Компьютерная видеосвязь

Рекламный ролик еще конца 60-х годов на всемирной выставке. Элегантно одетая домохозяйка — в вечернем платье и на высоких каблуках, не выходя из своей суперавтоматизированной кухни, выбирает по видеотелефону мебель, покупает к обеду свежие овощи или критикует новую стрижку своей подруги. Увы, пока даже сегодня реализация таких возможностей весьма затруднительна. Но в ближайшем будущем?

Сейчас уже реально, а кое-где и повседневно, вести разговор с партнером по видеотелефону, то есть при разговоре видеть своего собеседника. Один из первых в мире сотовых видеотелефонов VisualPhone, например, был выпущен японской компанией Kyocera в 1999 году: он весил 165 г, имел видеокамеру и двухдюймовый цветной дисплей, поддерживал передачу видеоданных со скоростью 32 Кбит/с с частотой 2 кадра в секунду.

Реальна и организация совместной дистанционной работы нескольких пользователей с документами и приложениями в составе группы или при использовании удаленного доступа из домашних офисов (данный способ эффективно используется в тех фирмах, в которых широко практикуется надомный труд специалистов, а таких фирм становится все больше и больше). Реально проведение по видеосвязиконсилиумов, взаимных консультаций, семинаров, дистанционного обучения с демонстрацией необходимых графических и видеоматериалов (например, при помощи программного обеспечения NetMeeting) и т. п.

Возможно и реально в системах видеосвязи уже очень многое. Но есть и трудности, особенно при проведении видеоконференций, а именно видеоконференции сейчас чаще всего рассматриваются как наиболее перспективный и экономически целесообразный вариант видеосвязи.

Видеоконференция или видеоконференцсвязь (Videoconferencing) — обмен оцифрованными видеоизображениями и звуком между двумя или более удаленными сторонами. Передаваемые данные могут включать в себя потоки видео, неподвижные изображения объектов, информацию из графиков, файлов или приложений. Это позволяет участникам конференции слышать, видеть своих собеседников и сотрудничать с ними в реальном времени.

Варианты сетевого решения видеоконференций

Видеоконференции принято классифицировать по числу связей, поддерживаемых одновременно с каждым компьютером:

l настольные («точка-с-точкой», PC-to-PC или face-to-face — лицом к лицу) видеоконференции предназначены для организации связи между двумя компьютерами;

l студийные («точка-с-многими») видеоконференции ориентированы на передачу видеоинформации из одного места во многие (выступление перед аудиторией);

l групповые («многие-с-многими») видеоконференции предполагают общение одной группы пользователей с другой группой.

Проведение настольных видеоконференций практических трудностей не вызывает, если не считать маленький размер видеоокна монитора (некоторые системы видеоконференций воспроизводят видео лишь в четверть-экранном формате QCIF — Quarter Common Intermedia Format) и сопряженную с этим слабую разрешающую способность картинки. Но при организации достаточно динамичной видеокоференции из трех участников возникают пока еще трудноразрешимые проблемы с пропускной способностью каналов связи. Например, если связь осуществляется по обычным телефонным линиям, требуется большая подготовительная работа, а если средой передачи является ЛВС, проведение такой видеоконференции способно парализовать все остальные работы в сети. Проблемы связаны именно с динамикой процесса, так как для пересылки одного 256-цветного полноэкранного кадра без сжатия необходимо передать около 1,5 Мбайт данных, что может потребовать до 10 и более секунд.

Но если абстрагироваться от качества изображения и динамики картинки на экране, то становятся очевидными и достоинства видеосвязи:

l можно видеть своего собеседника;

l показывать друг другу рисунки и чертежи;

l демонстрировать различные изделия;

l интерактивно дистанционно управлять прикладными программами.

Типовая система видеосвязи состоит из мультимедийного компьютера, оснащенного видеокамерой, микрофоном, устройствами оцифровки изображения и звука (видео- и аудиокарт, которые обычно выполняют и сжатие сообщений), одной или нескольких прикладных программ организации видеосвязи, и, самое важное, эффективной системы связи абонентов между собой. Канал связи должен быть достаточно широкополосным (обеспечивающим высокую скорость передачи) без прерываний и существенных задержек сигнала, иначе изображение будет дергаться, звук искажаться. Весьма перспективной технологией организации каналов для видеосвязи является технология W-CDMA(широкополосный множественный доступ с кодовым разделением каналов).

Можно рекомендовать, например, следующее оборудование для проведения видеоконференции:

l процессор: Celeron 360 МГц;

l оперативная память: 64 Мбайт;

l видеокарта: 3D Rage Pro AGP2X, 8 Mb, Matrox Millennium PCI или S3 Virge;

l звуковая карта;

l сетевая карта: 3COM EtherLink 10/100 PCI TX NIC или Realtek 8029 PCI;

l видеокамера Alaris QuickVideo DVC1 или Creative WebCam 3;

l карта для захвата видеоизображения VideoCap C210.

