Transcript 第八回
インターネット概論 ライブ・ストリーム 第８回１２月４日 インターネットのアプリケーション インターネット： デジタル情報なら何でも送 れる 何でも出来る 古典的なアプリケーション 最近のアプリケーション 電子メール、ファイル転送、遠隔端末 Web, Napster, WinMX 今日話すアプリケーション 動画像配信 デジタル化における サンプリング(標本化)と粒度 サンプリングの細かさを粒度という 例えば音の場合、、、、 量子化（Quantization） デジタルデータにするには、データを切り捨て、 切り上げしなくてはならない デジタルデータにするための切り捨て、切り上げ を量子化という 元データ 量子化データ コンピュータでの画像 画像は点の集合 各点はピクセル（pixel）又は画素と呼ばれる 画像の標本化（サンプリング）の粒度（granularity） ピクセルとはどのような物か？ 解像度 各ピクセルが表しているデータの粒度 Dot Per Inch １ inch の中に何ドット詰め込まれているか この場合の１inchは１次元 プリンタに書いてある解像度はこんな感じ 例） 1200 dpi 解像度（デジカメ） 例えば、デジカメの場合 ２３０万画素というと、、、、、 横1800ピクセル x 縦1200ピクセルの画像が取れる 画像のデータサイズ もし、RGBを8bitずつで表現すると、 １ピクセルは 24bit ＝ 3Byte 100 x 100 の画像で、 100 x 100 x 3 30000Byte = 30kByte 1024 x 768 （このラップトップの画面の大きさ）では、 1024 x 768 x 3 2359296Byte≒2.4MByte 圧縮 画像データは、テキストデータよりも大きい 記録媒体や通信回線は有限 そこで、データを圧縮する技術の登場 圧縮の種類 可逆圧縮 圧縮する前と後と全く同じ 非可逆圧縮 データを多少改変して圧縮率を上げる 圧縮したものを解凍しても元に戻らない 可逆圧縮の方法（さわりだけ） Run Length ああああああああああ → あ x 10 辞書ベース 慶応義塾大学湘南藤沢キャンパス → SFC という風に短くしといて、以後は短い方を使う ABCDEFGABCDEFGABCDEFGABCDEFG ABCDEFG → \a \a\a\a\a 身近な可逆圧縮 ｇzip コマンド ファイルを圧縮するコマンド 辞書ベース圧縮を行う ｇzip filename で圧縮 ｇzip -d filename で解凍 画像には様々なフォーマットがある 用途に応じたフォーマット 白黒 カラー 使用するアプリケーションに応じたフォーマット 圧縮方法が違う 可逆圧縮である～というアルゴリズムを使用 非可逆圧縮である～というアルゴリズムを使用 可逆圧縮を使う一般的な 画像フォーマット（GIF） GIF（Graphic Interchange Format） WWW等で広く利用されている画像フォーマット 最大256色 最大画像サイズ LZW圧縮を使用 65536 x 65536 LZWは、辞書ベースの圧縮方法 拡張子として「.gif」「.GIF」を使うのが一般的 GIFファイルの見分け方 拡張子が「.gif」なら GIF画像かも知れないと思える でも、拡張子は正しいとは限らない 拡張子なんて好き勝手につけられるしぃ Cat, less, more などのコマンドでファイルを読ん でみる ファイルの一番先頭に「GIF87a」もしくは「GIF89a」と 書いてあったら、それはGIFファイル 次に、非可逆圧縮な 画像フォーマット データを改変して、圧縮しやすくする データ改変は人間の目ではわからないようにする 可逆圧縮を使う画像フォーマットとしてはJPEG （Joint Photographic Experts Group）が一般的 JPEG JPEGというのは、元々はグループの名前 画像を転送するための研究を行っていた LZWやRLEでは、24bitの自然な絵（写真など）の圧縮効率 は高くない 8bit だと256通りのサンプル 24bit だと1600万通りのサンプル 人間の目をごまかしながらデータを捨てて圧縮を効きやす くする 写真などは、JPEGを使った方が圧縮率が良い ほとんどのデジカメはJPEGを使う JPEGファイルの見分け方 拡張子が「.jpg」「.jpeg」の物 でも、確実ではない 拡張子は好き勝手に変えられる Cat, less, more 等で見てみる 最初のほう（７バイト目から）「JFIF」と書いてあったら JPEGファイル 用途に応じてフォーマットを選ぶ 自分でドット絵を書いたとき 例えば、xpaint で絵を書いたとき。。。。 