В данной дипломной работе рассматривается целесообразность использования среды Интернет для массовой работы с видеоконтентом, его передачи и обработки. Исследуется необходимость в создании общественных интерактивных видеосервисов различной направленности для автоматизации процесса работы с видео. Анализируется потребность в подобных Интернет-ресурсах и выбираются технологии для их создания. Выделяются наиболее актуальные и важные Интернет-сервисы, создание которых имеет первоочередное значение для развития данной области. На основе проведенного анализа разрабатывается программный комплекс Интернет-видеовещания. Проводится его внедрение в работу цифровой видеостудии. На базе созданных Интернет-ресурсов создается медиапространство нового поколения, основным компонентом которого является Интернет-телевидение. Рассматривается возможность его использования в качестве альтернативы существующим способам доставки видеоконтента до пользователей с применением всех доступных средств, предоставляемых средой Интернет.
Содержание
Титульный листАннотация.. 2
Аннотация.. 2
Содержание.. 3
Введение.. 5
Основная часть.. 7
Постановка задачи. 7
Система управления эфиром Интернет-телеканала. 8
Графический интерфейс видеопанели. 10
Интернет-сервис для проведения интерактивных видеотрансляций. 11
Анализ существующих методов и средств организации Интернет-видеовещания. 13
Анализ и выбор технических средств для разработки программного комплекса 24
Разработка системы управления эфиром интернет-телеканала. 28
Техническая реализация системы управления эфиром. 31
Разработка графического интерфейса видеопанели. 38
Принцип работы.. 41
Техническая реализация. 42
Интеграция элементов комплекса в программный комплекс цифровой видеостудии «МИЭМ.ТВ». 44
Разработка Интернет-сервиса для проведения интерактивных видеотрансляций 47
Общая информация об Интернет-сервисе. 49
Техническая реализация сервиса видеотрансляций. 54
Внедрение разработанного сервиса в производственный процесс видеостудии 60
Анализ результатов и выводы.. 63
Возможности развития программного комплекса при использовании в работе цифровой видеостудии. 64
Охрана труда.. 67
Исследование возможных опасных и вредных факторов при эксплуатации ЭВМ и их влияния на пользователей. 67
Введение. 67
Выводы.. 69
Анализ влияния опасных и вредных факторов на пользователя. 70
Влияние электрического тока. 70
Влияние электромагнитных излучений. 72
Влияние ультрафиолетового излучения. 72
Влияние статического электричества. 73
Выводы.. 73
Методы и средства защиты пользователей от воздействия на них опасных и вредных факторов. 73
Методы и средства защиты от поражения электрическим током. 73
Выводы.. 74
Методы и средства защиты от ультрафиолетового излучения. 74
Методы и средства защиты от статического электричества. 75
Методы и средства защиты от электромагнитных полей низкой частоты 76
Общие рекомендации при работе с вычислительной техникой. 76
Требования к помещениям и организации рабочих мест.. 76
Требования к организации работы.. 80
Выводы.. 80
Литература.. 83
Приложение №1. 85
Список публикаций. 85
Введение
Глобальное развитие информационных технологий, средств связи и коммуникаций на протяжении многих десятилетий способствует значительному улучшению способов распространения, сбора и обработки информации, ускорению работы с ней и повышению ее качества. Каждый год в мире появляются новые виды информационного взаимодействия. Внедрение современных технологий позволяет значительно удешевить процесс работы с информацией, упросить его и сделать массовым. Так, всемирная сеть Интернет предоставляет любому ее пользователю средства для работы с информацией. Сегодня пользователям сети доступна информация в виде текстовых, графических, аудио- и видеоматериалов. При этом, если к работе с текстовыми, графическими и даже аудиоматериалами в сети Интернет не предъявляется высоких технических требований к оборудованию, то для работы с видеоданными, зачастую, серьезным препятствием служит недостаточно развитая технологическая база. Благодаря развитию и улучшению каналов связи, коммуникационных сетей, модернизации оборудования в data-центрах удается значительно улучшить возможность передачи видеоданных в сети Интернет, сделать возможным их доступность для большинства пользователей. В свою очередь, появление массовой технической возможности для передачи видео по каналам Интернет и применение соответствующих технологий позволили создавать сервисы нового поколения, отличающиеся высокой информативностью, возможностью работы в интерактивном многопользовательском режиме, а также позволили создавать интерфейсы нового поколения, способные заметно ускорить и автоматизировать процесс взаимодействия человека с компьютером. Несомненно, что ресурсы Интернет, в основе которых лежат видеоданные, будут одними из наиболее востребованными и популярными в ближайшем будущем. Подтверждением этого является статистика посещаемости и число пользователей таких ресурсов, как Youtube, принадлежащий компании «Google», Rutube, принадлежащий компании «Газпром-медиа», Smotri.com и других.
Так как технологическая база для работы с видеоданными значительно дешевле, нежели ее классический телевизионный аналог, и она обладает гораздо более широкими возможностями и перспективами развития, то актуальность ресурсов, направленных на работу в данной среде, весьма высока.
Основная часть
Применяя современные технологии работы с видеоданными в сети Интернет, используя современное технологическое оборудование, было принято решение о создании интерактивного Интернет-телеканала на базе Московского государственного института электроники и математики. В рамках проекта «МИЭМ.ТВ» был создан программно-аппаратный комплекс, обеспечивающий полный набор возможностей для работы с видеоданными и позволяющий полностью обеспечить процесс функционирования системы интерактивного Интернет-телевидения.
Проект «МИЭМ.ТВ» включает в себя следующие возможности:
· создание цифрового видеоконтента;
· обработку видеоконтента;
· хранение видеоконтента;
· публикацию видеоконтента в сети Интернет;
· возможность онлайн-видеовещания и проведения интерактивных телетрансляций;
· возможность автоматизированной организации эфирной сетки и списков воспроизведения;
· интерактивное оформление эфира средствами графического интерфейса.
Работа над проектом «МИЭМ.ТВ» ведется более трех лет. Результаты, полученные в ходе работы, регулярно публикуются. Со списком публикаций, написанных автором данного дипломного проекта, можно ознакомиться в Приложении № 1.
Постановка задачи
В рамках данного дипломного проекта разрабатывается комплекс программных средств, включающий в себя:
· систему управления эфиром интернет-телеканала, для автоматизированной организации эфирной сетки и списков воспроизведения;
· графический интерфейс для интерактивного оформления эфира;
· Интернет-сервис для проведения онлайн-видеовещания и проведения интерактивных телетрансляций.
Разрабатываемые компоненты позволят реализовать ключевые возможности всего проекта, расширить его функционал, привлечь новых пользователей, создадут коммерческую привлекательность проекта для потенциальных заказчиков.
При разработке компонентов программного комплекса необходимо было учесть его условия эксплуатации, сделать процесс взаимодействия с пользователем максимально приятным и эффективным, предусмотреть возможность легкой интеграции и модернизации компонентов системы. Также к компонентам системы выдвигалось требование экономичности в использовании системных ресурсов оборудования, так как некоторые из составляющих комплекса используются на компьютерах обычных пользователей сети Интернет с заранее неизвестным разработчикам набором оборудования.
Система управления эфиром Интернет-телеканала
При создании любого телевизионного телеканала неотъемлемой частью его работы является система управления эфирным контентом. С помощью подобных систем возможно выстроить сетку телевещания в строго определенном порядке, точно указав последовательность воспроизведения видеоматериалов (видеороликов или телепрограмм), наличие рекламных блоков, их количество, заполнить «пустые» временные промежутки дополнительным контентом и информацией. Примерами подобных систем являются: iMediaServer, windows media server, TELE 2.2, Oplan 2.2. Однако все подобные системы рассчитаны на работу в сфере классического телевидения, использование их в среде Интернет является неоптимальным и дорогостоящим. В связи с этим было принято решение о создании специальной системы, предназначенной непосредственно для функционирования в среде Интернет.
Для разрабатываемой системы управления эфиром является обязательным наличие следующих свойств, возможностей и выполнения ряда требований:
· Так как комплекс видеовещания функционирует в сети Интернет и способен обеспечивать одновременную работу нескольких Интернет-телеканалов, то, непременно, система управления эфиром должна функционировать в среде Интернет 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, 365 дней в году.
· Доступ для администрирующих лиц должен быть также постоянным и непрерывным.
· Необходимо наличие возможности одновременной поддержки нескольких Интернет-телеканалов.
· Наличие возможности изменения порядка воспроизведения видеороликов.
· Возможность создавать и изменять описание видеоролика.
· Возможность предварительного просмотра видеоролика с наличием функционала для контроля за процессом воспроизведения.
· Возможность удаления видеороликов из списка воспроизведения.
· Возможность создания нескольких списков воспроизведения (каналов).
· Возможность создания и изменения описание существующих списков воспроизведения (каналов).
· Возможность удалять существующие каналы.
· Возможность устанавливать случайный порядок воспроизведения видеороликов.
· Возможность простой навигации между имеющимися телеканалами.
· Возможность как ручного добавления видеоматериала, так и наличие централизованной системы приема видеороликов из системы видеоархива, но с предварительной модерацией предложенных видеороликов.
· Наличие приятного и эргономичного пользовательского интерфейса.
· Наличие модуля авторизации и распределения прав доступа.
· Экономичность при использовании системных ресурсов оборудования.
Графический интерфейс видеопанели
Для вещания эфирного видеоконтента на основе списка воспроизведения сгенерированного системой управления вещанием используется два способа: установка видеоплеер на сайте, либо использование телевизионных экранов различного типа для создания локальных телевизионных систем и демонстрации эфирного видеоконтента вне компьютера.
В обоих случаях вещание должно производится на основании списка воспроизведения и согласно порядку, определенному в системе управления эфиром. Однако если для варианта, предназначенного для трансляции эфира телеканала на сайте, необходимо лишь наличие видеоплеера с возможностью управления воспроизведением и возможность воспроизведения в заданном порядке, то для варианта трансляции в локальных телевизионных системах необходимо наличие графического интерфейса, предусматривающего, помимо возможности воспроизведения эфирного видеоконтента, наличие дополнительного информационного наполнения, такого как:
· Текстовое описание воспроизводимого видеоролика в виде бегущей строки в нижней части экрана.
· Новостного блока, захватывающего новости с новостного Интернет-сервера.
· Отображение текущего времени.
· Информации о погоде, автоматически получаемой с Интернет-сервера метеорологической службы.
· Логотипа Интернет-телеканала, накладываемого на воспроизводимое видео.
Кроме того, так как область применение локальных телевизионных систем очень обширна, необходимо наличие возможности быстрой и простой модернизации интерфейса и его элементов. Графический интерфейс должен быть реализован средствами технологий предназначенных для работы в сети Интернет, должен функционировать на бытовом оборудовании с невысокими техническими параметрами и умеренным быстродействием. Не менее важно обеспечить автономной процесс работы графического интерфейса с возможностью автоматизированного динамического обновления данных.
Интернет-сервис для проведения интерактивных видеотрансляций
Одной из инновационных возможностей проекта «МИЭМ.ТВ» является возможность организации и проведения интерактивных видеотрансляций через сеть Интернет. Для проведения подобных мероприятий, помимо наличия специальной технологии, специального оборудования и программного комплекса для проведения Интернет-трансляций, необходимо создать Интернет-сервис, позволяющий предоставить пользователям сети весь необходимый функционал для участия в интерактивных Интернет-трансляциях, создать средства для взаимодействия и общения пользователей, при этом данный сервис должен функционировать в сети Интернет, к нему должен быть обеспечен круглосуточный доступ, при разработке должны использоваться технологии предназначенные для работы в web.
Разрабатываемый Интернет-сервис должен обладать следующими возможностями и свойствами:
· Трансляции одного или нескольких видеопотоков в прямом эфире с минимальной задержкой.
· Управления воспроизведением.
· Наличие интерактивного пользовательского видеочата с возможностью модерации сообщений.
· Наличие динамически-изменяемого текстового описания транслируемого мероприятия.
· Опциональное наличие системы авторизации и разграничения прав доступа.
· Наличие простой системы администрирования и управления трансляциями.
· Удобный и эргономичный интерфейс.
