных географических точек с задержкой всего в несколько секунд. При эотм, практически все жители крупных и средних городов имеют доступ к Интернет, по крайней мере, в размере 256Кбит/c. При таких условиях становится возможным проводить интерактивные интернет-видеотрансляции, потребность в которых крайне высокая. Сегодня, для общения, обмена опытом, взаимодействия друг с другом люди могут использовать телефон, различные текстовые способы обмена информацией, типа электронной почтыglie_stoli/" rel="bookmark">круглые столы, проводить форумы. При этом, это влечет за собой огромный набор проблем, связанных с выбором места проведения, расселением, питанием, проездом и другими организационныими проблемами. Естественно, это влечет за собой огромные финансовые затраты, приходится отрывать людей с места их работы, тем самым ухудшая деятельность всей организации вцелом. Даже если удается проводить подобные встречи, они все равно являются крайне обременительными для организации, и не всегда, в рамках подобных конференций, удается решить все имеющиеся проблемы. Решением казалось бы столь сложной задачи может и стать Интернет-телевидение. Ведь можно всего навсего установить в каждой географической точке видеокамеру и микрофон, и осуществить трансляцию с этих камер в Интернет. Все заинтересованные участники смогут следить за происходящим в другой точке планеты на мониторе своего компьютера в режиме реального времени. При этом, они, в полной мере, смогут участвовать в беседе, задавать свои вопросы и делать комментарии, давать свои оценки происходящего. Для проведения подобных мероприятий достаточно всего лишь компьютера и видеокамеры для трансляции поисходящего, доступа к интернету со скоростью от 256Кбит/с и интернет-сервиса, обеспечивающего взаимное общение.

Так как одним из ведущих напрвалений в работе цифровой студии «МИЭМ. ТВ» является организация интерактивных видеотрансляций через Интернет, то для полноценного обеспечения этой возможности был разработан специальный Интернет-сервис для проведения подобных мероприятий.

  Общаяя информация об интернет-сервисе

Так как видеотрансляция осуществляется в сети Интернет, то и разработанный сервис разрабатывался для работы в сети Интернет. Было принято решение предоставить пользователям возмодность просмотра видеотрансляции через видеоплеер, установленный на сайте. Свои вопросы зрители могут задавать в специально интерактивном чате. Просматривая трансляцию, пользователь, указав свое имя и написав сам вопрос, отправляет вопрос на сервер, незамедлительно, этот вопрос попадает в базу данных, и становится доступным для вссех зрителей трансляции. Одновременно на сайте отображается последние 20 вопросов (данный параметр настраивается в конфигурационном файле), при необходимости произвести модерацию, человек, обладающий правами модератора, может удалить необходимый вопрос или комментарий. При эотм, выступающий также видит список поступивших вопросов либо ему их оглашает секретарь. Получив вопрос, выступающий, по своему желанию, может ответить на него в прямом эфире и пользователь, задавший вопрос, увидит на него ответ прямо во время трансляции. У всех пользователей и у выступающего, список вопросов является динамическим. Система автоматически проверяет наличие новых вопросов и при поступлении таковых, незамедлительно, публикует их в списке вопросов на web-странице.


Рис. Интерфейс интернет-сервиса для проведения видеотрансляций.


Для каждого проводимой трансляции создается индивидуальная странца, на которй, после ее окончания, сохраняется весь список заданных вопросов и, при условии ведение записи трансляции, указывается ссыка на видеофайл с записью трансляции. Если в рамках одного мероприятия, необходимо обеспечить трансляцию из раздичных точек, то пользователю предоставяется инструментарий для просмотра интересующей его точки. Если во время трансляции предполагается демонстарция презентации или каких-либо иных графических материалов, то возможно подключение дополнительного видеоплеера, специально для их отображения. Для каждой точки предусмотрено наличие динамического описания. За время проведения трансляции, редактор может менять его, вносить изменения и дополнение, например, может публиковать имена выступающих. При этом, соответсвующие изменения будут производится автоматически (не требуя перезагрузки страницы или каких-либо действий со стороны пользователя) у всех пользователей на странице с трансляцией.

Управление системой осуществляется через систему администрирования. Администрирование осуществляется в два этапа:

1.  На первом этапе администратор создает точку вещания, в которй он указывает:

·  Название точки - индитификатор.

·  Выбирает формат видеовещания — система поддерживает два формата: windows media и flash.

·  Адрес вещающего медиасервера и имя потока, указывает системные параметры такие как велечина буфера, доступность полноэкрнанного режима, режим отображения логотипа.

·  Логотип трансляции (при необходимости).

·  Размер плеера на старнице пользователя.

·  Указывает позицию ее в общем списке.

Рис. Управление точками видеовещания.

2.  На основе созданных в системе точек, администратор приступает к формированию страницы для трансляции. Для этого он создает новую страницу и указывает для нее следующие данные:

·  Название трансляции.

·  Описание трасляции, с возможностью динамического изменения в процессе проведения трансялции.

·  Выбирает точку с видеопотком трансляции из списка созданных в системе трансляций.

·  При необходимости указывает точку видеопотока для отображения дополнительного видеоплеера для презентации.


Рис. Настройка страницы телетрансялции.

Сохранив результаты, пользователям Интернет становится доступной страница для просмотра трансляции и участия в беседе.

Таким образом, одна и та же точка вещания может использоваться не нескольких страницах трансляций. Данная возможность используется при организации телемостов. Когда помимо двух сторон-участников, еще требуется показать все происходящее третей стороне — зрителям в интернет.

Рис. Схема организации двусторонней трансляции, с возможностью просмотра третьей стороной.

  Техническое реализация сервиса видеотрансляций.

Так как данный сервис является web-приложением, то для его создания использовался стандартный набор инструментов характерный для web-разработки. Так, вся информация, вопросы и все системные данные, необходимые для работы сервиса видеотрансляций храняться в базе данных MySQL. В качестве основного языка программрования использовался PHP. Для обеспечения пользовательского функционала использовался язык клиентских риложений JavaScript. Интерфейс трансляции выполнен с помощью языка разметки HTML и каскадных таблиц стиля CSS. Для взаимодействия с сервероом использовалась технология AJAX. В качестве формата передачи данных выбран язык разметки XML. Пользовательский интерфейс разработан с учетом эргономических требований и правил. Работоспособность программного приложения обеспечена во всех основных современных браузерах.

База данных сервера состоит из следующих таблиц:

·  Точки вещания — таблица содеражащая всю информацию об используемых точках видеовещания.

·  Трансляции — таблица содержащая весь список созданных в системе страниц телетрансляций, их описания, и используемые на них точки видеовещания.

·  Вопросы — таблица содержащая все поступившие от пользователей вопросы, индитификаторы страниц трансляций к которым они пренадлежат, ip-адреса пользователей и ряд других системных данных.