Интерактивное ТВ

А господа на экране, меняя облик, продолжали без умолку болтать, пока Карлсон им не помешал.
- Я лично считаю... - начал один из них.
- А какое мне дело, что ты считаешь? - перебил его Карлсон.
Астрид Линдгрен. "Малыш и Карлсон"

Попытки предоставить зрителям интерактивные видеоуслуги впервые, еще в 80-е годы, предприняли компании TCI и Time Warner. Несмотря на положительную реакцию потребителей, получивших возможность онлайновых покупок, игр в Сети и многого другого, все работы были свернуты - слишком высока оказалась их стоимость. Сейчас проблемы у телевещателей другие: имея технически продвинутые и относительно дешевые решения, они, по большому счету, не знают, в чем именно должна заключаться интерактивность. Наверное, потому, что и сами зрители пока толком не знают этого.

Тем временем, первыми новые технологии освоили рекламщики: пользователи многих кабельных сетей США, "щелкнув" на рекламном банере, получают дополнительную информацию о рекламируемом продукте и могут даже заказать сам товар. Появляется услуга "видео по заказу" (VoD, Video-On-Demand) и близкая к ней "почти видео по заказу" (Near VoD). И если первая технология со временем сможет посоперничать за клиента с пунктами видеопроката, то вторая на это и не претендует, всего лишь предоставляя зрителям дополнительные удобства (один и тот же фильм транслируется на разных частотах с некоторым интервалом во времени).

Почти все интерактивные телевизионные технологии используют телеприставки (set-top box), которых уже существует великое множество. Вопрос обратной связи с вещателем решен в них по-разному. В одних случаях используется телефон, в других спутниковая связь, но подавляющее большинство подобных устройств рассчитано на применение в кабельных сетях. Почти все приставки способны обрабатывать HTML-код, используемый провайдерами для предоставления функций "расширенного телевидения" (Enhanced Television), и дают доступ в Интернет. Некоторые приставки (ReplayTV, TiVo, WebTV, DirecTV и др.) имеют встроенный жесткий диск - зрители могут во время телепередачи "перемотать пленку", сделать паузу и т. д. (эта услуга получила название Personal Television).

width=450

Ранние образцы интерактивных технологий позволяли при просмотре передач исключать рекламные ролики, но особого восторга у рекламодателей это не вызвало, так что дальнейшее развитие технологий в этом плане, скорее всего, завершено. Кстати, некоторые модели видеомагнитофонов и телевизоров обладали такими же способностями, но распространения это не получило ввиду очевидного противодействия со стороны рекламной индустрии. Кроме того, "безрекламное" ТВ не пользовалось особой популярностью: подавляющее большинство зрителей к рекламе относится терпимо, а некоторые даже считают ее полезной.

Интересную услугу (Individualized Television) предлагает нью-йоркская компания ACTV. Продвигаемая ею технология позволяет зрителю самостоятельно выбирать камеру во время прямого эфира и предоставляет некоторую свободу выбора при трансляции рекламных роликов. При этом люди, не имеющие автомобилей, избавлены от рекламы какого-нибудь "супермасла", а к пользующимся услугами прачечных никогда не приедет тетя Ася. Кроме того, зритель может (правда, ограниченно) выбирать телепередачи. Любопытно, что все действия пользователя по отбору контента фиксируются на сервере ACTV [1] и анализируются, чтобы предложить конкретному зрителю интересные именно для него передачи вместо тех, что он с большой вероятностью отвергнет. Например, отказываясь от просмотра рекламы автомасла, зритель, тем самым, лишается рекламы шин и прочих автомобильных аксессуаров.

Технология компании Veon из Сан-Франциско позволяет производителям телепрограмм делать поистине интерактивные передачи, снабженные ссылками на интернетовские сайты или другие передачи. Чем-то подобным занимается и основной конкурент Veon - IsurfTV. В отличие от всех описанных выше технологий продукты Veon и IsurfTV предназначены в первую очередь для производителей контента.

