82568

Развитие Интернет-телевидения в образовательной среде

Дипломная

Педагогика и дидактика

И если раньше видео через Internet было доступно единицам то сейчас возможностью пользоваться такими услугами обладает большое количество жителей крупных городов. Телевидение может является средством распространения обучающих видеоматериалов заранее подготовленных учебным заведением.

Русский

2015-03-01

3.98 MB

4 чел.

Содержание

Содержание 4

Аннотация 6

Введение 7

Анализ рынка 14

Анализ технических решений 18

Форматы и технологии передачи видео в сети Internet 18

Технологии передачи потокового видео 22

Форматы видеопроизводства 24

Охрана труда. 31

Проектирование лаборатории 43

Проектирование съёмочной части 45

Антураж, мебель, климат-контроль 46

Камеры 46

Средства отображения 47

Свет 47

Звук 49

Проектирование эфирной части 50

Мониторинг. 52

Проблема с видеовыходом DV пульта 55

Проектирование силовой инфраструктуры 56

Съёмочная 56

Аппаратная 58

Серверная 61

Проектирование монтажной части 63

Станция отсмотра \ оцифровки 63

Станции нелинейного монтажа 64

Проектирование передвижных телестудий (ПТС) 64

Проектирование серверной части 66

Сервер видеозаписи и архива (DVR) 67

Сервер потокового видеовещания (Broadcast) 67

Сервер-кодировщик (Encoder) 68

Рабочая станция видеооператора (Workstation) 68

Почтовый сервер (сервер коммуникаций) 69

Станция обслуживания информационной панели (TV) 70

Сетевая инфраструктура 71

Заключение 73

Техническое описание лаборатории 73

Серверная 73

Станция отсмотра \ оцифровки \ захвата видео 85

ПО, используемое в студии 101

Требуемое ПО для монтажных станций SuperMicro 101

Выводы 103

Список литературы 105

Приложение 1 107


Аннотация

В данной работе показана актуальность применения видеотехнологий в образовательном процессе. В ходе работы было выполнено проектирование и проведены пуско-наладочные работы по созданию лаборатории Интернет-телевидения на кафедре ИКТ (ЭВА). Основной упор сделан на исследование особенностей, отличающих образовательную лабораторию от производственной студии. В заключении работы приводятся технические описания созданной лаборатории.


Введение

Актуальность

С развитием широкополосного доступа в сеть Internet всё большую популярность получает такой сервис, как «сетевое (или Internet) телевидение» - передача высококачественного видеоизображения через Internet и\или локальную сеть. И если раньше видео через Internet было доступно единицам, то сейчас возможностью пользоваться такими услугами обладает большое количество жителей крупных городов. Интернет-телевидение становится все более популярным Интернет сервисом.

Будучи созданным для коммерческого использования в сфере развлечений, Internet-телевидение в то же время может быть успешно использовано в образовательной среде, а снижение цен как на услуги связи, так и на компьютерное оборудование сделали это доступным. Сетевое телевидение может применяться в образовательном процессе школ и высших учебных заведений и техникумов.

Телевидение может является средством распространения обучающих видеоматериалов, заранее подготовленных учебным заведением. Эти материалы могут быть использованы при подготовке учебных планов и программ,  во время занятий (лекций, семинаров, уроков).

Сюда же следует отнести возможность организации собственного телеканала, состоящего из имеющегося видеоматериала, ретрансляции в локальную сеть учебного заведения других образовательных IP-телеканалов, а так же возможность проведения видеотрансляций и телемостов.

Кроме того, будучи реализованной в институте, ориентированном на подготовку специалистов в области информационных технологий, Internet-телевидение само может служить средой для подготовки таких специалистов и плацдармом для экспериментов и научных изысканий, т.к. в настоящий момент по всему миру испытывается острый недостаток в специалистах такого профиля.

Для обеспечения подобных задач необходимо создать учебную лабораторию, в корне отличающуюся от классических видеостудий.

Цель работы

Целью данной работы является освоение и развитие технологий интернет-телевещания, подготовка и производство образовательного видеоматериала и использование инновационных технологий из области мультимедиа, а так же, что немаловажно, подготовка и повышение квалификации будущих специалистов в области Интернет и цифрового телевидения в частности и мультимедиа-технологий в целом.

Задачи работы

В ходе работы требовалось создать лабораторию, которая с одной стороны должна была уложиться в довольно скромный по меркам индустрии бюджет, а с другой -  обладать всеми необходимыми качествами и технической базой для проведения разносторонних научно-исследовательских, а так же производственных и образовательных работ, связанных с цифровым видео и его вещанием в сетях Интернет и интранет.

Основной задачей работы является разработка и создание инфраструктуры учебно-производственной лаборатории для организации Интернет–телевидения и двухсторонней видеосвязи, а так же обучения навыкам проведения полного цикла видеопроизводства.

Формирование учебной технической и технологической базы для обучения малых групп студентов техническим и творческим основам данной специализации с возможностью самостоятельного углубления в предметную область или смежные дисциплины является не менее важной задачей.

Новизна

Новизна работы заключается в том, что в настоящий момент не существует готовых решений, которые бы удовлетворяли поставленным задачам. Классические видеостудии всецело ориентированы на производство видеоматериала (так называемый «production»), где предполагается чёткое разделение ролей сотрудников (каждый занят своим делом) и подразумевается наличие опыта у последних. Первые же вопросы к фирмам-поставщикам видеооборудования однозначно дали понять, что они с подобными задачами сталкиваются впервые и не в состоянии посоветовать и подобрать оборудование, т.к. не до конца понимают цели и задачи проекта.

То же касается и собственно Интернет-вещания, т.к. эта область только начинает осваиваться, для «классического» телевидения и видеопроизводства же до сих пор очень часто «Интернет-телевещание» и «видео в Интернет» (а иногда и вообще «видео на компьютере») являются синонимами, что говорит о полном непонимании предметной области.

И если даже подбор оборудования для подобной студии ставил поставщиков в тупик, то ни о какой существующей методике и схеме реализации подобного проекта и речи быть не может – люди, которые зарабатывают проектированием видеостудий, нас попросту не понимали!

Ценность

Помимо прямой пользы от использования созданной лаборатории, ценность данной работы заключается в том, что она может служить обучающим примером при разработке проектов и создании подобных лабораторий в других институтах, т.к. содержит концепции лаборатории, описания технической реализации проекта, процесса развёртывания и устранения возникших в процессе неполадок.

Полученные результаты

В ходе работы были получены следующие результаты:

  •  разработана концепция организации лаборатории;
  •  разработана схема подключений для видео, сетевой и силовой подсистем;
  •  выбрано и закуплено видео- и компьютерное оборудование, подобрано необходимое программное обеспечение;
  •  выполнены пуско-наладочные работы в соответствии со схемами подключения;
  •  выявлены и успешно решены различные технические трудности, возникшие вследствие несоответствия закупленного оборудования заявленным характеристикам;
  •  в ходе начальной эксплуатации лаборатории был выявлен ряд как технологических, так и идеологических недостатков, которые были проанализированы и в техническую организацию лаборатории были внесены соответствующие изменения;
  •  была составлена техническая документация по уже действующей и активно эксплуатирующейся лаборатории с описанием всех подключений и характеристик используемого оборудования.

Апробация работы

Тема Интернет-телевидения и вещания по сети на кафедре ЭВА была поднята в марте 2006 года в ходе проведения семинара, посвящённого единой информационной среде (ЕИС), активно развивающейся на кафедре в то время. За это время был проведён ряд трансляций различных мероприятий, проходивших в институте, несколько телемостов. Трансляции защит курсовых работ по предмету компьютерной графики (3 курс),  ряда дисциплин специализации компьютерные мультисреды (4 курс), а так же предзащит и защит дипломов стали неотъемлемой частью учебного процесса.

В создаваемой лаборатории  первые учебные проекты начались ещё осенью 2007 года, когда группа студентов специализации компьютерные мультисреды 2009 года выпуска получила задание на курсовые работы, связанные с созданием короткометражных видеороликов. В их распоряжение было предоставлено видеооборудование, а так же графические станции для обработки отснятого материала. В этот период происходила подборка и согласование работы базового комплекта ПО для видеообработки на всём этапе от захвата видео с камер до вывода на носитель (DVD/DV/WMV).

В ноябре был выполнен первый внешний проект (видеоклип на песню), в ходе которого так же была опробована новая система видеомонтажа Саnopus Edius (предыдущие работы шли в среде Adobe Premiere Pro).

В декабре 2007 года были проведены прямые трансляции с защит курсовых студентов по курсам специализации компьютерные мультисреды (4 курс, 2009 г.в.)  и Организации ЭВМ (2 курс, 2011 г.в.).  В ходе этих мероприятий уже непосредственно испытывалась вещательная часть лаборатории. (До этого прямые трансляции проходили с использованием «любительской» (бытовой) техники). В этот период было выявлено наибольшее количество проблем, связанных с организацией лаборатории в целом, первоначальная схема подключений была основательно переработана.

В начале 2008 года, ко дню открытых дверей института – 16 марта – командой студентов и сотрудников кафедры ЭВА по заказу института на базе лаборатории был выпущен первый крупный проект – интерактивный диск, посвящённый МИЭМ. В этом проекте были опробованы основы групповой работы над проектом.

Практически сразу же был выполнен и внешний проект – фильм для компании МИКС. В ходе этого проекта был использован фактически весь потенциал, заложенный при создании лаборатории (кроме прямого эфира). Эти два проекта помогли окончательно сформировать понимание того, как лаборатория должна быть организована. Были выслушаны и учтены мнения коллектива, работавшего над проектом, что сильно помогло скорректировать проект с учётом уже практического опыта и реальной работы.

В настоящий момент проходит заключительный этап пуско-наладочных работ и наращивание функциональных возможностей лаборатории уже на основе пожеланий действующего коллектива сотрудников.

Публикации

Данной работе в частности и теме развития Интернет-телевидения в образовательной среде в целом посвящены следующие публикации автора:

  •  Рыбин И.С., Белякова О.Ю. Интернет-телевидение в образовательной среде, Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, тезисы докладов, ISBN 978-5-94506-167-5, Москва 2007 стр. 447-449.
  •  Баталов А.В., Белякова О.Ю., Королёв Д.А., Кудряшова Е.Н., Рыбин И.С. Интернет-телевидение в образовательной среде. «Студенческая аудитория» #02, 2007 г. стр. 8-20.

Краткое содержание работы

В первой части работы проводится анализ рынка и существующих решений, которые могли бы помочь осуществить поставленные задачи, сделана попытка найти готовые решения для ряда отдельных элементов лаборатории. Проведён анализ существующих технических решений, выбраны наиболее подходящие. Сформирован список решений, необходимых для реализации проекта, которые отсутствуют на рынке в готовом виде. Рассмотрены технологии потокового вещания по сети, видеооборудование различных форматов, а так же всевозможные комплекты программного обеспечения и компьютерного оборудования.

На основе этих исследований составлены технические требования к будущей лаборатории, сформированы списки на закупку оборудования, произведено проектирование технической реализации лаборатории. Учтён опыт предшествующих исследований в области Интернет-телевещания, проходивших на кафедре.

Во второй части представлен процесс проектирования  лаборатории,  описаны основные элементы и их задачи, функционал. Приведены описания процесса запуска и наладочных работ, оценка результатов создания с выявлением и устранением возникших проблем.

В заключении работы приводится технические описание лаборатории и её инфраструктуры на кафедре.


Анализ рынка

В настоящее время существует достаточно большое количество студенческих, а точнее, вузовских, видеостудий, что говорит об актуальности и востребованности лаборатории Интернет-телевидения в современном ВУЗе. Ниже представлены краткие описания подобных студий.

Телецентр НЭТИ-НГТУ

Новосибирский государственный технический университет

Телецентр НЭТИ-НГТУ начал свою работу в далеком 1968 году. Тогда телецентр выполнял информационные и лабораторно-учебные функции.

Помимо информационных программ сотрудники телецентра проводили учебные эфиры, облегчающие процесс обучения. Телевизоры были установлены во всех корпусах, холлах и поточных аудиториях университета. Лектор вещал на 10 аудиторий сразу, а после его выступления студенты задавали свои вопросы в микрофоны, которые также были установлены в поточках. Телевидение использовали также во время лабораторных работ, показывали студентам учебные фильмы. На переменах шла трансляция информационных сюжетов про наш вуз, рекламных материалов, интервью. Институт был одним из ведущих вузов в стране по студенческому и учебному телерадиовещанию. Телецентр был оснащен по последнему слову техники, во многом благодаря поддержке ректора НЭТИ профессора Г.П. Лыщинского. На телевидении НГТУ работали профессиональные дикторы, операторы, режиссеры.

Но оборудование неизбежно устаревало, появлялись технические неполадки. В сложное экономическое время, в годы перестройки средств на закупку новой техники не было. Поэтому сейчас от всех рабочих функций телецентра осталась, по сути, только одна - экспресс-объявления. В перспективе преобразование телецентра в студенческую видеостудию, которая будет работать над информационными, рекламными, презентационными материалами "для и про" НГТУ.

Видеостудия университета Натальи Нестеровой

КОНЦЕПЦИЯ: Видеостудия Университета Натальи Нестеровой была создана в 1997 году как самостоятельное подразделение. Главная задача студии - производство образовательных, просветительских фильмов и программ, основанных на духовно-нравственных ценностях и предназначенных для показа по центральным телеканалам для самого широкого круга зрителей.

Студенческое телевидение ИГЭУ

В сентябре 2004 года начала свое существование Студия студенческого телевидения, созданная на базе лаборатории интерактивного телевидения кафедры «Связи с общественностью, политология, психология и право» ИГЭУ. Первый выход в эфир состоялся 1 сентября 2004 года.

Студенческое телевидение (СТВ) является межвузовским проектом и освещает различные стороны студенческой жизни, деятельность вузов области, рассказывает о важнейших событиях в высшем образовании Ивановской области.

«Студенческие вести», которые готовит творческий коллектив студии, выходят в эфир на ИГТРК ежедневно по будням в 7 часов 15 минут.

Цель проекта – создание мастер-класса по курсу «Теория и практика СМИ» для студентов специальности PR. Мастер-класс подразумевает обучение таким навыкам как: телережиссура, телепродюсер, диктор, телеоператор и видеомонтажер. Обучение проходит под руководством ведущих специалистов Ивановской государственной телерадиокомпании.

Содержание проекта – под руководством ведущих специалистов редакторского и художественно-производственного персонала ИГТРК создаются творческие группы для подготовки передач на Ивановском телевидении по 4-5 студентов: тележурналист – автор, ведущий программ, телепродюсер, телеоператор, видеомонтажер.

Планируемые результаты и итоги проекта. В течение года занятий в мастер-классе студенты должны овладеть навыками использования средств массовой информации. Студенты должны научиться разрабатывать сценарный план и сценарий передачи, научиться вести съемки и монтировать сюжеты, а также вести передачу, брать интервью, находить рекламодателей и снимать рекламные ролики, овладеть дикторским, операторским мастерством. По итогам выполненных заданий студенты получают свидетельство о присвоении соответствующей профессии в области тележурналистики. Студентам, представившим лучшие работы засчитывается производственная практика с соответствующей оценкой.

