Web-камеры в сетях Мировой паутины

Юрий Семко

Что такое современная Web-камера?

Какую камеру выбрать

Видеоконференции — теперь это доступно каждому

Технологии видеоконференций

Системы видеоконференций

Вместо заключения

Технологии компании SPIRIT, основанные на использовании Web-камер

Что такое современная Web-камера?

о недавнего времени мало кто мог представить себя счастливым обладателем цифровой камеры, которая будет подключаться к персональному компьютеру и позволит записывать и передавать на огромные расстояния «живую картинку». Еще совсем недавно все это было экзотикой, которую могли себе позволить лишь немногие руководители корпораций и бизнесмены. Примерно 5-7 лет назад цена такой камеры составляла несколько сотен долларов. Да и ее характеристики оставляли желать лучшего. Однако стремительное развитие средств мультимедиа и совершенствование технологий изготовления светочувствительных сенсоров привели к появлению на компьютерном рынке огромного количества цифровых камер, доступных не только западным пользователям, но и многим россиянам. И это не пустые слова. Минимальная стоимость камер со светочувствительным элементом на базе КМОП-сенсоров¹ составляет немногим более 15-20 долл. Именно революционный переход от ПЗС-матрицы² к КМОП-технологиям привел к тому, что подавляющее большинство современных производителей камер стали использовать именно КМОП-матрицы для производства дешевых камер. При этом стоит отметить, что основные характеристики камер, такие как формат кадра, цветность, частота кадров и т.п., практически не изменились.

Как же обстоят дела в этом сегменте коммуникационного рынка? Анализ данного рынка показывает многообразие моделей, форм и видов современных Web-камер. Из периодической печати известно, что признанными лидерами здесь являются компании Intel и Logitech. Вероятно, именно поэтому линейки камер у этих фирм и их дизайн во многом схожи. Например, реализация Web-камеры в виде и с функциональностью цифрового фотоаппарата у Intel и Logitech по дизайну и функциям почти неразличимы. Остальную часть рынка делят между собой такие производители, как Philips, Kodak, Mustek, Genius, Creative и ряд других. В данной статье будут рассмотрены камеры, представляющие, на наш взгляд, наибольший интерес для потребителей.

Приведем основные характеристики типичные для современных Web-камер. К ним, в частности, можно отнести:

1. Максимальное графическое разрешение от 160×120 до 640×480 пикселов.
2. USB-интерфейс подключения к компьютеру.
3. Частоту передачи кадров — до 30 fps³.
4. Автоматическую адаптацию к широкому диапазону освещенностей.

К основным недостаткам современных Web-камер можно отнести:

1. Низкое соотношение «сигнал/шум» и невысокое качество изображения, обусловленное дешевыми объективами и светочувствительными сенсорами.
2. Цветовую и световую изменчивость, вызванную работой внутреннего алгоритма адаптации автоматического уровня яркости и уровня баланса белого.
3. Зависимость между форматом кадра и скоростью передачи кадров (вызвана определенной пропускной способностью современных USB-портов).

Перечисленные особенности во многом обусловлены предназначением этих камер на коммуникационном рынке — передача видеоинформации по низкоскоростным каналам связи, например с использованием модема. А это требует использования алгоритмов сжатия информации, что неизбежно приводит к потере качества любого изображения, сводя на нет использование дорогостоящего оборудования. Основываясь на вышеизложенном, напрашивается вывод об основной области использования Web-камер. Это давно уже знакомые большинству читателей программные и аппаратно-программные средства для коммуникации через Интернет или видеоконференции.

Какую камеру выбрать

овременный рынок мультимедийных устройств ставит перед потребителем сложную задачу: на какой камере остановить свой выбор, какие особенности и возможности предпочесть у выбираемой камеры, на какие дополнительные возможности Web-камеры обратить внимание. Всеми этими, да и не только этими вопросами можно задаться перед покупкой Web-камеры. Попробуем внести некоторую ясность в этот вопрос. Руководствуясь своим опытом и оценками, полученными в результате работы и тестирования более чем 20 камер различных производителей, мы выделили несколько камер из всего спектра, которые, по нашему мнению, могут удовлетворить запросы требовательного пользователя. В результате тщательной селекции были отобраны следующие камеры: Logitech QuickCam ClickSmart 510, Logitech QuickCam Pro 3000, Intel Pocket PC Camera, Intel PC Camera Pro, Creative Video Blaster WebCam GO Plus, Philips VestaPro. Кратко рассмотрим характеристики этих камер.

