6Videotechnika

Do oblasti videotechniky možno zahrnúť kamery a kamerové systémy, spotrebnú elektroniku, videorekordéry, oblasť streamingu a systémy na záznam a zdieľanie obsahu. Tým sa však budeme špeciálne venovať v dalšej kapitole.

Schéma kamerového systému v TV štúdiu

Kamery a kamerové systémy tvoria jednu veľkú oblasť videotechniky. Základné rozdelenie umožňuje rozčleniť túto oblasť na tri kategórie:

1. Inštalačné kamery

- otočné PTZ (Pan, Tilt, Zoom) – tento typ kamier je vybavený motorovým alebo ručným otáčaním v horizontálnej a vertikálnej osi. Okrem toho je možné upravovať i tzv. zoom objektívu. Je ideálny do miestností, kde sa vyžaduje flexibilné snímanie obrazu v rôznych striedajúcich sa podmienkach napr. sledovaním osôb, zábery detailov a celkového pohľadu, atď.. Kameru možno riadiť z režijného pultu, z počítača alebo z riadiaceho systému. Pokiaľ je kamera súčasťou napr. video konferenčného systému, jej pohyb môže byť riadený inteligentným procesorom, ktorý detekuje tváre a hlasy osôb. Kamera sa potom zameria na práve hovoriaceho človeka.
- s pevnou montážou – kamery tohto typu sú určené na situácie, kedy je potrebné snímať konkrétne miesto v miestnosti alebo široký náhľad celého priestoru. Využívajú sa v prípade, že sa podmienky v miestnosti a pohyb osôb pred kamerou nemenia. Kamery môžu byť vybavené fixným objektívom alebo objektívom typu zoom.
- webové kamery – slúžia na pripojenie k počítaču alebo konferenčnému systému pomocou rozhrania USB (Universal Serial Bus). Ich úlohou je zachytiť jednotlivca alebo obmedzený počet ľudí v miestnosti na prenos obrazu k ďalšiemu softwarovému spracovaniu. Najčastejšie pre konferencie Skype, WebEX a iné. Môžu slúžiť aj na zachytenie statických záberov, t.j. fotografií.

Ukážky inštalačných kamier

2. prenosné kamery

- profesionálne – využívajú sa najmä v televíznom a filmovom priemysle. Uplatnenie majú aj v regionálnych alebo korporačných štúdiách, kde používateľ vyžaduje vysokú kvalitu obrazu. Cenové rozpätie týchto kamier začína zhruba na hranici 4 000,- €. Tie najlepšie filmové kamery sú tak drahé, že si ich producent filmu obvykle prenajme na konkrétny projekt.
- spotrebné – bežne dostupné kamery pre najširšie spektrum používateľov. Obvykle nájdu uplatnenie v domácnostiach a v nenáročných projektoch, kde hrá úlohu nízka cena. Väčšina funkcií je plne automatická a používateľ nemusí mať žiadne hlboké znalosti o spracovaní obrazu. Aj v kategórii spotrebných kamier sú zastúpené modely pre náročných používateľov, ktoré sa dajú zaradiť medzi tzv. poloprofesionálne. Poskytujú celý rad funkcií pre ručné nastavenie parametrov a výsledná kvalita obrazu je na vysokej úrovni.

Ukážky prenosných kamier

3. špeciálne kamery

- účelové – kamery v tejto kategórii sú vyrobené na konkrétne účely. Napr. pre termálnu analýzu, senzorickú detekciu (napr. pohybové senzory, klúčovanie, …), slow motion (vysoká snímková rýchlosť) a iné.
- inšpekčné – rôzne typy kamier pre medicínu a ďalšie technické odbory. Slúžia na prenos obrazu z ťažko dostupných alebo životu nebezpečných miest
- priemyslové – do tejto kategórie patria kamery využívané v rôznych priemyslových odvetviach

Ukážky špeciálnych kamier

Ďalej možno kamery a kamerové systémy deliť podľa rozhraní (Interface) na digitálne (HDMI (High-Definition Multimedia Interface), DVI (Digital Visual Interface), SDI (Serial Digital Interface)), IP (Internet Protocol) umožňujúce streaming po sieti Ethernet, USB a kombinované (môžu mať rôzne kombinácie rozhraní spomenuté vyššie).

Produkty spotrebnej videotechniky zahŕňajú DVB (Digital Video Broadcast) prijímače, televízory a DVD/Blu-ray prehrávače a rekordéry. Tieto produkty slúžia v AV/IT inštaláciách najmä na doplnenie systému a nie ako hlavné riešenie. Spotrebná elektronika sa vyznačuje malou životnosťou (t.j. nezvládne prevádzku 24/7), obmedzenými funkciami na integráciu s inými AV komponentami, limitovanou podporou zo strany výrobcu alebo distribútora, často sa meniacim sortimentom.

Videorekordéry sú zariadenia na spracovanie obrazového záznamu „klasickou“ cestou, delia sa na jednokanálové a viackanálové, prípadne obdobným spôsobom ako kamery podľa typu dostupných rozhraní.

V dnešnej dobe je však veľmi zaujímavá a populárna oblasť streamingu.