Таким образом, реализация данного набора программных компонентов проекта «МИЭМ.ТВ» позволит значительно расширить его функциональные возможности, найти для проекта новые области применения, улучшить коммерческую привлекательность проекта, предоставить специализированные сервисы для взаимодействия и общения между людьми, улучшить процесс информирования людей внутри организаций, сократить затраты на общение. Учитывая вышесказанное, можно сделать вывод о том, что востребованность как всего проекта «МИЭМ.ТВ», так и отдельных его компонентов очень высока, к нему будет обращено значительное внимание, практическое внедрение проекта, несомненно, улучшит процесс информационного обмена, повысит качество взаимодействия между группами людей. При этом затраты на создание и внедрение подобных комплексов сравнительно невысоки, что позволит сделать подобные системы массовыми и популярными при использовании.
Анализ существующих методов и средств организации Интернет-видеовещания
На сегодняшний день видеовещание в сети Интернет набирает все большую и большую популярность. При этом можно выделить два основных направления: видео по запросу (video on demand, а более близко к рассматриваемой тематики Internet video on demand) и вещание в режиме реального времени (live video). При этом способы организации и используемые технологии значительно отличаются и имеют различное применение.
Internet
video
on
demand
- способ просмотра видеоконтента, когда он находится не на носителе (например CD или DVD) и не скачивается как файл, а смотрится прямо через Интернет. Сам термин iVoD в переводе означает Интернет-видео по запросу. Иногда iVoD предлагается в качестве телевидения будущего, некоего гибрида телевидения и сети Интернет [1].
Live
video
[2] –
съемка и передача видео на значительные расстояния с минимальными задержками. Когда в различных географических точках возможно наблюдать видео с места съемки с минимальной задержкой, тем самым имитируя присутствие зрителя на месте проведения события. Возможны ситуации двусторонней трансляции – телемоста, когда две стороны могут общаться друг с другом и наблюдать видеоизображение в режиме реального времени. Возможны варианты, когда одновременно объединяются несколько удаленных точек. Подобные мероприятия популярны в телевизионных новостях, когда необходима срочная передача видеорепортажа с места события. При этом в основе технологии используется спутниковая связь, что влечет за собой большую дороговизну организации подобных событий, сложность в настройке оборудования, существенные ограничения по применимости. Развитие мощностей сети Интернет сделало возможным организацию подобных мероприятий по каналам Интернет, дало стимул для развития соответствующих технологий, способствовало значительнейшему удешевлению и упрощению организации подобных мероприятий, а также привело к популяризации подобного рода представления видеоконтента.
Революция в iVoD началась в 2000-х годах, когда компания Macromedia (позже купленная компанией Adobe) начала эксперименты с видео в популярном проигрывателе Macromedia Flash Player. (Сейчас Adobe Flash Player). Первым крупным проектом на технологии Flash стал американский сервис YouTube.
Рассмотрим наиболее популярные в России примеры по каждому из двух направлений
| Видео
(Interneet video on demand)
|
Вещание в режиме реального времени (
|
| YouTube
RuTube
В настоящий момент ежедневно доставляет видео 400 тыс. пользователей Интернета и производит более 40 млн. видео-показов в месяц. За месяц посетителями сайта становятся более 5,5 млн. уникальных пользователей. Google
|
RuTube
Sportbox -
Corbina
Smotri
|
Таблица
1
: Наиболее популярные видеосервисы в сети Интернет.
Существуют и условно промежуточные варианты. Порядок воспроизведения видеоконтента задается специальным программным комплексом, согласно данному порядку, видеоплеер осуществляет воспроизведение. При этом создается подобие непрерывного вещания, аналогичного классическому телевизионному, однако технически вещание организовывается по запросу. То есть видеоплеер получает из списка воспроизведения ссылку на ролик, запрашивает его и осуществляет воспроизведение. Возможен и вариант, когда сервер в реальном времени (в режиме live) транслирует заранее подготовленный видеоконтент, согласно списку воспроизведения. Примером такого способа организации вещания может быть рекламный телеканал IMTV, обеспечивающий вещание рекламных роликов в крупных торговых центрах. При этом данное решение может не использовать сеть Интернет для вещания видеоконтента и также не использовать web-технологии.
Иллюстрация 1: Общая схема вещания цифрового видеоконтента.
Однако для организации подобных локальных сетей видеовещания значительно удобнее использовать локальные компьютерные сети и сеть Интернет. Тогда весь видеоматериал возможно хранить на удаленном сервере видеохостинга, в том числе и на YouTube и т.п., а воспроизведение видеоконтента осуществлять на основании сформированного списка воспроизведения с помощью Интернет-средств для воспроизведения видео.
Из аналогичных технологий предназначенных для организации вещания и управления вещанием видеоконтента наиболее распространенными и чаще всего применяемыми являются: Flash (компания Adobe) и SilverLight (компания Microsoft). В основе обеих технологий лежит возможность воспроизведения видеоконтента и его передачи по сетям TCP/IP, в том числе по сети Интернет.
Сравнение технологий Silverlight и Flash [6]. Сравнение ключевых компонентов и возможностей приводится в следующей таблице.
| SilverLight
|
Flash
|
|
| Разработчик |
Microsoft |
Adobe |
| Платформа |
Windows Vista/XP/2000, Windows Server 2003/2008, Windows Mobile 6, Mac OS 10.1/10.5 (PowerPC) and Mac OS 10.1/10.5 (Intel) |
Windows Vista/XP/2000, Windows Server 2003/2008, Mac OS 10.1/10.5 (PowerPC), Mac OS 10.1/10.5 (Intel), Linux 5, openSUSE 11, Ubuntu 7.10 or later and Solaris 10. Symbian |
| Кросс-браузерность |
IE7+ (IE6 вне серверных ОС), Firefox. Остальные с существенными ограничениями, либо не поддерживаются. |
Практически все ныне используемые. |
| Распространенность |
Около 27% пользователей |
Более 97% пользователей |
| Воспроизведение |
Silverlight player |
Flash Player |
| Открытость стандартов |
100% закрытые |
SWF, FLA, AS Компания Adobe «дружелюбна» к web-разработчикам. |
| Программирование |
Visual C#.NET Visual Basic.NET Windows-ориентированные языки, используемые для разработки desktop-app. |
AS2, AS3 – сходны с JavaScript. Имеется поддержка back-end языков и фрэймворков (PHP, ASP and Ruby On Rails). |
| Наличие ПО для организации вещания и создания плей-листов |
Да, распространяется с ОС windows server. |
Возможность создания при помощи back-end языков. |
| API |
Мало применялось. |
Многолетняя практика, выверенное юзабилити. |
| Видео и Аудио |
WMV, WMA |
Flash video |
| Обработка видео |
Да, есть бесплатное ПО для перекодирования и последующего использования. |
Ограниченная возможность для обработки. |
| Кодек |
V
Хорошее соотношение качества к передаваемому потоку. |
H
TrueMotion VP6
Хорошее соотношение качества к передаваемому потоку. |
| Возможность осуществления прямого телевещания |
да |
да |
| Поддерживаемые серверы для видеовещания |
С использованием Windows media server и набора Windows media · Windows Media Encoder · Windows Media Services |
С использованием серверов: · Flash media serever · Wowza media server · RED5 server (open sourse). Для кодирования применяется flash media encoder,а также ряд open source программных продуктов. |
| Размер файла |
Несжатый, созданный на XAML. Значительно более тяжелый, нежели SWF-файл. |
Сжатый SWF-файл (Скомпилированный из FLV). |
| Поддержка web-камер и микрофонов пользователей. |
Отсутствует. |
Полная поддержка средствами flash-плеера. В том числе, поддержка ряда бытовых DV-камер. |
| SEO-оптимизированный |
Высокая поисковая оптимизация и возможность индексирования текстового содержимого. |
Не предусматривается. Google и Yahoo разрабатывают алгоритмы для анализа содержимого SWF-файлов. |
| Размещение |
Как единый скомпилированный SWF файл. |
Как группа компонентов: XML файлы, DLL файлы (при необходимости) Silverlight.js файлы, Сторонние JavaScript файлы, Другие файлы (изображения, аудио, видео). |
| Возможность использованием сокетов |
Ограниченная, через System.Net.Sockets namespace. |
XMLSocket object. Позволяет асинхронно работать с удаленным сервером. |
| Поддерживаемые форматы изображений |
PNG, JPEG |
Все используемые форматы. |
| Принцип работы с анимацией |
Time-based |
Frame-based |
| Возможность работы в качестве windows-приложения |
нет |
да |
Таблица
2
: Сравнение технологии
Adobe
Flash
и
MS
SilverLight
.
Иллюстрация 2: Статистика наличия соответствующих плееров у пользователей Интернет на начало 2009 года [5].
Из проведенного анализа можно сделать вывод о том, что на сегодняшний день наиболее оправданным является использование технологии Adobe Flash. Данная технология является наиболее распространенной у пользователей, стабильно функционирует под всеми наиболее популярными браузерами и операционными системами. Имеет лучшую поддержку графических форматов, поддержку web-камер и микрофонов. Обладает возможностью передачи HD-видео посредством кодека H.264, при этом сохраняя приемлемым соотношение размера потока и качества передаваемого видео. Имеет возможность создания приложений с использованием back-end языков.
Для проведения интерактивных трансляций также предпочтительнее выбирать технологию flash, так как при ее использовании удается максимально минимизировать возникающие задержки на передачу видеосигнала и использовать бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом.
Однако в случае необходимости создания локальных телевизионных систем, функционирующих через сеть Интернет, без ориентации на массовую демонстрацию видео пользователям Интернет, оптимальным будет выбор технологии SilverLight в связке с windows media server. При этом наиболее эффективной схемой работы будет создание вещающего сервера на базе Windows server 2003/2008 с установленным компонентом windows media. В программном пакете windows media уже предусмотрены приложения для управления видеовещанием, организации списков воспроизведения и передачи видео по каналам Интернет. При условии, что в системе будет присутствовать ограниченное число точек просмотра, и для каждой возможно задать строгий набор технических параметров, таких как установленная операционная система и используемый браузер, то использование технологии silverlight будет предпочтительнее. Пример подобной схемы приводится на следующей схеме.
Иллюстрация 3: Пример схемы организации локальной телевизионной системы.
Такие схемы могут применяться при организации телевизионных систем внутри зданий, транспортных средствах иных локальных точках.
Так как проект «МИЭМ.ТВ» преимущественно рассчитан на вещание в сети Интернет, в том числе предусматривается проведение интерактивных Интернет-трансляций, а его пользователями могут стать абсолютно разные люди, с совершенно разным набором программного обеспечения и оборудования, то однозначно выбор был сделан в пользу наиболее стабильной и распространенной технологии Adobe Flash.
Анализ и выбор технических средств для разработки программного комплекса
Все программные компоненты проекта «МИЭМ.ТВ», разрабатываемые в рамках данного дипломного проекта, предназначены для использования в сети Интернет и к ним должен быть обеспечен круглосуточный повсеместный доступ. Поэтому при выборе технических средств необходимым является условие по их применимости для создания web-приложений. В рамках дипломного проекта разрабатываются три программных средства:
· Система управления эфиром.
· Интерфейс видеопанели.
· Интернет-сервис для проведения интерактивных видеотрансляций.
Для каждого из компонентов проекта «МИЭМ.ТВ» был выбран оптимальный набор технических средств, позволяющих реализовать весь требуемый функционал, обеспечить наличие всех необходимых возможностей и отвечающий всем поставленным требованиям.
При реализации данных программных компонентов необходимо использование следующих ресурсов:
· Языка разметки для создания web-интерфейса компонентов.
· Каскадной таблицы стилей CSS для создания качественной кросс-браузерной верстки, отвечающей современным требованиям.
· Языка программирования, предназначенного для генерирования HTML-страниц на веб-сервере и работы с базами данных. Для этих целей используются, как правило, языки высокого уровня PHP, Perl, либо среда ASP компании Microsoft на платформе операционных систем линии Windows NT.
· Базы данных, работа с которой возможна средствами выбранного языка программирования.
· Языка программирования, работающего на клиентской стороне, для обеспечения возможности динамической работы.