GIF、PNGの方が効率良く圧縮でき、デジタルノイ ズものらない 写真をスキャナーで取り込んだとき JPEGで保存した方が効率良く圧縮できる GIFで保存すると8bit color に落ちてしまうので、 画質が落ちる PNGだと48 bit color までいけるけど、圧縮がさほ どできない 動画 静止画の連続 ぱらぱら漫画 例えば、テレビは1秒間に30回絵が変わる WMT/Realとフラッシュの違い http://games.sohu.com/fightgame/fight3.swf WMTやRealは、パタパタ画面を送信 フラッシュは、オブジェクトをローカルなコン ピュータで移動させて画面を作っている 一般的な動画 Moving GIF Motion JPEG ホームページでよく動いている小さいやつ JPEG 画像のぱらぱら漫画 MPEG 一般的な動画フォーマット 動画の圧縮 フレーム間圧縮 変化した部分だけを送る 変化しない部分は送らない 変化した場所 全く変化なし 変化した場所 フレーム間圧縮 フレーム間の差分を計算 動画を劇的に圧縮することができる 動きが多いと圧縮はあまり効かない スターウォーズのワープのシーンはあまり圧縮できな いらしい 教室で人が座っているシーンとかは圧縮が効きそう フレーム間圧縮、あるなし フレーム間圧縮あり 効率的に圧縮できる 画像データを送り出すまで少し時間が必要 差分を取るために必要 フレーム間圧縮なし 編集に便利 一枚絵を変えても前後に影響しない フレーム間圧縮なし フレーム間圧縮ありよりも圧縮はできない 各静止画は圧縮されている Motion JPEG 一枚一枚はJPEG方式で圧縮されている Moving GIF 一枚一枚はGIF方式で圧縮されている ネットワークを利用した動画再生 従来 ファイルをダウンロードしてから再生 ストリーミング ダウンロードしながら再生 再生されたデータは次々と破棄 放送に近い ストリーミング オンデマンド方式 見たいコンテンツを見たい時に選ぶことができる ライブ方式 ストリーミング形式 WindowsMedia RealVideo DVTS WindowsMedia ASF,WMT,WMV Advanced Streaming Format 最近MPEG-4を採用 RealVideo インターネットを利用したストリーミングを意識し て作られ割と低帯域でもそれなりに動画を見れ る DV Transport System 全体像 Consumer DV Camera Consumer DV Deck IEEE1394 Cable IEEE1394 Cable Internet DV→Internet PC Internet →DV PC DV Transport System 全体像 Consumer DV Camera Consumer DV Deck IEEE1394 Cable IEEE1394 Cable Internet DV→Internet PC Internet →DV PC DV Transport System 全体像 Consumer DV Camera Consumer DV Deck IEEE1394 Cable IEEE1394 Cable Internet DV→Internet PC Internet →DV PC 首相官邸でインターネットを通じ堺屋 特別顧問とやりとりする森首相 首相官邸でインターネットを通じ堺屋 特別顧問とやりとりする森首相 ＤＶＴＳ特徴 フレーム間圧縮なし フレーム内圧縮あり JPEGのような非可逆圧縮 定レートトラフィック 約30Mbps強 今度行うDVTSとWMTを 使ったイベント NetLiferium2001 パシフィコ横浜 12月15日～12月16日 倉木舞コンサート中継 倉木舞コンサート IPｖ6 DVTS 大阪会場 横浜会場 倉木L３ 倉木 L7 誰でも見れる！ コンサートがインターネット中継される IPv6を使用 IPv4では流さない 一般配布メディアはWMT WindowsXPを入れるとIPｖ６が使える http://www.key3media.co.jp/Net-Life/ 今日はここまでかな。。。 