Способы передачи мультимедиа-данных в сетях

Службы Windows Media позволяют доставлять содержимое клиентам с помощью одноадресной или многоадресной потоковой передачи. Каждый из этих способов передачи потоковых мультимедиа имеет свои сильные и слабые стороны в зависимости от характера аудитории и типа содержимого.

Одноадресная потоковая передача используется по умолчанию сервером Windows Media для предоставления содержимого. Одноадресный поток - это подключение типа "один-к-одному" между сервером и клиентом, то есть каждый клиент получает собственный поток и поток предоставляется только по его запросу. Доставка содержимого в виде одноадресного потока возможна с пункта публикации по запросу или широковещательного пункта публикации. Одноадресная потоковая передача управляется подключаемым модулем записи одноадресныхданных WMS, который включен по умолчанию. Одноадресная потоковая передача предоставляет преимущества взаимодействия между проигрывателем и сервером, простоту в настройке и возможность многоскоростной потоковой передачи. Однако многие пользователи, которые могут принимать одноадресные потоки, имеют ограниченную скорость передачи содержимого и скорость сети сервера. Большая аудитория одноадресных клиентов приведет к быстрой перегрузке сети или сервера. Одноадресную потоковую передачу следует использовать в перечисленных ниже случаях: 1)Требуется воспользоваться преимуществом многоскоростного кодирования и интеллектуальной потоковой передачи. 2) Планируемые размеры аудитории и скорость передачи содержимого соответствуют возможностям сети и сервера. 3)Необходим подробный журнал клиента. 4) Сеть не поддерживает многоадресную передачу.

На рисунке показан пример предоставления содержимого в виде одноадресного потока путем использования пункта публикации по запросу. Как показано на этом рисунке, на сервере Windows Media с именем Server1 существует пункт публикации по запросу TV1. Этот пункт публикации определяет местоположение содержимого, потоковую передачу которого необходимо выполнить. Содержимое может храниться на локальном сервере или в сетевой файловой системе. Источником может быть определенный файл, файл списка воспроизведения или каталог. В данном примере источником для пункта публикации является файл списка воспроизведения, который хранится локально на сервере Server1. Когда вы готовы начать потоковую передачу для пользователей, можно создать объявления, чтобы предоставить пользователем адрес URL к содержимому. Так как содержимое предоставляется в виде одноадресного потока, каждый проигрыватель имеет собственное подключение к серверу Server1.

Многоадресная потоковая передача — это взаимосвязь типа «один-ко-многим» между сервером Windows Media и клиентами, получающими поток. При использовании многоадресного потока сервер выполняет потоковую передачу на многоадресный IP-адрес в сети, а все клиенты получают поток путем подписки на этот IP-адрес. Предоставить содержимое в виде многоадресного потока можно только с пункта трансляции широковещательной передачи. Кроме того, сетевые маршрутизаторы должны поддерживать многоадресную передачу, то есть передавать IP-адреса класса D. Если сетевые же маршрутизаторы не поддерживают многоадресную передачу, то содержимое по-прежнему можно передавать как многоадресный поток по локальному сегменту локальной сети. Для управления многоадресной потоковой передачей используется подключаемый модуль записи многоадресных данных WMS. Так как сервер передает только один поток, независимо от числа клиентов получающих его, для многоадресной потоковой передачи необходима та же полоса пропускания, что и для одноадресного потока, содержащего такое же содержимое. Использование многоадресного потока позволяет сэкономить сетевую полосу пропускания, что может быть полезным для локальных сетей с узкой полосой пропускания. Однако для эффективного сочетания многоадресных потоков и обычного сетевого обмена данными может потребоваться настройка сети. Многоадресную потоковую передачу следует использовать в следующих случаях: 1) Содержимое передается для обширной аудитории, а сетевая полоса пропускания и производительность сервера ограничены. 2) Сеть поддерживает многоадресную передачу.

Протокол передачи данных — это стандартизованный формат для передачи данных между двумя устройствами. Типом используемого протокола можно определять такие переменные, как метод проверки ошибок, метод сжатия данных и подтверждение конца файла. Если все сети были построены одинаково и все сетевое программное обеспечение и оборудование работает похожим образом, для передачи данных потребуется всего лишь один протокол. В действительности Интернет состоит из миллионов разных сетей, в которых используются разнообразные сочетания аппаратного и программного обеспечения. В результате возможность надежной потоковой передачи содержимого мультимедиа клиентам зависит от набора из нескольких хорошо продуманных протоколов. Для потоковой передачи содержимого Windows Media используются следующие протоколы: 1)RTSP 2) HTTP