В качестве языка разметки был выбран язык HTML, а точнее его разновидность XHTML, так как он является общепризнанным мировым стандартом. Абсолютное большинство web-приложений так или иначе используют его в свой работе. Для удовлетворения требований современного web-дизайна, web-интерфейсы всех разработанных приложений имеют кросс-браузерную верстку, основанную на использовании HTML элемента «div». Для каждого элемента HTML-страницы создан персональный набор стилистических свойств, средствами каскадных таблиц стиля CSS. В качестве языка для генерации HTML страниц был выбран язык PHP. Так как его работа возможна как на серверах под управлением MS Windows, так и на серверах под управлением ОС Linux, что обеспечит возможность работы как на серверах с ОС windows, так и на серверах с ОС Linux. Но наиболее важным фактором при выборе PHP стала его огромная популярность у разработчиков во всем мире. Наибольшее число Интернет-проектов полностью реализованы на нем, либо PHP использовался как один из основных языков при разработке. В подтверждения выбора ниже приводится статистика использования PHP для создания web-ресурсов.
Иллюстрация 4: Статистика сайтов, созданных с помощью ЯВУ PHP [7].
В качестве базы данных для разрабатываемых компонентов была выбрана база данных MySQL компании Sun Microsystems. Так как она прекрасно подходит для проектов такого уровня, является одной из наиболее распространенных в сети Интернет, имеется хорошая техническая поддержка. Язык PHP имеет все необходимые средства для взаимодействия с MySQL; существует большое количество администраторских интерфейсов для управления базой данных.
Для создания динамического интерактивного интерфейса с возможностью создания асинхронных запросов к серверу был выбран языка JavaScript и технология AJAX, использующая XMLHttpRequest для создания асинхронных запросов. Наличие языка JavaScript является стандартом для абсолютного большинства современных Интернет-браузеров, поэтому его выбор является наиболее эффективным и предпочтительным.
При этом можно условно разделить разрабатываемые приложения на две группы:
· Программы, рассчитанные на взаимодействие с пользователем и предусматривающие элементы управления. К этой группе относятся компоненты комплекса «МИЭМ.ТВ» по управлению эфиром Интернет-телеканалом и сервис по проведению интерактивных Интернет-трансляций.
· Программы, предназначенные для работы в автоматическом режиме. К этой группе относится графический интерфейс видеопанели.
Работу графического интерфейса необходимо сделать максимально автоматизированной, практически не требующей привлечения человека для управления ее работой, и ввиду того, что при работе графического интерфейса не требуется наличие возможности взаимодействия с пользователем, то было принято решение разрабатывать данный интерфейс с использованием технологии Flash компании Adobe и специализированного языка программирования – Action Script 3, предназначенного для создания flash-приложений, так как данная технология является наиболее подходящей для программных приложений подобного типа, не требует специализированного технического оборудования, имеется мощный инструментальный комплекс для разработки программных приложений подобного типа.
Разработка системы управления эфиром Интернет-телеканала
Работу Интернет-телеканала можно представить в виде следующей схемы:
· Серверного видеокомплекса, состоящего из файлового видеохранилища и системы управления эфиром.
· Web-интерфейса системы управления эфиром, через которую осуществляется управление каналами и наполнением их эфирной сетки.
· Web-страницы воспроизведения эфира, через которые осуществляется просмотр эфира телеканала.
· Модуль воспроизведения видеоконтента Итернет-телеканала – аппаратный комплекс, состоящий из телевизионных экранов, видеопанелей, на которых производится демонстрация видеоконтента.
Иллюстрация 5: Схема устройства и работы Интернет-телекан
а
ла, где:
1 – Получение списка воспроизведения от системы управления эфиром.
2 – Запрос очередного видеофайла от сервера видеохранилища ПО.
3 – Получение видеофайла и его воспроизведение в видеоплеере.
4 , 5 – Демонстрация видео на экране компьютера и видеопанелях.
Принцип работы Интернет-каналом и управление им следующий:
1. Видеоконтент размещается на сервере видеохранилища в сети Интернет, обладающий web-интерфейсом, через который пользователи сети могут его просматривать.
2. Зарегистрированный пользователь может по своему желанию предложить понравившийся видеофайл из видеохранилища для добавления его в эфирную сетку телеканала. В качестве аналогии можно привести пример с музейным хранилищем, если бы человек, попав в запасник музея, мог предложить понравившейся ему экспонат для демонстрации его в зале, на экспозиции.
3. После этого идентификатор видеоролика и ссылка на него поступают в систему управления эфиром, в раздел премодерации, где для него создается отдельная запись в таблице базы данных. Далее модератор телеканала принимает решение о добавлении или отклонении предложенного видеоролика. При этом у модератора имеется полный набор инструментария для предварительного просмотра ролика, изменения его метаданных. В случае отклонения запись о ролике просто удаляется из системы управления эфиром, но сам ролик без изменений остается в видеохранилище. Если же модератор принимает решение о добавлении ролика, то он переносит соответствующую запись в эфирную таблицу воспроизведения выбранного канала и устанавливает его на соответствующую позицию. Таким образом, формируется эфирная сетка телеканала.
4. После того, как эфирная сетка сформирована, и сохранена в соответствующей таблице базы данных сервера управления эфиром, на основании сохраненных данных, формируется RSS-лента воспроизведения в формате XML. Каждая запись в RSS-ленте является представлением конкретного видеоролика. Запись содержит идентификатор видеоролика, ссылку на него, его название и описание. Записи в RSS-ленте расположены согласно порядку, указанному модератором телеканала.
5. Пользователь загружает web-страницу воспроизведения телеканала, с интегрированным в нее flash-видеоплеером, и ему передается XML-файл с эфирной сеткой. Далее видеоплеер выбирает видеофайл, согласно очереди, и воспроизводит его. За счет того, что система управления эфиром и видеоплеер работают только с идентификатором и метаданными видеоролика, нет необходимости предварительно загружать все видеофайлы. В каждый конкретный момент времени загружается лишь необходимый видеофайл. После того, как все видеофайлы из XML списка-воспроизведения будут проиграны и при отсутствии иных предписаний со стороны администратора системы, воспроизведение начинается повторно с первого видеофайла в списке. Также при необходимости можно сконфигурировать модуль воспроизведения таким образом, чтобы пользователь мог сам выбрать заинтересовавший его видеофайл из эфирной сетки. В таком случает на основе RSS-ленты формируется плей-лист со всеми присутствующими видеороликами, и при клике на один из них, он незамедлительно воспроизводится в видеоплеере. Такой вариант предпочтителен для демонстрации Интернет-канала на web-сайте, где у пользователя есть возможность для управления компонентами страницы и видеоплеера (остановка воспроизведения, продолжение воспроизведения, управление громкостью, управление режимом просмотра и т.п.). Если же демонстрация осуществляется на видеопанелях, в локальных телевизионных системах, то там возможен только первый вариант воспроизведения, так как там не предусматривается наличия инструментов для управления web-страницей и необходим автоматический режим воспроизведения через интерактивный графический интерфейс.
Техническая реализация системы управления эфиром
Так как система управления работает с файловым видеохранилищем, которое расположено в сети Интернет, и формирует эфирную сетку телеканала, несомненно, и сама система управления должна располагаться во «всемирной паутине». При этом, в действительности, разработанная система может базироваться на одном и том же физическом или виртуальном сервере (VPS) с файловым хранилищем, так как ее работа совершенно не требовательна к вычислительным ресурсам. При этом расположение на общем сервере даст возможность использовать единую базу данных, тем самым позволит избежать необходимости создания дополнительных промежуточных звеньев для работы с единым информационным пространством. Все данные, которые обрабатываются системой управления эфиром, сохраняются в базе данных – MySQL. База данных состоит из 4-ех таблиц:
· Каналы (Channels) – содержащую информацию о всех созданных в системе Интернет-каналов. Для каждого канала на выходе формируется собственный список воспроизведения в формате XML.
· Видео (Videos) – хранит список всех задействованных видеофайлов, их идентификаторов, названий, описаний и ссылок, а также принадлежность к одному из существующих каналов.
· Плейлист (Playlist) – ключевая таблица, хранящая список сопоставлений имеющихся видеофайлов к списку имеющихся каналов, а также позицию видеофайла в списке воспроизведения присвоенного канала.
· Конфигурационная таблица (Ply_config) – содержащая служебную информацию, такую как дата последнего внесенного изменения или тип сортировки при воспроизведении (доступно два варианта: согласно списку или в случайном порядке) для каждого канала.
Иллюстрация
6:
Структура БД системы управления вещанием Интернет-канала.
Система управляется через интерактивный web-интерфейс. Общая схема работы выглядит следующим образом:
|
|
|
|
Иллюстрация
7: Схема работы
web
-приложения.
1. При загрузке системы управления эфиром на стороне сервера PHP выполняет запрос к базе данных на выборку необходимых записей.
2. После этого сервер обрабатывает полученную от БД информацию и на ее основе формирует HTML код, который отправляет клиенту.
3. Браузер пользователя подключает к преданному HTML-коду каскадную таблицу стилей CSS и все клиентские подпрограммы на JavaScript.
4. Система управления успешно загрузилась, и пользователь приступает к работе.
5. При совершении любого действия пользователем над элементом списка воспроизведения или ряда других элементов страницы, динамически, без перезагрузки всей страницы, используя технологию AJAX, информация об изменении и измененные данные передаются на серверную часть, где и обрабатываются и возвращают результат обработке опять-таки через технологию AJAX на клиентскую сторону.
6. Средствами Javascript изменения произведенные сервером применяются к элементам страницы.
Подобная организация работы позволяет значительно облегчить работу пользователя с программой, сэкономить время на выполнение каждого действия, так как не приходится ожидать перезагрузке всей страницы, позволяет сэкономить трафик, так как пересылается только измененная информация и небольшая часть системной информации, а также, сократить нагрузку на вычислительную мощность сервера. Так как при подобной организации ему приходится обрабатывать значительно меньшие объемы информации.
При разработке, помимо разработки эффективной программной части, особое внимание было уделено созданию продуманного, эргономичного, приятного и понятного пользователю интерфейса управления и навигации. Он напоминает стандартный интерфейс, используемый в таких известных продуктах как Microsoft Office и Microsoft Windows. Такой выбор обусловлен тем, что навыками, необходимыми для управления подобными приложениями, обладают практически все пользователи современного ПК, что позволяет сделать систему простой и понятной.
Сам web-интерфейс выполнен согласно концепции по созданию web-приложений «WEB 2.0». В верхней части страницы располагается главное меню, с его помощью пользователь может переключаться между существующими каналами, редактировать и добавлять их. В основной части страницы располагается три блока. Два из них – блоки для работы с последовательностью записей о роликах, третий - для предварительного просмотра и редактирования. Перемещение элементов между столбцами осуществляется простым перетаскиванием элемента мышью, из одного столбца в другой. Его разработка, выбор цветовой гаммы, расположение компонентов и их размер основывались на данных по эргономике и юзабилити. Верстка интерфейса является блочной, на основе элемента «div»; интерфейс отлажен для работы во всех основных современных браузерах, придерживающихся стандартов W3C. Таким образом, работа пользователя с программой сделана максимально удобной, приятной и комфортабельной.
Иллюстрация 8:
Общий вид интерфейса системы управления.
Иллюстрация 9:
Пример динамического перемещение элементов интерфейса.
Иллюстрация 10:
Пример динамического добавления и редактирования информации о канале.
Иллюстрация 11: Форма интерактивного редактирования мета-данных и панель управления предварительным просмотром видеоролика.
Таким образом, разработанная система предназначена для управления эфиром Интернет-телеканала, когда необходимо сформировать список видеороликов, выстроить их для воспроизведения, согласно определенному порядку, присвоить каждому воспроизводимому ролику метаданные: название и описание. Необходимо наличие возможности удаления видеоролика, изменения его метаданных, изменения позиции, при этом все изменения должны происходить в динамическом режиме, не требующем перезагрузки страницы управления.