Видеостудия в АмГУ

Амурский государственный университет обзавелся своим собственным телеканалом. Правда, вещает новое телевидение только в пределах вуза. В холле главного корпуса установлен большой плазменный телевизор. Посмотреть программы нового телеканала можно только в одном телевизоре, и пока – в тестовом режиме. Он вещает с восьми часов утра до шести часов вечера, то есть с начала до конца пар.

Волгоградская сельскохозяйственная академия

А в этом году появилось и отделение «Тележурналистика», ведь ВГСХА — единственный в Волгограде вуз, у которого есть своё телевидение. Уже сегодня на больших переменах студенты с удовольствием собираются в фойе главного учебного корпуса, чтобы на плазменном экране посмотреть новости вуза и узнать что-то интересное о своих сокурсниках или преподавателях. Все передачи на телевидении ВГСХА делаются профессионалами в области телевидения, ведь в ближайших планах вуза — сделать телевидение межвузовским, чтобы волгоградские студенты знали о том, как живётся их «коллегам» из других академий и университетов города и области.

Ивановская государственная энергетическая академия

В сентябре в ИГЭУ начинает работать межвузовская студия телевидения, открывается при финансовой поддержке Министерства образования Франции. Ресурсный центр (для обучения школьников и студентов французскому языку с использованием новых технологий и нового оборудования), в декабре планируется презентация лаборатории новых технологий в теплоэнергетике (оборудование поставляется за счет средств французских компаний), наконец, через месяц приступаем к монтажу полномасштабного тренажера атомной станции – единственного в технических университетах России.

Более подробные описания и полный список вузовских студий можно найти на сайте кафедральной базы знаний [1]. Все приведённые примеры демонстрируют следующие особенности использования телевизионных технологий в образовательной сфере: информационная, образовательная и производственная. Информационная задача  - предоставление информации об учебном заведении, событиях, мероприятиях (прошедших и предстоящих).  Образовательная задача – подготовка образовательных видеоматериалов, подготовка специалистов, поддержка процесса обучения. Производственная – создание видеоматериалов «на заказ» коллективом студии.

Интернет-вещание так же начинает развиваться, но далеко не во всех студиях и лабораториях, но тенденция уже есть.


Анализ технических решений

Для создаваемой лаборатории важны два основных формата хранения, обработки и передачи видео. Первый – для работы в системах нелинейного монтажа, второй – для трансляции через сети Интернет и Интранет (собственно сетевое телевидение). Форматы должны быть широко распространены и совместимы с большим числом программных комплексов, носители и оборудование доступны на рынке за приемлемую цену, а качество, обеспечиваемое применяемыми технологиями должно оставаться приемлемым.

Форматы и технологии передачи видео в сети Internet

Сначала рассмотрим существующие форматы и технологии потоковой передачи видео через сети Интернет.

Способы передачи

Существуют два способа передачи потокового видео - последовательный (progressive streaming) и в реальном времени (Real-time streaming). При передаче последовательным способом качество изображения всегда лучше, поскольку видео воспроизводится с вашего жесткого диска. Для такого способа передачи видео можно использовать стандартный веб-сервер.

Однако, недостатком последовательного способа передачи является то, что при воспроизведении файла перескакивать от одного эпизода к другому невозможно. Таким образом, чтобы просмотреть какую-нибудь часть клипа, вам необходимо будет загрузить его до нужного момента. Поэтому последовательная передача видео через Интернет, в основном, используется для коротких клипов.

Для осуществления передачи видео в реальном времени требуется специальный потоковый сервер (streaming server). Видеофайл хранится на этом сервере, и для просмотра загружать его на жесткий диск не нужно. Пользователь может начать просмотр видео с любого момента, не дожидаясь, пока файл закачается. Передачу видео в реальном времени удобно использовать для трансляции файлов большой длины.

Потоковые серверы дают возможность управлять медиа-передачей, однако, они более сложны в настройке и администрировании, чем обычные HTTP-серверы. Кроме специальных серверов, используются и особые сетевые протоколы, например, RTSP (Real-Time Streaming Protocol). Этот протокол используется Windows Media по умолчанию, но он также поддерживается Real Video.

RTSP - это протокол, с возможностью контролируемой передачи видеопотока в Интернете. Протокол обеспечивает пересылку информации в виде пакетов между сервером и клиентом. При этом получатель может одновременно воспроизводить первый пакет данных, декодировать второй и получать третий.

Протокол RTP (Real-time transport protocol) определяет и компенсирует потерянные пакеты, обеспечивает безопасность передачи контента и распознавание информации. Вместе с RTP работает протокол RTCP (Real-Time Control Protocol). Он отвечает за проверку идентичности отправленных и полученных пакетов, идентифицирует отправителя и контролирует загруженность сети.

Форматы

На сегодняшний день существует несколько основных форматов потокового видео в Интернете. Это - Real Media, Windows Media и Quicktime. До недавнего времени наряду с ними широко использовался MPEG, однако, в последнее время он сильно сдал позиции.

MPEG

Формат MPEG был разработан компанией Moving Picture Experts и до недавнего времени считался стандартом потокового вещания. Существует несколько версий MPEG.

Формат MPEG-1 был создан в далеком 1988-м году и обеспечивал качество VHS при записи видео на CD-ROM. Несмотря на то, что MPEG-1 разрабатывался как формат хранения, а не передачи файлов, он обеспечивает отличное качество потокового видео на высоких битрейтах. Оптимальный битрейт для этого формата - 1.5мб/с для разрешения 352x240 при частоте 30 кадров в секунду. Однако, файлы MPEG-1 обычно слишком велики для передачи по Интернету.

Формат MPEG-2 был разработан для вещания цифрового телевидения и со временем также стал использоваться при записи DVD. Его битрейт еще выше, чем у MPEG-1 (между 4 и 9 мб/c), что позволяет добиться изображения высокой четкости. Его использование как потоковой технологии не очень распространено, так его скорость передачи информации очень велика. Для просмотра файла в формате MPEG-2 в режиме он-лайн нужно иметь скорость передачи данных около 400 кб/c и выше.

Формат MPEG-4 был специально разработан для передачи данных по Интернету и мобильной связи. Его оптимальный битрейт - между 385 и 768 кб/c. MPEG-4 может использоваться для передачи аудио и видео потоков, обеспечивая при этом высокое качество кодирования при большой степени компрессии. Однако, если на небольшой скорости передачи данных он обеспечивает хорошее качество, для широкополосной передачи он не приспособлен.

RealVideo

RealVideo - это формат, который был разработан для потоковой трансляции. Для передачи данных на DVD или CD-ROM он практически не используется из-за высоких аппаратных требований. Особенностью файлов RealVideo является невозможность редактирования или повторной компрессии. Этот формат использует методы компрессии, которые уменьшают количество кадров в видео, и удаляет ненужную информацию из кадров. Качество при этом будет зависеть от количества деталей в кадрах и от динамики событий. Благодаря большому уровню компрессии этот формат подходит для пользователей с низкой скоростью соединения.

QuickTime

Этот формат, разработанный Apple, широко используется как на компьютерах Mac, так и в среде Windows. QuickTime имеет много общего с форматом Real Media. Степень сжатия файла QuickTime - 1 мб для 3.75 секунд видео, поэтому размер изображения может быть увеличен и уменьшен без потери качества. Это означает, что видеофайл с разрешением 320x240 может быть просмотрен в полноэкранном режиме с таким же качеством. Формат QuickTime лучше всего подходит для последовательной передачи потокового видео, так как в процессе загрузки файла запускается плеер, который воспроизводит полученную информацию.

Windows Media

Windows Media - это относительно молодой формат в области потокового вещания, поддерживаемый Microsoft. Последняя разработка компании - Windows Media Video 9. Этот формат превосходит по производительности своего предшественника WMV8 на 15-30 процентов. Сравнение же с другими форматами потокового вещания тоже говорит только в его пользу. Так, например, видео в формате MPEG-4, транслируемое с битрейтом 6 мб/c, будет выглядеть аналогично сделанному при помощи WMV9 при 2 мб/c. А качество видео в формате WMV9, передаваемого на скорости 150 кб/с, ничуть не хуже, чем аналогичного в формате MPEG-4 на 300 кб/c.  В одном файле \ потоке может содержаться видеоматериал, закодированный с различным битрейтом (например, 256 кб/с и 1 мб/с), что позволяет использовать один канал для показа как на широкоформатном телевизоре в холе кафедры, так и просматривать трансляцию с медленных (или дорогих) соединений и даже карманных устройств. Записанные в этот формат файлы открываются практически всеми современными видеоредакторами, что позволяет использовать его для прямой записи на стороне сервера во время проведения прямого эфира в Интернет.

Flash Video

Самый молодой из форматов потокового видео в Интернет, наибольшую популярность получил благодаря различным «видеохостингам» (YouTube, RU Tube и  их аналоги). Файлы в формате FLV можно просматривать в большинстве операционных систем, поскольку он использует широко распространённый Adobe Flash и плагины к большинству браузеров, а также поддерживается многими программами для воспроизведения видео, например, MPlayer, VLC media player, Media Player Classic) и другими программами, работающими с помощью DirectShow.

Так как основная часть пользователей использует компьютеры под управлением ОС Windows и Linux, а серверы на базе Mac не используются вообще, было решено выбирать из Real Video 10, Windows Media 9 и Flash Video. Дальше проводилось сравнение программного набора кодировщик-сервер-плеер, предлагаемых вышеуказанными производителями.

Технологии передачи потокового видео

Windows Media Services 9 Series

Технология Microsoft Windows Media Services 9 Series включает:

  1.  Windows Media 9 Series Streaming Server – сервер потокового видеовещания. Отвечает за получение видеопотока с кодировщиков и перенаправление его к зрителям с одновременной записью на диск, формирует телеканалы из материала, содержащегося в архиве, а так же обслуживает On-Demand запросы, поступающие с сайта видеокаталога. Входит в комплект Windows Server 2003.
  2.  Windows Media Encoder 9 – осуществляет кодирование видеосигнала с камеры в потоковый формат, пригодный для вещания через сеть. Поддерживая несколько типов источников видео, Encoder позволяет переключаться между несколькими камерами и/или передавать происходящее на рабочем столе компьютера. Кроме того, может осуществлять запись передаваемого потока локально на диск (для подстраховки, или когда нет возможности быстро получить доступ к записи, сделанной на стороне сервера). Бесплатен.
  3.  Windows Media Player 10 или 11 – используется для просмотра кафедральных телеканалов и записей. Отдельно стоит упомянуть технологию т.н. «встроенного» плеера (embedded media player), когда окно плеера встраивается в веб-страницу, делая просмотр доступным абсолютному большинству пользователей и создавая «эффект присутствия».

Helix Server, Real Producer и Real Player

Продукт компании Real Networks обладает примерно теми же характеристиками, но в коммерческой версии (в бесплатно-ознакомительной сильно ограничен функционал и настройки) цена одного потокового сервера превышает стоимость всего Windows Server 2003, отсутствует поддержка технологии воспроизведения файлов с сервера по спискам. Кроме того, требуется загрузка отдельного плеера для просмотра видео, а сами файлы практически не подлежат последующему редактированию.

Следует отметить, что помимо коммерческой, существует бесплатная, так называемая «community» версия вещающего сервера Helix. В рамках сообщества разработчиков предоставляется доступ к исходным кодам. Но на кафедре отсутствуют сотрудники необходимой квалификации, способные доработать продукт до необходимых требований, а привлечение внешних специалистов так же неприемлемо по финансовым соображениям. Таким образом необходим «продукт из коробки», и решение от Real Networks было исключено.

Flash Media (communication) Server 

Flash Communication Server позволяет флэш приложениям обмениваться данными в режиме реального времени.

Flash Communication Server использует протокол передачи данных в режиме реального времени (Routing Table Maintenance Protocol), и шифрованный TCP/IP разработанный для высокоскоростной передачи данных, видео и аудио. Обеспечивает среду не только для трансляции но также для записи и хранения данных, видео и аудио потоков. Используя одни из самых современных кодеков для компрессии звука и видео, которые превосходят по уровню компрессии и качеству, такие кодеки как Windows Media, Real, H.263, H.264, mp4. К недостаткам данного продукта так же, как и к решению от Real\Helix относится высокая стоимость и необходимость доработки решения программистами высокой квалификации.

Таким образом, для осуществления передачи видео через Интернет был выбран формат Windows Media, а в качестве технологии Интернет-телевидения – Microsoft Windows Media Services 9 Series.

Форматы видеопроизводства

Помимо трансляции в Интернет, лаборатория будет использоваться для обучения навыкам работы с профессиональным видеооборудованием, а так же для производства образовательного видеоконтента. Для этого необходимо выбрать такой формат, который бы обеспечивал как удобство записи и разумную стоимость носителей, так и совместимость с современными программами монтажа и обработки, а так же качество, приемлемое для демонстрации на больших экранах (проекторы и плазменные \ ЖК панели) и способное конкурировать с продукцией существующих малобюджетных видеостудий.

Тип цифровой видеокамеры 

Тип видеокамеры определяет ее основные характеристики и тип носителя.

В цифровых камерах с фоточувствительной матрицы снимается аналоговый сигнал, преобразуется в цифровой (в виде нулей и единиц) и записывается на носитель (видеокассету, DVD, жесткий диск или Flash). Работа с видеозаписями на цифровых носителях намного удобнее, чем работа с аналоговыми видеокассетами. При перезаписи с одного цифрового носителя на другой не происходит ухудшение качества изображения. С цифровой видеокамеры снятый видеоролик можно переписать на компьютер и отредактировать его с помощью специальных программ.

Цифровые видеокамеры делятся на следующие типы: Digital8, microMV, MiniDV, DVD, HDD, Flash, DVCAM, HDCAM, XDCAM, HD (HighDefinition - ТВ высокого разрешения, который делится на два подкласса HDV и AVCHD)

Digital8 - цифровой стандарт, разработанный компанией Sony. Он обеспечивает качество изображения в 500 линий по горизонтали в формате DV. В качестве носителя используются те же 8-мм кассеты, что использовались в аналоговых видеокамерах Hi8, на одну кассету можно записать до 60 минут видео. Возможна запись двух или четырех каналов звука.

Преимущества: На камерах формата Digital8 можно воспроизводить записи с аналоговых кассет Video8 и Hi8.

Недостатки: Камеры отличаются большим весом и габаритами. На сегодняшний день видеокамеры формата Digital8 не получили широкого распространения. Sony эти камеры больше не выпускает.

MICROMV - цифровой стандарт, разработанный компанией Sony. В видеокамерах этого формата используются миниатюрные кассеты (они намного меньше, чем miniDV-кассеты), что позволяет уменьшить их габариты и вес. В видеокассетах MICROMV предусмотрено использование встроенной памяти, в которой хранится информация о записанных видеороликах.

Стандарт MICROMV использует метод сжатия видеосигнала MPEG2, скорость цифрового видеопотока составляет 12 Мбит/с.

Для передачи цифрового видеосигнала используется интерфейс FireWire (другие названия IEEE 1394, DV, i.LINK).