Logitech QuickCam ClickSmart 510 — модель по дизайну похожа скорее на фотоаппарат, чем на типичную Web-камеру. Такой дизайн камеры отвечает ее функциональности. Ведь помимо функций обычной Web-камеры, подключаемой к USB-порту, она выполняет функции цифрового фотоаппарата. Модель позволяет получать мегапиксельные изображения, а ее встроенная память имеет объем, равный 8 Мбайт. Это позволяет сохранять в памяти 120 изображений формата 640×480, 480 изображений, или 40 секунд видео в формате 320×240, или 90 секунд видео в формате 160×120.

В качестве светочувствительного элемента камеры служит высококачественный VGA ПЗС-сенсор. Камера оборудована встроенным микрофоном.

Камера обладает качественным изображением, вполне достаточным для проведения видеоконференций или использования ее для других мультимедийных приложений. Скорость вывода кадров формата 320×240 составляла при тестировании порядка 15-20 fps, что является вполне приемлемым.

Дополнительные характеристики:

• Допустимые форматы кадров — до 640×480
• Частота вывода кадров — до 30 fps
• Разрешение фотоснимка — до 1,3 мегапикселов (1280×960)
• Угол зрения — 40°
• Фокусировка — от 40 см до бесконечности

Среди программного обеспечения вместе с камерой поставляются: видеоредактор MGI PhotoSuite III SE, видеоредактор MGI VideoWave III SE, Microsoft NetMeeting, а также оригинальное приложение, позволяющее автоматически снимать движущиеся объекты. Отдельного разговора заслуживают игры, поставляемые вместе с камерой. Это так называемые игры, управляемые различными жестами рук или тела: виртуальный волейбол и баскетбол.

Цена камеры Logitech ClickSmart 510 — 149,95 долл.

Logitech QuickCam Pro 3000 — сравнительно новая модель в линейке камер компании Logitech, уже успевшая завоевать популярность у пользователей. Камера оснащена специальной кнопкой получения фотографий, а также микрофоном и индикатором включения. Как и большинство современных камер, QuickCam Pro 3000 использует USB-протокол для аудио и видео. Качественная ПЗС-матрица позволяет захватывать кадры формата вплоть до 640×480. Для продвинутых пользователей предусмотрено меню управления балансом белого, контрастностью, яркостью, цветовой и гамма-коррекцией, а также частотой смены кадров. Все это позволяет добиваться максимально возможного качества при различных условиях освещенности.

Дополнительные характеристики:

• Допустимые форматы кадров — 640×480, 320×240, 160×120
• Частота вывода кадров — до 30 fps
• Форматы сохранения изображений — BMP, TIF, JPEG, PCX, PNG, TGA, PSD (3.0)

Как и с предыдущей камерой, помимо драйверов поставляется программное обеспечение, предназначенное как для работы с видео, так и для развлечений. К первой группе относятся видеоредактор MGI VideoWave III SE, графический редактор Adobe PhotoSuite III SE, приложение для создания видеопоздравлений CrestaCards Video Greetings и программное обеспечение для проведения видеоконференций Microsoft NetMeeting. Ко второй группе относится игровой набор от компании Reality Fusion — очень интересная и увлекательная коллекция игр с управлением от Web-камеры.

Цена камеры Logitech QuickCam Pro 3000 — 99,95 долл.

Intel Pocket PC Camera — многофункциональное устройство, рассчитанное на разные сферы применения. Так же как и камера Logitech ClickSmart, может одновременно выступать в роли Web-камеры и цифрового фотоаппарата. Оборудованная встроенной памятью объема 8 Мбайт камера позволяет сохранять до 128 снимков формата 640×480, 199 снимков формата 320×240, 120 секунд видео формата 160×120. Одно из удобств камеры — наличие жидкокристаллического дисплея со всей необходимой информацией о качестве снимаемых изображений, количестве отснятых кадров, установленном режиме и т.п. Камера укомплектована встроенным микрофоном.

Камера обладает качественным изображением, вполне достаточным для проведения видеоконференций или использования ее для других мультимедийных приложений. В меню драйвера камеры предусмотрены функции по управлению балансом белого, контрастностью, яркостью, цветовой и гамма-коррекцией, настройкой на тип искусственного освещения.

Явное преимущество данной камеры открывается при ее использовании в качестве Web-камеры. Это обусловлено возможностью выбора качества передачи данных. Программа, поставляемая с камерой, может автоматически изменять качество передаваемого изображения, сохраняя при этом визуальный контакт с собеседником, если пропускная способность канала невысока. При этом нижняя граница пропускной способности, которая декларируется изготовителем, составляет всего 14 400 бит/c.