Аналоги разработанной системы используются для организации вещания на телевизионных телеканалах, в системах спутникового вещания, в локальных телевизионных системах (в торгово-развлекательных центрах, автотранспорте, офисных зданиях). Однако на сегодняшний день локальные системы телевизионного вещания работают в полностью автономном режиме, т.е. для каждого объекта приходится создавать как воспроизводящую сеть, так и собственный вещательный комплекс, что значительно усложняет систему и возможность ее масштабирования, что приводит к значительному увеличению стоимости. В отличие от вышеуказанных систем, разработанная система функционирует в сети Интернет, что не требует затрат на покупку дорогостоящего оборудования, не требует наличия специальных вещающих частот, лицензирования и иных ограничений, связанных с технической организацией процесса вещания. Не требуется и установки персонального вещающего оборудования для каждого объекта, так как возможно использование единого удаленного сервера, а все принимающие устройства могут напрямую подключаться к вещающему серверу по каналам Интернет. Задачи, которые способна решать система, весьма разнообразны. Она может применяться для построения рекламной локальной телесистемы, например для торгово-развлекательных центров. При этом в случае масштабной сети возможно подключение всех торговых точек к единой серверной инфраструктуре, что позволит минимизировать затраты, максимально оптимизировать процесс работы телесистемы и даже демонстрировать телеканал на сайте предприятия. С помощью системы можно создавать новостной обмен, например для ВУЗов, если объединить несколько ВУЗов в единую подобную сеть, и в каждом вузе будут готовиться видеоролики о проходящих мероприятиях, семинарах, форумах, а после этого из подготовленного материала будет формироваться единый Интернет-телеканал. Все студенты и сотрудники всегда будут в курсе событий, происходящих у их коллег. Более того, за их работой смогут следить все желающие в сети Интернет. Несомненно, подобные сети значительно помогут преодолеть географический барьер, помогут сплотиться молодым ученым в решении совместных задач, будут способствовать совместному общению и отдыху. Как третий вариант систему могут использовать телекомпании, желающие предоставить свою продукцию для пользователей Интернет, так как при сравнительно небольших затратах, возможно донести информацию до 100% целевой аудитории, что абсолютно невозможно для классического телевидения. Разработанная система очень гибкая, модульная, хорошо масштабируемая, что позволяет создавать на ее основе проекты практически любой сложности, любого масштаба, предназначенные для решения очень широкого спектра задач, зачастую лежащих в абсолютно разных областях.
Разработка графического интерфейса видеопанели
При работе любого телеканала возникает потребность в создании системы оформления эфира. Системы оформления эфира бывают очень различными, от самых простых ( для классического телевидения это может быть просто логотип телеканала, наложенный на видеоизображение), до очень сложных, интерактивных 3D систем. Примером могут служить новостные выпуски, или выпуски прогноза погоды, когда на экране, помимо видеоизображения с ведущим, еще отображаются всевозможные бегущие строки, часы, динамические графики котировок, анимированные баннеры с информацией о погоде. Такие системы позволяют одновременно показывать несколько экранов и осуществлять динамические переходы между ними, как это делается во время прямых включений в новостных блоках. Но для всех них характерным является следующий принцип работы. Первоначально, перед передачей видеосигнала абонентам на передающей стороне программа формирует все эти данные в единую картинку, которая уже передается абонентам и воспроизводится у них на телевизионных приемниках. Естественно, с целью минимизировать затраты время на формирования столь сложного видеоизображения требуются сверхсложные программные комплексы и большие вычислительные мощности, что приводит к большим финансовым затратам как на программное обеспечение, так и на оборудование и поддержку системы в процессе эксплуатации.
При работе Интернет-канала используется совсем другой принцип работы. Так как воспроизведение осуществляется либо просто через web-браузер, либо через web-браузер с интегрированным в него flash-приложением, то возможно переложить все задачи и всю нагрузку по оформлению эфира на сторону клиента. Система графического оформления эфира получает всю необходимую информацию по отдельности; видеофайлы, RSS-ленты, информация из базы данных, все это может поступать в систему асинхронно и независимо и соединяться непосредственно на web-странице графического интерфейса. При этом, так как в большинстве случаев система оформления эфиром занимается графическим оформлением сопровождающей текстовой информацией, то нагрузки на вычислительные ресурсы компьютера минимальны. Реализовать такую систему возможно с использованием стандартного набора web-инструментария: языков разметки HTML и XML с применением каскадных таблиц стиля CSS и языка Javascript, работающего на клиентской стороне. Таким образом, возможно создавать системы графического оформления эфира ничем не уступающим, а иногда и превосходящим, классические телевизионные аналоги, при этом затраты на разработку и оборудование становятся в десятки раз меньше. Подобная организация работы программного приложения становится возможным лишь благодаря свойствам работы в сети Интернет, так как в данном случае у принимающих устройств (в общем случае компьютеров) существует возможность самостоятельно запрашивать необходимые данные из сети Интернет.
Графический web-интерфейс представляет собой обыкновенную web-страницу, но функционирующую в динамическом режиме. Схематично вид интерфейса можно представить следующим образом:
Иллюстрация 12: Схема графического интерфейса видеопанели.
В рамках проекта «МИЭМ.ТВ» был реализован графический интерфейс со следующими возможностями:
· Воспроизведение видеофайлов из файлового видеохранилища, согласно сформированной программной сетки.
· Наложение графического логотипа Интернет-телеканала.
· Отображение новостной ленты телеканала, загружаемой с сайта в виде RSS-ленты.
· Отображение бегущей строки с описанием воспроизводимого видео.
· Опциональное отображение графического информационного метеобаннера.
· Динамическое отслеживание изменений состояния интерфейса и отображаемых данных, внесенных в список воспроизведения через систему управления вещанием.
Принцип работы
При загрузке web-страницы происходит загрузка RSS-ленты со сформированным списком воспроизведения, новостной RSS-ленты, а также загружаются данные о погоде в формате XML с метеосервера в Интернет. По завершению загрузки и обработки данных видеоплеер начинает воспроизведение очередного видеофайла, при этом в бегущей строке начинается отображение информации о воспроизводимом видеоролике. Текст с описанием видео в бегущей строке отображается на протяжении всего времени воспроизведения. По завершении видеоролика сразу же загружается следующий по очереди видеоролик, а в бегущей строке устанавливается его текстовое описание. После проигрывания последнего видеофайла из списка, воспроизведение начинается вновь, начиная с первого файла. В процессе работы каждые 2 секунды интерфейс автоматически обращается к серверу системы управления эфиром на наличие изменений; если изменения обнаруживаются, то происходит перезагрузка эфирной RSS-ленты, и воспроизведение осуществляется согласно новому списку. Параллельно с этим в новостной части интерфейса отображаются новости из загруженной RSS-ленты, каждая новость отображается по несколько секунд, после чего ее сменяет следующая по очереди новость. После того, как последняя новость из RSS-ленты отобразится, происходит запрос к новостному серверу; если за время проигрывания новостей появились новые публикации, то происходит перезагрузка новостной RSS-ленты, после чего процесс отображения новостей повторяется вновь. Аналогичным образом происходит отображение метеоинформации. Данные поступают в XML-формате, обрабатываются и отображаются на экране либо в текстовом, либо в графическом виде. Периодически происходит отслеживание изменений. Возможность наложения графического логотипа представляет собой загрузку графического файла с изображением из сети Интернет и отображение его на заранее предусмотренном месте экрана. Также в интерфейс интегрирован модуль часов. При загрузке страницы ей передается точное время от сервера, после чего управление временем осуществляется JavaScript на клиентской стороне. Раз в сутки осуществляется синхронизация с серверным временим; данная функция является избыточной, так как процесс управления временем достаточно точен, но для гарантированной надежности она реализована в данном программном приложении. Особенностью интерфейса является его модульность и масштабируемость, так как любой из реализованных компонентом можно как включить, так и отключить, а также процесс разработки новых модулей достаточно прост, не требует никаких специфических операций и сравним по сложности с созданием любого программного модуля для web-среды. Таким образом, можно создавать графическое оформление эфира абсолютно любой сложности и наполненности; для каждого конкретного случая можно создать свой набор модулей и конфигураций. При этом затраты на создание подобного интерфейса минимальны, в процессе его эксплуатации практически не требуется техническая поддержка.
Техническая реализация
Графический интерфейс видеопанели является web-приложением. В связи с этим были разработаны две схемы по организации его работы.
В первоначальной схеме все функциональные возможности, связанные с обработкой дополнительной сопроводительной информации, были возложены на классические средства разработки web-приложений: язык высокого уровня PHP, языки разметки HTML и XML, а функция по воспроизведению видео на готовый программный модуль flowplayer, позволяющий осуществлять воспроизведение flash-видео согласно списку воспроизведения. А весь функционал по работе с дополнительными информационными данными возлагался на технологию AJAX, клиентский язык JavaScript и язык PHP. Однако такая организация программного приложения оказалось не оптимальной, так как применение большого количества различных программных компонентов и модулей приводила к сложностям при их взаимной интеграции и отладке. В процессе работы периодически возникали достаточно большие нагрузки на вычислительные мощности, что тоже явилось негативным фактором. Поэтому, проанализировав полученные результаты, было принято решение перенести разработку в среду Adobe Flash и реализовать все функциональные возможности с использованием ActionScript3. Все алгоритмы, присутствующие в первоначальной версии, были адаптированы под среду Adobe Flash и переписаны на ActionScript3 соответствующим образом. В результате удалось значительно оптимизировать работу системы, удалить неиспользуемые программные части отдельных модулей, настроить работу интерфейса оптимальным способом. В подобной организации в качестве основного и единственного элемента интерфейса выступает скомпилированный swf-файл. По своим функциональным возможностям, по сложности создания и модернизации он ничем не уступает первоначальному аналогу, а в некоторых аспектах даже превосходит, ввиду технических особенностей ActionScript. Однако данное решение позволило сократить затрату вычислительных ресурсов более чем вполовину и довести ее до адекватных показателей.
Оба варианта функционируют через Интернет-браузер. При полноэкранном режиме воспроизведения возможно полностью скрыть панели управления браузера, и все рабочее поле видеоустройства (видеопанели) будет использоваться графическим интерфейсом. Так как размеры и разрешение у разных видеоустройств отличаются, в системе предусматривается возможность ввода этих размеров, согласно которым происходит автоматическое расположение элементов на странице в соответствующем масштабе. При использовании видеоустройств разного типа и размера в едином комплексе разумным будет создание нескольких заранее заготовленных вариантов г
Графический интерфейс в связке с системой управления эфиром являются законченным программным продуктом, который позволяет организовывать локальные системы телевещания, функционирующие через Интернет. По своим функциональным возможностям он не уступает, а во многом даже превосходит аналогичные стационарные решения, а затраты на его разработку и внедрение существенно меньше. Единственным требованием является наличие канала доступа в Интернет или же, в некоторых случаях лишь внутренней сетевой инфраструктурой.
Интеграция элементов комплекса в программный комплекс цифровой видеостудии «МИЭМ.ТВ»
Цифровая видеостудия «МИЭМ.ТВ» создана для работы с цифровыми мультимедиа данными, в том числе для работы с видео в сети Интернет, для проведения интерактивных телетрансляций, создания программно-аппаратного комплекса для перевода процесса видеопроизводства полностью в цифровой формат с использованием только цифровых носителей информации, при этом, по возможности, с минимизацией количества используемых носителей. Так, например, при видеосъемке, производимой цифровой видеостудией, не применяются видеокассеты - видеопоток с камеры автоматически сохраняется прямо на видеосервере. Далее, прямо с видеосервера для каждого размещенного на нем видеофайла создается ряд сопровождающих файлов, позволяющих обеспечить дальнейшую работу с материалом в цифровом формате, при этом минимизируя затраты вычислительных мощностей. Все это позволяет сделать процесс видеопроизводства максимально эффективным, без потери качества при сохранении затрат на приемлемом уровне. Подобный комплекс может позволить себе практически любая небольшая видеостудия, желающая работать с цифровым видео, в том числе с видео в сети Интернет.