Камеры этого формата очень малы. Снимать в обычных условиях такими камерами очень неудобно, поскольку рука практически не чувствует веса камеры и постоянно «гуляет». Держать и управлять microMV-камерой тоже не очень удобно, пальцы слишком велики для них. Формат записи видео на ленту - нестандартный. Записанное на такой видеокамере видео понимает только специальная программа от Sony и для редактирования видео с этой камеры на компьютере приходится всегда конвертировать исходный видеоматериал, что отнимает время, и ухудшает качество видео. Кассеты microMV стоят в два раза дороже других кассет для цифровых камер, да и найти в продаже их очень непросто.

Не смотря на все усилия компании Sony, стандарт MICROMV, который мог быть альтернативой для стандарта miniDV, на сегодняшний день не получил широкого распространения.

MiniDV - один из самых популярных форматов цифровых видеокамер. Он обеспечивает запись видеоизображения с разрешением 720x576 (PAL). В качестве носителя используется кассеты стандарта MiniDV. Возможна запись двух или четырех каналов звукового сопровождения. Для передачи цифрового видеосигнала используется интерфейс FireWire (другие названия IEEE 1392, DV, i.LINK). Некоторые модели видеокамер MiniDV имеют AV-вход и могут оцифровывать аналоговый видеосигнал.

Преимущества: Наилучшее соотношение цена/качество. Малые размеры и вес.

Недостатки: Невозможность воспроизведения кассет MiniDV на обычных видеомагнитофонах, для перезаписи на DVD требуется компьютер или бытовой DVD-рекордер. Нет поддержки видео высокого разрешения (HD). Формат, долгое время занимавший практически монопольное положение на рынке цифровых видеокамер, теперь уходит в прошлое. Производители видеокамер постепенно сворачивают производство этих камер.

DVD. В видеокамерах этого стандарта в качестве носителя используется DVD-диск (обычно это mini DVD диаметром 8 см). На DVD записывается видео в формате MPEG2 со стандартным разрешением SD (720x576). Поток 6-8 мбит/сек.  Существует разновидность DVD-видеокамер с поддержкой записи видео с высоким разрешением AVCHD (720 или 1080 линий).

Преимущества: Отснятый видеоролик можно сразу же просмотреть на обычном DVD-плеере.

Недостатки: Малое время записи на один DVD (20 минут). Видео в форматах MPEG2 и AVCHD плохо подходит для редактирования на компьютере. Высокая цена на видеокамеры с поддержкой формата AVCHD. Диски могут быть несовместимы с бытовыми DVD-плеерами.

HDD. Видеокамеры с записью видео на встроенный жесткий диск (HDD). На HDD записывается видео в формате MPEG2 со стандартным разрешением SD (720x576). Существует разновидность HDD -видеокамер с поддержкой формата записи видео с высоким разрешением AVCHD (720 или 1080 линий). Подробнее см. "Запись в AVCHD".

После съемки видеоролики с жесткого диска обычно переписываются на компьютер или на DVD-диск.

Преимущества: Продолжительное время записи на жесткий диск (5-10 часов видео высокого качества).

Недостатки: Видео в форматах MPEG2 и AVCHD плохо подходит для редактирования на компьютере. Высокая цена на видеокамеры с поддержкой формата AVCHD.

Flash. Видеокамеры с записью на флэш-память. Флэш-память - разновидность энергонезависимой перезаписываемой памяти. При отключении питания информация в такой памяти сохраняется. Видеокамеры могут обладать как встроенной flash-памятью, так и иметь слот для установки карт памяти.

Видеокамеры этого типа могут поддерживать запись видео в форматах MPEG2 и MPEG4. MPEG2 обеспечивает лучшее качество картинки, но видеоролик при этом занимает больше места.

Преимущества: Малый вес, малые размеры, малое энергопотребление.

Недостатки: Малое время записи. После записи видео, его необходимо переписать на жесткий диск компьютера или на DVD-диск.

DVCAM - формат профессионального цифрового видео. Запись видео осуществляется со стандартным разрешением SD (720x576). По сравнению с miniDV, DVCAM обеспечивает более надежную запись на пленку, четкий стоп-кадр, разметку и маркировку отснятых сюжетов, поддержку тайм-кодов. В качестве носителя используются кассеты DVCAM и miniDV.

Преимущества: Высокое качество изображения, высокая надежность работы.

Недостатки: Большой вес, габариты. Высокая стоимость.

HDCAM - формат профессионального цифрового видео высокого разрешения HD (1920х1080). В качестве носителя используется кассета типоразмера Betacam.

В видеокамерах этого стандарта для передачи видеоданных часто используется высокоскоростной цифровой интерфейс HD-SDI. См. "Выход HD-SDI".

Преимущества: Профессиональное качество видео высокого разрешения.

Недостатки: Большой вес, габариты. Высокая стоимость.

XDCAM - формат профессиональных видеокамер, предложенный компанией Sony. Обеспечивает запись видео с высоким разрешением HD (1080 строк). В качестве носителя используется оптический диск Professional Disc. Обеспечивает запись четырехканального звука с профессиональным качеством.

Преимущества: Профессиональное качество записи видео и звука.

Недостатки: Высокая цена, большие размеры и вес.

HDV (High Definition Video) - видеостандарт, который обеспечивает запись видео высокого разрешения (720 строк с прогрессивной разверткой или 1080 строк с чересстрочной разверткой). В качестве носителя используется кассеты стандарта MiniDV. Для передачи цифрового видеосигнала используется интерфейс FireWire (другие названия IEEE 1392, DV, i.LINK). Видеокамеры стандарта HDV обычно поддерживают запись видео со стандартным разрешением (720x576). Для отображения видео высокого разрешения лучше всего использовать HDTV-телевизоры, плазменные панели, мониторы с высокой разрешающей способностью.

Преимущества: Поддержка высокого разрешения. Малые размеры и вес. Пока остальные устройства (телевизоры, компьютеры, DVD-проигрыватели) в общей своей массе не доросли до этого формата. Но это, безусловно, будущее как профессиональной, так и любительской видеозаписи.

Недостатки: высокая цена, меньшее время записи на один носитель (по сравнению со стандартным разрешением) и малое количество бытовых плееров, способных воспроизводить записанное с видеокамеры HD-видео (HDV-кассеты, AVCHD-диски). Невозможность воспроизведения кассет MiniDV на обычных видеомагнитофонах.

AVCHD  - (Advanced Video Codec High Definition, улучшенный видеокодек для видео высокой четкости) - цифровой формат записи видео высокого разрешения и многоканального звука.

Формат AVCHD был разработан совместно компаниями Sony и Panasonic в 2006 году. За основу был взят кодек H.264/AVC, который обеспечивает более эффективный алгоритм компрессии, по сравнению с известным форматом MPEG2.

Из недостатков этого формата можно отметить высокие требования к компьютеру для просмотра и редактирования видео в формате AVCHD (рекомендуется двуядерный процессор с частотой 2.8 ГГц или Pentium 4 c частотой 3.6 ГГц).

Для воспроизведения файлов в формате AVCHD придется использовать компьютер или саму видеокамеру, так как бытовых плееров, поддерживающих этот формат пока еще очень мало.

В качестве носителя для AVCHD-видео могут использоваться DVD-диск, накопитель на жестком диске (HDD), флэш-память.

На основе приведённых данных и анализа рынка существующей техники было отдано предпочтение наиболее распространённому в настоящее время формату стандартной чёткости (SD) записи на магнитную ленту DV и его профессиональной версии DVCAM . Этот формат так же является стандартом де-факто как у небольших видеостудий, так и у профессиональных операторов, работающих в одиночку.

Так как основное направление создаваемой лаборатории – учебное, то применение дорогих и всё ещё не ставших официально стандартизованными форматов видео высокой чёткости (HD) в данном случае не оправдано.  В то же время были отмечены перспективные возможности формата (а точнее – концепции) SONY XDCAM – запись на высоконадёжный оптический диск видео в виде файлов, готовых к прямой работе, создание proxy-копий для ускоренного и группового монтажа, запись метаданных. Всё это может стать важным фактором при проектировании подобной лаборатории в ближайшем будущем, когда цены на XDCAM оборудование опустятся на приемлемый уровень.


Охрана труда.

Охрана труда - это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение  здоровья и работоспособности человека  в процессе труда.

Полностью безопасных и безвредных производственных процессов не существует.  Задача охраны труда - свести к  минимальной вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при  максимальной  производительности труда.

В данном разделе дипломного проекта будет произведен  расчет информационной нагрузки оператора ЭВМ и спроектировано оптимальное рабочее место с точки зрения эргономики.

Любой производственный процесс, в том числе работа с ЭВМ, сопряжен с появлением опасных и вредных факторов.

Опасный фактор - это производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому резкому внезапному ухудшению здоровья.

Вредный фактор - производственный фактор, приводящий к заболеванию, снижению работоспособности или летальному исходу. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным.

При работе над дипломом использовались:

  1.  Сеть 380 В/220 В.
  2.  Помещения без повышенной опасности (сухие, температура +5 - 30 градусов Цельсия, относительная влажность меньше или равна 60%, коэффициент заполнения менее 0,2).
  3.  Компьютер (монитор LG Flatron, системный блок, клавиатура, мышь), принтер, сканер.

Характеристики монитора LG Flatron 775FT: разрешение по горизонтали (max) 1280 пикселей; разрешение по вертикали (max) - 1024 пикселей; легко регулируемые контрастность и яркость; частота кадровой развертки при максимальном разрешении   - 50-160 Гц; частота строчной развертки при максимальном разрешении - 30-70 кГц.

Пользователь сидит за компьютером, значит, на него воздействует ультрафиолетовое излучение, низкочастотные магнитные поля, статическое электричество. Кроме того, компьютер подключен к сети, следовательно, существует опасность поражения электрическим током. На зрение пользователя влияет недостаточное и неправильное освещение помещения. На психику - шум и вибрации, монотонный труд. Влияет на человека и неправильная посадка за рабочим столом.

Из анализа этих факторов видна необходимость защиты от них.

Электробезопасность представляет собой систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги, электромагнитного поля и статического электричества.

Воздействие тока на человека, при прохождении через тело, бывает:

  1.  Термическое - нагрев тканей, окружающей среды.
  2.  Электролитическое - разложение крови плазмы.
  3.  Биологическое - раздражение нервных окончаний тканей, судорожное сокращение мышц.
  4.  Механическое - разрыв тканей, получение ушибов, вывихов.

Тяжесть поражения электрическим током зависит от силы тока, рода тока, частоты тока, электрического сопротивления человека, состояния окружающей среды, времени воздействия тока и  индивидуальных особенностей человека.

Результатом воздействия электрического тока на человека могут быть местные электротравмы - электрические ожоги, электрические знаки, металлизация кожи, уплотнение кожи, механические повреждения и электроофтальмия, - и общие травмы - электроудары.

Наиболее опасным переменным током является ток 20 - 100 Гц. Так как компьютер питается от сети переменного тока частотой 50 Гц, то этот ток является опасным для человека.

Защиту от поражения электротоком осуществляют: обеспечением недоступности токоведущих частей от случайных прикосновений; электрическим разделением сети; устранением опасности поражения при появлении напряжения на частях машины; применением специальных электрозащитных средств; организацией безопасной эксплуатации электроустановок1.

С током связан еще один фактор, действующий в сетях, - напряжение. Защитой от него может быть изоляция. Чтобы изоляция защищала,  она должна обладать электрическим сопротивлением.

Технически от напряжения можно защититься с помощью зануления.

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей ЭЛУ, которые могут оказаться под напряжением. Применяется в 3-хфазных сетях с заземленной нейтралью при напряжении менее 1000В.

Основа принципа защиты занулением: защита человека осуществляется тем, что при замыкании одной из фаз на заземляющий корпус, в цепи появляется ток замыкания, который отключает от потребителя сеть. Ток короткого замыкания еще до срабатывания защиты вызывает перераспределение в сети, приводящее к снижению напряжения на корпусе относительно земли.

 

Рис. 1. Защитное зануление.

НЗП - нулевой защитный проводник.

По заданным параметрам определим возможный Jк.з.:

(формула 1), где:

Jк.з. - ток короткого замыкания [А];

Uф - фазовое напряжение [B];

rm - сопротивление катушек трансформатора [Ом];

rнзп - сопротивление нулевого защитного проводника [Ом].

Uф = 220 В; Ом ( по паспорту )

 (формула 2), где:

- удельное сопротивление материала проводника [Ом*м];

l - длина проводника [м];

s – площадь поперечного сечения проводника [мм2].

По величине  определим с каким  необходимо включить в цепь питания ПЭВМ автомат.

рмедь= 0,0175 Ом*м

=400 м  ;  =150 м  ;  =50 м ;

;      9,1

(формула 3), где K – качество автомата.

 

Отсюда следует, что для отключения ПЭВМ от сети в случае короткого замыкания или других неисправностей в цепь питания ПЭВМ необходимо ставить автомат с   Jном= 8 А.

Во время работы на персональных ЭВМ при прикосновении к любому из элементов оборудования могут возникнуть разрядные токи статического электричества. Вследствие этого происходит электризация пыли и мелких частиц,  которые притягивается к экрану. Собравшаяся на экране электризованная пыль ухудшает видимость, а при повышении подвижности воздуха, попадает на лицо и в легкие человека, вызывает заболевания кожи и  дыхательных путей.

Особенно электростатический эффект наблюдается у компьютеров, которые находятся в помещении с полами, покрытыми синтетическими коврами.

При повышении напряженности поля Е>15 кВ/м, статическое электричество может вывести из строя компьютер.

Для защиты от статического электричества предусмотрены специальные шнуры питания с встроенным заземлением. Там, где это не используется (отсутствует розетка) необходимо заземлять корпуса оборудования.

Также для защиты от воздействия электрического тока все корпуса оборудования, клавиатура, защелки дисководов и кнопки управления выполнены из изоляционного материала.

Кроме того, защита осуществляется: проветриванием без присутствия пользователя, влажной уборкой, нейтрализаторами статического электричества, подвижность воздуха в помещении должна быть не более 0.2 м/с.

Отдельный вопрос - производственое излучение.

Дисплейные мониторы представляют собой источники интенсивных электромагнитных полей.

Электромагнитное поле создается магнитными катушками отклоняющей системы, находящимися около цокольной части электронно-лучевой трубки монитора. По данным отечественных исследователей, в районе дисплея могут образовываться электромагнитные поля радиочастот (диапазон 5—10 МГц), создаваемые системой модуляции электронного луча.

В дисплее ПЭВМ высоковольтный блок строчной развертки и выходного строчного трансформатора вырабатывает высокое напряжение до 25 кВ для второго анода электронно-лучевой трубки. А при напряжении от 5 до 300 кВ возникает рентгеновское излучение различной жесткости, которое является вредным фактором при работе с ПЭВМ (при 15 - 25 кВ возникает мягкое рентгеновское излучение). Поскольку в мониторах уже начиная с TCO95 рентгеновское излучение погашено, то в дальнейшем мы его рассматривать не будем.

Многочисленные катушки внутри монитора дают электромагнитное излучение низкой частоты.  Распространяется оно в основном в стороны и назад, поскольку экран ослабляет это излучение.

Во время работы компьютера дисплей создает ультрафиолетовое излучение, при  повышении плотности которого >10 Вт/м2, оно становиться  для человека вредным фактором. Его воздействие особенно сказывается при длительной работе с компьютером.