パラリンピック 目的 複数のメディアを使い、様々なユーザーが様々 な方法で配信する 音声 映像 画像 テキスト パラリンピックとは クロスカントリースキー アルペンスキー 志賀高原 バイアスロン 野沢温泉 アイススレッジスピードレース 白馬村 スノーハープ 長野市内 エムウェーブ アイススレッジホッケー 長野市内 アクアウィング network基盤 オリンピックのネットワーク ４５Mbpsの回線（長野ー大手町間） ：2本 ISDN １２８Kbps ＊ ２（各会場） backup 1回線 ダイアルアップルーター 衛星「星の助」 ３８４Kbps 白馬「クロスカントリー」、聖火集火式 注：SRは128 SOHO Routerのこと 野沢温泉 志賀高原 SR SR SR SR ISDN 2B エムウェーブ SR SR Router Router アクアウィング SR SR Router NAGANO split Router 45M 大手町へ Nagano NSPIXP2 NSPIXP3 JP-Internet US 具体的にやったこと リアルビデオによるリアルタイム中継 日本語と英語による生レポート 選手へのインタビュー VOD ハイライトシーンのみ プロによる編集 LIVE中継 選手情報との連動 具体的にやったこと（２） 文字情報の生中継 見たい映像を見る（通称：jincam） みんなで投票 画像が画像と分かるように 各会場への素早い情報提供 各会場へのネットワーク IPC、オリンピック村、プレスセンター 実現方法 リアルビデオ（中継 、アーカイブ） ６４ｋ、２８ｋのリアルタイム配信 LIVE ARCHIEVE 選手情報との対応づけ SUMMARY ARCHIEVE リアルサーバーのスプリット WIDE、パラリンピック、PEAPLE、J-STREAM、 REALNETWORKS、千葉商科大、Panasonic Hi-HO、 DTI(Dream Drain Internet) 実現方法（２） テキスト配送システム serverに逐一情報を入力（会場にて） jincam 会場に自動カメラをおく（2秒毎） WWWからみんなでつつく 映像が返ってくる 実現方法（３） パラビットアイ 映像を約5秒毎にキャプチャー HTMLへのタグ付け <alt> 実際の作業工程 作業クルー 村井研究室 9人 カメラマン 4人 レポーター 5人 前日 長野市内の各会場へのケーブル施設 実際の作業工程（２） 毎日 IBM市内のビル タイミングファイルの埋め込み ビデオの編集作業 リアルビデオへのエンコード HTMLタグうめ 実際の作業工程（３） 各会場 簡単なトポロジー図 白馬、野沢、志賀高原、市内（アクアウィング、エムウェー ブ） ThinkPad 4台(backup 1台） 吹雪に遭いつつケーブル引き タイミングどり ゴール、聖火点火などのイベントごと スイッチング（複数のカメラのある場所） 事件 天皇陛下による予定変更 天候悪化にて中継の予定変更 吹雪にあったこと（志賀高原組） バイアスロンの時間変更 寒くて液晶がなかなか写らない 部屋の中でジュースが凍る 山登る（ゲレンデ一つぐらい） 最終日に石田さんが氷の上でこける 結果 アクセス数 WWW「会期 3月5日 ～ 3月14日」 27日 １９６８３５hit リアル中継 すべてのサーバーのアクセス数を集めて 最大瞬間同時アクセス数 ４００ストリーム弱 3月8日（日曜日）｢4日目」 LIVE中継で 平均 １００ストリーム 影響（効果） NHKが深夜に放送開始 メディアとしてのインターネット パラリンピックの放映権 正式な放送機関の一つとして 成果 10日間全員が乗り切った 多くのメディアを提供することに成功した 今後の課題 パラリンピックで作り上げた技術を様々なところ で生かしていく 例）次のイベントでテキスト中継 事前準備 会期中にソフトウェア開発 会期中にIBMとの折衝 今後の課題（２） 多くのメディアを新しく作り上げていく 同期問題（遅延） クオリティー問題 動きの激しい被写体を撮影することの難しさ アイススレッジホッケー 本当にユーザーが欲しい環境を作り上げたのか とにかく http://www.nagano.paralympic.org/ おわり a ryuichi sakamoto opera 1999 DV/IP in the sakamoto opera LIFE A collaboration of music at Tokyo and dancers at NY and FF World’s first application of DV/IP in a commercial event スケジュール 構想から設計へ 1998年??