Streaming (z anglického stream – prúd) je technológia kontinuálneho prenosu audiovizuálneho materiálu medzi zdrojom a koncovým používateľom. V súčasnej dobe sa streaming využíva predovšetkým na prenos audiovizuálneho materiálu cez Internet (Webcasting). Webcasting môže prebiehať v reálnom čase (internetová televízia alebo rádio) alebo systémom videa na požiadanie VoD (Video on Demand) – napr. YouTube. Na streamovanie videa viacerým používateľom zároveň musí mať prevádzkovateľ k dispozícii okrem obsahu aj streamovací server, ktorý zaisťuje komunikáciu s cieľovými počítačmi a plynulé vysielanie dát.

Na prenos audiovizuálneho materiálu cez Internet sa využíva kodek umožňujúci redukciu objemu prenášaných dát. Na streaming sa najviac využívajú flashové kodeky, MPEG-4 (Moving Picture Experts Group-4), Windows Media, Real Time a QuickTime. Aj tak je prenos záznamu v televíznom rozlíšení (720×576) veľmi náročný. Preto bol najviac rozšírený streaming v rozlíšení 320×240 bodov pri dátovom toku 256 až 512 kbit/s. Dnes sa ale môžeme úplne bežne stretnúť s extrémami ako je streamovanie v 4K, ktoré ponúka napríklad populárnu službu YouTube alebo Netflix.

Na streaming audia sa využívajú predovšetkým kodeky WMA (Windows Media Audio), MP3, OGG, AAC+ (Advanced Audio Coding+) v dátových tokoch obvykle od 16 do 256 kbit/s. Audio môže byť streamované ako singlebitrate, čo predstavuje jeden konštantný dátový tok alebo multibitrate, čo je viac konštantných dátových tokov prenášaných dohromady v jednom dátovom toku medzi kodérom streamu a serverom. Prehrávač prehrávajúci multibitrate stream zo servera dokáže potom automaticky meniť kvalitu zvuku v prípade zhoršenia/zlepšenia kvality internetového pripojenia poslucháča.

Šírenie AV streamu k divákovi je v princípe možné tromi základnými metódami:

- Unicast – prenos prebieha v uzatvorenom okruhu medzi dvoma bodmi, t.j. zdrojom a divákom. Táto metóda je vhodná na prenos po „chrbtových“ (backbone) trasách alebo medzi jasne definovanými produktami. Platí, že ku každému zdroju môže byť v jednom momente pripojený len jeden divák. Viac unicastov v sieti sa musí aritmeticky spočítať a definovať celkový dátový tok systému.
- Multicast – v tejto metóde je možné, aby sa k jednému zdroju streamu pripojilo naraz viac divákov. Stream je aktivovaný požiadavkou od diváka smerom k zdroju signálu. Diváci zapnutým prehrávačom stream len zachytávajú na základe spojenia so zdrojom. Oproti unicastu sa vyslanie multicastu nesčíta, ale v sieti zostáva jediný stream. Prevádzkovanie multicastu je však možné len na riadenej sieti s aktívnym obmedzením zahltenia portov distribučných prepínačov (Layer 3 Switch)
- Broadcast – je metodicky podobný multicastu s tým rozdielom, že zdroj streamu aktívne vysiela na všetky koncové body v sieti. Zo všetkých metód je najmenej používaný, pretože ho nie je možné riadiť a tým zahltí sieť dátami.

Okrem spomenutej distribúcie obrazu a zvuku do Internetu sa streaming využíva aj rámci AV systémov. V tomto prípade nie je až tak kritický dátový tok, ktorý môže využívať celú šírku pásma ponúkanú v rámci lokálnej siete LAN, čo môže byť až 1 Gbit/s. Aj tu je treba využiť niektorý z kodekov, ktorý signál skomprimuje a zmenší veľkosť dátového toku. Nekomprimovaný signál 1080p (signál vo vysokom rozlíšení) totiž môže kľudne dosiahnuť až 10 Gbit/s.

Najpoužívanejšie kodeky sú v štandarde H.264 a JPEG2000. Výrobcovia ale vyrábajú celý rad vlastných kodekov, ktoré sú však väčšinou kompatibilné len v rámci jednej značky výrobkov. Kodeky môžu byť buď vo forme hardware alebo sa inštalujú ako software na dedikovaný počítač. Okrem obrazu a zvuku umožňujú vybrané kodeky prenášať aj ďalšie dáta, napr. pre klávesnicu a myš, USB periférie, riadiace signály IR (InfraRed) a RS232 (Recommended Standard 232), atď. Je možné po jedinom UTP kábli v rámci počítačovej siete prenášať komplexné dáta využiteľné na spracovanie v AV systéme. Niektoré periférie možno po rovnakom kábli aj napájať (technológia PoE).

V súvislosti so streamováním AV obsahu je vhodné spomenúť aj pojem sietí typu CDN (Content Delivery Network). Ide o siete poskytujúce vysielanie AV obsahu formou broadcastu do verejných alebo privátnych sietí. Vo svojej podstate sa jedná o obdobu vysielania DVB-T (Digital Video Broadcast - Terrestrial), resp. DVB-S (DVB - Sattelite), ale v prostredí IP siete. Poskytovatelia sú však platení. Za poplatok je garantovaná dostupnosť, kapacity a archív. Vlastné siete CDN často prevádzkujú veľké organizácie.

Ich prevádzka je drahá (napr. Mediasite EVP Server (Event Visualisation Platform Server)).