Дополнительные характеристики:

• Тип светочувствительного сенсора — матрица Progressive Scan CCD
• Частота вывода кадров — до 30 fps
• Разрешение фотоснимка — 640×480, 320×240, 176×144, 160×120
• Угол зрения — 50°
• Фокусировка — от 10 см до бесконечности

Среди программного обеспечения, поставляемого вместе с камерой, можно найти большой перечень программ производства компании Intel. И это не случайно, так как у компании имеется в наличии очень крупный R&D-центр. В список поставляемых вместе программных продуктов входят: Intel Audio Recorder, Intel Auto Snapshot, Intel Email Postcard, Intel Gallery, Intel Home Page Builder, Intel Movie Builder, Intel Picture Manager, Intel Scene Recorder, Intel Snapshot, Intel TWAIN Driver, Intel Video Email, MGI Photo Editing Software, Microsoft Windows NetMeeting, Reality Fusion PC Games.

Цена камеры Intel Pocket PC Camera — 69,99 долл.

Intel PC Camera Pro — универсальная, простая, надежная, качественная и сравнительно недорогая камера. Такую характеристику можно смело дать этому устройству. Камера Intel PC Camera Pro предназначена для проведения видеоконференций, производства цифровых фотографий, управляющего интерфейса для компьютерных игр. Кроме того, она может служить в качестве устройства захвата видеоизображений от видеокамеры или видеомагнитофона. Подключив такой источник к специальному входу Web-камеры и настроив TWAIN-драйверы, можно оцифровать любой интересующий вас фильм, например, прямо с видеомагнитофона.

Дополнительные характеристики:

• Тип светочувствительного сенсора — CCD
• Частота вывода кадров — до 30 fps
• Разрешение фотоснимка — 640×480, 320×240, 176×144, 160×120
• Угол зрения — 50°
• Фокусировка — от 10 см до бесконечности
• Форматы сохранения изображений — BMP, JPEG, FPX

В комплект программного обеспечения, поставляемого с камерой, обычно входят: бытовая видеостудия Intel Video Phone, Intel Movie Builder, Intel Email Postcard, Intel Home Page Builder, Intel Auto Snapshot, Reality Fusion PC Games.

Цена камеры Intel PC Camera Pro — 99,99 долл.

Creative Video Blaster WebCam GO Plus — следующее поколение Web-камеры WebCam GО. Сочетает в себе цветную цифровую камеру для видеоконференций (если камера подключена к компьютеру), цифровую фотокамеру и голосовое программное обеспечение MediaRing. Камера оснащена черно-белым жидкокристаллическим дисплеем, который отображает объем свободной памяти, режим съемки и степень заряженности батарей.

В качестве камеры для настольных ПК может использоваться для видеоконференций, отправки электронных видеописем или для создания мультимедийных Web-сайтов. В качестве портативной цифровой камеры, оснащенной 8 Мбайт памяти, WebCam GО Plus может хранить 6 Мбайт фотографий и видео, 2 Мбайт аудио, более 400 снимков в разрешении 320×240 или более 200 снимков в разрешении 640×480.

В комплект программного обеспечения, поставляемого с камерой, входят программное обеспечение для обработки видео- и аудиопотоков: ArcSoft PhotoImpression 2000, FlipViewer, PixMaker Lite, PixScreen, Creative WebCam PhotoEditor, Creative LAVA! Producer, MediaRing Talk’99, Video Blaster WebCam Go Control, Video Blaster WebCam Monitor.

Дополнительные характеристики:

• Частота вывода кадров — до 30 fps
• Тип светочувствительного сенсора — CMOS
• Разрешение фотоснимка — 640×480, 352×288, 320×240, 160×120
• Фокусировка фиксированная, имеет три значения: 15-20 см, 1-1,5 м, более 3 м
• Форматы сохранения изображений — BMP, JPEG, FPX

Цена камеры Creative Video Blaster WebCam GO Plus — 112,0 долл.

Philips VestaPro — одна из недорогих камер, обеспечивающая высокое качество изображения и высокие скоростные показатели (до 30 кадров в секунду) в режиме VGA. В плане качества снимков Vesta Pro PCVC680K является неуязвимой. При разрешении сенсора 640×480 пикселов устройство обеспечивает наилучшее качество изображения. Камера Philips VestaPro показывает не только очень хорошее воспроизведение цветов, которые не искажены и соответствуют действительности, но и самую высокую контрастность изображения, причем как при хорошем, так и при плохом освещении.

Камера оснащена специальной встроенной кнопкой для получения статических изображений и встроенным микрофоном. Камера Philips VestaPro предназначена для проведения сеансов онлайнового двустороннего общения, видеоконференций (через Internet), редактирования фото- и видеоизображений.

Дополнительные характеристики:

• Частота вывода кадров — до 30 fps
• Минимальная требуемая освещенность — <1 люкс
• Разрешение фотоснимка — до 640×480

Цена камеры Philips VestaPro — 96,99 долл.