月 1998年12月30日 祇園にて密談→年内はや めようね(国内回線設計) 青山の餃子バー 1999年3月 COMETオペラ版開発依頼 1999年6月 1998年12月 村井純が坂本龍一からお 願いされたのはいつ？ 1999年7月 国際回線設計 国際回線調達 1999年8月 機材設定・設置 スケジュール リハーサルから本番へ リハーサル(幕張メッセ) 大阪公演(大阪城ホール) 設営: 8/23-25 リハーサル: 8/26-28 設営: 9/1-3 本番: 9/4-5 東京公演(武道館) 設営: 9/6-8 本番: 9/9-12 ↓ ▼ ▼ ▲ ▲ ▲ ↓ ▼ ▲ ● ● ↓ ▼ ▲ ● ● ● ● 23 24 25 26 27 28 29 30 31 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 月 火 水 木 金 土 日 月 火 水 木 金 土 日 月 火 水 木 金 土 日 ↓: ▼: ▲: ▲: ●: 移動日 ネットワーク設営 ブロックリハーサル 通しリハーサル 公演本番 世界3拠点での協調 日本(大阪、東京)・ニューヨーク・フランクフルト Internet経由の映像を利用した協調 Internet経由の伝送遅延を利用した音声効果 ダンスパフォーマンス(日本・ニューヨーク・フランクフルト) コラールの音声効果(日本←→フランクフルト) 時差 日本 JST (GMT +9) ニューヨーク EDT (GMT -4) フランクフルト CEST(GMT +2) 拠点構成 日本・ニューヨーク・フランクフルト 演出系アプリケーション ニューヨーク・フランクフルトとの協調 COMET Digital Video(IEEE1394) データをIPパケット化 平均36Mbps、ピーク時40Mbps程度のトラフィック 再生までに200ms程度の遅延(2secまで制御可能) REIMAY MPEG2 データをIPパケット化 平均6Mbps、ピーク時7Mbps程度のトラフィック 再生までに600ms程度の遅延 Comet(IEEE 1394 <-> IP) 業務系アプリケーション ニューヨーク・フランクフルトとの協調 VoIP(Voice Over IP) 各会場間の内線電話 フランクフルト・ニューヨーク 各2回線 NOC・ステージ横 各4回線 外線発信・着信のサポート(INS1500経由) Web、eMail スケジュール ネットワーク構築(トポロジ・パッチ表) ネットワーク運用(トラフィックモニタ) など WebCast 専用アプリケーション + QuickTime 4 MacroMedia Directorで開発 QuickTime 4 会場のビデオ素材を擬似再生 公演の進行と完全に同期(MARS) 観客の反応を拍手として収集(HBG) アナログモデムユーザへのハイクオリティ音声の配信 WMT(Windows Media Technologies) 100Kbpsによる高品質 映像+音声 バックボーン構築 requirement 東京と各拠点とのDV中継 片方向40Mbps以上の回線が必要 フランクフルト会場 Internet 日本会場 ニューヨーク会場 バックボーン構成 幕張メッセ AS2509 133.107.0.0/ 16 WebCast用 サーバ群 OCN 国内ISPへ 1000BaseSX 1000BaseSX R FDDI NSPIXP2 FDDI SW メガリンク(43M) SW OC3 45M Internet R 100M Ether R 100M Ether PSI フランクフルト NTT-WT 45M Internet –JGNのATM網(155M)による接続 幕張メッセ キャノビーム (OC3) JGN •キャノン販売(幕張)からキャノ ビームによる接続 ニューヨーク –メガリンク(43M)による接続 バックボーン構成 大阪城ホール AS2509 133.107.0.0/ 16 WebCast用 サーバ群 OCN 国内ISPへ 1000BaseSX 1000BaseSX R FDDI NSPIXP2 FDDI SW SW OC3 JGN 大阪城ホール 60M/OC3 60M/OC3 BBCC 45M Internet R 100M Ether R 100M Ether PSI フランクフルト NTT-WT 45M Internet •JGN・BBCCのATM網(155Mbps) による接続 –60Mbpsにシェイプした2本のVC ニューヨーク