V sezóně 2005/2006 vstoupil výběrový dětský sbor Kantiléna1 vedený po celou dobu své existence zakladatelem a sbormistrem Ivanem Sedláčkem do jubilejní 50. sezóny svého účinkování. Toto významné jubileum se stalo vhodnou příležitostí k oslavě ve formě setkání bývalých i současných členů a zahajovacího koncertu konaného dne 11. 9. 2005. Pro mimořádně velký zájem byl koncert rozdělen na odpolední a večení část, která byla proložena setkáním členů tohoto světově známého sboru. Při této mimořádné příležitosti se dohodlo vedení ÚVT MU s Kantilénou na realizaci živého přenosu zahajovacích koncertů po Internetu a současně také na vytvoření videozáznamu z koncertu. Přišla také žádost na vytvoření audiozáznamu pro jeho následného vydání na CD. Protože však k vytvoření odpovídajícího zvukového záznamu je třeba zkušeností zvukového mistra, ÚVT MU se rozhodl tuto činnost přenechat odborníkovi, kterého si vybrala a přizvala sama Kantiléna.
V tomto článku se již nebudeme podrobněji zabývat popisem základních technologií přenosu mutlimediálních materiálů po sítích a čtenářům neseznámeným s touto problematikou doporučujeme alespoň zběžně prostudovat starší články [1], [2], [3] publikované ve Zpravodaji, které jsou elektronicky dostupné i na Internetu.
Prvním předpokladem pro realizaci kvalitního živého vysílání bylo vysokorychlostní připojení koncertního sálu Besedního domu v Brně, kde se koncert odehrával, k páteřní síti univerzity a odtud dále do Internetu. Toto připojení, které zajistil ÚVT formou optické linky, na níž běžel gigabitový Ethernet a gigabitová rychlost připojení byla zachována až do páteřní sítě, nám umožnilo produkovat videostreamy v řadě různých formátů tak, aby byla zajištěna podpora co největšího množství klientů.
Pro snímání obrazu jsme použili tří kamer - dvě snímaly celek a polocelek scény (kamery Canon XM-2), zatímco třetí kameru (SONY HVR-Z1E) měl kameraman na jevišti a pomocí ní snímal detaily sboristů, dirigenta i obecenstva. Všechny kamery byly k videomixážnímu pultu připojeny pomocí rozhraní IEEE-1394 (neboli FireWire či iLink), což nám umožnilo udržet vysokou kvalitu obrazu i na delší vzdálenosti. Pro připojení kamery na pódiu jsme použili 40m IEEE-1394 kabel, ke kterému byl pro snazší manipulaci přes IEEE-1394 repeater připojen třímetrový tenký kabel, neboť dlouhé kabely pro standard IEEE-1394 jsou velmi špatně ohebné. Nejsou příliš vhodné na přímé připojení do kamery už kvůli své váze a větší manipulace s nimi by mohla během koncertu rušit hlukem. Videomixážní pult Datavideo Switcher SE-800 AV nám pak umožňoval přecházet mezi obrazy z jednotlivých kamer, a to jak ostrým střihem tak i postupným prolnutím, což je pro záznam koncertů vážné hudby velmi vhodné a minimálně rušivé.
Další vedení videosignálu z videomixážního pultu bylo dané zejména rozhraními zařízení, která signál dále zpracovávala. Zařízení, která podporovala vstup DV videa přímo pomocí rozhraní IEEE-1394 jsme pomocí něj připojili, ostatní zařízení jsme připojili přes S-Video. Vzhledem ke značnému množství použitých počítačů s grabovacími kartami s S-Video vstupem, které video zpracovávaly do různých formátů, jsme pro multiplikaci S-Video signálu použili jednoduchou přepínací S-Video matici a rozbočovač signálu, oboje od firmy MK Elektronic. Na zachytávání videa v počítači jsme použili karet Osprey-210 a Osprey-230, které současně umí zpracovávat i zvuk a tak se vyhnout problémům s desynchronizací obrazu a zvuku, jak se často stává při použití separátních grabovacích a zvukových karet2.