В заключение краткого обзора Web-камер необходимо отметить, что большинство из описанных камер обеспечивают хороший уровень качества видео. Приемлемая скорость передачи изображений в компьютер жестко ограничена пропускной способностью USB и соответствует формату изображения 320×240 пикселов. С выходом USB 2.0 и поддерживающих ее камер эта проблема будет снята. Особо хотелось бы отметить камеры Philips VestaPro, Intel Pocket PC Camera и Logitech ClickSmart 510. Первая камера заслуживает высоких оценок по качеству изображения, а Intel Pocket PC Camera и Logitech ClickSmart 510 отличаются богатой функциональностью при вполне удовлетворительном качестве картинки. При этом камера от Intel имеет достаточно приемлемую цену.

Видеоконференции — теперь это доступно каждому

ервые системы видеоконференций появились на рынке корпоративных продуктов в конце 70-х — начале 80-х годов. Тогда в основе видеоконференций лежала концепция так называемого конференц-зала. Согласно этой концепции на каждой фирме оборудовалось специальное помещение, оснащенное весьма дорогостоящими и громоздкими средствами коммуникации. Участвующие в переговорах стороны собирались перед мониторами в этих помещениях — конференц-залах — и устраивали переговоры.

Современная концепция видеоконференций предполагает максимальное упрощение коммуникаций, которые подчас сводятся к простому неформальному общению непосредственно за рабочим столом перед экраном персонального компьютера. На современном этапе развития технологий можно выделить три группы систем видеоконференций:

1. Студийные видеоконференции.
2. Групповые видеоконференции.
3. Персональные видеоконференции.

Студийные видеоконференции — это системы высшего класса, реализованные, как правило, специальными аппаратными средствами, например, с помощью специализированного телеоборудования. Отметим, что они требуют специально выделенных высокоскоростных линий связи, высококачественного оборудования (в том числе и видеокамер) и четкой регламентации сеансов связи. Обычно их используют для выступления одного человека перед большой аудиторией слушателей с жестко формализованным стилем общения, например для ежегодного выступления руководителя крупной корпорации перед сотрудниками филиалов, разбросанных по всему миру. Как правило, это очень дорогие, редко встречающиеся системы.

Групповые видеоконференции, так же как и студийные, используют, как правило, в производственных и образовательных целях, так как по своей организации они подходят для взаимодействия больших и средних групп пользователей. Здесь также используют высококачественные изображения, например для просмотра документации, и специальные каналы связи (линии ISDN⁴). Можно сказать, что групповые конференции — это модернизация персональных видеоконференций с целью увеличения числа участников. Для этого используются специализированное дорогостоящее оборудование (аппаратное и программное обеспечение, специализированные дисплеи с возможностью масштабирования изображения, специализированные средства, помещения и др.), специальные высокопроизводительные каналы связи. Кроме того, такие конференции всегда требуют специализированного регламента общения.

Персональные видеоконференции, как правило, поддерживают диалог двух или более (в многоточечном режиме) участников. Это система, объединяющая микрофоны для аудиосвязи, видеосредства, средства коммуникации для обеспечения взаимодействия участников в реальном масштабе времени и программное обеспечение по управлению видеоконференцией. При этом предполагается, что все участники находятся перед персональными компьютерами, а подключение к сеансу видеоконференции сравнимо с простым телефонным звонком. В процессе общения пользователь имеет возможность видеть как своего собеседника, так и собственное изображение, которое передается собеседнику. Такие конференции устроены таким образом, что часть экрана занимают окна с видеокартинкой, а в оставшихся частях могут располагаться окна приложений для совместной работы с данными. Более того, большинство современных персональных видеоконференций позволяют резервировать определенную область экрана для просмотра и совместной работы с разными данными, например документами. Причем редактируемый документ может содержать не только текстовую, но и графическую информацию. Это так называемая доска объявлений, или whiteboard. Наряду с этим в персональных видеоконференциях широко используются такие возможности, как разделяемые документы и приложения. Разделяемый документ подобен доске объявлений с той лишь разницей, что для него нет необходимости использовать специализированное приложение, а можно обойтись стандартным программным обеспечением. Одним из явных преимуществ досок объявлений перед другими групповыми средствами обработки информации, имеющимися в видеоконференциях, является их более высокое быстродействие по сравнению, например, с разделяемыми приложениями. Большинство из этих возможностей нашли свое применение в различных системах дистанционного образования.

Рассмотрим далее немаловажный вопрос, связанный с технологиями, которые скрываются под термином «видеоконференция». На самом деле именно здесь скрыта та борьба компромиссов между скоростью, приоритетами и качеством, которые, несмотря на ясность постановки задачи и существа проблемы, до сих пор не находили полного разрешения.