Электромагнитные поля с частотой 60 Гц и выше могут инициировать изменения в клетках животных (вплоть до нарушения синтеза ДНК). В отличие от рентгеновского излучения, электромагнитные волны обладают необычным свойством: опасность их воздействия при снижении интенсивности не уменьшается,  мало того, некоторые поля действуют на клетки тела только при малых интенсивностях или на конкретных частотах. Переменное электромагнитное поле, совершающее колебания с частотой порядка 60 Гц, вовлекает в аналогичные колебания молекулы любого типа, независимо от того, находятся они в мозге человека или в его теле. Результатом этого является изменение активности ферментов и клеточного иммунитета, причем сходные процессы наблюдаются в организмах при возникновении опухолей.

Степень воздействия электромагнитных излучений на оператора ЭВМ зависит от продолжительности облучения, характера и режима излучения, индивидуальных особенностей организма. Биологическое действие ЭМП является обратимым, если прекратить воздействие, но способно накапливаться в организме.

Длительное воздействие ЭМП низких частот вызывает функциональные нарушения сердечно-сосудистой и центральной нервной систем человека, некоторые изменения в составе крови. При интенсивном длительном характере излучения могут возникнуть злокачественные опухоли, катаракта глаз.

Для снижения уровня воздействия электромагнитных полей желательно пользоваться следующими мерами:

а) экранирование экрана монитора. Поверхность экрана покрывается слоем оксида олова, либо в стекло ЭЛТ добавляется оксид свинца;

б) удаление рабочего места от источника электромагнитного поля. Оператор должен находиться на расстоянии вытянутой руки от экрана монитора;

в) рациональное размещение оборудования. Необходимо располагать ПЭВМ на расстоянии не менее 1.22 м от боковых и задних стенок других мониторов;

г) ограничение времени работы за ПЭВМ. Время непрерывной работы должно составлять не более 4 ч в сутки. За неделю суммарное время работы не должно превышать 20 ч.

Ультрафиолетовое излучение - электромагнитное излучение в области, которая примыкает к коротким волнам и лежит в диапазоне длин волн ~ 200 - 400 нм.

Различают следующие спектральные области:

  •  200 - 280 нм - бактерицидная область спектра.
  •  280 - 315 нм - Зрительная область спектра (самая вредная).
  •  315 - 400 нм - Оздоровительная область спектра.

При длительном воздействии и больших дозах могут быть следующие  последствия: серьезные повреждения глаз (катаракта), рак кожи, кожно-биологический эффект (гибель клеток, мутация, канцерогенные накопления), фототоксичные реакции.

Энергетической характеристикой является плотность потока мощности [Вт/м2]. Биологический эффект воздействия определяется внесистемной единицей эр: 1 эр - это поток (280 - 315 нм), который соответствует потоку мощностью 1 Вт.

Воздействие ультрафиолетового излучения сказывается при длительной работе за компьютером. Максимальная доза облучения:  7.5 мэр*ч/ за рабочую смену;  60 мэр*ч/ в сутки.

Для защиты от ультрафиолетового излучения применяют:  защитные фильтры или специальные очки (толщина стекол 2мм, насыщенных свинцом); одежду из фланели и поплина; делают побелку стен и потолка (ослабляет на 45-50%).

Производственное освещение тоже заслуживает внимания. Рациональное освещение помещений - один из наиболее важных факторов, от которых зависит эффективность трудовой деятельности человека.

Назначение его состоит в том, чтобы: 1) снижать утомляемость, 2) увеличивать условия зрительной работы, 3) способствовать повышению производительности труда и качества продукции, 4) оказывать благоприятное воздействие на психику, 5) уменьшать уровень травматизма и увеличивать безопасность труда.

К освещению предъявляются следующие требования:

  1.  В рабочей зоне освещение должно быть в такой мере, чтобы рабочий имел возможность хорошо видеть процесс работы не напрягая зрение и не наклоняясь (менее чем на 0,5 метра до глаз) к объекту.
  2.  Освещение не должно создавать резких теней, бликов и оказывать слепящее действие. Глаза должны быть защищены от прямых источников света.
  3.  Спектральный состав света должен быть приближен к естественному свету.
  4.  Уровень освещенности должен быть достаточен и соответствовать условиям зрительной работы.
  5.  Уровень освещенности должен обеспечивать равномерность и устойчивость уровня освещенности.
  6.  Освещение не должно создавать блескости как самих источников света, так и предметов, находящихся в рабочей зоне.

Требования к освещению в вычислительных центрах:

Местное освещение не рекомендуется. Используется общее освещение. Максимальная освещенность 400 лк, блескость менее 15 ед., пульсация менее 10%.

Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300 - 500 лк. Допускается установка светильников местного освещения для подсветки документов. Местное освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать освещенность экрана более 300 лк.

Следует ограничивать прямую блесткость от источников освещения, при этом яркость светящихся поверхностей (окна, светильники и др.), находящихся в поле зрения, не должна быть более 200 кд/ кв.м.

Следует ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения монитором и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 - 5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования 10:1.

Лампы рекомендуется использовать белого света, холодного белого света, наиболее близкие к естественному свету. Мощность ламп 36-40 ВТ, температура 3000-4200 градусов Кельвина, тогда они не дают высокого ультрафиолетового излучения.

Основной поток естественного света должен быть слева. Солнечные лучи и блики не должны попадать в поле зрения работающего с ПЭВМ.

При выполнении основной работы на мониторах и ПЭВМ, уровень шума не должен превышать 65 дБА.

На рабочих местах в помещениях для размещения шумных агрегатов вычислительных машин (АЦПУ, принтеры и др.) уровень шума не должен превышать 75 дБА. Шумящее оборудование (АЦПУ, принтеры и др.), уровни шума которого превышают нормированные, должно находится вне помещения с монитором и ПЭВМ.

Снизить уровень шума в помещениях с мониторами и ПЭВМ можно использованием звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами звукопоглощения  в области частот 63 - 8000 Гц для отделки помещений (разрешенных органами и учреждениями Госсанэпиднадзора России), подтвержденных специальными акустическими расчетами.

Дополнительным звукопоглощением служат однотонные занавеси из плотной ткани, гармонирующие с окраской стен и подвешенные в складку на расстоянии 15 - 20 см от ограждения. Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна.

К рабочему месту с ЭВМ тоже нужно отнестись серьезно:

  1.  Рабочие места с компьютерами должны размещаться таким образом, чтобы расстояние от экрана одного видеомонитора до тыла другого была не менее 2,0 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов – не менее 1,2 м.
  2.  Экран видеомонитора должен находиться на расстоянии 600 - 700 мм, но не ближе 500.
  3.  Высота рабочей поверхности стола должна регулироваться в пределах 680-800 мм; при отсутствии такой возможности высота рабочей поверхности стола должна составлять 725 мм.
  4.  Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, глубиной на уровне колен – не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног – не менее 650 мм.
  5.  Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а так же – расстоянию спинки от переднего края сиденья.
  6.  Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, имеющей ширину не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах до 150 мм и по углу наклона опорной поверхности подставки до 20 градусов; поверхность подставки должна быть рифленой и иметь по переднему краю бортик высотой 10 мм.
  7.  Рабочее место с персональным компьютером должно быть оснащено легко перемещаемым пюпитром для документов.
  8.  Площадь на одно рабочее место с ПЭВМ для взрослых пользователей должна составлять не менее 6,0 кв. м., а объем не менее 20,0 куб. м.
  9.  Для внутренней отделки интерьера помещений с мониторами и ПЭВМ должны использоваться диффузно - отражающиеся материалы с коэффициентом отражения для потолка - 0,7 - 0,8; для стен - 0,5 - 0,6; для пола - 0,3 - 0,5.

Поверхность пола в помещениях эксплуатации мониторов и ПЭВМ должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной.

  1.   Для очистки и для влажной уборки, обладать антистатическими свойствами.

Для повышения влажности воздуха в помещениях с компьютерами следует применять увлажнители воздуха, ежедневно заправляемые дистиллированной или прокипяченной питьевой водой. Перед началом и после каждого часа работы помещения должны быть проветрены.

Самочувствие и здоровье персонала ЭВМ при исполнении выбранных методов и способов защиты от опасных и вредных факторов будут обеспечены.


Проектирование лаборатории

В процессе проектирования лаборатории было решено разделить её на 3 составные части, являющиеся на практике 3-мя различными помещениями: съёмочная студия, монтажная \ эфирная аппаратная, серверная.

Рис 2. Структура лаборатории

Кроме того, в состав лаборатории так же можно включить зал, в котором проходят основные мероприятия, телетрансляцию которых необходимо осуществить, а так же две удалённые студии или передвижные бригады (рис. 2).

В съёмочной студии будет вестись видеозапись, поэтому в данном помещении необходимо обеспечить максимально возможную шумо- и светозащищённость, спроектировать подключение осветительных приборов.

В аппаратной части студии будут располагаться основные рабочие места и устройства управления эфиром. По сути эта часть лаборатории должна представлять две независимые части – рабочие станции нелинейного монтажа и собственно комплекс управления прямым эфиром и записью в реальном времени.

Следующая иллюстрация показывает общий план помещения лаборатории, расположенной в комнате 506 кафедры (рис. 3). На ней изображены основные объекты лаборатории, приведены основные размеры.


Рис 3. План помещения комнаты 506

Слева находится аппаратная часть лаборатории, справа – съёмочная. Комнаты разделены гипсокартонной перегородкой с шумопоглотителем. Проход осуществляется через пластиковую дверь. Вход в лабораторию осуществляется через аппаратную, в съёмочной расположено окно. В дальнейшем проектирование отдельных составляющих лаборатории будет отображаться на этом плане.

В серверной части должны располагаться серверы, обеспечивающие вещание в сеть Интернет и приём видео с выездных студий,  запись и хранение высококачественного видео с камер, а так же источники бесперебойного питания для съёмочной и аппаратной частей.

В свою очередь инфраструктуру лаборатории можно поделить на следующие составные части:

  1.  Съёмочная часть
  2.  Эфирная часть
  3.  Монтажная часть
  4.  Серверная \ сетевая часть
  5.  Силовая инфраструктура
  6.  Передвижные телевизионные станции (ПТС)

Все эти части необходимо было спроектировать и развернуть в рамках данной работы. Кроме того, необходимо спроектировать общую схему подключений лаборатории для осуществления прямого эфира с вещанием в Интернет с учётом максимального использования лаборатории – две внешних бригады, съёмка в зале и непосредственно съёмочной студии, наложение титров. Необходимо минимизировать необходимость физических переключений, а неизбежные ввиду особенностей используемого оборудования – максимально понятными.

Проектирование съёмочной части 

Основная задача съёмочной части лаборатории – обеспечить необходимые условия для проведения видеосъёмки, а именно – постоянный уровень освещённости и шума, комфортные условия для работы видеооператоров и актёров (диктора, интервьюируемого и т.п.).

Антураж, мебель, климат-контроль

Учитывая размеры помещения и особенности использования создаваемой лаборатории, основными видами съёмки будет запись диктора, интервью и постановочные записи для образовательных видеороликов. Поэтому в съёмочной установлен столик для переговоров и несколько стульев.

Так как лаборатория проектируется для использования с современными системами нелинейного монтажа, решено использовать систему «хромакей» - использование так называемого «синего фона», который в последствии заменяется в видеоредакторе на изображение виртуальной студии или фон. «Синий фон» реализован при помощи полотна ткани синего цвета, расположенного за столиком диктора буквой «П» вдоль стены.

Для создания комфортной рабочей атмосферы предполагается использовать уже имеющийся в комнате оконный кондиционер, а для проветривания – имеющуюся форточку. Но в связи с повышенным шумом в процессе его работы (равно как и посторонние шумы с улицы во время проветривания), использование кондиционера, равно как и проветривание помещения возможны лишь в промежутках между съёмками.

Камеры

В съёмочной части создаваемой лаборатории необходимо разместить 3 видеокамеры. Такое число необходимо для съёмки крупного и двух средних планов (иногда ещё и общего). В качестве камер были выбраны SONY DSR-PD170P (рис. 4), т.к. они поддерживают запись на кассеты miniDV в форматах DV и DVCAM, хорошо зарекомендовали себя у профессионалов-одиночек и небольших студий своей надёжностью и качеством.

Рис 4. Общий вид камеры SONY DSR-PD170P

Камеры обладают как цифровым DV портом, так и аналоговыми Аудио\Видео (A\V) выходами, что удобно для одновременной записи на сервер или работе в эфир, и отображении кадра на дополнительном мониторе (по аналоговому выходу). Подробное описание камеры приведено в заключении, в разделе технических описаний.

Средства отображения

Так как лаборатория в первую очередь учебная, необходимо обеспечить возможность операторам и диктору видеть картинку, идущую в эфир (и на запись) с целью корректировки настроек камер прямо на месте. Для этого решено установить дополнительный телемонитор, дублирующий изображение на выходе видеопульта. Монитор располагается на подвесе на стене за камерами, в углу с разделяющей перегородкой (см. Рис. №). В качестве монитора выбран JVC TM-A140PN за свою простоту, надёжность и разумную цену.

Свет

Так как проведение видеосъёмки в студии требует постоянной освещённости, имеющееся в этой части помещения окно было закрыто специальными рулонными шторами (конструктивно напоминают экраны для проекторов, сворачивающиеся вверх), которые могут быть подняты, в случае необходимости.

Постановка света осуществляется при помощи 9 стационарных прожекторов различной мощности. Так как в зависимости от снимаемой сцены бывает необходима различная освещённость в разных точках помещения, фонари объединены в группы и разведены по 6 каналов на регулирующее устройство (диммер).

Следующая схема иллюстрирует установку прожекторов в помещении.
Рис
5. Расположение осветительных приборов в съёмочной

Два прожектора, находящиеся за столиком диктора (1 и 2 на схеме), расположены на полу, два (8 и 9) – на стене над камерами, остальные – укреплены на специальных балках и направляющих под потолком. Такое большое число осветительных приборов объясняется требованиями к использованию технологии «хромакей».

Прожектора обладают следующими мощностями:

  •  прожекторы 1, 2, 4, 5, 6, 7 – 1000W
  •  прожекторы 8, 9 – 500W
  •  прожектор 3 – 300W

Звук

Необходимо предусмотреть возможность быстрого и надёжного подключения дополнительных внешних (не накамерных) микрофонов. Для этого было решено использовать розетки типоформата XLR в настенном исполнении, удлинив тем самым в съёмочную входы аудиопульта из аппаратной. Розетки размещены на стене между аппаратной и съёмочной, напротив аудиопульта (рис. 6).


Рис
6. Расположение микрофонных розеток

Такое расположение розеток позволяет быстро подключать необходимые микрофоны в зависимости от типа проходящей съёмки.

Проектирование эфирной части

Проектирование эфирной части лаборатории являлось наиболее сложной и одновременно важной задачей. Необходимо было учесть все возможные сценарии работы лаборатории - обеспечить возможность проведения прямых эфиров из съёмочной, зала 504, двух выездных бригад.

Общая схема организации прямого эфира в лаборатории без привязки к конкретным моделям оборудования представлена на рисунке 7.