Службы Windows Media управляют использованием этих протоколов с помощью подключаемых модулей протокола управления. Подключаемый модуль протокола управления получает входящий запрос от клиента, определяет действие, указанное в запросе (например, запустить или остановить поток), преобразует запрос в командную форму, а затем направляет команду серверу. Подключаемые модули протоколов управления также возвращают клиентам уведомляющие сообщения при наличии состояния ошибки или состояния изменения. Службы Windows Media включают подключаемый модуль протокола управления сервера RTSP для WMS и подключаемый модуль протокола управления сервера HTTP для WMS. В то время как эти подключаемые модули управляют высокоуровневым обменом данных, основные сетевые протоколы, например UDP и TCP, используются для выполнения более серьезных задач, таких как соединение узлов сети и исправление ошибок пакетной передачи. Протокол RTSP используется в сочетании с протоколом UDP или TCP. Для автопереключения протоколов рекомендуется в адресах URL содержимого использовать обобщенное специальное имя MMS в адресе URL подключения. В этом случае проигрыватель подбирает наилучший протокол (RTSP или HTTP) для подключения к потоку. Если требуется, чтобы сервер использовал какой-то определенный протокол, то этот протокол можно указать в файле объявления. Пользователь также может указать протокол в адресе содержимого

Технологии видеодисплеев

CRT Monitors. В основе всех подобных мониторов лежит катодно-лучевая трубка, но это дословный перевод, технически правильно говорить "электронно-лучевая трубка" (ЭЛТ). Используемая в этом типе мониторов технология была создана много лет назад и первоначально создавалась в качестве специального инструментария для измерения переменного тока, проще говоря, для осциллографа. Развитие этой технологии, применительно к созданию мониторов, за последние годы привело к производству все больших по размеру экранов с высоким качеством и при низкой стоимости.

Рассмотрим принципы работы CRT-мониторов. CRT- или ЭЛТ-монитор имеет стеклянную трубку, внутри которой вакуум, т.е. весь воздух удален. С фронтальной стороны внутренняя часть стекла трубки покрыта люминофором (Luminofor). В качестве люминофоров для цветных ЭЛТ используются довольно сложные составы на основе редкоземельных металлов - иттрия, эрбия и т.п. Люминофор - это вещество, которое испускает свет при бомбардировке его заряженными частицами. Для создания изображения в CRT-мониторе используется электронная пушка, которая испускает поток электронов сквозь металлическую маску или решетку на внутреннюю поверхность стеклянного экрана монитора, которая покрыта разноцветными люминофорными точками. Поток электронов на пути к фронтальной части трубки проходит через модулятор интенсивности и ускоряющую систему, работающие по принципу разности потенциалов. В результате, электроны приобретают большую энергию, часть из которой расходуется на свечение люминофора. Электроны попадают на люминофорный слой, после чего энергия электронов преобразуется в свет, т.е. поток электронов заставляет точки люминофора светиться. Эти светящиеся точки люминофора формируют изображение, которое вы видите на вашем мониторе. Как правило, в цветном CRT-мониторе используются три электронные пушки, в отличие от одной пушки, применяемой в монохромных мониторах, которые сейчас практически не производятся и мало кому интересны. Наши глаза реагируют на основные цвета: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) и на их комбинации, которые создают бесконечное число цветов. Люминофорный слой, покрывающий фронтальную часть электронно-лучевой трубки, состоит из очень маленьких элементов (настолько маленьких, что человеческий глаз их не всегда может различить). Эти люминофорные элементы воспроизводят основные цвета, фактически имеются три типа разноцветных частиц, чьи цвета соответствуют основным цветам RGB (отсюда и название группы из люминофорных элементов – триады). Люминофор начинает светиться, как было сказано выше, под воздействием ускоренных электронов, которые создаются тремя электронными пушками. Каждая из трех пушек соответствует одному из основных цветов и посылает пучок электронов на различные частицы люминофор, чье свечение основными цветами с различной интенсивностью комбинируется, и, в результате, формируется изображение с требуемым цветом. Например, если активировать красную, зеленую и синюю люминофорные частицы, то их комбинация сформирует белый цвет. Для управления электронно-лучевой трубкой необходима и управляющая электроника, качество которой во многом определяет и качество монитора. Электронный луч, предназначенный для красных люминофорных элементов, не должен влиять на люминофор зеленого или синего цвета. Чтобы добиться такого действия используется специальная маска, чья структура зависит от типа кинескопов от разных производителей, обеспечивающая дискретность (растровость) изображения. самые распространенные типы масок - это теневые, а они бывают двух типов: "Shadow Mask" (теневая маска) и "Slot Mask" (щелевая маска).