Технологии видеоконференций

ачество видеоконференций базируется прежде всего на качестве передаваемых звука и изображения. Качество звука зависит от способности пользователя улавливать отклонения или искажения (например, шумы или прерывания) в потоке передаваемой речи. Качество видео определяется разрешением изображения (количеством точек на дюйм) и частотой передачи кадров (количеством воспроизводимых кадров в секунду). Именно исходя из этого все системы видеоконференций базируются на достижениях технологий средств коммуникаций и мультимедиа. Изображение и звук кодируются (сжимаются до нескольких десятков раз) и специальным образом передаются по каналам связи различных коммуникационных сетей. Однако здесь существуют свои подводные камни. Это — пропускная способность канала и специфические свойства алгоритмов компрессирования.

Остановимся на первой проблеме подробнее. Для пояснения приведем простой пример. Допустим, Web-камера генерирует цветные изображения формата 160×120 при 24-разрядном представлении цветности. В исходном RGB-представлении такое изображение занимает объем памяти, равный 57 600 байтов. Простая арифметика показывает, что при размере файла в пределах 60 Кбайт при скорости передачи данных в канале 28,8 Кбит/с можно передавать 1 кадр в 2 секунды. При этом весь ресурс канала будет занят, и на передачу (а тем более прием) звука ресурсов не останется. А на выходе получится эффект замедленного кино. Известно, что для комфортного восприятия видеоинформации требуется частота 24-25 кадров в секунду. Расчеты показывают, что для обеспечения этих условий канал связи должен иметь пропускную способность порядка 1,5 Мбайт/с. Мало кто сейчас может похвалиться наличием такого канала.

В основе любой современной системы проведения видеоконференции лежит блок алгоритмов (или устройство), задачей которого является кодирование, декодирование, сжатие и декомпрессия звуковых и видеоданных. Такая программа (устройство) называется кодеком (или кодер-декодером). При прочих равных условиях (например, качестве Web-камер) чем качественнее кодек, тем лучше звуковой и видеосигнал. Степень важности этого элемента такова, что именно качество и возможности кодека являются главным фактором, влияющим на стоимость системы видеоконференций. Что касается алгоритмов сжатия, то на настоящий момент существуют две группы алгоритмов: алгоритмы сжатия без потерь и алгоритмы сжатия с потерями. Последние позволяют добиться очень высокой степени сжатия при относительно небольшой потере качества, что позволяет передавать информацию даже по низкоскоростным каналам. Однако, как правило, эти алгоритмы весьма ресурсоемки и зачастую требуют для компрессии специальной аппаратной поддержки.

К алгоритмам компрессии с потерями видеосигнала относятся группа форматов, в основе которых лежит метод JPEG. Это motion JPEG, H.261, MPEG1, MPEG2. В настоящее время для видеоконференций чаще всего используется стандарт H.261, так как для них не требуется видеоизображения высокого качества. Известны также и другие стандарты, разработанные компаниями Sun Microsystems (Cell) и Xerox (NV), позволяющие добиваться высоких степеней сжатия и быстродействия на стандартном оборудовании. К алгоритмам сжатия без потерь относится, например, стандарт CU-SeeMe, разработанный в Корнуэлльском университете. Несмотря на оригинальность, этот стандарт требует пропускной способности канала не менее 80 Кбит/с. Весьма схожий метод Indeo разработала компания Intel.

Алгоритмы компрессии и декомпрессии аудиосигнала можно разделить на две группы. Первая решает задачи компрессии аудиосигнала и основана на технологии импульсно-кодовой модуляции (в том числе адаптивной), при которой аналоговый звуковой сигнал дискретизируется по времени и квантуется по амплитуде. Вторая решает задачи компрессии голоса и основана на кодировании методом линейного предсказания — LPC⁵ (Linear Predictive Coding) или методом линейного предсказания с возбуждением кодов — CELP⁶ (Code Exited Linear Prediction). Международный союз по электросвязи (ITU) рекомендует несколько стандартов: G.721, G.722, G.723, G.726, G.727 — для первой группы и G.728 — для второй.

Как и в других областях компьютерной индустрии, в сфере видеоконференций существуют принятые стандарты компрессирования, декомпрессирования и передачи данных. Основной стандарт, точнее серия стандартов видеоконференций H.320, определяет базовые параметры аудио- и видеосвязи по каналам с гарантированной полосой пропускания. Стандарт видеоконференций H.323 регламентирует проведение видеоконференций в локальных и глобальных сетях с помощью линий с негарантированным сервисом (по сетям IP). Стандарт H.324 предназначен для систем на базе аналоговых телефонных линий. Каждый из этих стандартов включает в себя определенные стандарты на аудио и видео, перечисленные выше. Но это в большей степени относится к информации для специалистов, где особое внимание уделяется возможностям совместной работы систем с различными данными.