Рис 7. Проект подключений эфирной аппаратной

Необходимость предотвращения потери значимой информации при тренировочных записях и учебный характер студии определяет следующую схему работы:

Рис 8. Особенности реализации видеостудии.

В режиме записи все источники видеосигнала (до 4) поступают как в микшер для линейного монтажа, так и в видеосервер. Выходной сигнал получаем как на передачу, так и в видеосервер. Это обеспечивает запись «слепка» съемок, возможность повторного линейного монтажа и сравнения результатов.

В режиме повторного (отложенного) линейного монтажа сервер работает на воспроизведение «входных» видеосигналов и на запись выходного смикшированного видеосигнала.

Мониторинг.

Мониторинг производится не только штатными средствами видеомикшера (квадратер на Preview мониторе), но и дополнительными мониторами по одному на каждый вход микшера используются мультипрограммные ЖК мониторы с входами S-Video/Composite video/VGA/DVI. Для мониторинга сигналов поступающих по аналоговым каналам (S-Video), применяются S-Video сплиттеры.

Риc 9. Мониторинг системы

Таким образом, главными составляющими эфирной части лаборатории являются аудио и видео пульты и матрица мониторов отображения. Кроме того, сюда следует отнести устройства Set-Top-Box (STB), использующиеся для приёма информации с внешних студий и передвижных бригад. В качестве STB были использованы миниатюрные ПК на базе платформы VIA EPIA.

В настоящий момент была реализована следующая схема работы STP – после загрузки ОС автоматически запускался браузер, настроенный на определённую страницу, расположенную на телесервере. Содержимое данной страницы являлось управляющем файлом для проигрывателя Windows Media Player, которому передавалась ссылка на определённую точку вещания (на которую должен прийти сигнал удалённой студии) и команда на развёртывание в полный экран. Таким образом приставка автоматически настраивалась в режим сетевого видеоплеера, а всё управление в случае необходимости сводится к замене содержимого управляющей HTML-страницы и не требует прямого доступа на саму STB. Видеосигнал через S-VIDEIO выход подаётся на видеопульт.

Лаборатория обеспечивает подключение 3-х камер из съёмочной, 2-х – камер и презентации с ПК из зала 504, 2 внешние точки вещания. Данные подключения осуществляются средствами видеопульта ODISSEY DVM-102B. Подключения источников звука осуществляется к аудиопульту Behringer UB 1222FX-PRO. Лаборатория обеспечивает подключение 2-х микрофонов из съёмочной, два звуковых канала из зала и приём и передачу звука с удалённых видеостудий \ ПТС.

Полная схема подключений лаборатории изображена на рисунке 11. На рисунке 10 показаны внешние подключения между комнатами лаборатории. Все они соответствуют реально имеющимся и проложенным кабелям.

Рис 10. Внешние подключения лаборатории

Рис 11. Подключения прямого эфира

Данные иллюстрации можно считать основными достижениями данной работы, так как они наглядно иллюстрируют схему работы и последовательность подключений, что позволяет сотрудникам и стажерам лаборатории проводить обучение студентов принципам организации и проведения прямого эфира с технической точки зрения.

Для большей наглядности данные схемы вынесены в Приложение 1 в конец работы.

Проблема с видеовыходом DV пульта

В ходе развёртывания лаборатории был выявлен факт несоответствия видеопульта заявленной спецификации – цифровой видеовыход DV в нём не функционировал. После контакта с представителем фирмы-разработчика устройства было установлено, что данный факт не являлся заводским браком, т.к. поддержка выхода DV просто ещё не реализована в программном обеспечении пульта. Требовалось срочно найти решение возникшей проблемы, т.к. использование лаборатории для проведения прямых эфиров в Интернет становилось невозможным из-за отсутствия подключения к кодирующему серверу.

Решение данной проблемы было найдено в использовании аналогового выхода пульта S-VIDEO и внешних цифро-аналоговых преобразователей на шине USB. В качестве таких конвертеров выступили TV-тюнер AVER TV USB (рис 12) и звуковая карта Сreative USB Connect (рис 20) (первоначально она планировалась для использования в составе ПТС).

Рис 12. TV-тюнер AVerTV USB

Это решение позволило реализовать проектный потенциал лаборатории, оставаясь в рамках бюджета.

Проектирование силовой инфраструктуры

Съёмочная

Необходимо спроектировать электропитающую сеть съёмочной. При этом следует обеспечить бесперебойное электроснабжение видеокамер с целью защиты их электроники от сбоев в питающей сети, а так же обеспечить непрерывность процесса видеозаписи. Было решено разместить источник бесперебойного питания в серверной части и подключить его к съёмочной отдельной линией (рис. 13).


Рис
13. Разводка защищённой сети питания

В то же время необходимо предусмотреть несколько незащищённых розеток с целью подключения электроприборов повышенной мощности (к примеру, дополнительных осветительных приборов), а так же не защищённую розетку для подключения контрольного монитора (рис. 14).

Рис 14. Сеть лаборатории без защиты источником ИБП

Для стационарных осветительных приборов (прожектора и фонари) необходимо  спроектировать отдельные питающие линии с целью подключения их к регулятору мощности освещения (диммеру). Сам диммер следует по возможности расположить за пределами съёмочной студии, т.к. данное устройство производит заметный уровень шума, а так же требует подключения к 3-х фазной питающей линии, проведение которой в съёмочную не целесообразно. Диммер располагается в аппаратной, что одновременно с удалением лишнего источника шума из съёмочной обеспечивает удобный доступ к управлению светом для видеорежиссёра во время записи и прямого эфира (рис. 14).


Рис
15. Подключения осветительных приборов.

Оконный кондиционер подключён к отдельной линии, от которой запитана вся система климат-контроля в лаборатории.

Аппаратная

Основными потребителями электроэнергии в аппаратной являются монтажные станции и станция отсмотра и оцифровки, эфирная A\V- часть, усилители мощности, средства отображения (мониторы). Все они нуждаются в качественном и бесперебойном электроснабжении и требуют защищённых линий.

Так как аппаратная является основным рабочим помещением лаборатории, помимо стационарных потребителей, необходимо предусмотреть розетки для подключения потребителей временных и переносных, таких как различные зарядные устройства, адаптеры и блоки питания ноутбуков. Для решения этих задач было решено использовать пары «пилотов», установленные над и под столом соответственно. Расположение защищённых линий аппаратной показано на Рисунке 13.

Использовать незащищённые линии допустимо для эталонных мониторов на ЭЛТ и принтера ввиду повышенного энергопотребления и малой вероятности отказа. Расположение защищённых линий аппаратной показано на Рисунке 14.

Помимо этого в данном помещении находятся следующие потребители, требующие отдельных цепей питания и защиты:

  1.  Кондиционер и приточная вентиляция
  2.  Освещение комнаты
  3.  Пульт управления светом в съёмочной (диммер)

Кондиционер и приточная вентиляция нуждаются в отдельном автомате защиты в соответствии со своей документацией и рекомендациями по установке. Их подключение иллюстрирует рисунок 16.

Рис 16. Подключения систем климат-контроля

Освещение комнаты использует существующую электросеть кафедры, было решено оставить данное подключение. В то же время сама схема включения света нуждалась в доработке – изначально в аудитории 506 были установлены офисные потолочные светильники из 4-х ЛДС ламп. Данное освещение крайне не комфортно при активной работе за вычислительными машинами аппаратной и в моменты эфира, т.к. излишняя освещённость ухудшает восприятие информации с экранов мониторов. Был установлен так называемый «рабочий свет» из 4-х лампочек накаливания и реализована раздельная схема включение основного света и рабочего.

Освещение съёмочной так же было доработано с целью исключить случайное включение в процессе работы (которое неизбежно повлечёт изменение освещённости в кадре). Выключатель был перенесён к блоку управления прожекторами и расположился под столешницей, тем самым исключив возможность случайного включения (рис. 17).

Рис 17. Освещение лаборатории

Пульт управления светом (диммер) по спецификации нуждается в отдельной 3-х фазной линии электропитания в связи с повышенной мощностью, отдаваемой на нагрузку (в пике до 10kW и более). Подключение света проиллюстрировано рисунком 15.

Серверная

Серверная часть лаборатории является главным энергетическим узлом. В ней располагается точка ввода внешней питающей линии, установлен щиток автоматов защиты, расположены источники бесперебойного питания.

Непосредственно в самой серверной расположены следующие потребители:

  1.  стойка серверов ЕИС кафедры
  2.  стойка серверов лаборатории Интернет-телевидения
  3.  система охлаждения серверной (кондиционер)

Входящая линия представляет собой 3-х фазный кабель, подключённый к главной щитовой МИЭМ, гарантируя отсутствие возможных проблем с подачей питания на своём протяжении.

Электрощиток  выполнен на автоматах MERLIN GERIN, рассчитан на максимальную силу тока, отдаваемую в нагрузку 40 Ампер по каждой из 3-х фаз (в сумме около 30 kW). Все потребители защищены автоматами номиналом 16А. Всего предусмотрено 9 однофазных и 3 трёхфазных потребителя, серверной и лабораторией использованы 8 однофазных и 1 трёхфазная (диммер) линия. Подробная схема щитка приведена в заключении в описании серверной кафедры.

Все линии электросети серверная + лаборатория выполнены высококачественным проводом  следующего сечения:

  •  однофазный - сечение 3*1,5, гибкий
  •  трёхфазный - сечение 5*2,5, гибкий

В связи с тем, что в лаборатории и серверной используется дорогостоящее высокоточное вычислительное оборудование, критическое как к качеству питающего напряжения, так и к его стабильности, требовалось обеспечить защиту отдельных линий и потребителей от скачков и перебоев питания. Для этих целей было решено использовать источники бесперебойного питания (ИБП). Были выбраны ИБП американской фирмы APC, фактического лидера в производстве подобного оборудования. Её изделия хорошо зарекомендовали себя на рынке, а немного завышенная цена изделий компенсируется безупречным качеством. В составе серверного комплекса используются UPS 3000VA Smart APC Rack Mount 2U USB. Они выполнены в индустриальных корпусах типоразмера 2U для установки в стойки, поддерживают управление потребителями, что важно при долговременном отключении питания. Всего используется 3 источника: для защиты серверов ЕИС кафедры, для защиты серверов видеостудии и для защиты аппаратной и съёмочной. Каждый ИБП подключён к щитку через отдельный автомат, зарезервировано место для четвёртого источника.

Подробное описание электросети в серверной приведено в разделе технических описаний в заключении работы.

Проектирование монтажной части

Необходимо спроектировать два рабочих места для работ с системами нелинейного  видеомонтажа, спецэффектов, трёхмерной графики, рабочее место звукооператора и станцию отсмотра\оцифровки видеоматериала.

Станция отсмотра \ оцифровки

Для станции отсмотра и рабочей машины звукооператора было решено использовать имеющееся оборудование, докупив необходимую периферию.

Станция отсмотра\оцифровки\захвата видео представляет собой ПК с платой видеозахвата\realtime-компрессии видео в DV-формат, эталонный телемонитор (ЭЛТ) и набор воспроизводящих и записывающих дек для поддержки наиболее распространённых форматов носителей, с которыми работает студия:

  •  DV-дека
  •  DVD-VHS дека
  •  S-VHS дека

Станция позволяет: 

  •  производить отсмотр имеющегося видеоматериала как из сети видеостудии, так и напрямую с носителей на высококачественном телемониторе
  •  производить захват и сброс цифрового видео в формате DV на кассеты MiniDV при помощи соответствующей деки
  •  оцифровку аналогового видео с VHS, S-VHS носителей в DV
  •  быстрый (realtime) перевод DVD-Video в DV (крайне актуален в случае не соответствующих стандарту дисков)
  •  быстрый (realtime) сброс материала на DVD
  •  даббинг VHS-S-VHS-DV в случае необходимости

Подробное техническое описание представлено в заключении.

Станции нелинейного монтажа

В качестве монтажным машин были выбраны графические рабочие станции SuperMicro на последнем поколении процессоров Intel Xeon Core 2, в качестве основной системы монтажа выбран CANOPUS EDIUS, в связи с чем было принято решение оснастить монтажные станции аппаратными платами нелинейного монтажа. Станции выполнены в корпусах типоразмера 4U, поддерживающих вертикальную установку. Используются 8 корзин для быстрой смены жёстких дисков, что позволяет производить оперативную замену накопителей при работе с архивом.

Описание использующегося программного обеспечения приведено в заключении.

Проектирование передвижных телестудий (ПТС)

Передвижная телестудия в рамках лаборатории должна отвечать следующим качествам:

  1.  Мобильность
  2.  Поддержка кодирования в Windows Media
  3.  Поддержка подключения видеокамер стандарта DV\DVCAM
  4.  Обеспечение достаточной мощности для двухсторонней передачи видеопотока.

Проанализировав имеющиеся решения, наиболее разумным показалось использование современного портативного ПК (ноутбука) на базе процессора Core 2 Duo под управлением Windows XP. На машины установлены Windows Media Encoder 9 и Windows Media Player 11 в качестве передатчика и приёмника потокового видео по сети Интернет соответственно.

Принцип работы выездной бригады иллюстрирует рисунок 18.

Рис 18. Принцип работы ПТС

В настоящее время ПТС лаборатории представляют собой ноутбуки DELL Inspiron 6400, доукомплектованные FireWire Express Card на 2 порта (рис. 19) для подключения двух видеокамер формата DV, а так же внешней звуковой картой Creative Sound Blaster SB Creative Connect USB (рис. 20).

. 


Рис 19. STLab Express Card FireWire 2 Port

Рис 20. Creative Sound Blaster SB Creative Connect USB

Кроме того, была разработана схема двойной загрузки  с использованием ПО Acronis OS Selector, которая позволяет использовать две операционные системы – для вещания в режиме передвижной точки и как мобильную видеостудию нелинейного монтажа соответственно. Во втором случае набор программ идентичен большим рабочим станциям.

Проектирование серверной части

К проектированию серверной части лаборатории относилось выбор и конфигурация обслуживающих серверов, необходимых для поддержки работы лаборатории и вещания в сеть Интернет. Так же необходимо было создать кабельную систему и подобрать активное сетевое оборудование, способное обеспечить повышенную нагрузку, создаваемую в процессе  групповой работы над проектами.

В серверной было решено разместить следующие серверы:

  1.  Сервер видеозаписи и архива (DVR)
  2.  Сервер потокового видеовещания (телесервер, Broadcast)
  3.  Сервер-кодировщик (Encoder)
  4.  Рабочая станция видеооператора (Workstation)
  5.  Почтовый сервер (Mail)
  6.  Станция обслуживания информационной панели (TV)

Сервер видеозаписи и архива (DVR)

Первоначально планировался исключительно как сервер видеозаписи – DVR от Digital Video Recorder, в процессе выполнения первых проектов так же использовался как основное файловое хранилище лаборатории. Представляет собой сервер в стоечном исполнении с дисковым массивом SATA RAID 5 на 2TB, содержит 4 FireWire PCI контроллера для подключения к источникам видео (камеры и пульт). В качестве платформы выбрана система на базе AMD Opteron 64, в основном по финансовым соображениям.

Операционная система – Gentoo Linux, запись осуществляется программой DVGrub, управляемой удалённо из лаборатории программно или с пульта (на момент написания работы находится в экспериментальной стадии). Работы по настройке и установки выполнялись инженерами и системным администратором кафедры по поставленному ТЗ.