Весь производимый видеостудией «МИЭМ.ТВ» видеоконетент располагается на видеосервере, для каждого видеофайла создается копия в формате flash-видео (mp4), закодированная видеокодеком H.264, позволяющим добиться такого уровня сжатия, что при небольших размерах видеофайла, подходящих для передачи по каналам Интернет, качество изображения может быть сравнимо с High-Definition(HD) видео. Данное видеохранилище имеет web-интерфейс, где любой пользователь может найти интересующий его видеоролик, посмотреть и отредактировать его метаданные. Из видеороликов, представленных в видеохранилище, и происходит наполнение эфира Интернет-телеканала «МИЭМ.ТВ». Разработанный в рамках данного дипломного проекта программный комплекс, включающий в себя систему управления эфиром и графический интерфейс для демонстрации эфира телеканала, полностью обеспечивает весь набор функциональных возможностей для создания и обеспечения работы Интернет-телеканала «МИЭМ.ТВ». В рамках интеграции разработанного программного комплекса в систему организации видеоархива (СОВА), по сути являющуюся видеохранилищем с web-интерфейсом, был внедрен функционал, позволяющий обеспечить возможность добавления выбранного пользователем видео в эфирную сетку Интернет-канала. При создании системы управления была произведена ее интеграция в базу данных видеохранилища. Данная процедура была необходима для получения полного доступа к информации о видеофайлах хранилища и управления ими. Для этого система управления каналом была размещена на едином сервере с самим видеохранилищем, и внесены соответствующие изменения в структуру базы данных видеохранилища, при этом внесенные изменения никак не повлияли на работоспособность видеохранилища, его служб и сервисов. Управление эфиром Интернет-канала осуществляется специальной группой пользователей, обладающих правами администрирования. Информация об этих пользователей, так же, как и авторизационная информация, хранится в кафедральной системе LDAP. Ввиду этого система авторизации системы управления видеовещанием подключена к данной системе. Эта интеграция позволила соответствующей группе пользователей получить доступ к управлению, используя свои системные авторизационные данные.
Для демонстрации Интернет-канала МИЭМ.ТВ используются телевизионные панели, установленные на кафедре Информационно-коммуникационных технологий Московского государственного института электроники и математики, а также Интернет-сайт кафедры. Для демонстрации содержимого телеканала на сайте используется интегрированный в его страницы видеоплеер и сформированный список воспроизведения, из которого пользователи могут самостоятельно выбрать интересующий их видеоролик.
И
ллюст
рация 13:
Видеоплеер со списком воспроизведения, интегрированный в web-сайт.
Для демонстрации Интернет-канала на кафедре через видеопанели используется разработанный интерактивный графический интерфейс, настроенный под размеры экрана видеопанели. Для обеспечения демонстрации эфира телеканала на видеопанелях также была реализована специальная схема их подключений. Эфир телеканала воспроизводится через Интернет-браузер обычного персонального компьютера, подключенного к сети Интернет, но в качестве мониторов, к данному компьютера подключены видеопанели, таким образом, компьютер, отвечающий за воспроизведение эфира телеканала расположен в специализированном техническом помещении, а для публики видны лишь установленные видеопанели, отображающие Интернет-браузер в полноэкранном режиме, что полностью создает эффект просмотра обычного телевизионного канала. Используя различные схемы подключений можно создавать распределенные сети видеопанелей практически любой сложности, для создания локальных телевизионных систем.
|
Иллюстрация 14: Схема подключения видеопанелей.
Разработанная система позволила обеспечить представление производимого видеостудией видеоконтента для пользователей Интернет, студентов и сотрудников кафедры. Созданный Интернет-телеканал позволил улучшить информирование всех участников учебного процесса о проводимых мероприятиях, предстоящих или прошедших событиях. Внедрение данного программного комплекса позволило предоставить всем желающим информацию о деятельности кафедры, результатах ее работы и научных достижениях, а также сплотить коллектив и улучшить дружественную атмосферу в стенах кафедры, позволило значительно расширить функциональные возможности цифровой видеостудии «МИЭМ.ТВ».
Разработка Интернет-сервиса для проведения интерактивных видеотрансляций
На сегодняшний день каналы связи сети Интернет в большинстве своем достаточно хорошо развиты для обеспечения возможности передачи видео по сети Интернет. Существующие технологии позволяют передавать видео из удаленных географических точек с задержкой всего в несколько секунд. При этом практически все жители крупных и средних городов имеют доступ к сети Интернет, по крайней мере, в размере 256Кбит/c. При таких условиях становится возможным проводить интерактивные Интернет-видеотрансляции, потребность в которых крайне высокая. Сегодня для общения, обмена опытом, взаимодействия друг с другом люди могут использовать телефон, различные текстовые способы обмена информацией, типа электронной почты, форумов, ICQ и т.п. Существуют даже такие сервисы, как Skype, позволяющие вести беседу через Интернет абонентам, находящимся на разных континентах, однако практически все эти способы не способны обеспечить массового дистанционного взаимодействия. К примеру, возникает необходимость осуществить обмен опытами между учеными, работающими в разных городах, или же руководство коммерческой сети хочет обсудить общие вопросы с руководителями региональных отделений, сегодня, для решения подобных задач, приходится устраивать всевозможные конференции, круглые столы, проводить форумы. При этом это влечет за собой огромный набор проблем, связанных с выбором места проведения, расселением, питанием, проездом и другими организационными вопросами. Естественно, это влечет за собой огромные финансовые затраты, приходится отрывать людей с места их работы, тем самым ухудшая деятельность всей организации в целом. Даже если удается проводить подобные встречи, они все равно являются крайне обременительными для организации, и не всегда в рамках подобных конференций удается решить все имеющиеся проблемы. Решением, казалось бы, столь сложной задачи и может стать Интернет-телевидение. Ведь можно всего-навсего установить в каждой географической точке видеокамеру и микрофон и осуществить трансляцию с этих камер в Интернет. Все заинтересованные участники смогут следить за происходящим в другой точке планеты на мониторе своего компьютера в режиме реального времени. При этом они в полной мере смогут участвовать в беседе, задавать свои вопросы и делать комментарии, давать свои оценки происходящему. Для проведения подобных мероприятий достаточно всего лишь компьютера и видеокамеры для трансляции происходящего и доступа к Интернету со скоростью от 256Кбит/с, Интернет-сервиса, обеспечивающего взаимное общение.
Так как одним из ведущих направлений в работе цифровой студии «МИЭМ.ТВ» является организация интерактивных видеотрансляций через Интернет, то для полноценного обеспечения этой возможности был разработан специальный Интернет-сервис для проведения подобных мероприятий.
Общая информация об Интернет-сервисе
Так как видеотрансляция осуществляется в сети Интернет, то и разработанный сервис разрабатывался для работы в сети Интернет. Было принято решение предоставить пользователям возможность просмотра видеотрансляции через видеоплеер, установленный на сайте. Свои вопросы зрители могут задавать в специальном интерактивном чате. Просматривая трансляцию, пользователь, указав свое имя и написав сам вопрос, отправляет вопрос на сервер; незамедлительно этот вопрос попадает в базу данных и становится доступным для всех зрителей трансляции. Одновременно на сайте отображаются последние 20 вопросов (данный параметр настраивается в конфигурационном файле), при необходимости произвести модерацию человек, обладающий правами модератора, может удалить необходимый вопрос или комментарий. При этом выступающий также видит список поступивших вопросов, либо ему их оглашает секретарь. Получив вопрос, выступающий, по своему желанию, может ответить на него в прямом эфире, и пользователь, задавший вопрос, увидит на него ответ прямо во время трансляции. У всех пользователей - и у выступающего - список вопросов является динамическим. Система автоматически проверяет наличие новых вопросов, и при поступлении таковых незамедлительно публикует их в списке вопросов на web-странице.
Иллюстрация 15: Интерфейс Интернет-сервиса для проведения видеотрансляций.
Для каждой проводимой трансляции создается индивидуальная страница, на которой после ее окончания сохраняется весь список заданных вопросов и при условии ведение записи трансляции указывается ссылка на видеофайл с записью трансляции. Если в рамках одного мероприятия необходимо обеспечить трансляцию из различных точек, то пользователю предоставляется инструментарий для просмотра интересующей его точки. Если во время трансляции предполагается демонстрация презентации или каких-либо иных графических материалов, то возможно подключение дополнительного видеоплеера специально для их отображения. Для каждой точки предусмотрено наличие динамического описания. За время проведения трансляции редактор может менять его, вносить изменения и дополнение, например, может публиковать имена выступающих. При этом соответствующие изменения будут производится автоматически (не требуя перезагрузки страницы или каких-либо действий со стороны пользователя) у всех пользователей на странице с трансляцией.
Управление системой осуществляется через систему администрирования. Администрирование осуществляется в два этапа:
1. На первом этапе администратор создает точку вещания, в которой он указывает:
· Название точки - идентификатор.
· Выбирает формат видеовещания; система поддерживает два формата: windows media и flash.
· Адрес вещающего медиасервера и имя потока; указывает системные параметры, такие как величина буфера, доступность полноэкрнанного режима, режим отображения логотипа.
· Логотип трансляции (при необходимости).
· Размер плеера на странице пользователя.
· Указывает позицию ее в общем списке.
Иллюстрация 16
: Управление точками видеовещания.
2. На основе созданных в системе точек администратор приступает к формированию страницы для трансляции. Для этого он создает новую страницу и указывает для нее следующие данные:
· Название трансляции.
· Описание трансляции с возможностью динамического изменения в процессе проведения трансляции.
· Выбирает точку с видеопотком трансляции из списка созданных в системе трансляций.
· При необходимости указывает точку видеопотока для отображения дополнительного видеоплеера для презентации.
Иллюстрация 17: Настройка страницы телетрансляции.
Сохранив результаты, пользователям Интернет становится доступной страница для просмотра трансляции и участия в беседе.
Таким образом, одна и та же точка вещания может использоваться на нескольких страницах трансляций. Данная возможность используется при организации телемостов. Когда помимо двух сторон-участников, еще требуется показать все происходящее третей стороне — зрителям в Интернет.
Иллюстрация 18: Схема организации двусторонней трансляции, с возможностью просмотра третьей стороной.
Техническая реализация сервиса видеотрансляций.
Так как данный сервис является web-приложением, то для его создания использовался стандартный набор инструментов, характерный для web-разработки. Так, вся информация, вопросы и все системные данные, необходимые для работы сервиса видеотрансляций, хранятся в базе данных MySQL. В качестве основного языка программирования использовался PHP. Для обеспечения пользовательского функционала использовался язык клиентских приложений JavaScript. Интерфейс трансляции выполнен с помощью языка разметки HTML и каскадных таблиц стиля CSS. Для взаимодействия с сервером использовалась технология AJAX. В качестве формата передачи данных выбран язык разметки XML. Пользовательский интерфейс разработан с учетом эргономических требований и правил. Работоспособность программного приложения обеспечена во всех основных современных браузерах.
База данных сервера состоит из следующих таблиц:
· Точки вещания (broadcast) — таблица, содержащая всю информацию об используемых точках видеовещания.
· Трансляции (presentations) — таблица, содержащая весь список созданных в системе страниц телетрансляций, их описания и используемые на них точки видеовещания.
· Вопросы (questions) — таблица, содержащая все поступившие от пользователей вопросы, идентификаторы страниц трансляций, к которым они принадлежат, ip-адреса пользователей и ряд других системных данных.
Структура базы данных разработанного web-приложения представлена на следующей схеме.
Иллюстрация 18: Структура БД сервиса видеотрансляций.
Таблица broadcast
содержит следующие поля:
· Id – идентификатор точки вещания на сервере.
· Name – системное название точки.
· Link – ссылка на точку на вещающем сервере, также в ней содержится ряд системных настроек для видеоплеера.
· Type_broadcast – содержит директиву, определяющую тип вещания: windows media, либо flash. На основании этого значения на странице трансляции устанавливается либо windows media player (опционально SilverLight player), либо flash media player.
· Width – содержит значение ширины видеоплеера в пикселях.
· Height – содержит значение высоты видеоплеера в пикселях.
Таблица Presentations
содержит следующие поля:
· Id – идентификатор страницы трансляции.
· Id_point – содержит идентификатор основной для данной трансляции точки вещания в таблице broadcast.
· Id_presentation – содержит идентификатор дополнительной для данной трансляции точки вещания в таблице broadcast. Данная точка используется в случае необходимости трансляции дополнительных материалов, например, для трансляции презентации; для этих целей на странице устанавливается дополнительный видеоплеер.
· View_present – значение, регулирующие отображение видеоплеера с дополнительной информацией на странице трансляции.