Системы видеоконференций

елью данного раздела является ознакомление читателя с основными программными продуктами — для видеоконференций, обсуждение их достоинств и недостатков в плане решения задач коммуникации и возможности эффективного (в смысле удобства и комфорта) использования Web-камер. Остановимся на персональных видеоконференциях (о них уже упоминалось выше), для которых характерны следующие черты:

• использование для коммуникации персонального компьютера с поддержкой аудио и видео, микрофона, Web-камеры, динамиков (или наушников), модема и сетевого соединения;
• отсутствие необходимости в широкой полосе пропускания канала связи;
• использование только программного обеспечения, установленного на стандартный персональный компьютер.

Опишем вкратце общие особенности, типичные для видеоконференций данного типа. Прежде всего отметим, что персональные системы обычно выполняются как приложения для Windows с видеоизображением в небольшом окне, помещенном на рабочем столе. Помимо традиционной двусторонней аудио- и видеосвязи эти системы, как правило, оснащены возможностями, облегчающими совместное использование данных, разделяемых приложений и документов. Термин «говорящие головы» иногда характеризует качество передачи видео и звука у подобных систем. Причина этого эффекта «говорящих голов» заключается в том, что быстрые движения приводят к значительному искажению изображений, именуемому обычно эффектом «тени», который возникает вследствие ограничений ширины полосы частот, наличия компромиссов в реализации кодека⁷, а также применения дешевой камеры и звуковых компонентов. Поэтому пользователь зачастую вынужден сидеть перед камерой практически неподвижно, шевеля только губами, «облегчая» работу кодеков. Заметим, что, даже несмотря на все ухищрения пользователя, в большинстве случаев частота кадров в таких системах не превышает 10 кадров в секунду, а зачастую составляет 1-3 кадра в секунду (на каналах со скоростью передачи данных 28,8 Кбит/с).

К наиболее известным и распространенным в Интернете продуктам для видеоконференций можно отнести следующие:

• NetMeeting от корпорации Microsoft (http://www.microsoft.com/);
• CU-SeeMe от компании White Pine Software (http://www.wpine.com/);
• Business Video Conferencing System корпорации Intel (http://www.intel.com/).

Приведем сравнительную характеристику данных продуктов по качеству и выполняемым задачам.

Microsoft NetMeeting для Windows 9x и Windows NT — удобное средство для проведения конференций в Интернете и корпоративных сетях. Данная программа предоставляет пользователю те же возможности, что и пакет CU-SeeMe, а кроме того обладает неоспоримым преимуществом — возможностью совместного использования приложений. Таким образом, любые Windows-приложения могут использоваться участниками конференции совместно, что существенно повышает эффективность общей работы.

Эта возможность реализуется независимо от того, располагают другие участники конференции приложением, которое предоставляется одним из них для совместного использования, или нет. Программа NetMeeting локализована, а потому может представлять особый интерес для российских пользователей. Программа NetMeeting отличается хорошим качеством видеоизображения и имеет минимальное количество настроек по сравнению с остальными программами. NetMeeting поддерживает стандарт аудио- и видеоконференций H.323, в состав которого входит видеокодек H.263. Стандарт H.323 обеспечивает взаимодействие NetMeeting с другими совместимыми программами клиентов видеотелефонной связи, такими как Intel Internet Video Phone. Мастер NetMeeting Resourse Kit позволяет сконфигурировать программу по своему усмотрению и создать инсталляционный файл. Такой инструмент очень удобен, если необходимо установить NetMeeting в корпоративной сети с единообразными настройками программы.

Вместе с тем у данного программного продукта есть ряд недостатков. Например, в NetMeeting отсутствуют некоторые возможности, имеющиеся у телефонных систем. Функция автоответчика будет полезна в тех случаях, когда вас нет за рабочим столом, а также для обслуживания вызовов во время проведения закрытой конференции. Другими недостающими функциональными возможностями данного программного обеспечения, которые были бы удобны пользователю, являются поддержка функции ожидания звонка, перенаправления звонка и круговой системы распределения входящих звонков между различными рабочими станциями. Хотя разработчики этой версии NetMeeting старались придерживаться стандартов, она не реализует все возможные функции. Так, например, NetMeeting не поддерживает «привратников»⁸ в стандарте H.323, которые необходимы в сетях с ограниченной пропускной способностью.

Пакет CU-SeeMe от компании White Pine Software, Inc., разработанный в Корнуэлльском университете и распространяемый в настоящее время компанией White Pine Software, предназначен для организации видеоконференций в Интернете или в корпоративной сети с поддержкой протоколов TCP/IP.