Управление осуществляется через KVM в аппаратной и через SSH.

Сервер потокового видеовещания (Broadcast)

Данный сервер должен обслуживать телеканал института, кафедры и различные точки вещания – как учебные, так и служебные. В будущем может быть использован для ретрансляции каналов студий других учебных заведений, а так же для предоставления им возможности осуществлять вещание без использования собственной серверной инфраструктуры.

Кроме того, сервер должен осуществлять запись проходящих прямых эфиров в формат Windows Media и поддерживать  списки воспроизведения для внутреннего телеканала.

В качестве аппаратного решения был выбран бюджетный сервер в корпусе 2U на базе процессора Intel Pentium D 3GHz, доукомплектованный серверным 1GBit Ethernet-контроллером в расчете на будущее развёртывание внутри институтской сети высококачественного видео.

Сервер работает под управлением операционной системы Windows 2003 Server, установлены службы Windows Media Streaming Services 9.

Управление осуществляется через KVM в аппаратной, через WEB-интерфейс (службы Windows Media Streaming) и через RDP.

Сервер-кодировщик (Encoder)

Осуществляет кодирование видео, отдаваемого лабораторией, в формат Windows Media и передачу потокового видео на вещающий сервер. Основным требованием при проектировании данной машины являлась повышенная производительность. Она необходима, чтобы обеспечить одновременную передачу потока, закодированного с различными битрейтами для максимального охвата зрителей в зависимости от пропускной способности их каналов связи. Так же требовалось предусмотреть наличие порта FireWire для подключения к выходу видеопульта.

Сервер оснащён процессором Core 2 Duo, на материнской плате интегрирован порт FireWire. Выполнен в корпусе типоразмера 2U. Работает под управлением Windows XP Professional, обеспечивает автозапуск Windows Media Encoder 9.

Управление осуществляется через KVM.

Рабочая станция видеооператора (Workstation)

Так же располагается в серверной, управляется через KVM. Должна обладать всем набором ПО, использующимся на больших монтажных машинах и ноутбуках ПТС. Основная задача – оперативная подготовка сопутствующих видеоматериалов для прямого эфира непосредственно с места видеооператора.

Технически представляет собой ПК среднего класса, выполнена в индустриальном корпусе типоразмера 2U. Как задел на будущее оснащена высококачественной звуковой картой, аналогичной рабочей машине звукооператора.

Почтовый сервер (сервер коммуникаций)

Данный сервер должен обеспечить поддержку групповой работы сотрудников, стажёров и студентов, проходящих обучение в лаборатории. Помимо функций непосредственно почтового сервера, способен осуществлять различные дополнительные функции, как то: списки рассылки, общие папки, календари, обмен голосовыми и моментальными (IM) сообщениями.

В качестве программного обеспечения сервера был выбран Communigate Pro версии 5.2 (в режиме Community Edition, позволяющим некоммерческое использование). Данный продукт - хорошо зарекомендовавшее себя на рынке Groupware-решение как для небольших компаний, так и крупных корпораций и организаций.

Помимо возможности использовать внешние программы для работы с почтой и другими возможностями и протоколами сервера, Communigate поддерживает современный и многофункциональный веб-интерфейс на основе технологии Adobe FleshPronto! (рис. 21)

Рис 21. WEB-интерфейс почтового сервера лаборатории

Платформой для развёртывания данного сервера было решено использовать компьютер SUN Blade 100 под управлением Solaris 9, т.к. данная конфигурация рекомендуется производителями почтового сервера.

Рис 22. SUN Blade 100 – почтовый сервер лаборатории

С момента запуска в ноябре 2007 года коммуникационный сервер не дал ни единого сбоя, активно используется действующим коллективом лаборатории.

Станция обслуживания информационной панели (TV)

Данная машина вошла в состав лаборатории в готовом виде. Была запущена в марте 2007 года ко дню открытых дверей института, когда на кафедре была установлена цифровая ЖК панель для отображения новостей и экспериментального на тот момент телеканала кафедры, а так же прямых трансляций защит.

Представляет собой обычный ПК класса Pentium IV. Оснащена видеокартой с портом DVI. Подключение к ЖК-панели PHILIPS осуществляется кабелями DVI->HDMI (видео) и miniJACK-RCA (звук).

На панели отображается специально созданная веб-страница, автоматически разворачиваемая на полный экран при загрузке машины (Рис 23)

Рис 23. Информационная панель кафедры.

Сетевая инфраструктура

Проектирование кабельной инфраструктуры заключалось в организации ЛВС, способной обеспечить пропускную способность 1GB\sec между компьютерами лаборатории и надёжный доступ к каналам Интернет через сеть института.

Каждое рабочее место снабжалось 2-мя сетевыми розетками, предусмотрены дополнительные розетки для подключения переносных компьютеров.

В качестве основного коммутатора лаборатории было решено использовать имеющийся в составе ЕИС кафедры D-Link DGS-1216T, произведя необходимые настройки и переконфигурацию.

Подробное описание серверной представлено в заключении.


Заключение

Техническое описание лаборатории

Серверная

Первоначально - часть 507 комнаты, отгороженная офисной перегородкой от основного помещения. Собственно серверной кафедры стала в январе-феврале 2006 года в связи с ростом ЕИС кафедры и её аппаратного обеспечения. Летом 2006 года был проведён капитальный ремонт 507 комнаты, в ходе которого серверная выделилась в отдельное помещение. Завершение внутренних работ (вентиляция, электропитание, коммуникации) и запуск серверов происходил в сентябре 2006 года. Тогда в серверной была 1 стойка.

Вторые крупные работы были проведены летом 2007 года в связи с закупкой оборудования видеостудии, установкой второй стойки. Осенью этого же года наконец был установлен кондиционер и запущена видеостудийная часть, переделана коммутационная часть.

Завершающие работы, в частности подключение отдельной линии электропитания и установка стеллажа под компьютеры в традиционном (не rackmount) исполнении были проведены в период с января по май 2008 года.

Помещение

Серверный и коммуникационный узел расположен в небольшой комнате, расположенной в 507 аудитории - комнате заведующего лабораторией кафедры. Доступ в комнату осуществляется через 507-ую, отдельного входа из коридора кафедры серверная не имеет.

Некоторые особенности помещения:

  •  Материалы:
    •  стены - гипсокартон, на 3 стенах двойной, на стене щитка - одинарный
    •  пол - антистатисческое прорезиненное покрытие
    •  потолок - навесной потолок типа armstrong
    •  дверь - деревянная дверь купейного типа, сдвиг вправо
  •  Габариты помещения:
    •  длинна Х ширина -
    •  высота потолка -
  •  Мебель:
    •  стеллаж+стол
    •  тумбочка на колёсиках 3 ящика
    •  стул
    •  2 стойки 19" 42U

План комнаты

  •  Общий план серверной и 507-ой
  •  Детальный план серверной

Энергосистема

Датацентр и видеостудия являются критическими потребителями электроэнергии и нуждаются в независимой, высокомощной и защищённой системе электроснабжения. Т.к. текущая электросеть кафедры не соответствовала поставленным задачам, система энергоснабжения рассчитывалась и делалась с нуля. Все работы были согласованы с электриками института, которые предоставили высокомощною линию до серверной комнаты и установили отдельный электрощит.

Щит автоматов

Серверный узел кафедры подключён к электросети института отдельным высоковольтным 3-х фазным проводом и никак не связан ни с линией питания кафедры, ни с кафедральным щитком. Электросеть серверного узла (а так же высоковольтные линии видеостудии) имеют отдельный щиток автоматов. Установка последнего проводилась силами электриков института, все внутренние работы по разводке проведены мною, Рыбиным Иваном Сергеевичем.

Физически щит серверной и студии расположен на стене серверной комнаты за стойками.

Щиток содержит 4 3-х фазных автомата и 9 однофазных. Возможна установка ещё 3-х однофазных автоматов.

В настоящий момент имеется резерв неиспользованных автоматов в виде 2-х 3-х фазных и 1-го однофазного.

  •  Характеристики автоматов 

Рис 24. Автоматы трёхфазные - Merlin Gerin

Рис 25. Автоматы однофазные - Merlin Gerin 16A

  •  Схема Щитка (внутренняя разводка) 
  •  Роли автоматов 

Высоковольтные линии

Электропитающая сеть серверной и видеостудии (кроме потолочного освещения) полностью построена с нуля в ходе проекта.

Линии разделены на защищённые блоками ИБП и незащищённые (напрямую подключены к щиту). Так же линии разделены по типам подключаемых потребителей на несколько категорий.

  •  Защищённые линии
    •  UPS LINE 1 - collocation стеллаж (верхний пилот)
    •  UPS LINE 2 - монитор консоли + collocation стеллаж (нижний пилот) - т.к. UPS 4 пока нет, сейчас подключена напрямую к LINE 2 
    •  UPS LINE 3 - студия левая сторона аппаратной (лицом к кондиционеру)
    •  UPS LINE 4 - студия правая сторона аппаратной + съёмочная
  •  Незащищённые линии (идут по порядку однофазных автоматов)
    •  LINE 1 - стойка серверов, розетка 1, UPS 1
    •  LINE 2 - стойка серверов, розетка 2, UPS 4(в проекте, сейчас напрямую подключена к UPS LINE 2)
    •  LINE 3 - стойка студии, розетка 3, UPS 2
    •  LINE 4 - стойка студии, розетка 4, UPS 3
    •  LINE 5 - Wi-Fi кафедры
    •  LINE 6 - кондиционирование серверной
    •  LINE 7 - кондиционирование и вентиляция студии
    •  LINE 8 - незащищённая линия студии
    •  LINE 9 - резерв, не разведена
  •  3-х фазная линия для освещения в Видеостудии

При монтаже линий электропитания использовались:

  •  Провода:
    •  однофазный: сечение 3*1,5, гибкий
    •  трёхфазный: сечение 5*2,5, гибкий
  •  Розетки, выключатели, тройники и "пилоты"
    •  двойные розетки с заземлением настенного монтажа
    •  двойные розетки с заземлением на короб
    •  "пилоты" на 6 розеток
    •  "пилоты" на 6 розеток
    •  "пилоты" на 5 розеток
    •  "пилоты" на 5 розеток
    •  тройник настенный на 4 розетки
    •  розетки с заземлением
    •  выключатель двойной с неонкой накладной
    •  выключатель двойной накладной
    •  выключатель настенный

Система резервного энергоснабжения

В связи с регулярными сбоями в энергоснабжении кафедры в предыдущие несколько лет (включая две крупных аварии), а так же требованиями к непрерывности работы как серверов, так и видеостудии в разгар проектов, было принято решении о полной защите питающих линий как самой серверной, так и всего электронного оборудования видеостудии.

Фильтрацию питающего напряжения от помех и обеспечение резервным питанием в случае отказа основной линии осуществляют источники бесперебойного питания UPS фирмы APC.

Используются модели UPS 3000VA Smart APC Rack Mount 2U USB ( <SUA3000RMI2U> )

Рис 26. ИБП APC Smart RM 2U

  •  В настоящее время используются 3 блока питания, добавление 4-го зарезервировано проектом серверной и соответствующей разводкой питающих линий.

Распределение блоков ИБП по нагрузке: 

  •  UPS 1 (стойка серверов) - запитывает серверы стойки
  •  UPS 2 (стойка студии) - запитывает серверы студии
  •  UPS 3 (стойка студии) - запитывает студию (комнату 506, бесперебойные линии)
  •  UPS 4 (стойка серверов, в проекте) - в будущем запитает стеллаж серверов collocation

Системы климат-контроля и вентиляции

Для долговременной стабильной работы мощных компьютерных систем (к которым относятся как серверы, так и активное сетевое оборудование промышленного уровня) необходим определённый температурный режим, не соблюдение которого пагубно влияет как на срок службы таких систем, так и на стабильность. С увеличением количества таких систем в замкнутом объёме критичность данного фактора на работоспособность всего комплекса в целом многократно возрастает.

В системе климат-контроля серверного узла кафедры используется двойная схема "охлаждение + вентиляция" - кондиционер обеспечивает поддержание температуры на заданном уровне, наиболее комфортном для работы техники, а вытяжная вентиляция обеспечивает постоянный проток воздуха и не позволяет ему застаиваться, что особенно важно в случае непосредственных работ внутри помещения серверной. Кроме того, такая схема даёт некий резерв в случае выхода из строя одного из двух элементов, что должно позволить продержаться комплексу до устранения причины отказа одной из систем.

Вытяжная вентиляция

Вытяжная вентиляция серверной была смонтирована сразу после ремонта комнаты летом 2006 года и около года, пока не был установлен кондиционер, она одна обеспечивала охлаждение серверов и сетевого оборудования. Расположена под потолком в дальнем от входа углу комнаты, тем самым обеспечивается проток воздуха по всему помещению и забор наиболее тёплого воздуха из задней части комнаты (за стойками), куда прогоняют воздух все серверы.

Рис 27. Вытяжка, решётки воздухозаборников.

Вытяжка состоит из:

Рис 28. Турбина вытяжки, аналог.

  •  вентилятор турбинного типа на 220 вольт - это основной вентилятор вытяжной системы, расположен под потолком за 2-мя круглыми решётками, на иллюстрации представлен аналог (рис. 28)

Рис 29. Вентилятор из блока питания

  •  4 вентилятора 8*8 см 12 вольт (от блоков питания ПК) - смонтированы в "квадрат" на решётке вытяжки

Вытяжная вентиляция организована подручными средствами из имевшихся агрегатов по причине проблем финансирования проекта на данном этапе. Тем не менее, на результате работы и функционале это никак не сказалось - как было отмечено, со своей обязанностью система справлялась более года.

Кондиционер

После начала строительства летом 2007 года видеостудии и закупки нового оборудования (серверов, блоков ИБП и сетевого оборудования) стало очевидно, что с возросшей нагрузкой вытяжке уже не справится, и было принято решение об установке кондиционера.

Рис 30. Кондиционер LG

Модель кондиционера: S24LHP-Neo 2007 Plasma

  •  Характеристики:
    •  Охлаждение (кВт) - 7.0
    •  Потр. мощность охл. - 2700

Кондиционер снабжён системой подогрева дренажа и компрессора ("зимний комплект"), что позволяет эксплуатировать его круглогодично.

Серверная площадка

Стойки 19"

В серверной используются 2 стойки под индустриальное оборудование типоразмера 19", на 42U(nit-а) каждая. В стойках размещены серверы кафедральной ИС, видеостудии, серверы на collocation, сетевое оборудование и блоки ИБП.


Рис 31. Стойка ZPAS

  •  Стойка серверов - ZPAS SRD-242
    •  рам - 2
    •  глубина, мм - 130 - 695 (регулируемая)
    •  высота, мм - 1975
    •  высота в U - 42U
    •  полок - 1

Рис 32. Стойка NetCell

  •  Стойка студии - NetCell DF 19" 42U 400 мм
    •  рам - 2
    •  глубина, мм - 400
    •  высота, мм - 1975
    •  высота в U - 42
    •  Габаритные размеры (Ш х В х Г), мм - 545 x 1977 x 740
    •  Максимальная распределенная нагрузка, кг - 800
    •  Масса, кг - 27,4
    •  полок - 2

Стеллаж

В качестве стеллажа под серверы collocation (в корпусах midiTower) студентов и сотрудников кафедры, а так же стола для консоли управления серверами было использовано модульное решение АНТОНИУС от IKEA. Стеллаж расположен на стене, противоположной электрощиту, под кондиционером, слева от входа в серверную.