Владельцы приставок WebTV могут дистанционно участвовать в интерактивных телешоу, таких как Wheel of Fortune и Jeopardy [2]. Знакомая нашим телелюбителям "игра со зрителями" приобретает поистине глобальные масштабы - принять участие в ней могут не только зрители в студии, но и все телезрители, обладающие приставками. Этим возможности WebTV не ограничивается - сие детище [3] Microsoft может забирать почту и заниматься вебсерфингом, для чего, кстати, оно изначально и предназначалось. Кроме того, в чисто телевизионном плане возможности WebTV достаточно большие и расширением активной аудитории игровых программ не ограничиваются. Тут уж дело за производителями контента: в WebTV, подобно Veon, реализована гиперактивность.

Среди основных областей применения интерактивных видеотехнологий, помимо собственно ТВ, обычно называют обучающие мультимедиа-системы, игры, внутрикорпоративные системы обмена информацией, презентации, библиотечные и видеоархивы, торговые системы, медицинские и криминальные базы данных и т. п. А мощным стимулом для развития систем интерактивного ТВ оказывается необходимость снижения затрат на обработку в режиме реального времени больших объемов любого рода оцифрованной информации, на быстрый поиск в них. Новые бизнес-модели (вроде интерактивных продаж информации, подгружаемого ПО и т. п.) также требуют широких видеоканалов.

Но какие бы услуги ни предлагались пользователям для подачи картинки с хотя бы привычным аналоговым качеством, потребуется организовать потоки MPEG-2 в реальном времени со скоростями не меньше 6 Мбит/с. И это для каждого клиента. Также необходимы мощные серверы, на стоимость и сложность которых в наибольшей степени влияют дисковое пространство, производительность файловой системы и подсистемы ввода-вывода.

Попробуем просчитать среднюю мощность сервера, обслуживающего небольшую сеть на 5 тыс. клиентов. Предположим, что каналы от клиентов к серверу - на, скажем, 7 Мбит/с, включая обратный канал, - уже имеются. Тогда сервер должен иметь сетевые интерфейсы суммарной пропускной способностью 35 Гбит/с (4,375 Гбайт/с). Сюда стоит накинуть 25% разницы между пиковой и средней производительностью. Итого 5-6 Гбайт/с.

И это только начало. Для хранения хотя бы 1 тыс. часов видеоматериала (чтобы было, что смотреть), при пропускной способности канала 0,875 Мбайт/с потребуется около 3 Тбайт (3600000 с х 0,875 Мбайт/с) дискового пространства. Заметьте, процессорная производительность такой системы не имеет большого значения, так как основная нагрузка ложится на подсистемы ввода/вывода - дисковые, памяти и сетевых интерфейсов. По прикидочным расчетам, такой сервер сегодня будет стоить 3-3,5 млн. долларов [4].

Но не успели мы перевести дух от умопомрачительных цифр, как нам придется их удвоить: как правило, в службах интерактивного ТВ принято дублировать серверы. То есть в реальности потребуется два сервера, способных в аварийной ситуации "подхватывать" управление незаметно для пользователей.

Впрочем, если мы поделим даже удвоенную стоимость на число пользователей, то получим вполне приземленные значения, соизмеримые со стоимостью современных ТВ-приставок, - немногим более 1 тыс. долларов на человека. Очевидно также, что с ростом объемов производства цены на оборудование будут снижаться.

Не MPEG'ом единым

Страшные цифры касательно оборудования и накладных расходов, приведенные в статье, имеют отношение, естественно, только к передаче высококачественных видеоизображений по "толстым" каналам. Специально для распространения видео через каналы с низкой пропускной способностью были разработаны потоковые видеотехнологии, наиболее популярными из которых являются Real Video и ASF.

Прежде чем рассказать о них чуть подробнее, остановимся на одном из ключевых понятий потокового видео - "подстройке" (video scalability) под канал. Все нижеописанные технологии в той или иной мере поддерживают подстройку на этапе сжатия. Проще говоря, во время подготовки видеофайла его автор указывает требуемую полосу пропускания, и при кодировании используется наиболее приемлемый в этом случае кодек. Сложнее, но и гораздо удобнее технология динамической подстройки, когда сервер на лету подстраивается под клиента, но поддерживается она далеко не всеми. Существует два вида динамической подстройки. Самый распространенный - покадровый, когда на медленных соединениях часть кадров просто опускается, что, конечно, не есть хорошо. Альтернативой является метод передачи видеоданных "по слоям" (layered). В этом случае страдает качество картинки, тогда как частота кадров остается прежней. Поддерживает его, кажется, только Vxtreme (ныне - собственность Microsoft).