· Edit_time – содержит отметку времени, когда производилось последнее изменение метаданных трансляции. На основании сравнения значения, получаемого при загрузке страницы, и значения в Базе данных, осуществляется динамическое обновление данных на странице.
· Description – метаданные, содержащие текстовое описание проводимого мероприятия, отображаются на странице с трансляцией.
· Name – метаданные, содержащие название проводимой трансляции.
Таблица Questions
содержит следующие поля:
· Id – идентификатор вопроса.
· Id_presentation – содержит идентификатор трансляции к которой относится вопрос.
· Datatime – отметка времени поступления вопроса.
· Author_name – имя пользователя, задавшего вопрос.
При загрузке страницы видеоплеер на основании данных, загруженных из базы данных, обращается по ссылке к вещающему серверу и начинает вещание видеопотока. Параллельно с этим, на страницу загружаются метаданные: название трансляции и его описание, загружается список вопросов. Весь HTML-код генерируется с помощью языка PHP, который добавляет в него, в указанные места, информацию из базы данных. Далее к этому HTML-коду применяется стили, созданные средствами каскадной таблицы стилей, загружаются клиентские приложения на JavaScript, отвечающие за динамическое обновление данных. Само динамическое обновление реализовано с использованием технологии AJAX.
|
|
|
|
|
|
|
|
Иллюстрация 19: Схема организации web-приложения.
Функции динамического обновления разработаны с использованием PHP и JavaScript библиотеки XAJAX [8].
Xajax — PHP- и JavaScript-библиотека предоставляет разработчикам веб-приложений простую реализацию технологии Ajax и PHP-инструментов для формирования HTML-форм и документов. Данная библиотека обладает следующими свойствами и возможностями:
· совместимость с PHP 4.3 и выше,
· кросс-браузерная реализация Ajax,
· формирование HTML-форм и документов в PHP, используя классы xajax-библиотеки,
· модульная организация библиотеки, позволяет использовать множество различных плагинов во всевозможных конфигурациях,
· наличие подробной документации для разработчиков,
· постоянная поддержка,
· открытость кода,
· бесплатное распространение.
Иллюстрация 20: Схема работы приложения, построенного с использованием библиотеки XAJAX.
Таким образом, динамическое изменение данных и блок интерактивных вопросов на странице функционируют по следующей схеме:
1. На первом этапе Javascript на клиентской стороне вызывает серверные функции, генерируя соответствующий запрос и отправляет его в XML-сообщении.
2. На втором этапе на стороне сервера на основании полученного запроса PHP осуществляет запрос к базе данных и получает необходимую информацию.
3. Информация из базы данных обрабатывается, на ее основе PHP-функции генерируют HTML-код.
4. Результат работы PHP-функций отправляется в XML-сообщении для передачи в JavaScript на клиентской стороне.
5. Клиентское Javascript приложение обрабатывает полученное XML-сообщение и вносит соответствующие изменения в HTML-код страницы трансляции.
На странице трансляции установлен таймер, который раз в 2 секунды (значение является настраиваемым), сравнивает системную метку времени, переданную при загрузке страницы, с меткой находящейся в базе данных. В случае, если их значения различны, это свидетельствует об изменении или поступлении новых данных, тогда происходит процесс их обновления. Данное решение необходимо для того, чтобы минимизировать нагрузку на сервер и количество затраченного трафика. Это решение позволяет производить обновления информации только тогда, когда изменения действительно произошли, а не по окончании работы таймера.
В рамках данной дипломной работы был разработан Интернет-сервис для проведения интерактивных видеотрансялций. Было произведено его внедрение и апробация, внесены необходимые доработки и изменения. В результате на выходе был получен полностью готовый продукт, отвечающий всем поставленным требованиям и выполняющий все необходимые задачи.
Внедрение разработанного сервиса в производственный процесс видеостудии
Разработка данного программного комплекса велась для цифровой видеостудии «МИЭМ.ТВ». Интернет-сервис видеотрансляций был интегрирован в информационную среду кафедры Информационно-коммуникационных технологий Московского государственного института электроники и математики. Так, например, авторизация пользователей происходит с использованием кафедрального каталога пользователей LDAP. В системе были созданы предустановки точек вещания для работы с серверами видеовещания цифровой студии «МИЭМ.ТВ».
Данный web-сервис является одним из наиболее важных компонентов комплекса Интернет-телевидения. Его введение в работу цифровой видеостудии значительно расширило ее возможности, позволило удаленно проводить различные мероприятия в интерактивном формате. С помощью данного сервиса на кафедре ИКТ МИЭМ реализована практика публичных защит. Защиты курсовых и дипломных проектов транслируются в прямом эфире в сети Интернет. Зрители, в свою очередь, задают вопросы в интерактивном режиме. Так, из банальной отчетный работы получается отличная возможность для обсуждения проблемы, а иногда и для продолжения развития темы и работы над ней.
Также, с использованием разработанного сервиса, регулярно проводятся телемосты с ВУЗами и школами, организовываются научно-технические конференции и семинары. Это позволяет студентам и преподавателям в различных регионах обмениваться опытом, совместно работать над интересными проектами, информировать друг друга о проводимых мероприятиях и предстоящих событиях, рассказывать о направлениях деятельности и о существующих проектах. Все это позволяет значительно сплотить научные коллективы, повысить интерес к работе как отдельных студентов, так и к работе всего ВУЗа в целом.
С использованием данного сервиса организовывается процесс дистанционного образования. Сегодня, когда потребность в образованных специалистах велика как никогда, удаленное обучение дает возможность для подготовки специалистов. Для этого создается курс видеолекций, обучающих фильмов, дополнительных материалов, которые предоставляются для просмотра обучаемому, либо он скачивает необходимые данные по своему усмотрению, просматривает и изучает полученную информацию. После чего проходят контрольные тесты, опять-таки удаленно, в сети. В конце обучения, используя разработанный Интернет-сервис, организуется телемост, где в прямом эфире, обучаемый отчитывается о проделанной работе, отвечает на вопросы и демонстрирует результат. В прямом эфире контролирующие лица наблюдают за выступающим, просматривают презентацию, слушатели задают вопросы по материалу в режиме онлайн. Подобная организация образовательного процесса позволяет обучать студентов без необходимости его физического присутствия в образовательном учреждении. Это, особенно в условиях России, позволяет существенно сэкономить на транспортных и бытовых расходах, и в конечном итоге, позволяет значительно расширить аудиторию желающих получить образование, повысить конкуренцию среди них, а, следовательно, повысить уровень знаний и качество образовательного процесса.
С использованием разработанного сервиса Московским государственным институтом электроники и математики и цифровой видеостудией кафедры ИКТ проводились:
· Трансляции защиты курсовых и дипломных работ студентов МИЭМ.
· Семинары, проводимые такими крупными IT-компаниями, как Google, Microsoft, Sun Microsystems, Oracle.
· Проводились интерактивные Интернет-видеотрансляции различных конференций, проводимых в России и странах СНГ.
· Организовывались телемосты с ведущими Российскими ВУЗами, такими как ЛЭТИ, СПБГПУ и рядом других.
· Проводились трансляции с выставок СВЯЗЬ-ЭКСПОКОММ-2008 и СВЯЗЬ-ЭКСПОКОММ-2009.
Рассмотрев положительный опыт эксплуатации разработанного Интернет-сервиса для проведения Интернет-трансляций в рамках работы цифровой видеостудии «МИЭМ.ТВ», было принято решении об его использовании в работе ООО «Цифровые ВидеоТехнологии», для выполнения коммерческих заказов по проведению интерактивных дистанционных мероприятий через сеть Интернет. Также ряд телевизионных компаний проявили интерес к разработанному программному продукту и рассматривают возможность его использования в рамках своей деятельности.
Анализ результатов и выводы
В результате работы, проведенной в рамках данного дипломного проекта, были выполнены все поставленные перед разработчиком задачи. Были созданы следующие программные компоненты комплекса «МИЭМ.ТВ»:
· система управления эфиром телеканала,
· графический интерфейс видеопанели,
· Интернет-сервис для проведения интерактивных видеотрансляций.
Все разработанные компоненты были интегрированы в информационную среду кафедры Информационно-коммуникационных технологий с учетом особенностей среды, условий ее эксплуатации. Все компоненты разработаны таким образом, чтобы работа с ними была приятна и удобна для пользователей.
Каждый разработанный компонент выполняет все поставленные задачи в полном объеме и надлежащем качестве. При разработке были учтены требования по наличию возможности легкой модернизации всех созданных компонентов.
Проведено внедрение компонентов и их апробация в процессе работы. В результате внедрения все выявленные недочеты были устранены, все модули настроены для оптимальной работы в составе цифровой видеостудии «МИЭМ.ТВ».
В результате созданные в рамках данного дипломного проекта программные продукты позволили обеспечить наличие ключевых возможностей проекта «МИЭМ.ТВ», таких как:
· Автоматизация работы Интернет-канала.
· Управление эфирным контентом Интернет-телеканала.
· Графическое оформление эфира Интернет-телеканала.
· Проведение интерактивных видеотрансляций и телемостов.
Возможности развития программного комплекса при использовании в работе цифровой видеостудии
Введение в эксплуатацию разработанного программного комплекса позволило обеспечить функционирование ключевых компонентов проекта «МИЭМ.ТВ», создало набор основных функциональных возможностей для его работы. Однако для успешного развития и популяризации работы проводимой цифровой видеостудии обязательным является доработка и модернизация уже созданных компонентов и разработка новых.
Из наиболее важных задач, направленных на развитие уже существующих компонентов комплекса «МИЭМ.ТВ», можно выделить следующие:
· Необходимо провести более глубокую интеграцию компонентов цифровой видеостудии. Улучшить взаимодействие между отдельными ее сервисами. Выделить общий для всех ресурсов проекта функционал и произвести его интеграцию в каждый ресурс проекта. Так, например, необходимо будет интегрировать графический интерфейс видеопанели и Интернет-сервис телетрансляций, разрабатываемых в данный момент модулями синхронного показа презентаций и системой титрования.
· Для Интернет-сервиса видеотрансляций необходимо добавить следующий набор функциональных возможностей:
o Обработки видеокомментариев пользователей, чтобы участники интерактивной дискуссии могли задавать вопросы не только в текстовом, но и в видео формате. Это позволит улучшить процесс контроля за заданными вопросами, а также улучшит качество процесса общения и обмена информацией между участниками интерактивной дискуссии.
o Использования Shared Objects при работе вещающих медиасерверов, работающих по протоколу RTMP. Наличие данной возможности необходимо для создания более глубокого интерактивна в работе сервисов «МИЭМ.ТВ»
o Сбора и анализа статистики. Наличие данной возможности позволит администраторам и разработчикам проекта следить за активностью пользователей: подсчитывать количество участников трансляций, количество посещений страниц с трансляциями и ряд иной статистической информации. На основании этих данных, разработчики смогут делать выводы об эффективности работы системы, необходимости в ее модернизации и улучшении. Процесс обслуживания системы упростится, так как станет легче выявлять первопричины появления технических проблем и сбоев в работе системы.
o Рассылки уведомлений о предстоящих мероприятиях через e-mail и sms-сообщения. Так как с каждым днем количество проводимых трансляций увеличивается, то необходимо вовремя и своевременно сообщать о них пользователям. Для этого предполагается реализовать систему рассылки уведомлений через e-mail и sms-сообщения.
o Наличие конструктора шаблонов дизайна. Конструктор шаблонов дизайна позволит создавать индивидуальное оформление для каждой трансляции, выбирать цветовую гамму и устанавливать персональный графический логотип. Таким образом, станет возможным персонализировать web-интерфейс для каждой проводимой трансляции. Планируется, что управление конструктором шаблонов дизайна будет осуществляться через систему администрирования.
· Разработать концепцию продвижения сервисов проекта «МИЭМ.ТВ» в сети Интернет для привлечения целевой аудитории.
Приступить к тиражированию компонентов комплекса «МИЭМ.ТВ» в рабочую среду других ВУЗов с целью создания единой межвузовской медиасреды, которая будет способствовать совместной работе научных центров и улучшению взаимодействия между ВУЗами, позволит вести совместные проекты, упростит процесс общения между научными коллективами, расположенными в различных географических точках.