Рис 33. Стеллаж серверов collocation

  •  Стеллаж АНТОНИУС серверной состоит из:
    •  настенная шина 180 см - 2 шт
    •  настенная шина 90 см - 1 шт
    •  консоль - 4 комплекта (по 2 штуки - левая\правая)
    •  столешница - 1 шт
    •  регулирующаяся ножка - 1 комплект (2 штуки)
    •  полки для стеллажа - 4 шт (были куплены в OBI по экономическим соображениям)

Стеллаж в сборе отличается от представленной фотографии наличием 3-ей шины (90 см), находящейся посередине между двумя длинными (180 см), к которым закреплена столешница. Полки представляют из себя 4 "половинки" длинны столешницы с 2-мя консолями по краям и могут независимо переставляться по высоте и справа-налево и обратно, в зависимости от количества и габаритов размещаемого на них оборудования.

Коммуникационный узел

Телефония

АТС

Коммутационная панель

Линии связи

Сеть Ethernet

Активное коммуникационное оборудование

В настоящий момент используется следующее активное сетевое оборудование:

Switches\Коммутаторы:

Рис 34. Основной коммутатор сети ЕИС

Allied Telesyn AT-9748TS/XP - основной коммутатор сетевого окружения кафедры - 48 портов Gigabit Ethernet.

Рис 35. Основной коммутатор сети лаборатории

D-Link DGS-1216T - основной коммутатор видеостудии, 16 портов Gigabit Ethernet.

Коммутационные панели

Линии связи

Сети видеостудии и другие коммуникации

Вместе с организацией видеостудии в 506 аудитории и размещением её серверного оборудования в датацентре кафедры, возникла необходимость соединить 2 комнаты специфическими линиями связи, абсолютно не характерными для классической серверно-сетевой инфраструктуры.

Сеть FireWire

Сеть FireWire соединяет видеокамеры съёмочной и видеомикшер аппаратной с сервером видеозаписи DVR. Эта сеть представляет из себя 5 высококачественных кабелей IEEE1394 6pin-6pin производства KRAMER.

Используется во время проведения видеозаписей и\или трансляций для непосредственной записи на диски DVR, экономя время на "классической" записи на кассеты.

Кроме того, может быть использована для прямой записи отснятого материала с кассет на сервер DVR

Другие линии связи, относящиеся к видеостудии

К данной категории относятся такие коммуникации, как:

  •  видео (DVI-HDMI) и аудиокабели Информационной Панели
  •  кабель к TV-тюнеру оцифровки видеосигнала с мишкера - USB или S-Video, окончательное решение пока не принято
  •  высококачественные звуковые кабели от рабочей станции в индустриальном исполнении (пока не проложены)
  •  кабели KVM видеостудии и серверной

Станция отсмотра \ оцифровки \ захвата видео 

Станция отсмотра\оцифровки\захвата видео представляет собой ПК с платой видеозахвата\realtime-компрессии видео в DV-формат, эталонный телемонитор (трубка) и набор воспроизводящих и записывающих дек для поддержки наиболее распространённых форматов носителей, с которыми работает студия:

  •  DV-дека
  •  DVD-VHS дека
  •  S-VHS дека

Станция позволяет: 

  •  производить отсмотр имеющегося видеоматериала как из сети видеостудии, так и напрямую с носителей на высококачественном телемониторе
  •  производить захват и сброс цифрового видео в формате DV на кассеты MiniDV при помощи соответствующей деки
  •  оцифровку аналогового видео с VHS, S-VHS носителей в DV
  •  быстрый (realtime) перевод DVD-Video в DV (крайне актуален в случае не соответствующих стандарту дисков)
  •  быстрый (realtime) сброс материала на DVD
  •  даббинг VHS-S-VHS-DV в случае необходимости

Состав

Компьютер

Рис 36. Корпус Xazer

  •  Конфигурация ПК 
    •  ЦП: Intel Pentium 4E, 3016 MHz (15 x 201)
    •  Системная плата: Epox EP-4PDA6(I) (5 PCI, 1 AGP, 2 DDR DIMM, Audio)
    •  Системная память: 2048 Мб (DDR SDRAM)
    •  Видеоадаптер: RADEON 9200 SERIES (128 Мб)
    •  Монитор: Samsung SyncMaster 710M/710V/MagicSyncMaster CX701BM/CX711BM [17" LCD] (HVFY106098)
    •  Звуковой адаптер: Creative EMU10K1 SB Live! Audio Processor
    •  Дисковый накопитель: ST3160023AS (160 Гб, 7200 RPM, Serial-ATA/150)
    •  Дисковый накопитель: ST3250820AS (232 Гб, IDE)
    •  Оптический дисковод: PIONEER DVD-RW DVR-108 (DVD+R9:4x, DVD+RW:16x/4x, DVD-RW:16x/4x, DVD-ROM:16x, CD:32x/24x/40x DVD+RW/DVD-RW)
    •  Клавиатура: Cherry GmbH USB Keyboard
    •  Мышь: Logitech USB Wheel Mouse
    •  Контроллер FireWire: Texas Instruments TSB43AB21 1394A-2000 OHCI PHY/Link-Layer Controller (в составе Matrox RT.X100)
    •  Контроллер FireWire: VIA VT6306 Fire II IEEE1394 Host Controller
  •  Дополнительное видео-оборудование 

Рис 37. Монтажный комплект Matrox RT.X100

  •  Matrox RT.X100 - карта оцифровки\realtime-процессинга
    •  Superior realtime 3D effects with spline keyframe control
      •  Sought-after realtime filters - pan & scan, old movie, soft focus, color match and more
      •  Realtime analog (composite, and Y/C) capture and output
      •  Realtime DV-1394 input and output
      •  Realtime SinglePass DV-1394 scan and capture
      •  Realtime MPEG-2 capture and encoding for DVD authoring
      •  Realtime chroma and luma keying with 4:4:4 upsampling
      •  Realtime super-smooth, field-blended fast and slow motion
      •  Most powerful realtime 3D technology for video, titles, and 32-bit graphics
      •  Faster, more versatile capture and export tools
      •  Hardware-accelerated simultaneous batch encoding of DVD, SVCD, VCD, and web formats
      •  Advanced realtime, 3-way, 18-parameter YUV color correction plus 8-parameter RGB gain/offset colorization
      •  Professional waveform and vectorscope monitors
      •  Video capture using OHCI and Video-for-Windows compliant applications
      •  Professional DVD authoring with Adobe Encore DVD
      •  Professional audio editing with Adobe Audition
    •  Matrox RT.X100 Xtreme Pro спецификации 
    •  Video Formats: 
      •  ITU-R601
      •  NTSC: 720 x 480 at 29.97 frames/sec
      •  PAL/SECAM: 720 x 576 at 25 frames/sec
      •  4:3 and 16:9 aspect ratios
      •  Video Overlay: Video-in-a-window support on console
    •  Video Codec: 
      •  Захват 
      •  DV, DVCAM
      •  NTSC 4:1:1
      •  PAL 4:2:0
      •  Воспроизведение 
      •  DV, DVCAM
      •  NTSC 4:1:1
      •  PAL 4:2:0
      •  Экспорт 
      •  DV, DVCAM
      •  NTSC 4:1:1
      •  PAL 4:2:0
      •  MPEG-2@ML IBP from 2 to 10 Mbps
    •  Возможности Аудио 
      •  Sampling method: 16 bit, 48 kHz
      •  Analog audio I/O: dependent on audio card
    •  Входы\Выходы: 
      •  Входы: 
      •  FireWire 1394 6-pin
      •  composite video (CVBS), RCA jack
      •  S-video (Y/C), mini-DIN
      •  NTSC, PAL, and SECAM
      •  Выходы: 
      •  FireWire 1394 6-pin
      •  composite video (CVBS), RCA jack
      •  S-video (Y/C), mini-DIN
      •  NTSC and SECAM

Рис 38. Блок аналоговых подключений.

DV-дека

Рис 39. DV-дека SONY HVR-M25E

  •  модель 

Sony HVR-M25E

  •  характеристики 
    •  Формат записи: 1080/60i, 1080/50i, 480/60i (NTSC), 576/50i (PAL)
    •  Формат воспроизведения/понижающего преобразования: 1080/60i, 1080/50i, 480/60i (NTSC), 576/50i (PAL), 480/60P, 576/50P, 720/60P, 720/50P
    •  Скорость ленты: HDV/DV SP DVCAM , Макс. 18,812 мм/с Макс. 28,812 мм/с
    •  Время записи/воспроизведения: HDV/DV SP DVCAM , Макс. 276 мин с кассетой PHDV-276DM, макс. 63 мин с кассетой PHDVM-63DM макс. 184 мин с кассетой PHDV-276DM, макс. 41 мин с кассетой PHDVM-63DM
    •  Время прямой/обратной перемотки: около 2 мин с кассетой PHDV-276DM
  •  входы\выходы 
    •  вход/выход видеосигнала: BNC x 2 видеосигнал: 1 В (размах), 75 Ом, несимметр., синхроимпульсы отриц.
    •  Вход/выход S-video: Mini DIN 4-контактный х 2 Y: 1 В (размах), 75 Ом, несимметричный, синхроимпульсы отрицательные C: 0,286 В (размах) (NTSC), 0,3 В (размах) (PAL), 75 Ом, несимметричный
    •  Компонентный видеовыход: BNCx3 Y: 1 B (размах) (0,3 В, синхропульсы отрицательные) Pr/Pb (Cr/Cb): 700 мВ (размах) (уровень ГЦП 100%), входное сопротивление 75 Ом
    •  i.Link: 4-контактный
    •  Выход HDMI: 19-конт.(тип А), видео: 1080/60i, 1080/50i, 480/60i(NTSC), 480/60P. 576/50i(PAL)720/60P, 720/50P, 576/50P, звук:ИКМ 48 кГц/16 бит
    •  Наушники: Стереогнездо minijack (3,5 мм), нагрузка 8 Ом
    •  LANC: Стереогнездо mini-minijack (2,5 мм)
    •  Control S: Стереогнездо minijack (3,5 мм)
    •  Вход звука: RCA x 2, Входной уровень: -10/-2/+4 дБu, входное сопротивление: мин. 47 кОм, несимметричный, макс. входной уровень: -10: +18 дБu (около 6 В (размах)), -2: +24 дБu (около 12.5 В (размах)), +4: +30 дБu (около 25 В (размах))
    •  Выход звука: RCA x 2, Выходной уровень: -10 дБu (полноразрядный -20 дБ), сопротивление 47 кОм, несимметричный в режиме 60i, -10 дБu (полноразрядный -18 дБ), сопротивление 47 кОм, несимметричный в режиме 50i, Сопротивление: макс. 1 кОм, несимметричный
    •  ЖК-монитор: 2,7-дюйма, около 211 200 точек (960 x 220), панель Clear Photo LCD Plus

Рис 40. DV-дека SONY HVR-M25E – задняя панель

DVD-VHS дека

Рис 40. DVD-VHS дека BBK DW9938S

  •  модель 

BBK DW9938S

  •  характеристики 
    •  Запись на DVD 
      •  Запись на DVD+R/RW +
      •  Запись на DVD-R/RW* +
      •  Система цветности PAL/NTSC
      •  Режимы записи HQ(1), SP(2), EP(4), SLP(6)
    •  Запись на кассету VHS 
      •  Система цветности PAL
      •  Режимы записи SP, LP
      •  Характеристики VHS-привода
      •  Число видеоголовок 4
      •  Число аудиоголовок 2
    •  Декодеры
      •  Декодер Dolby Digital +
      •  Декодер DTS +
      •  Декодер DPLII -
    •  TV тюнер 
      •  Система цветности PAL BG, DK, I, SECAM BG, DK, I,
      •  Декодер NICAM +
    •  Аудиохарактеристики
      •  АудиоЦАП (кГц/бит) 192/24
      •  Частотный диапазон (Гц) 20 - 20000
      •  Отношение сигнал/шум (дБ) >=85
      •  Отношение искажений аудиосигнал/шум (дБ) <=-65
    •  Видеохарактеристики
      •  ВидеоЦАП (МГц/бит) 54/10
      •  Амплитуда выходного видеосигнала композитного видеовыхода 1.0Vp-p (75 Ом)
      •  Амплитуда выходного видеосигнала видеовыхода S-Video Y:1.0Vp-p (75 Ом), C:0.286Vp-p (75 Ом)
      •  Амплитуда выходного видеосигнала видеовыхода Y Cb Cr Y:1.0Vp-p (75 Ом), Cb/Cr:0.7Vp-p (75 Ом)
      •  Амплитуда входного видеосигнала композитного видеовхода 1.0Vp-p (75 Ом)
      •  Амплитуда входного видеосигнала видеовхода S-Video Y:1.0Vp-p (75 Ом), C:0.286Vp-p (75 Ом)
    •  Требования по эксплуатации 
      •  Температурные требования (°C) 5 - 35
      •  Требования к влажности (%) 15 - 75
      •  Электропитание (В, Гц) ~ 100 - 250; 50/60
    •  Общие
      •  Потребляемая мощность (Вт) 45
      •  Потребляемая мощность в режиме ожидания (Вт) 3
      •  Размеры (мм) 430x380x90
      •  Вес (кг) 6,9
      •  Размеры в упаковке (мм) 515x185x495
      •  Вес в упаковке (кг) 7,57
      •  Цвет серебряный
      •  EAN 6920053808535
  •  входы\выходы 
    •  Видеовыходы 
      •  Композитный видеовыход 1+1(SCART)
      •  Видеовыход S-Video 1
      •  Компонентный видеовыход (Y Cb Cr) 1
      •  Прогрессивная развертка +
      •  Видеовыход RGB/SCART 1
    •  Видеовходы 
      •  Цифровой видеовход DV (i.LINK, IEEE 1394) 1
      •  Композитный видеовход 2+1(SCART)
      •  Видеовход S-Video 2
      •  Видеовход RGB/SCART 1
    •  Аудиовыходы 
      •  Стереофонический аудиовыход 1+1(SCART)
      •  Отдельный аудиовыход 5.1CH 1
      •  Цифровой оптический аудиовыход 1
      •  Цифровой коаксиальный аудиовыход 1
    •  Аудиовходы 
      •  Стереофонический аудиовход 2+1(SCART)+1(DV)
    •  Другие входы/выходы 
      •  RF выход 75 Ом 1
      •  RF вход 75 Ом 1