Zapojení zvukové části systému jsme věnovali velkou pozornost - dlouhodobě se ukazuje, že kvalita zvuku je mimořádně důležitá pro většinu typů přenosů, potažmo pak akcí, v nichž audio hraje klíčovou roli. Zde samozřejmě nepřicházelo v úvahu snímání zvuku vestavěným mikrofonem v kameře, a proto jsme si od techniků besedního domu vyžádali sterofonní balancovaný linkový výstup3 z mikrofonů jejich zvukového systému4. Abychom předešli brumům ve zvuku, bylo celé režijní a odbavovací pracoviště připojeno na stejnou fázi rozvodu elektřiny jako zvukový systém koncertního sálu, přestože to vyžadovalo natažení více jak 50m prodlužovacích kabelů5. Balancovaný linkový signál z mikrofonů vedl do balancovaného mixážního pultu Allen&Heath iDR-8, který jej dále distribuoval do těch počítačů, které byly vybaveny balancovaným audio vstupem, tj. počítačů s kartami Osprey-230. Jeden výstup z audiomixážního pultu byl také konvertován na nebalancovaný audio signál, který byl připojen do videomixážního pultu, který jej jednak používal jako zdroj zvuku pro výstupní DV video a současně jej také distribuoval do dvou počítačů, které byly vybaveny pouze nebalancovanými zvukovými vstupy karty Osprey-210.
Celkové schéma zapojení audiovizuální techniky na režijním a odbavovacím pracovišti pro snímání samotného koncertu je znázorněno na obrázku 1. Celé pracoviště bylo vlastně pouhým větším stolem, který byl shora přikryt těžkou tmavou látkou, aby se omezil zejména hluk strojů a minimalizovala se vizuální rušivost. Vzhledem k tepelnému vyzařování strojů ovšem bylo nutné jednu stranu stolu nechat odkrytou pro lepší přístup vzduchu. Horní deska stolu byla podlepena kusem koberce, abychom zamezili eventuálním rezonancím této desky (za jistých podmínek by se tato poměrně velká deska mohla chovat jako dobrá ozvučnice, což by jistě okolo sedící diváci nevnímali pozitivně).
Samotné živé vysílání do Internetu probíhalo v šesti různých formátech tak, aby
byla pokryta celá škála různých kvalit a současně bylo podporováno maximum
různých klientů na různých platformách. Z běžných komerčních formátů jsme
použili Windows Media a RealMedia, každý z nich jednak ve vysoké kvalitě (HQ,
plné rozlišení PAL 768576 na 1,5Mb/s pro klienty se širokopásmovým
připojením) a také v nižší kvalitě (LQ, rozlišení odpovídající CIF
384288 s ruznými šířkami pásma od 128kb/s po 768kb/s, který
umožňuje shlédnutí klientům s velmi rozdílnou kvalitou středněpásmového
připojení). Dále jsme pomocí nástroje
VideoLAN Client6 (VLC) streamovali po
multicastu MPEG-4 ve velmi vysoké kvalitě, s plným rozlišením PAL a šířkou
pásma 6Mb/s. Pro fajnšmekry jsme po multicastu vysílali také ještě přímo
video a audio ve formátu DV po protokolu IP se šířkou pásma 30Mb/s, které se
dá zobrazovat pomocí nástrojů z projektu
DVTS7 a
xdvshow8.
Od začátku jsme předpokládali, že z koncertu bude potřeba vytvořit záznam na DVD, eventuláně i do různých formátů pro vystavení na Internetu. Proto jsme celý koncert zaznamenávali na Datavideo DV bank, který umožňuje nahrávání až 7.5hodin záznamu bez přerušení. Současně jsme záznam zálohovali na DV pásky pomocí DV rekordéru (tzv. DV decku) pro případ, že by se objevily problémy se záznamem v DV banku.