Охрана труда
Исследование возможных опасных и вредных факторов при эксплуатации ЭВМ и их влияния на пользователей
Введение
Охрана труда — это система законодательных актов, социально-экономических, организационных, технических, гигиенических и лечебно-профилактических мероприятий и средств, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда [18] [19] [20].
Полностью безопасных и безвредных производственных процессов не существует. Задача охраны труда — свести к минимуму вероятность поражения или заболевания работающего с одновременным обеспечением комфорта при максимальной производительности труда.
Любой производственный процесс, в том числе работа с ЭВМ, связан с появлением опасных и вредных факторов.
Опасный фактор — это производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к травме или другому резкому внезапному ухудшению здоровья.
Вредный фактор — производственный фактор, приводящий к заболеванию, снижению работоспособности или летальному исходу. В зависимости от уровня и продолжительности воздействия вредный производственный фактор может стать опасным.
В процессе использования ПЭВМ различные вредные факторы, связанные с работой на персональном компьютере, угрожают здоровью, а иногда и жизни оператора. Типичными ощущениями, которые испытывают к концу дня люди, работающие за компьютером, являются: головная боль, резь в глазах, тянущие боли в мышцах шеи, рук и спины, зуд кожи на лице и т. п. Испытываемые каждый день, они могут привести к мигреням, частичной потере зрения, сколиозу, тремору, кожным воспалениям и другим нежелательным явлениям.
Была также выявлена связь между работой на компьютере и такими недомоганиями, как астенопия (быстрая утомляемость глаза), боли в спине и шее, запястный синдром (болезненное поражение срединного нерва запястья), тендениты (воспалительные процессы в тканях сухожилий), стенокардия и различные стрессовые состояния, сыпь на коже лица, хронические головные боли, головокружения, повышенная возбудимость и депрессивные состояния, снижение концентрации внимания, нарушение сна и немало других, которые не только ведут к снижению трудоспособности, но и подрывают здоровье людей.
Основным источником проблем, связанных с охраной здоровья людей, использующих в своей работе автоматизированные информационные системы на основе персональных компьютеров, являются дисплеи (мониторы), особенно дисплеи с электронно-лучевыми трубками. Они представляют собой источники наиболее вредных излучений, неблагоприятно влияющих на здоровье операторов и пользователей.
Конфигурация компьютеризированного рабочего места для работы над дипломом:
ПК на основе процессора QuadCore Intel Core 2 Quad Q6600, 2400 MHz с необходимым набором устройств ввода-вывода и хранения информации (DVD-RW, HDD);
лазерный принтер XEROX Phaser 3122 (A4);
цветной SVGA-монитор LG 17” (TCO 99):
разрешение по горизонтали (max) — 1280 пикселей; разрешение по вертикали (max) — 1024 пикселей;
легко регулируемые контрастность и яркость;
частота кадровой развертки при максимальном разрешении — 56-75 Гц;
частота строчной развертки при максимальном разрешении — 30-83 кГц.
Питание ПЭВМ производится от сети 220В. Так как безопасным для человека напряжением является напряжение 40В, то при работе на ПЭВМ опасным фактором является поражение электрическим током.
В дисплее ПЭВМ высоковольтный блок строчной развертки и выходного строчного трансформатора вырабатывает высокое напряжение до 25кВ для второго анода электронно — лучевой трубки. А при напряжении от 5 до 300 кВ возникает рентгеновское излучение различной жесткости, которое является вредным фактором при работе с ПЭВМ (при 15-25 кВ возникает мягкое рентгеновское излучение).
Изображение на ЭЛТ создается благодаря кадрово-частотной развертке с частотой:
85 Гц (кадровая развертка);
42 кГц (строчная развертка).
Следовательно, пользователь попадает в зону электромагнитного излучения низкой частоты, которая является вредным фактором.
Во время работы компьютера дисплей создает ультрафиолетовое излучение, при повышении плотности которого > 10 Вт/м2, оно становиться для человека вредным фактором. Его воздействие особенно сказывается при длительной работе с компьютером.
Любые электронно-лучевые устройства, в том числе и электронно-вычислительные машины во время работы компьютера вследствие явления статического электричества происходит электризация пыли и мелких частиц, которые притягивается к экрану. Собравшаяся на экране электризованная пыль ухудшает видимость, а при повышении подвижности воздуха, попадает на лицо и в легкие человека, вызывает заболевания кожи и дыхательных путей.
Выводы
При эксплуатации перечисленных элементов вычислительной техники могут возникнуть следующие опасные и вредные факторы:
Поражение электрическим током.
Электромагнитное излучение.
Ультрафиолетовое излучение.
Статическое электричество.
Анализ влияния опасных и вредных факторов на пользователя
Влияние электрического тока
Проходя через тело человека, электрический ток оказывает следующие воздействия:
Термическое — нагрев тканей и биологической среды.
Электролитическое — разложение крови и плазмы.
Биологическое — способность тока возбуждать и раздражать живые ткани организма.
Механическое — возникает опасность механического травмирования в результате судорожного сокращения мышц.
Тяжесть поражения электрическим током зависит от: величины тока, времени протекания, пути протекания, рода и частоты тока, сопротивления человека, окружающей среды, состояния человека, пола и возраста человека. Последствия влияния электрического тока на организм человека представлены на иллюстрации «1. Последствия влияния электрического тока на организм человека» (стр. 5).
Электрический ток, воздействуя на человека, приводит к травмам:
общие травмы:
судорожное сокращение мышц, без потери сознания ;
судорожное сокращение мышц, с потерей сознания ;
потеря сознания с нарушением работы органов дыхания и кровообращения ;
состояние клинической смерти .
местные травмы:
электрические ожоги ;
электрический знак ;
электроавтольмия .
Наиболее опасным переменным током является ток 20-100Гц. Так как компьютер питается от сети переменного тока частотой 50Гц, то этот ток является опасным для человека.
Влияние электромагнитных излучений
Электромагнитные поля с частотой 60Гц и выше могут инициировать изменения в клетках животных (вплоть до нарушения синтеза ДНК). В отличие от рентгеновского излучения, электромагнитные волны обладают необычным свойством: опасность их воздействия при снижении интенсивности не уменьшается, мало того, некоторые поля действуют на клетки тела только при малых интенсивностях или на конкретных частотах. Оказывается переменное электромагнитное поле, совершающее колебания с частотой порядка 60Гц, вовлекает в аналогичные колебания молекулы любого типа, независимо от того, находятся они в мозге человека или в его теле. Результатом этого является изменение активности ферментов и клеточного иммунитета, причем сходные процессы наблюдаются в организмах при возникновении опухолей.
Влияние ультрафиолетового излучения
Ультрафиолетовое излучение — электромагнитное излучение в области, которая примыкает к коротким волнам и лежит в диапазоне длин волн ~ 200-400 нм.
Различают следующие спектральные области:
200-280 нм — бактерицидная область спектра.
280-315 нм — зрительная область спектра (самая вредная).
315-400 нм — оздоровительная область спектра.
При длительном воздействии и больших дозах могут быть следующие последствия:
Серьезные повреждения глаз (катаракта).
Меломанный Рак кожи.
Кожно-биологический эффект (гибель клеток, мутация, канцерогенные накопления).
Фототоксичные реакции.
Влияние статического электричества
Результаты медицинских исследований показывают, что электризованная пыль может вызвать воспаление кожи, привести к появлению угрей и даже испортить контактные линзы. Кожные заболевания лица связаны с тем, что наэлектризованный экран дисплея притягивает частицы из взвешенной в воздухе пыли, так, что вблизи него «качество» воздуха ухудшается и оператор вынужден работать в более запыленной атмосфере. Таким же воздухом он и дышит.
Особенно стабильно электростатический эффект наблюдается у компьютеров, которые находятся в помещении с полами, покрытыми синтетическими коврами.
При повышении напряженности поля Е>15 кВ/м, статическое электричество может вывести из строя компьютер. [21] [22]
Выводы
Из анализа воздействий опасных и вредных факторов на организм человека следует необходимость защиты от них.
Методы и средства защиты пользователей от воздействия на них опасных и вредных факторов
Методы и средства защиты от поражения электрическим током
Зануление — преднамеренное соединение нетоковедущих частей с нулевым защитным проводником (иллюстрация 2, стр. 9).
Защитное зануление применяется в трехфазных сетях с глухо заземленной нейтралью, в установках до 1000В и является основным средством обеспечения электро безопасности.
Принцип защиты пользователей при занулении заключается в отключении сети за счет тока короткого замыкания, вызывающего отключение ПЭВМ от сети.
Выводы
Для отключения ПЭВМ от сети в случае короткого замыкания или других неисправностей в цепь питания ПЭВМ необходимо ставить автомат с Jном = 8 А [23].
Методы и средства защиты от ультрафиолетового излучения
Энергетической характеристикой является плотность потока мощности [Вт/м2].
Биологический эффект воздействия определяется внесистемной единицей эр: 1 эр — это поток (280-315 нм), который соответствует потоку мощностью 1 Вт.
Воздействие ультрафиолетового излучения сказывается при длительной работе за компьютером.
Максимальная доза облучения:
7.5 мэр*ч/ м2 за рабочую смену;
60 мэр*ч/м2 в сутки.
Для защиты от ультрафиолетового излучения применяют:
защитный фильтр или специальные очки (толщина стекол 2мм, насыщенных свинцом);
одежда из фланели и поплина;
побелка стен и потолка (ослабляет на 45-50%).
Методы и средства защиты от статического электричества
Защита от статического электричества и вызванных им явлений осуществляется следующими способами:
проветривание без присутствия пользователя;
влажная уборка;
отсутствие синтетических покрытий;
нейтрализаторы статического электричества;
подвижность воздуха в помещении не более 0.2 м/с;
иметь контурное заземление.
Для защиты от статического электричества предусмотрены специальные шнуры питания с встроенным заземлением. Там, где это не используется (отсутствует розетка) необходимо заземлять корпуса оборудования.
Также для защиты от воздействия электрического тока все корпуса оборудования, клавиатура, защелки дисководов и кнопки управления выполнены из изоляционного материала.
Для уменьшения влияния статического электричества необходимо пользоваться рабочей одеждой из малоэлектризующихся материалов, например халатами из хлопчатобумажной ткани, обувью на кожаной подошве. Не рекомендуется применять одежду из шелка, капрона, лавсана.
Методы и средства защиты от электромагнитных полей низкой частоты
Защита от электромагнитных излучений осуществляется следующими способами:
время непрерывной работы — не более 4 часов в сутки, суммарное время работы за неделю — не более 20 часов;
расстояние — не менее 50 см от источника;
экранирование экрана монитора, поверхность экрана покрывается слоем оксида олова, либо в стекло ЭЛТ добавляется оксид свинца;
расстояние между мониторами — не менее 1,5 м;
не работать слева от монитора ближе 1.2 м, сзади — 1 м.
Общие рекомендации при работе с вычислительной техникой
Для защиты от вредных факторов имеющих место при эксплуатации ЭВМ необходимо придерживаться следующих рекомендаций:
правильно организовывать рабочие места;
правильно организовать рабочее время оператора, соблюдая ограничения при работе с вычислительной техникой.
Требования к помещениям и организации рабочих мест
Особые требования к помещениям, в которых эксплуатируются компьютеры:
Не допускается расположение рабочих мест в подвальных помещениях.
Площадь на одно рабочее место должна быть не меньше 6 м2 , а объем — не менее 20 м3.
Для повышения влажности воздуха в помещениях с компьютерами следует применять увлажнители воздуха, ежедневно заправляемые дистиллированной или прокипяченной питьевой водой. Перед началом и после каждого часа работы помещения должны быть проветрены.
Рекомендуемый микроклимат в помещениях при работе с ПЭВМ:
температура 19- 21°С;
относительная влажность воздуха 55-62%.
В помещениях, где размещены шумные агрегаты вычислительных машин (матричные принтеры и тому подобное), уровень шума не должен превышать 75 дБА, в обычных же помещениях, где стоят персональные машины, допускается максимум 65 дБА.
Снизить уровень шума в помещениях с мониторами и ПЭВМ можно использованием звукопоглощающих материалов с максимальными коэффициентами звукопоглощения в области частот 63-8000 Гц для отделки помещений (разрешенных органами и учреждениями Госсанэпиднадзора России), подтвержденных специальными акустическими расчетами.