バックボーン構成 武道館 AS2509 133.107.0.0/ 16 WebCast用 サーバ群 OCN 国内ISPへ 1000BaseSX 1000BaseSX R FDDI NSPIXP2 FDDI SW メガリンク(135M) SW OC3 45M Internet R 100M Ether R 100M Ether PSI NTT-WT 45M Internet 武道館 ニューヨーク フランクフルト AS2509の対外接続 AS間ルーティング NSPIXPでの接続 OCNとのローカルピア Full Routeのtransit PSIとのローカルピア 24ISPとのピア フランクフルト会場へ PSIへのtransit NTT-WTとのローカルピア ニューヨーク会場へ Above.net Housingへ Full Routeをfilterして運用 OCN 国内ISPへ 1000BaseSX R FDDI NSPIXP2 100M Ether PSI FDDI R OC3 R 100M Ether NTT-WT VoIP 会場間内線網 + 外線発信 VoIPを用いた各会場内線網 世界に散在する会場同士のコミュニケーション CISCO3620・CISCO2611 ヘッドセット型電話機を利用した常時接続状態での オペレーション ニューヨーク・フランクフルトへのキュー出し INS1500を用いた外線発信 AS5300 Ex. 海外拠点から、日本の携帯電話への発信 専用アプリケーション 高品質音声 + HBG 公演の様子をアニメーションと高品質音声(20Kbps)に より配信 HBG(HyperBroadGathering) Macromedia Directer7.02により開発(Windows版、Macintosh 版) アナログ回線によるダイアルアップユーザへの高品質配信 音声部分はQuickTime4 MARSにより会場の進行と完全に同期 Neudience(Net Audience)からの拍手(click)を収集 38万click(最終日) WebCast用ホームページにて配布 3.37MBytes ダウンロードに64Kbps接続で10分弱 HBGによるFEEDBACK 観客からの拍手(CLICK)で顔を 数に応じて文字列(LIFE)が表示され顔が浮かび上がる WMT 高品質 映像 + 音声 Windows Media Technologies 4 20~100Kbpsの映像 + 音声をスケーラブル配信 サーバ群 WIDE + ABOVE WIDE Tokyo NOC Opera BackBoneから GbEにより接続 WWWサーバ x3 CISCO LocalDirecterによ り負荷分散 MARSサーバ x4 HBGサーバ x1 QT4サーバ x4 WMTサーバ x1 Above.net SanJose Housing MARSサーバ x1 HBGサーバ x1 QT4サーバ x1 WMTサーバ x1 サーバの負荷分散 CISCO LocalDirecter LocalDirecter WWW Server 会場NOCと舞台袖の接続 10芯(5対)の光ファイバを敷設(3対使用) 演出系アプリケーション用セグメント GbEにて接続された2つのネットワーク WebCast用アプリケーション用セグメント GbEにて接続された1つのネットワーク Catalyst5505 GbE Catalyst2948 GbE Catalyst2948 GbE Catalyst2948 WebCast用ネットワーク 演出系ネットワーク 広帯域時代のネットワーク 構築 ping・ftp時代 IPパケットの到達性 ftpのスループットの確保 広帯域ストリーム時代 安定した広帯域パケット 到達性 パケットドロップレート・ジッ タ低減への強い要求 安定した経路制御 ネットワークの帯域 ≒ ア プリケーションが利用する 帯域 運用 監視対象 フローベース Layer3の監視 ルータ上のトラフィック Ping到達性 Layer2のエラーまで監視 スイッチのポート監視 PingMan!! ICMPレベルネットワーク監視用ツール Ｉ重 Ｃ要 Ｍな Ｐ にサ てー 監バ 視・ ル ！ー タ を RMONでポートを監視 村井さんの遠隔授業 遠隔授業 サンフランシスコから(1998/09/28) オーランドから(1998/11/09) Vic双方向 + nettmeeting音声 Stanford大から選挙演説(1999/06/23) DV over IP(1/2)双方向 SFCからAITへの演説(1998/03/31) RealVideo + InternetPhone + WebApplication DV over IP双方向(1/10) D.C.