Při zpracování záznamu na střihovém pracovišti AVID XPress Pro HD v Laboratoři pokročilých síťových technologií FI/ÚVT MU se bohužel ukázalo, že kvalita zaznamenaného zvuku, který se zdál zcela dostatečný pro živé vysílání, není úplně nejvhodnější pro exportování na DVD. Nepříjemným problémem totiž bylo přebuzení signálu v některých forte a fortissimo pasážích, kdy sbor vykazuje výrazně větší dynamický rozsah než záznamové zařízení nastavené na konstatní hlasitost záznamu, a bohužel zde docházelo ke slyšitelnému zkreslení zvuku. Velmi vhod proto přišel samostatný audiozáznam, který nám laskavě dal k disposici mistr zvuku a který jsme mohli sesříhat k záznamu obrazu.
Video ze střižny bylo pro DVD exportováno jako MPEG-2 s variabilní šířkou pásma se střední hodnotou přibližně 5Mb/s a následně zpracováno jako dvě standardní video DVD - jedno s odpoledním koncertem a sestřihem ze setkání bývalých členů Kantilény a druhé se záznamem večerního koncertu. Střední šířka pásma byla zvolena tak, by se každá část videa vešla na jedno DVD.
Kromě DVD jsme také vytvořili videa ve formátech Windows Media, Realmedia a DivX pro vystavení na Internetu ať už jako streamované materiály nebo soubory ke stažení. Všechny exporty byly kódovány pomocí programu Canopus ProCoder 2.0, přičemž pro předání dat mezi střižnou AVID a programem ProCoder byl použit formát QuickTime Reference9.
Stavění optických tras do Besedního domu v rámci přípravy živého přenosu jsme využili také k osazení dodatečného páru vláken, na kterém jsme plánovali otestovat prototyp přenosu nekomprimovaného nízkolatenčního HD videa s rozlišením 19201080 a šířkou datového toku 1,5Gb/s. Přenos probíhal z HDV kamery umístěné v Besedním domě a byl přenášen v režimu bod-bod do Laboratoře pokročilých síťových technologií pomocí 10Gb/s Ethernetu. Tento experiment nám umožnil poprvé ověřit reálné chování jednotlivých komponent celého řetězce zpracování na delší vzdálenost než pouze v laboratoři. Odhalili jsme tak například nároky na kvalitu optické trasy, což se spolu s doladěním růzých detailů posléze při dalších demonstracích ukázalo jako neocenitelná zkušenost.
S ohledem na minulé zkušenosti [4], [5], [6] jsme se vyvarovali již známých chyb a současně jsme se pečlivě připravili na samotný přenos již o den dříve během zkoušky sboru. Na druhou stranu zkouška neměla dramaturgii samotného koncertu, takže zejména při prvním ze dvou finálních koncertů stále zbývalo dostatek momentů překvapení. Vzhledem k množství počítačů použitých ke streamování do různých formátů jsme si připravili také jeden záložní počítač, který byl nainstalován tak, aby byl během nejvýše několika minut připraven převzít produkci kteréhokoli formátu - toto rozhodnutí se ukázalo jako prozíravé, neboť nedlouho před finálním vysíláním se jeden z předchystaných počítačů rozhodl "zazlobit".
Poněkud problematickou se v průběhu záznamu koncertu ukázala komunikace mezi kameramanem na pódiu a obsluhou mixážního pultu, kteří mezi sebou neměli přímou viditelnost a navíc byli vzdáleni na několik desítek metrů. Tento problém jsme se pokusili řešit pomocí krátkovlnných vysílaček - zde se ale bohužel velmi intenzivně projevovalo rušení obrazu a toto spojení jsme nemohli pro ostrý provoz nasadit.
Důležitou zkušeností bylo také otestování přenosu nekomprimovaného nízkolatenčního HD videa po IP, které jsme o 2 týdny později demonstrovali mezi ČR a dvěma místy v USA během workshopu iGrid2005, o kterém plánujeme podat podrobnější informace v některém z následujích Zpravodajů.
Odezva z vysílání koncertu byla velmi dobrá a již v přestávce mezi koncerty nám vedení Kantilény přišlo oznámit, že jim volají bývalí členové, kteří nyní žijí v USA, a kteří se tak nemohli tohoto koncertu zúčastnit, že jej alespoň celý sledují na Internetu. Z našeho pohledu se pak jednalo o další z řady akcí, na nichž sbíráme zkušenosti, které se pak snažíme předávat akademické obci v ČR tak, aby její členové byli schopni co nejefektivněji využívat vysokorychlostních sítí, které jsou v ČR dostupné.
