Streaming a videokonference ve výuce na FI MU

1. Streaming a videokonferenceve výuce na FI MU RNDr. Miloš Liška FI MU/CESNET

2. Osnova • Streaming přednášek na FI MU • Příklad práce se streamingem SD videa • High-performance Computing Class • Příklad využití HD videa s nízkým zpožděním ve výuce

3. Streaming přednášek na FI MU

4. Streaming přednášek na FI MU – Motivace • Záznamy přednášek jsou výborný studijní materiál před zkouškami • Kdy záznamy přednášek nemusí stačit • Přeplněné posluchárny • Nemoc nebo jiné dúvody • Dohled nad posluchárnami, příhled pro techniky

5. Streaming přednášek na FI MU – Akvizice • Pro každou posluchárnu PC s kartou pro akvizici analogového videa + VideoLan Client (VLC) • Dobré řešení, ale dlouhodobě problémy se stabilitou a škálovatelností • Terracue ENC-100 • PAL, MPEG-2, 2Mbps (nebo více), MPEG-TS • Audio 256kbps • Stabilní řešení i při provozu 24/7

6. Streaming přednášek na FI MU – Distribuce streamů – problémy • Multicast • Ideální, škálující řešení • Problémy s dostupností pro uživatele, omezená podpora • Stále omezená konektivita, stále ještě problémy s FUP • Jiné komplikace • Firewally • NAT

7. Streaming přednášek na FI MU – Distribuce streamů • Snadné řešení • Podřídit distribuci streamů uživatelům s nejslabší konektivitou • Malá šířka pásma, jen unicast • Ideální řešení • Každému uživateli distribuovat streamy podle jejich možností • Realistické řešení • Několik streamů různých kvalit, vyžadující různou šířku pásma • Kombinace multicastu a unicastu • Škálovatelný unicast (kaskádování, CDN)

8. Streaming přednášek na FI MU – Distribuce dat – Technické řešení • UDP zrcadlo paketů • Jiří Denemark, Eva Hladka, Petr Holub. User Empowered Virtual Multicast for Multimedia Communication. In ICN’2004 Conference Proceedings, pages 338–343, 2004.

9. Streaming přednášek na FI MU – Distribuce dat – Technické řešení

10. Streaming přednášek na FI MU – Klienti • Typický klient – VLC • Problematické řešení nastavení směrování uvnitř zrcadla paketů • Řešení: RTSP server jako modul pro zrcadlo • Omezená funkcionalita • Odpovídá jen na SETUP, PLAY, STOP a TEARDOWN

11. High-Performance Computing Class

12. High-Performance Computing Class – Motivace • Přínést špičkovou výuku studentům i tam kde by běžně nebyla dostupná • Výuka vedená prof. Thomasem Sterlingem na Louisiana State University • Distribuovaná výuka pomocí špičkových videokonferenčních technologií • Technologie: CESNET/MU/LSU • Účastníci: • Masarykova Univerzita • LSU (LA) • University of Arkansas • Louisiana Tech University (LA) • MCNC (NC) • University of Arkansas at Little Rock (AK) • Polytechnic University of New York (NY)

13. High-Performance Computing Class – Technologie – UltraGrid • Přenos nekomprimovaného videa • 1080i, 30fps, 8bpp, 4:2:2 YUV • 1.2 Gbps – nekomprimované video, 250 Mbps – DXT komprese • End-to-end zpoždění cca. 100ms (bez zpoždění daného sítí) • Distribuce streamů 1:N – N:1 • Všichni vidí přednášejícího a přednášející vídí všechny účastníky • Technologie opět založená na UDP zrcadlech paketů

14. High-Performance Computing Class – Technologie – end-to-end zpoždění přenosu • Zpoždění dané sítí (RTT) • LSU – StarLight: 30ms • StarLight – MU: 115ms • LSU – MU: 145ms • StarLight – UARK: 19ms • LSU – UARK: 50ms

15. High-Performance Computing Class – Technologie – HD H.323 videokonference • 720p video, 1280x720, 30fps, komprese H.264 • Maximální bitrate 6Mbps • Komprese/parametry videokonference se mohou v jejím průběhu měnit • Kvalitní akvizice zvuku • Typicky optimalizovaná na řeč

16. High-Performance Computing Class – Technologie – ostatní podpůrné technologie • Sdílení presentací prostřednictvím WebEx • Doplňující materiály: • Sestříhané záznamy přednášek Quicktime SD a HDV • Vystavené presentace, problem sets, assignments

20. High-Performance Computing Class – Zkušenosti • Organizační problémy • Časový posun mezi účastníky • Semestr začíná pro různé účastníky jindy • Přednášky ze záznamu • Všichni účastníci musí mít k dispozici teaching asistenty • Složité utajování zadání assignments, vnitrosemestrálních písemek • Technické problémy • Kvalita audioinstalace • Výpadky sítě

21. High-Performance Computing Class – Zkušenosti • Immersivnost prostředí (vjem přímo závislý na použitých technologiích) • Interaktivita (vjem závislý i na vedení přednášky) • Minimální rozdíly pro studenty nezávisle na tom, kde se kurzu ve skutečnosti účastní • Průzkum z roku 2007/2008 • HD video je vnímáno jako výborný prostředek • Podpůrné technologie přijímány jako vyhovující • Audio zdrojem problémů (není překvapivý výsledek) • HUTANU, Andrei - XIN, Yufeng - THORPE, Steven - HOLUB, Petr - PARUCHURI, Ravi - EILAND, Daniel - LIŠKA, Miloš. Uncompressed HD Video for Collaborative Teaching - An Experiment. In The 3rd International Conference on Collaborative Computing: Networking, Applications and Worksharing. White Plains, New York : ICST, 2007. ISBN 1-4244-1317-6, 6 s. 2007.

22. High-Performance Computing Class – Zkušenosti – Vnímání kvality audia a videa

23. High-Performance Computing Class – Zkušenosti – Vnímání interaktivity

24. RNDr. Miloš Liška xliska@fi.muni.cz