Этот продукт продолжает оставаться популярным клиентом видеоконференций, в том числе как программное обеспечение для многопользовательских конференций через сервер. CU-SeeMe также обслуживает потребности многих учреждений в конференц-связи через Интернет. Кроме того, он очень распространен среди домашних пользователей. Программное обеспечение CU-SeeMe включает клиентскую программу, имеющую версии для Microsoft Windows и Mac OS, и серверный компонент — рефлектор (reflector), необходимый для проведения групповых конференций. Стандарт CU-SeeMe для сжатия и распаковки требует пропускной способности 20 Кбит/с, а для передачи высококачественного видео необходимо быстрое соединение, допускающее передачу данных со скоростями не меньше 56 Кбит/с. Поскольку CU-SeeMe поддерживает стандарт конференций связи Т.120, любой клиент, работающий в этом стандарте, также может подключиться к конференции на сервере MeetingPoint. The MeetingPoint Conferencing Server поддерживает стандарт H.323 для видеоконференций так же, как и Microsoft NetMeeting, Intel Business Video и PictureTel LiveLan-клиенты, что дает возможность использовать данные продукты вместе в одной конференции. Однако неполная поддержка Т.120 в MeetingPoint позволяет его клиентам лишь наблюдать за общением тех, кто использует Т.120. К недостаткам данного программного продукта можно также отнести отсутствие средств для определения времени участия пользователей в конференции, отсутствие возможности архивирования онлайновых конференций и неудобные средства администрирования, использующие Web-браузер.

Серия систем персональных видеоконференций Intel ProShare пользуется не меньшей популярностью, чем продукты других компаний. Они поддерживают широкий спектр сетевых протоколов, обеспечивают вполне приемлемое качество звука и видео, а также богатые возможности работы с данными.

Business Video Conferencing — новая система из этой серии. Ее отличительной чертой является поддержка трех основных стандартов проведения видеоконференций — Н.320 (видеоконференции по ISDN-линиям), Н.323 (видеоконференции в локальных сетях) и Т.120 (совместное использование данных), что обеспечивает большую гибкость системы. Пользователи Business Video Conferencing могут быть уверены в совместимости системы с другими существующими и будущими продуктами для проведения видеоконференций, которые поддерживают промышленные стандарты. Business Video Conferencing поддерживает различные форматы разрешения видеоизображения и качество звука на уровне западных стандартов для телефонных сетей. Чтобы обеспечить совместимость с другими системами видеоконференций, Intel отказалась от разработки собственного программного обеспечения в пользу NetMeeting, отвечающего стандарту Т.120. Многоточечные конференции можно проводить с помощью устройства MCU, удовлетворяющего стандартам Н.320(Н.323)/Т.120. В MCU предусмотрена поддержка доступа к средствам многоточечной связи других производителей. Возможен также многоточечный обмен только данными с помощью NetMeeting. Поддерживаются сетевые протоколы и стандарты Ethernet, Token Ring, FDDI, T-1, frame relay. Скорость передачи данных, в соответствии со стандартом Н.323, может настраиваться в пределах от 28,8 до 400 Кбит/с.

Вместо заключения

ледует отметить, что видеоконференциями не ограничиваются все возможности использования Web-камер.

Приведем лишь несколько возможных вариантов приложений, где пользователь может воспользоваться Web-камерой:

1. Системы безопасности персонального компьютера.
2. Системы дистанционного наблюдения за выбранным объектом через Интернет.
3. Системы дистанционного обучения.
4. Создание трехмерных моделей виртуальных людей.

Мало кому сегодня надо пояснять, что такое биометрические системы и для чего они предназначены. Человек всегда стремился защитить информацию, финансы и т.п. от несанкционированного доступа. В настоящее время на рынке программного обеспечения очень многие компании предлагают различные системы защиты от неавторизованного доступа. Многие программные продукты в качестве входной информации используют сигнал, поступающий от самой обычной Web-камеры. К компаниям, доминирующим на этом сегменте рынка, можно смело отнести Visionics, Intel, ETrue, Viisage, Cognitec, BioID и др. Разработки этих фирм позволяют легко ограничить доступ к персональному компьютеру, например с помощью screensaver, который наряду с паролем (или вместо него) будет решать задачу верификации или идентификации пользователя. Для защиты своего компьютера (после установки соответствующего программного обеспечения) авторизованному пользователю необходимо пройти достаточно простую процедуру регистрации своего лица, а о дальнейших действиях позаботится система. Здесь возможны две ситуации. Первая — когда камера работает непрерывно, решая в каждый момент времени задачу поиска лиц в ее поле зрения и их классификации. При этом камера не будет включать screensaver до тех пор, пока в поле зрения находится авторизованный пользователь. Это очень удобно для тех случаев, когда пользователь просто читает текст на мониторе. Вторая ситуация обязывает пользователя произвести какое-либо действие после того, как он сядет перед камерой, например нажать на клавишу клавиатуры или переместить мышь. После этих действий система (камера) «пробуждается» и приступает к идентификации. Более того, в некоторых системах предусмотрена запись изображений людей, которые без авторизованного пользователя пытались «взломать» защиту, а также настройка на различные уровни защиты. Некоторые фирмы, например BioID, повышают надежность защиты, комплексируя информацию от камеры и микрофона, то есть включают два компонента распознавания — видео и речь. Следует, однако, заметить, что надежность таких систем порой бывает не очень высока. Причиной тому — достаточно низкое качества сигнала Web-камер, о котором говорилось выше. Однако этот факт не мешает таким программным продуктам пользоваться спросом.