Дополнительным звукопоглощением служат однотонные занавеси из плотной ткани, гармонирующие с окраской стен и подвешенные в складку на расстоянии 15-20 см от ограждения. Ширина занавеси должна быть в 2 раза больше ширины окна.
Помещения должны иметь естественное и искусственное освещение. Желательна ориентация оконных проемов на север или северо-восток. Оконные проемы должны иметь регулируемые жалюзи или занавеси, позволяющие полностью закрывать оконные проемы. Занавеси следует выбирать одноцветные, гармонирующие с цветом стен, выполненные из плотной ткани и шириной в два раза больше ширины оконного проема. Для дополнительного звукопоглощения занавеси следует подвешивать в складку на расстоянии 15-20 см от стены с оконными проемами.
Рабочие места по отношению к световым проемам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно-слева.
Для устранения бликов на экране, также как чрезмерного перепада освещенности в поле зрения, необходимо удалять экраны от яркого дневного света.
Рабочие места должны располагаться от стен с оконными проемами на расстоянии не менее 1,5 м, от стен без оконных проемов на расстоянии не менее 1,0 м.
Поверхность пола в помещениях должна быть ровной, без выбоин, не скользкой, удобной для чистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами.
Освещенность на рабочем месте с ПЭВМ должна быть не менее:
экрана — 200 лк;
клавиатуры, документов и стола — 400 лк.
Для подсветки документов допускается установка светильников местного освещения, которые не должны создавать бликов на поверхности экрана и увеличивать его освещенность до уровня более 300 лк. Следует ограничивать прямые блики от источников освещения.
Освещенность дисплейных классов, рекомендуемая отраслевыми нормами лежит в пределах 400-700 лк и мощностью ламп до 40Вт.
В качестве источников света при искусственном освещении необходимо применять преимущественно люминесцентные лампы типа ЛБ цветовая температура (Тцв) излучения которых находится в диапазоне 3500-4200°K.
Допускается применение ламп накаливания в светильниках местного освещения. Для того чтобы избегать ослепления, необходимо устранять из поля зрения оператора источники света (лампы, естественный солнечный свет), а также отражающие поверхности (например, поверхность блестящих полированных столов, светлые панели мебели). При электрическом освещении упомянутые требования могут быть удовлетворены при выполнении следующих условий: освещение должно быть не прямым, для чего необходимо избегать на потолке зон чрезмерной освещенности. При этом освещенность должна быть равномерной, потолок должен быть плоским, матовым и однородным. Необходима также достаточная высота потолка для возможности регулирования высоту подвеса светильников.
При установке рабочих мест нужно учитывать, что мониторы должны располагаться на расстоянии не менее 2 метров друг от друга, если брать длины от задней поверхности одного до экрана другого, и 1,2 метра между их боковыми поверхностями. При выполнении творческой работы, требующей «значительного умственного напряжения или высокой концентрации внимания», между компьютерами должны быть установлены перегородки высотой 1,5-2,0 метра.
Дисплей должен поворачиваться по горизонтали и по вертикали в пределах 30 градусов и фиксироваться в заданном направлении. Дизайн должен предусматривать окраску корпуса в мягкие, спокойные тона с диффузным рассеиванием света. Корпус дисплея, клавиатура и другие блоки и устройства должны иметь матовую поверхность одного цвета с коэффициентом отражения 0.4-0.6 и не иметь блестящих деталей, способных создавать блики.
Рабочий стул должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию спинки от переднего края сиденья.
Экран монитора должен находиться от глаз пользователя на расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм. В помещениях ежедневно должна проводиться влажная уборка.
Рабочее место должно быть оборудовано подставкой для ног, шириной не менее 300 мм, глубину не менее 400 мм, регулировку по высоте в пределах 150 мм и по углу наклона опорной поверхности до 20 градусов. Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края, обращенного к пользователю, или на специальной, регулируемой по высоте рабочей поверхности.
Требования к организации работы
Для преподавателей вузов и учителей средних учебных заведений длительность работы в дисплейных классах устанавливается не более 4 часов в день. Для инженеров, обслуживающих компьютерную технику, — не более 6 часов в день. Для обычного пользователя продолжительность непрерывной работы за компьютером без перерыва не должна превышать 2 часов.
Необходимо делать 15-минутные перерывы каждые 2 часа, менять время от времени позу.
Для тех, у кого смена работы за компьютером 12 часов, установлено — в течение последних четырех часов каждый час должен прерываться 15-минутным перерывом.
При работе с ПЭВМ в ночную смену, независимо от вида и категории работ, продолжительность регламентированных перерывов увеличивается на 60 минут. В случаях возникновения у работающих с ПЭВМ зрительного дискомфорта и других неблагоприятных субъективных ощущений, несмотря на соблюдение санитарно-гигиенических, эргономических требований, режимов труда и отдыха следует применять индивидуальный подход в ограничении времени работ с ПЭВМ и коррекцию длительности перерывов для отдыха или проводить смену деятельности на другую, не связанную с использованием ПЭВМ. [24]
Профессиональные пользователи обязаны проходить периодические медицинские осмотры. Женщины во время беременности и в период кормления ребенка грудью к работе за компьютером не допускаются.
Необходимо строго регламентировать время и условия работы с компьютером для сотрудников, страдающих заболеваниями опорно-двигательного аппарата, глаз и т. д.
Выводы
Выбранные методы и способы защиты пользователей от воздействии на них опасных и вредных факторов, при соблюдении эргономических требований, позволяют обеспечить безопасную работу и здоровье. Заключение
В работе рассмотрена целесообразность использования среды Интернет для массовой работы с видеоконтентом. Проведен анализ существующих Интернет-ресурсов, назначение которых направлено на работу с видео в сети Интернет. На основе анализа были выделены наиболее популярные и успешные из них, а также определены наиболее актуальные направления для развития данной области. Было принято решение о разработке Интернет-сервисов, способствующих появлению новых форматов обмена информацией, потребность в которых наиболее велика и создание которых позволит значительно расширить функциональные возможности для работы с видео в сети Интернет. Проведенный в данной работе анализ позволил выбрать оптимальные технологии для создания программного комплекса Интернет-видеовещания. Произведена разработка web-приложения для обеспечения функционирования Интернет-телеканала, а также разработка интерактивного Интернет-сервиса для проведения видеотрансялций. Произведены их внедрение и апробация. Полученные результаты показали обоснованность создания ресурсов подобного типа. Практически доказано, что их использование предоставляет новые возможности для передачи информации в сети Интернет, позволяет использовать новый формат обмена информацией для работы и взаимного общения. Доказана актуальность развития данного направления области информационных технологий и намечены пути для дальнейшего развития медиасреды.
Литература
1. Wikipedia, Internet Video on Demand, 2009, http://ru.wikipedia.org/wiki/Internet_Video_on_Demand.
2. Wikipedia, Lifecasting, 2009, http://en.wikipedia.org/wiki/Lifecasting_(video_stream).
3. Wikipedia, Youtube, 2009, http://ru.wikipedia.org/wiki/Youtube.
4. Wikipedia, Rutube, 2009, http://ru.wikipedia.org/wiki/Rutube.
5. Riastats, Rich Internet Application Statistics, 2009, http://riastats.com.
6. Muhammad Usama Alam, Smashing magazine, Flash vs. Silverlight: What Suits Your Needs Best?, 2009, http://www.smashingmagazine.com/2009/05/09/flash-vs-silverlight-what-suits-your-needs-best.
7. Usage Stats for April 2007, 2007, http://www.php.net/usage.php.
8. XAJAX PHP Class Library. Официальный сайт XAJAX, 2009, http://www.xajaxproject.org/.
9. Prototype JavaScript framework. Официальный сайт Prototype, 2009, http://www.prototypejs.org/.
10. jQuery is a JavaScript Library. Официальный сайт jQuery, 2009, http://jquery.com/.
11. Справочное руководство по MySQL. Официальный сайт русскоязычного сообщества MySQL, 2009, http://www.mysql.ru/.
12. Flowplayer - Flash Video Player for the Web. Официальный сайт Flowplayer, 2009, http://www.flowplayer.org/.
13. LongTail Ad Solutions, JW player. Официальный сайт LongTail, 2008, http://www.longtailvideo.com/.
14. Программирование на Adobe ActionScript 3.0 в Adobe Flash, Официальный сайт русскоязычной поддержки компании Adobe, 2009, http://help.adobe.com/ru_RU/ActionScript/3.0_ProgrammingAS3/.
15. HTMLbook, справочник по HTML и CSS, 2009, http://htmlbook.ru/.
16. Дронов В.А. JavaScript в Web-дизайне. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 880 с.: ил. ISBN 5-94157-059-7.
17. Колисниченко Д.Н. Самоучитель PHP5. – Издание 2-е – СПб.: Наука и техника, 2005. – 576с.: ил. ISBN 5-94387-100-4.
18. Сибаров Ю. Б. “Охрана труда в вычислительных центрах” и др., М. Машиностроение, 1990 г.;
19. ГОСТ, 12.0.003-86 Опасные и вредные производственные факторы. Классификация, 1986.
20. Правительство РФ, Об основах охраны труда в РФ, 1999.
21. ГОСТ, CCБТ 12.1. 124-84 Средства защиты от статического электричества, 1984.
22. ГОСТ, CCБТ 12.1. 124-84 Средства защиты от статического электричества, 1984.
23. ГОСТ, CCБТ 1212.1.045-84 Электростатические поля. Допустимые условия на рабочем месте, 1984.
24. САНП, САНП и Н 1340-03 Гигиенические требования к персональным ЭВМ и организация работы, 20-3.
Приложение №1
Список публикаций
Ниже приводится список публикаций, написанных автором в процессе работы над проектом «МИЭМ.ТВ», в которых содержатся результаты, достигнутые при его разработке.
1. А.В. Баталов, О.Ю. Белякова, Д.А. Королев, Е.Н. Кудряшова, И.С. Рыбин. Интернет-телевидение в образовательной среде. Журнал «Студенческая аудитория». – М.: Фонд «Европейский центр по качеству», май 2007, с.8-20.
2. А.В. Баталов. Программные средства, необходимые для реализации и функционирования системы телевещания. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов. – М.: МИЭМ, 2007. — 469 с. ISBN 978-5-94506-167-5. с.434-435.
3. Баталов А.В. Рыбин И.С. Белякова О.Ю. Кудряшова Е.Н. Садовская А.А. Грачева А.С. Интерактивное Интернет-телевидение. «Новые информационные технологии». Тезисы докладов XV международной студенческой школы-семинара. – М.: МИЭМ, 2007 — 489 с. ISBN 978-5-94506-168-2 с. 421.
4. А.В. Баталов. Представление видео в Интернет. Создание интерактивного сервиса по представлению и обработке видео в сети Интернет. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов. – М.~: МИЭМ, 2008. с.463-464.
5. Баталов А.В. Вещание видео в сети Интернет. Обзор существующих программных комплексов для вещания видеоконтента. Научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ. Тезисы докладов. – М.~: МИЭМ, 2009.-365с. ISBN 978-5-94506-222-1. С.349-350.
6. А.В. Баталов. Интерактивные видеотехнологии как средство улучшения контроля качества научных и образовательных работ, проводимых в ВУЗе. Международный форум «Новые информационные технологии и менеджмент качества». Материалы форума. – М.: Фонд «Качество», 2009. – 244 с. ISBN 978-5-94768-061-4. c. 48-53.
7. А.В. Баталов, М.Д. Дебабова. Взгляд в цифровое будущее. Научно-популярный журнал «Машины и механизмы». – СПб.: Фонд научных исследований «XXI век», №5, Май 2009 – 114 с., ISSN 1999-2920 c.85-92.
8. Королев Д.А., Баталов А.В., Лысков Я.И. Децентрализованная сеть медиаресурсов в Вузах. Менеджмент качества в образовании. Тезисы докладов 2-й Всероссийской научно-практической конференции. Под редакцией к.т.н. доцента С.А. Степанова. – СПб. 2009. С. 108-110.
9. Автор данного дипломного проекта является победителем программы «У.М.Н.И.К.» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере по теме «Интернет-телевидение и трансляции в реальном времени», Москва, 2008.