Сейчас существуют четыре варианта сетевого решения для реализации настольных систем видеоконференций (Digital Video Conference — DVC):

l локальная вычислительная сеть. При использовании плат Ethernetобеспечивается достаточная скорость (до 10 Мбит/с), но следует помнить, что при видеосвязи двухсторонний поток аудио- и видеоданных будет конкурировать с сообщениями электронной почты; пересылкой, загрузкой и выгрузкой файлов и прочей информацией, циркулирующей в сети. Поэтому видеокадры могут искажаться, приходить в неправильной последовательности, возможно пропадание звука и т. п.;

l глобальная сеть Интернет. В этом случае сюрпризов может быть еще больше, вплоть до изменения частоты кадров (нужен мультичастотный монитор) и пропадания или изменения до неузнаваемости звука (придется часто переспрашивать собеседников);

l обычная телефонная сеть. В такой сети обеспечивается скорость максимум 56 Кбит/с, но видеосвязи в этом случае не мешают посторонние процедуры, другие передаваемые данные, поэтому в ряде ситуаций достигается качество видеосвязи даже лучшее, чем в первых двух вариантах;

l цифровая сеть с интегрированными услугами (ISDN). Такая сеть обеспечивает скорость передачи до 128 Кбит/с без каких-либо помех и замираний, идеально пригодную для DVC. Однако к каналам ISDN пока еще подключено мало пользователей, само подключение стоит дорого и не везде возможно, да и настройка линии сложна и трудоемка.

Основная функция любой системы видеоконференций — передача и прием цифровых сигналов звука и изображения. Многие из видеосистем не позволяют из-за ограниченной пропускной способности каналов связи выдержать даже телевизионный стандарт кадровой развертки (25 кадров/с), и обеспечивают чаще всего непостоянную частоту (5–15 кадров/с по каналам ISDN, не выше 10 — по ЛВС), так что картинка на экране монитора будет заметно «дергаться». Видеосистемы часто поддерживают видеоформат QCIF (скорость передачи видеоданных 9 Мбит/с, разрешающая способность изображения 176 144 точек/дюйм) и лишь дорогие системы высшего класса (Live 200, например) используют полный видеоформат CIF (скорость передачи — 36 Мбит/с, разрешение 352 288 точек на дюйм).

При работе на скоростях обычных модемов в аналоговых телефонных линиях не гарантируется высокое качество видео- и аудиосигнала. Для таких систем считается вполне приемлемым, если в узкополосных линиях связи обеспечивается частота 1–2 кадра/с при разрешении 160 120 пикселов. В широкополосных линиях связи, например Ethernet 10 Мбит/с, частота повышается до 5–12 кадров/с при том же разрешении. Использование в качестве среды передачи Ethernet 100 Мбит/с качественно не меняет картины. Качество аудио и видео улучшается незначительно, зато увеличивается работоспособность системы видеоконференцсвязи при наличии других приложений в сети.

Практически все системы работают с цветным изображением и имеют экранный буфер (white board — грифельная доска), на котором можно рисовать, писать заметки, вставлять изображения и использовать иные средства неречевого общения. Некоторые системы обеспечивают совместное использование приложений, что позволяет участникам вместе работать над документом с помощью текстового или графического редактора. Большинство программ DVC имеет функцию записи на диск как всех разговоров, так и отдельных видеокадров документов и даже самих собеседников.

Основные недостатки систем видеосвязи определяются слабым аппаратным обеспечением, медленными каналами связи, помехами в каналах и эхом в аудиоплатах. Но в целом эти системы вполне пригодны для деловых приложений и, если их использование не дань лишь моде и организации показательного дизайна процветающих фирм, они будут весьма полезны для:

l партнеров, совместно разрабатывающих или обсуждающих бизнес-проекты;

l инженеров при коллективной работе над сложными техническими изделиями;

l коммерсантов, желающих убедиться, что очередной клиент ведет с ним переговоры не «под дулом пистолета»;

l журналистов при оперативной передаче «горячих» материалов на телестудию или в редакцию газеты;

l сотрудников правоохранительных органов для дистанционного визуального наблюдения за объектом;

l врача, желающего проконсультироваться по сложному вопросу у видного специалиста;

l наконец, президента компании или страны, чтобы независимо от своего местоположения (на даче, за границей и т. д.) видеть при беседе лицо своих заместителей и чиновников (не менее важно и для чиновника наблюдать лицо своего президента).

Но, к сожалению, пока в России системы видеоконференций — это больше предметы роскоши, нежели чем инструменты эффективной творческой, технической и управленческой деятельности. Хотя уже в 1997 году на выставке Comtek 97 российское АО «Цифровые видеосистемы» представило DiViSy’97 — 32-разрядную версию своего продукта для проведения видеоконференций, работающую под управлением Windows NT и Windows 95. В видеоконференциях DiViSy’97 могут принимать участие до 8 абонентов в режимах «точка-с-точкой», «точка-с-многими», «многие-с-многими». Система позволяет обмениваться графической и текстовой информацией и передавать файлы одновременно с сеансом видеоконференции. Сеансы видеоконференций DiViSy’97 можно проводить по аналоговым телефонным линиям со скоростью передачи более 2400 битов/с, цифровым выделенным линиям связи, спутниковым системам связи и компьютерным сетям, использующим протоколы TCP/IP (Интернет) и X.25.

За рубежом дело обстоит значительно лучше. Видеоконференции в развитых странах являются одной из самых быстроразвивающихся и перспективных современных технологий. Уже сейчас в США их применяют около 20% компаний, специализирующихся в области высоких информационных технологий, а представители еще 50% компаний заявили об имеющихся планах развертывания систем видеоконференции в течение ближайших двух лет. В 2001 году число абонентов, участвующих в видеоконференциях, превысило 6 миллионов.