Другим своим применением Web-камеры обязаны желанию человека показать себя всему миру. Именно этой цели служат специальные Интернет-серверы и приложения, позволяющие каждому желающему подключить свою камеру через компьютер к Интернету и передавать живую картинку происходящего в поле зрения камеры всем желающим. Яркими характерными примерами использования камер для массового просмотра могут служить:

• http://www.earthcam.com/ — сайт для желающих посмотреть на других и себя показать;
• http://www.xmission.com/~lonnie/cameras — страничка с трансляцией «живого» видео в реальном масштабе времени;
• http://www.crk.umn.edu/technology/webtech/cameras.htm — здесь можно в реальном времени перенестись в любую точку мира;
• http://www.newyork.ru/webcam/index_ru.html — Web-камера, установленная в Бруклине, Нью-Йорк;
• http://www.india.ru/india/camera/index.shtml — единственная работающая Интернет-камера в Индии. Изображение транслируется с камеры, расположенной в южном районе Бомбея, на улице Maker Towers.

В наши дни популярность систем дистанционного обучения растет буквально на глазах. Один из видов дистанционного обучения — заочное обучение — известен всем. С точки зрения технологии образования дистанционное обучение выглядит как взаимодействие разделенных расстоянием или временем (а может и тем и другим) преподавателя и студента. Несмотря на то что дистанционное обучение существует уже давно, 90-е годы прошлого века привнесли новые коммуникационные технологии в этот вид образования, а мировая сеть Интернет и рост производительности персональных компьютеров сделали эти технологии доступными большинству людей. В наш век космических скоростей этот вид образования может заинтересовать очень многих. И причин тому несколько:

• с помощью видеоконференций можно в сжатые сроки получить консультацию преподавателя не отходя от своего персонального компьютера;
• возможность изучать иностранный язык с преподавателем, для которого данный язык является родным;
• возможность работать как с группой учеников, так и индивидуально с каждым;
• возможность оценки реакции каждого из учеников на обсуждаемый материал;
• возможность выполнения и обмена заданиями (в том числе и домашними) в реальном масштабе времени и др.

Еще одним возможным применением Web-камер является их использование при создании трехмерных персонажей виртуальных людей. В настоящее время на рынке существует оригинальный программный продукт 3DMeNow английской компании BioVirtual, который позволяет каждому человеку с помощью обычной Web-камеры за несколько десятков минут создать свой вполне реалистичный 3D-персонаж. После этого можно, вложив в уста персонажа какую-либо фразу, послать такую модель другу. Получается вполне новый и оригинальный вид общения через Интернет, когда можно начитать письмо, например другу, и вложить его в уста своего виртуального двойника, который не только доставит его до адресата, но и озвучит его голосом отправителя. Но это все же завтрашний день.

Приведенными примерами возможности использования Web-камер не исчерпываются. Ведь прогресс не стоит на месте, и новые технологии без преувеличения стучаться к нам в двери. И скоро, быть может, мы сможем устанавливать Web-камеры дома и наблюдать за тем, что там происходит, находясь на работе или в командировке, просто зайдя в Интернет и соединившись с домашним компьютером. Следует заметить, что определенные попытки внедрения камер в различные бытовые устройства, такие как холодильники, телевизоры, предпринимаются уже сейчас. Возможно, уже через несколько лет Web-камеры будут встраиваться во всю бытовую технику или, например, домашних роботов, которые будут помогать человеку по хозяйству, следить за детьми или обеспечивать безопасность нашего жилища. А мы привыкнем управлять телевизором, стиральной или посудомоечной машиной с помощью жестов или голосовых команд. И то, что раньше было возможно только на страницах научно-фантастических книг, станет повседневной реальностью. С этой точки зрения Web-камера и видеоконференция воспринимаются как первый шаг на большом пути компьютерного зрения в наш быт.

КомпьютерПресс 2'2002