から(1999/11/09) IP/TV(MPEG4+MP3) + nettmeeting Remote Classroom(1) 1998.9.28 San Francisco - SFC RealVideo (100Kbps) Still pictures (16K) (WWW) Internet Phone (Q&A) (40x2 Kbps) Remote Classroom (2) 1998.11.9 Orlando, Fla. - Keio Univ. Bi-directional Digital Video over IP (10Mbps) WIDE - APAN(TransPAC) - vBNS - SC98 SC98 Exhibition Hall Classroom WIDE -- TransPAC -- vBNS Remote Classroom: International Collaboration Real-time, High-Speed, International APAN High-Speed International Real-time Education DV over IP : TransPAC Future collaboration with AIII Educational application of International Satellite Internet KEIO Univ. SFC Prof. Murai NAIST Univ. of Wisconsin, Madison Prof. Landweber TransPac STARTAP 6TAP “CS640 Introduction to Computer Networks” by 3 Universities, 1999.9 – 2000.1 Interactive classes using DV multicast over IPv6 + On-demand classes using SOI archives on the Internet WISCとの授業(終了分) 09/28 09:30-1100 from wisc 10/04 22:25-23:40 from SFC 10/05 09:30-11:00 from wisc 10/12 09:30-11:00 from wisc 10/26 09:30-11:00 from wisc 11/09 09:30-11:00 from wisc 11/12 23:25-24:40 from wisc 11/19 23:25-24:40 from SFC WISCとの授業(予定) 11/29 23:25-24:40 from SFC 12/01 23:25-24:40 from SFC 12/07 09:30-11:00 from wisc 12/14 09:30-11:00 from wisc 12/21 09:30-11:00 from wisc 01/11 09:30-11:00 from wisc DV stream over the Internet IEEE1394 IEEE1394 Internet PC IEEE1394 Interface Card Network Interface Card PC IEEE1394 Interface Card Network Interface Card デジタルビデオカメラ（家電） Comet(IEEE 1394 <-> IP) Ｉｎｔｅｒｎｅｔと情報発信・中継 利用者にとって 多種多様な情報発信・中継 本当の意味でのマルチメディア パラリンピック 国会中継 情報のソース：見る人がプロデューサ 「すべての人」が情報へアクセス可能 世界中の人 言語、視覚、聴覚、嗅覚 中継側として 「すべての人」への情報発信 規模性 世界中の人 見る側のリソース（ネットワーク、サーバ） 言語、視覚、聴覚 ネットワーク サーバ 時間 リアルタイム・蓄積 時差 ２１世紀 カウントダウン インパク開会式 RealVideo/WMTでの ストリーミング インターネット 映像編集 朝日ニューススター スタジオ DV/RTP Multicast 大手町 NOC 明石会場 沖縄会場 首相官邸 21世紀カウントダウン インパクネットワーク インタラクティブなセッション