Síťový přenos digitálního videa v 8K rozlišení

Výzkumní pracovníci CESNET z brněnské laboratoře SITOLA představili technologii pro síťový přenos digitálního videa v 8K rozlišení. Prezentace se konala 11.10. 2012 na 12. ročníku Global LambdaGrid workshopu v Chicagu, který pořádalo sdružení Global Lambda Integrated Facility (GLIF).

Předvedená technologie umožňuje streaming videa v kvalitě, která se rovná 16násobku rozlišení běžného videa ve formátu Full-HD. Na rozdíl od tradičních médií podává obraz v rozlišení, jež se vyrovná schopnostem lidského zraku. Datové toky potřebné pro přenos však mají mnohem větší objem, než jaký zvládají dnešní počítačové sítě.

Tento problém řeší odborníci z laboratoře SITOLA vývojem nových možností komprese a zpracování obrazu pomocí grafických procesorů a vyspělých algoritmů pro distribuci obrazu v počítačových sítích. Praktickým výstupem tohoto výzkumu, představeným na setkání GLIF, je open source nástroj UltraGrid.

Pracovníci laboratoře SITOLA na workshopu GLIF streamovali film o rozlišení 8K z výzkumného pracoviště International Center for Advanced Internet Research (iCAIR) na Northwestern University v Chicagu do laboratoře SITOLA v Brně a na samotné předváděcí místo v laboratoři Electronic Visualization Laboratory (EVL) na University of Illinois v Chicagu (viz schéma).

Účastníci v Brně i Chicagu mohli streaming interaktivně ovládat. Technologie UltraGrid při ukázce použila kompresi JPEG s šířkou pásma 2 Gb/s, která byla na přijímací straně průběžně překomprimovávána do kompresního formátu DXT5-YCoCg s šířkou pásma 6,5 GB/s. Pro zobrazení byla použita vizualizační plocha složená z obrazovek o vysokém rozlišení a speciální middleware SAGE laboratoře EVL, který je s technologií UltraGrid interoperabilní.

V současné době lze těchto technologií využívat ve specializovaných prostorách, třeba na konferencích, a ve vyspělých vědeckých aplikacích, například při výcviku mediků, avšak v budoucnu budou takovéto technologie dostupné i spotřebitelům. Vzhledem k omezenému rozlišení lidského zraku se technologie 8K, neboli ultra-high-definition video, momentálně považuje za poslední krok ve vývoji pro televizní a kinematografické aplikace.

8K standard předvedly společnosti NHK a BBC na Letních olympijských hrách 2012 v Londýně, kde se pro přenos z vybraných stadionů využíval zakázkový hardware a sítě. Formát je nyní standardizovaný a jeho uplatnění v běžné produkci se očekává kolem roku 2020.

Představení této české přenosové technologie zaštítila tuzemská národní síť pro výzkum a vzdělávání CESNET a dále International Center for Advanced Internet Research na Northwestern University v Chicagu, Electronic Visualization Laboratory na University of Illinois v Chicagu a mezinárodní propojovací uzel StarLight.

Film v rozlišení 8K byl vyroben v National Center for Supercomputing na University of Illinois at Urbana-Champaign pro klenutý strop Adlerova planetária.

O laboratoři SITOLA a technologii UltraGrid

Laboratoř pokročilých síťových technologií (SITOLA) založily v roce 2002 Masarykova univerzita v Brně a sdružení CESNET jako společné pracoviště pro výzkum a vývoj pokročilých síťových technologií a aplikací. UltraGrid je rámec pro nízkolatenční síťové přenosy videa o rozlišení HD a post-HD s otevřeným zdrojovým kódem.

UltraGrid pochází z institutu ISI EAST a v současnosti jej rozvíjí SITOLA, přičemž tuto činnost z větší části financuje sdružení CESNET. UltraGrid se zaměřuje na maximální kvalitu obrazu a minimální latenci na běžně prodávaném hardwaru. V závislosti na dostupné kapacitě sítě lze video přenášet nekomprimované či komprimované.

Výzkum se soustředí na urychlování zpracování a kompresí videa pomocí grafických procesorů (GPU) a uživatelsky podporované vícebodové distribuce dat. UltraGrid je k dispozici pro platformy Linux a MacOS X.

O laboratoři EVL a softwaru SAGE

Electronic Visualization Laboratory (EVL) na University of Illinois v Chicagu je mezinárodně proslulou mezioborovou výzkumnou laboratoří, jež se specializuje na návrh a vývoj vysoce výkonné vizualizace a zobrazovacích soustav pro virtuální realitu a spolupráci pomocí pokročilých síťových technologií.

SAGE, neboli Scalable Adaptive Graphics Environment je middleware s otevřeným zdrojovým kódem napříč platformami, jenž uživatelům po celém světě umožňuje používat společné pracovní prostředí pro přístup, zobrazování a sdílení rozmanitých datově náročných informací na jedné nebo více stěnách ze složených obrazovek, a to stejně snadno, jako web v současné době umožňuje přístup k objektům o nízkém rozlišení.

O středisku iCAIR

The International Center for Advanced Internet Research (iCAIR) na Northwestern University v Chicagu ve spolupráci s početnou mezinárodní komunitou a národními partnery pomocí vyspělých technologií urychluje nejmodernější inovace a pokročilou celosvětovou komunikaci.

Partneři iCAIR jsou laboratoř EVL na University of Illinois v Chicagu, Argonne National Laboratory a Calit2/UCSD a dále pak kanadský CANARIE a nizozemský SURFnet, se kterými spolupracuje právě na rozvoji sítě StarLight - International/National Communications Exchange Facility.

Článek CESNET z. s. p. o. ze dne čtvrtek 18. října 2012

Další články od CESNET z. s. p. o.