Рис 41. DVD-VHS дека BBK DW9938S – задняя панель

S-VHS дека

Рис 42. S-VHS дека Panasonic NV-HS960

  •  модель 

Panasonic NV-HS960

  •  характеристики 
    •  Amorphous Pro-heads
    •  S-VHS & S-VHS ET (S-VHS ET allows S-VHS recording on high grade VHS tapes)
    •  Digital Picture Processing
    •  Tape Library System
    •  SP/LP & EP modes for up to 12 hours of recording (On a 4 hour tape using EP mode)
    •  Subtitle record and playback from Teletext/CC
    •  Extensive Editing Features
    •  Intelligent Digital set-top box control
    •  Nicam Stereo Decoder with Hi-Fi Stereo Sound
    •  PDC, Videoplus & QLINK
    •  NTSC Playback
    •  Audio Dub
    •  Flying Erase head
    •  Insert Edit
    •  One Touch Edit
    •  1 Month 8 Programme Timer
    •  99 Station Tuner
    •  Video Index Search System
    •  Tape Remaining Indicator
    •  Elapsed Time Counter
    •  Hi-Fi Record Level
    •  Owner ID
  •  входы\выходы 

Рис 43. S-VHS дека Panasonic NV-HS960 - разъёмы

A\V ресивер

Рис 44. A\V ресивер SONY STR-DE400

SONY STR-DE400

  •  характеристики 
    •  Мощность (DIN) 
      •  Стерео 8 Ом (W) 2 x: 80,0
      •  Режим объемного звучания, центральный 8 Ом (W): 80,0
      •  Режим объемного звучания, передний 8 Ом (W) 2 x: 80,0
    •  Декодер / Воспроизведение звука 
      •  Цифровой вход 96 кГц / 24 бит PCM: ДА
      •  Регулировка нижних частот: ДА
      •  Режим Cinema Studio A,B,C: ДА 
      •  Режим Cinema Studio A,B,C EX: ДА 
      •  DCS (Digital Cinema Sound): ДА
      •  Декодер: Dolby® Digital: ДА
      •  Декодер: Dolby® Pro Logic®: ДА
      •  Декодер: DTS®: ДА
      •  Программа звуковой области: Кино: 4.0
      •  Программа звуковой области: Музыка: 1.0
      •  Программа звуковой области: Virtual 3D: 4.0
      •  Регулировка высоких частот: ДА
    •  Тюнер 
      •  Частотный диапазон: FM: ДА
      •  Частотный диапазон: MW: ДА
      •  Функция RDS: PS: ДА
      •  Функция RDS: PTY: ДА
    •  Основные характеристики 
      •  Глубина (мм): 298,0
      •  Высота (мм): 145,0
      •  Экономичный режим включен (W): 155,0
      •  Экономичный режим ожидания (W): 0,5
      •  Требования к питанию: 230 В, 50/60 Гц
      •  Вес (кг): 7.0
      •  Ширина (мм): 430,0
  •  входы\выходы 
    •  Аудиовход: 2.0
    •  Аудиовыход: 1.0
    •  Коаксиальный цифровой вход: 1.0
    •  Оптический цифровой вход: 1.0
    •  Выход наушников: ДА
    •  Выход монитора (изображение): FBAS: 1.0
    •  Переключатель громкоговорителя A: ДА
    •  Видеовход: 3.0
    •  Видеовыход: 1.0

Рис 45. A\V ресивер SONY STR-DE400 – задняя панель

Акустические системы и наушники

Эталонный телемонитор

Рис 45. Телемонитор JVC TM-A140PN

  •  модель 

JVC TM-A140PN

  •  характеристики 
    •  Разрешение более 320 твл по горизонтали
    •  Шаг строки 0.69 мм
    •  Люминофор с вертикальным расположением светочувствительноых полосок
    •  Система подавления пикового уровня яркости снижает износ трубки
    •  Регулировка с помощью меню: контрастность, яркость, четкость, цветность, фазировка, система цветности, параметры каналов
    •  Прочный металлический корпус
    •  компонентный PAL/NTSC
    •  Работа от электросети 1-240В, 50/60 Гц
    •  Динамик 8 см, 1 Вт
  •  входы\выходы 
    •  Входы: видео композитный BNC x 2, Y/C x 1, аудио моно RCA x 2
    •  Выходы: видео композитный BNC x 2, аудио моно RCA x 2

Рис 46. Телемонитор JVC TM-A140PN - подключения

Коммутации

Список кабелей

Composite Video (RCA)

список всех кабелей с маркировкой

S-Video

Audio (RCA)

Переходники\Адаптеры\Разветвители

Кабели ПК (не A/V)

Другие соединители

Схема подключений

схема подключений с обозначением всех I\O устройств и всех кабелей с маркировкой соответственно предыдущему пункту

ПО, используемое в студии 

Требуемое ПО для монтажных станций SuperMicro 

ОС и ПО общего назначения

  •  Microsoft Windows XP Professional SP2 English Volume License + оптимизация 
  •  Драйвера и системыне утилиты (автологин и т.д.)
  •  Microsoft Office 2003 Professional (Word + Excel + PowerPoint + Visio) English Corporate + MUI RUS
  •  Internet Browsers - Opera \ FireFox \ SeaMonkey
  •  Instant Messaging - Skype \ Miranda \ QIP
  •  Adobe Acrobat Professional
  •  Total Commander (с настройкой на основные FTP\SMB)
  •  Small CD-Writer
  •  Ad-Aware SE Professional - чистка интернет-заразы 
  •  Shuttle контроллер
  •  Подключение к принт-серверу
  •  Java
  •  Notepad++
  •  Remote Task Manager
  •  UltraISO
  •  WinImage
  •  WinRAR
  •  NOD 32

Работа с изображениями

  •  Adobe PhotoShop
  •  Image Viewer - ACDSee / XnView / InfranView
  •  CorelDRAW Graphics Suite 
  •  MS PhotoEDITOR (из 97-го Офиса, помогает печатать сканы 1:1)
  •  что-нибудь для работы с анимированным GIF \ ICO \ скриншётами

Нелинейный Монтаж и цифровое видео

  •  Canopus\GV Edius 4.56 - основной монтажный комплект
  •  Canopus\GV ProCoder 3
  •  Adobe PremierePro 1.5 + Update to HDV + MainConcept HDV Codecs - для простых\быстрых проектов
  •  Adobe AfterEffects
  •  Windows Media Encoder 9
  •  CodecPack (использую Satsuki.Decoder.Pack т.к. c kLite возникали постоянные несовместимости и перекос кодеков в системе)
  •  WinDVD 7 Software DVD Player
  •  Media Player Classic
  •  VideoInspector и GSpot - информация о видеофайлах
  •  DivX Codec 6
  •  Canopus HX-E1 + Premiere Plugins + DVCapture
  •  Scenalyzer Live
  •  Light Alloy
  •  QuickTime Pro

Авторинг DVD

  •  Adobe EncoreDVD 
  •  DVD Lab Pro
  •  Scenarist 

Работа со звуком

  •  Adobe Audition
  •  Sony SoundForge
  •  WinAMP Player 2.9 

3D графика

  •  3DS Max
  •  Maya

WEB, Flash, etc

  •  Adobe Dreamweaver 8
  •  Adobe Flash 8

Выводы

В ходе проделанной работы были сделаны следующие выводы:

- организация учебно-производственной лаборатории интернет-телевидения. требует особого подхода как к проектированию, так и к проведению пуско-наладочных работ, определяемого спецификой данной лаборатории;

- осуществление проекта потребовало проведения большого числа работ в различных областях. В числе основных – подбор и проведение закупок необходимого оборудования, мебели, материалов, работы с инженерными коммуникациями (электросеть питания, компьютерная локальная сеть, система вентиляции и охлаждения),  системных работы с различным программным обеспечением современных ЭВМ (настройка базового набора ПО и специфических программ и сервисов, характерных для данной предметной области – монтажные станции, сервера эфира), а так же непосредственных работ с видео- и звукозаписывающим оборудованием полу- и профессионального уровня;

- в ходе выполнения этих работ был выявлен ряд технических проблем, обусловленных различными факторами, как то – несоответствие устройств заявленным характеристикам (видеомикшер),  некорректная работа отдельных компонентов (set-top-box), несоответствие проектных расчетов с практикой (освещение). Данные проблемы были успешно решены в ходе работы над проектом;

- в рамках данного проекта было создано несколько программно-аппаратных комплексов, использование которых требовала специфика создаваемой лаборатории и которые отсутствовали на рынке в виде готовых решений ввиду специфичности своего предназначения. Такими комплексами явились: сервер цифровой видеозаписи и видеоархива (DVR), информационная панель (подготовка и отображение визуальной информации), устройства Set-Top-Box;

- были разработаны схемы обеспечения комплексного энергоснабжения с учётом особенностей потребителей (бесперебойное снабжение электронной части лаборатории и линия  высокой мощности для осветительного оборудования), вентиляции и кондиционирования (в аппаратной предусмотрена приточная вентиляция в связи с отсутствием естественного притока воздуха), создана сетевая инфраструктура.


Список литературы

  1.  Баталов А.В., Белякова О.Ю., Королёв Д.А., Кудряшова Е.Н., Рыбин И.С. Интернет-телевидение в образовательной среде. «Студенческая аудитория» #02, 2007 г. стр. 8-20
  2.  Рыбин И.С., Белякова О.Ю. Интернет-телевидение в образовательной среде, Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, тезисы докладов, ISBN 978-5-94506-167-5, Москва 2007 стр. 447-449
  3.  Рыбин И.С. Система мониторинга доступности FTP и WEB ресурсов районной локальной сети, Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ, тезисы докладов, ISBN 5-94506-106-9, Москва 2005 стр. 400-401
  4.  Сергей и Марина Бондаренко. Программы для потокового видео. http://www.3dnews.ru/software/streaming_video/
  5.  Flash Video. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. http://ru.wikipedia.org/wiki/FLV
  6.  Flash Communication (Media) Server описание. http://webanet.ru/fcs.html 
  7.  Как выбрать формат видео для записи на компьютер? http://avmarket.com.ua/faqdesk_info.php?faqPath=9&faqdesk_id=5
  8.  Форматы записи видео в цифровых видеокамерах. Объективные критерии и параметры. http://www.svcd.ru/docs/articles/misc/dvcamspl.php
  9.  Цифровой видеомикшер DVM-102B (ODYSSEY 2B)  http://www.vsgp.com/resource/mixer/dvm102B/top.html
  10.  Аудиомикшер Behringer UB1222FX-PRO http://www.behringer.com/UB1222FX-PRO/index.cfm?lang=ENG
  11.  Windows Media Products and Technologies. http://www.microsoft.com/windows/windowsmedia/forpros/productstechnologies.mspx
  12.  ГОСТ 12.0.003-86 «Опасные и вредные производственные факторы. Классификация».
  13.  Сибаров Ю.Г. и др. «Охрана труда на ВЦ» М.: 1989.
  14.   Бурлак Г.Н. «Безопасность работы на компьютере: Организация труда на предприятиях информационного обслуживания. Учебное пособие» М.: Финансы и статистика, 1998.
  15.   ГОСТ 12.1.030-81 «Электробезопасность. Защитное заземление, зануление».


Приложение 1



1

Электроустановка (ЭЛУ) - это совокупность машин, аппаратов, линий и вспомогательного оборудования вместе с помещениями, где они установлены, предназначенная для производства, трансформации, передачи, распределения электрической энергии и преобразования ее в другие виды.

PAGE  4


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31090. Функции потребления 50 KB
  Модели потребления: кейнсианская жизненного цикла Модильяни постоянного дохода Фридмана Под конечным потреблением подразумевается совокупный объем товаров и услуг которые приобретаются для конечного пользования а не для перепродажи или дальнейшей переработки. Значение предельной склонности к потреблению то есть доля потребления в каждом дополнительном долларе дохода находится между нулем и единицей. Основной психологический закон состоит в том что люди склонны как правило увеличивать свое потребление с ростом дохода но не в той же...
31091. МАКРОЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ 209.18 KB
  МАКРОЭКОНОМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ Прочитав эту главу вы узнаете: в какой зависимости находится потребление от дохода и что представляет собой предельная склонность к потреблению; что представляет собой функция потребления и как выглядит ее график; как определяется равновесный уровень национального дохода; как формируются сбережения и что представляют собой общие и индуцированные сбережения; почему в условиях равновесного состояния экономики общие сбережения должны равняться сумме автономных инвестиций и государственных...
31092. Макроэкономическое равновесие: теоретические подходы 140 KB
  Модель D S Важнейшим направлением в макроэкономической теории является изучение условий сбалансированного развития экономики. Равновесное состояние экономики анализируетсяс позицийполитической экономии и экономикс табл. Пропорции звеньев экономики можно представить как соотношение структурных компонентов экономики отраслей регионов факторов производства как соотношение экономических процессов например между спросом и предложением потреблением и сбережениями затратами и результатами и т. Таблица 2 Политическая экономия Экономикс...
31093. Основные проблемы макроэкономики 287.22 KB
  Более строгое определение инфляции учитывающее причины и некоторые следствия роста среднего уровня цен в экономике звучит так: инфляция дисбаланс спроса и предложения форма нарушения общего равновесия в экономике проявляющийся в росте цен и в обесценивании денег. Существует множество видов и типов инфляции. Однако чаще всего функционирование экономики в условиях такой инфляции носит депрессивный характер отсутствуют стимулы для развития предпринимательского сектора поскольку получаемые прибыли съедаются инфляцией. Гиперинфляция...
31094. Основные макроэкономические проблемы 43.5 KB
  Причины и виды безработицы Безработица является характерной чертой современной экономики. Существуют виды безработицы которые неизбежны и которые являются объектом государственного регулирования. Выделяют три основных вида безработицы: фрикционную структурную циклическую. Общее число фрикционных и структурных безработных определяют естественную норму безработицы 56 .
31095. Природа денег. Денежный рынок 30.5 KB
  Природа денег. Денежный рынок Относительно природы денег существуют следующие концепции денег: эмпирическая в которой деньгами называют все что способно выступить в роли платежного средства за товары и услуги; функциональная концепция когда к природе денег подходят через те функции которые они выполняют средства обмена средства накопления стоимости мера стоимостей всех товаров и другие функции. Марксистская концепция которая корнями уходит в классическую объясняет происхождение денег из внутреннего противоречия товара которое в свою...
31096. Основы теории управления 103.5 KB
  Основы теории управления 16. Сущность и природа управления Вся жизнь человека – это бесконечная цепочка его деятельности которая разнообразна и многообразна. Сущность управления состоит в том что это специфический вид деятельности человека который возник как потребность и необходимое условие достижения результата в индивидуальной или совместной деятельности. Содержание управления отражает его функции во всей своей совокупности.
31097. Модели, методология и организация процесса принятия управленческих решений 91 KB
  Модели методология и организация процесса принятия управленческих решений Для изучения и освоения категории менеджмента управленческое решение рассмотрим следующие вопросы: что понимают под управленческим решением; почему решение называют управленческим и бывают ли решения неуправленческие; может ли решение приниматься вне целесообразной деятельности человека; можно ли принять управленческое решение без логической цепочки: цель  ситуация  проблема Ц  С  П; кто может быть лицом принимающим решение ЛПР. Управленческое...
31098. Экономические ресурсы предприятия 71 KB
  Фискальная политика государства. Таким образом экономическая политика государства сталкивается с известной дилеммой: длительный спад и безработица или рост цен при сохранении уровня занятости и выпуска. Содержание монетарной политики сводится к воздействию государства на экономическую конъюнктуру посредством изменения количества денег в обращении. Монетарная политика является важным элементом стабилизационной политики государства и сглаживания экономических колебаний циклов.