Теневая маска (shadow mask) - это самый распространенный тип масок для CRT-мониторов. Теневая маска состоит из металлической сетки перед частью стеклянной трубки с люминофорным слоем. Как правило, большинство современных теневых масок изготавливают из инвара (invar, сплав железа и никеля). Отверстия в металлической сетке работают, как прицел (хотя и не точный), именно этим обеспечивается то, что электронный луч попадает только на требуемые люминофорные элементы, и только в определенных областях. Теневая маска создает решетку с однородными точками (еще называемыми триады), где каждая такая точка состоит из трех люминофрных элементов основных цветов - зеленого, красного и синего – которые светятся с различной интенсивностью под воздействием лучей из электронных пушек. Изменением тока каждого из трех электронных лучей можно добиться произвольного цвета элемента изображения, образуемого триадой точек. Минимальное расстояние между люминофорными элементами одинакового цвета называется dot pitch (или шаг точки) и является индексом качества изображения. Шаг точки обычно измеряется в миллиметрах (мм). Чем меньше значение шага точки, тем выше качество воспроизводимого на мониторе изображения.

Щелевая маска (slot mask) - это технология, широко применяемая компанией NEC, под именем "CromaClear". Это решение на практике представляет собой комбинацию двух технологий, описанных выше. В данном случае люминофорные элементы расположены в вертикальных эллиптических ячейках, а маска сделана из вертикальных линий. Фактически, вертикальные полосы разделены на эллиптические ячейки, которые содержат группы из трех люминофорных элементов трех основных цветов. Минимальное расстояние между двумя ячейками называется slot pitch (щелевой шаг). Чем меньше значение slot pitch, тем выше качество изображения на мониторе. Щелевая маска используется, помимо мониторов от NEC (где ячейки эллиптические), в мониторах Panasonic с трубкой PureFlat (ранее называвшейся PanaFlat).

Апертурная решетка (aperture grill) - это тип маски, используемый разными производителями в своих технологиях для производства кинескопов, носящих разные названия, но имеющих одинаковую суть, например, технология Trinitron от Sony или Diamondtron от Mitsubishi. Это решение не включает в себя металлическую решетку с отверстиями, как в случае с теневой маской, а имеет решетку из вертикальных линий. Вместо точек с люминофорными элементами трех основных цветов апертурная решетка содержит серию нитей, состоящих из люминофорных элементов, выстроенных в виде вертикальных полос трех основных цветов. Такая система обеспечивает высокую контрастность изображения и хорошую насыщенность цветов, что вместе обеспечивает высокое качество мониторов с трубками на основе этой технологии. Маска, применяемая в трубках фирмы Sony (Mitsubishi, ViewSonic), представляет собой тонкую фольгу, на которой процарапаны тонкие вертикальные линии. Она держится на горизонтальной(ых) (одной в 15", двух в 17", трех и более в 21") проволочке, тень от которой Вы и видите на экране. Эта проволочка применяется для гашения колебаний и называется damper wire. Ее хорошо видно, особенно при светлом фоне изображения на мониторе. Некоторым пользователям эти линии принципиально не нравятся, другие же, наоборот, довольны и используют их в качестве горизонтальной линейки. Минимальное расстояние между полосами люминофора одинакового цвета называется strip pitch (или шагом полосы) и измеряется в миллиметрах (мм). Чем меньше значение strip pitch, тем выше качество изображения на мониторе.

LCD (Liquid Crystal Display, жидкокристаллические мониторы) сделаны из вещества, которое находится в жидком состоянии, но при этом обладает некоторыми свойствами, присущими кристаллическим телам. Фактически, это жидкости, обладающие анизотропией свойств (в частности, оптических), связанных с упорядоченностью в ориентации молекул. Жидкие кристаллы были открыты давным-давно, но изначально они использовались для других целей. Молекулы жидких кристаллов под воздействием электричества могут изменять свою ориентацию и вследствие этого изменять свойства светового луча проходящего сквозь них. Основываясь на этом открытии и в результате дальнейших исследований, стало возможным обнаружить связь между повышением электрического напряжения и изменением ориентации молекул кристаллов для обеспечения создания изображения.

Plasma. Работа плазменных мониторов очень похожа на работу неоновых ламп, которые сделаны в виде трубки, заполненной инертным газом низкого давления. Внутрь трубки помещена пара электродов между которыми зажигается электрический разряд и возникает свечение. Плазменные экраны создаются путем заполнения пространства между двумя стеклянными поверхностями инертным газом, например, аргоном или неоном. Затем на стеклянную поверхность помещают маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение. Под действием этого напряжения в прилегающей к электроду газовой области возникает электрический разряд. Плазма газового разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне, который вызывает свечение частиц люминофора в диапазоне, видимом человеком. Фактически, каждый пиксель на экране работает, как обычная флуоресцентная лампа (иначе говоря, лампа дневного света). Высокая яркость и контрастность наряду с отсутствием дрожания являются большими преимуществами таких мониторов. Кроме того, угол по отношению к нормали, под которым можно увидеть нормальное изображение на плазменных мониторах, существенно больше 45°, чем в случае с LCD-мониторами.