Na tomto místě bychom také rádi poděkovali následujícím lidem, kteří se na realizaci podíleli výrazně nad rámec svých běžných pracovních povinností: technikům optických sítí ÚVT MU - Radimu Klimentovi, Vladimíru Homolovi, Jiřímu Krejsovi a Aleši Pospíšilovi; za správu Besedního domu pak Petru Záklasníkovi. Dále děkujeme za podporu sdružení CESNET, které nám pro snímání zapůjčilo část technického vybavení a poskytlo streamovací servery pro šíření živého přenosu videa (jak již bylo na stránkách Zpravodaje několikrát zmíněno, tyto servery jsou zdarma k dispozici akademické obci ČR).
| [1] | P. Holub. Streamovaná multimédia. Zpravodaj ÚVT MU. ISSN 1212-0901,
2002, roč. 12, č. 3, s. 7-9.
... zpět do textu |
| [2] | P. Holub. Jak na streamované video? Zpravodaj ÚVT MU.
ISSN 1212-0901, 2002, roč. 12, č. 3, s. 9-13.
... zpět do textu |
| [3] | P. Pištěk. Multicast: skupinové vysílání. Zpravodaj ÚVT MU.
ISSN 1212-0901, 1998, roč. 8, č. 5, s. 13-15.
... zpět do textu |
| [4] | P. Holub, E. Hladká, M. Krsek. Internetové vysílání
workshopu Genetics after the Genome aneb malý bobřík odvahy. Zpravodaj
ÚVT MU. ISSN 1212-0901, 2002, roč. 12, č. 5, s. 10-14.
... zpět do textu |
| [5] | E. Hladká, M. Liška. Přednášky ze záznamu na FI MU.
Zpravodaj ÚVT MU. ISSN 1212-0901, 2003, roč. 13, č. 4, s. 6-8.
... zpět do textu |
| [6] | E. Hladká, P. Holub. Jak se na FI MU dělá divadlo.
Zpravodaj ÚVT MU. ISSN 1212-0901, 2003, roč. 13, č. 5, s. 17-20.
... zpět do textu |
| 1 | http://www.kantilena.cz
... zpět do textu |
| 2 | Desynchronizaci lze přičíst zejména na vrub skutečnosti, že jak grabovací
karta tak zvuková karta má obvykle své vlastní hodiny, které ovšem nejsou
vzájemně nijak synchronizovány. V delším časovém horizontu pak dochází
k "rozklížení" obrazu a zvuku - typicky nevhodná kombinace je
samostatná grabovací karta a zvukové karty SoundBlaster Live! a jejich
následovníci.
... zpět do textu |
| 3 | Pro vedení sterofonního signálu, který v případě balancované
kabeláže typicky využívá dvou kabelů, je velmi vhodné barevné odlišení kabelů
tak, aby nebyl problém na první pohled odlišit, který kanál je pravý
a který je levý.
... zpět do textu |
| 4 | Bez zajímavosti asi není skutečnost, že mistr zvuku, který z koncertu
vytvářel audiozáznam, měl vlastní kompletní sadu vybavení, která byla
oddělena od běžného vybavení koncertního sálu, aby nemohlo docházet
k rušení v audiozáznamu.
... zpět do textu |
| 5 | Tato důslednost není nikterak přehnaná - krátký test zapojení na různé fáze skutečně brum
v audiosignálu ukázal.
... zpět do textu |
| 6 | http://www.videolan.org/
... zpět do textu |
| 7 | http://www.sfc.wide.ad.jp/DVTS/
... zpět do textu |
| 8 | http://sitola.fi.muni.cz/~xliska/
... zpět do textu |
| 9 | QuickTime Reference je speciální typ obecného obálkového formátu QuickTime,
který přímo neobsahuje samotná multimediální data, ale pouze odkazy na
příslušné soubory. Takto se dá efektivně dosáhnout toho, že pro transkódování
programem ProCoder jsou použity přímo soubory s médii, se kterými pracuje
střižna AVID.
... zpět do textu |
předchozí článek