Real Video, технология от Real Networks, - почти что стандарт де-факто [*], благодаря не столько своим особенностям, сколько "раскрученности" Real Audio. Возможно, его популярности способствует и бесплатность наиболее простого из серверов от Real - Real Basic Server, коэффициент сжатия которого может достигать 500:1.

ASF - удачное решение, разработанное Microsoft. Клиентом выступает Microsoft NetShow, сервером - NetShow Server. Однако преимущество ASF - высокое качество картинки на узких (до 110 кбит/с) каналах - нивелируется на каналах с широкой пропускной способностью. Сама по себе технология довольно гибкая и поддерживающая достаточное количество видеокодеков, чтобы удовлетворить любого вещателя. Смущает также и название одного из поддерживаемых кодеков - Microsoft MPEG-4. Зная приверженность этой компании чинить, то, что и так не ломается, можно предположить, что в реализации кодека от Microsoft заложена некоторая несовместимость со стандартом.

Среди прочих протоколов отметим алгоритм VDOLive (см. www.vdo.net), построенный на вейвлет-технологии и позволяющий на соединении 28,8 кбит/с наслаждаться видеокартинкой со скоростью 10-15 кадров/с. VDOLive динамически подстраивается под канал и поддерживает скорости вплоть до ISDN и кабельных модемов.

* (обратно к тексту) - По данным Real Networks, 85% сайтов, распространяющих мультимедиа-информацию, используют ее продукты.

Помимо доставки высококачественного видеоизображения существуют также многочисленные потоковые технологии, работающие на принципиально меньших скоростях (десятки и сотни килобит в секунду) и потому лучше приспособленные для существующих узких каналов. Особенность потокового видео заключается в том, что пользователям не приходится дожидаться окончания процесса скачивания - демонстрация ролика начинается сразу же после начала его скачивания. Передача собранных в единый поток видео, аудио, текстов, графики, HTML-документов и др. может вестись по самым разным протоколам (см. врезку), например, с помощью языка Synchronized Multimedia Intercharge Language (SMIL) от Real Networks, у которого есть шансы стать стандартом www-консорциума, или "фирменных" стандартов Microsoft (ASF - Active Streaming Format) и Apple (Streaming QuickTime, позволяющий передавать также и VRML-документы).

Если вы решили организовать видеовещание со своего сайта в потоковом режиме, вам придется установить соответствующие программные видеосерверы потокового сжатия и вещания, убедившись в достаточной ширине канала от вашего провайдера в Сеть и предусмотрев разные скорости скачивания. Также рекомендуется предупредить пользователей (дабы те не оказались разочарованы), чтобы они не ожидали от картинки слишком высокого качества. Естественно, потребителям вашего видео потребуется установить у себя соответствующий видеопроигрыватель.

Мы не коснулись и десятой части того, что относится к понятию "интерактивное ТВ". Из прочитанного выше может показаться, что технология развивается по принципу "кто во что горазд". Но это не совсем так. Существует организация (ATVEF, Advanced Television Enhancement Forum), в числе основателей которой CNN, Microsoft, Intel, NBC, Sony, Disney, Warner и др., собирающаяся привести все эти технологии к общему знаменателю. Результаты уже есть: 10 сентября 1999 года в свет вышла первая спецификация Enhanced TV Content на способы предоставления новых видеоуслуг. Не будем забывать также и о MPEG-4, вещание в котором началось уже и на Россию.

1 (обратно к тексту) - И как это поборники privacy еще до них не добрались?..

2 (обратно к тексту) - Американские аналоги российских "Поля чудес" и "Своей игры". У них, видите ли, все так же, как у нас...

3 (обратно к тексту) - Точнее, не совсем детище. Microsoft приобрела WebTV Networks в 1997 году.

4 (обратно к тексту) - На примере сервера Origin от SGI. См. также www-europe.sgi.com/products/software/failsafe.html.