Видеостены можно встретить в диспетчерских и ситуационных центрах, в приложениях Digital Signage, корпоративной коммуникации, обучении, правительственных, медицинских и многих других сферах. О том, как правильно подобрать компоненты для вывода на них контента из разнообразных источников рассказывает Кэтрин Кербер, представитель компании Matrox Video на российском рынке.
- Какие бывают видеостены?
С точки зрения комплексности инсталляции я бы разделила рынок видеостен на три категории:
- Простые видеостены с небольшим количеством входов/выходов и несложным монтажом, которые устанавливаются в проектах с ограниченным бюджетом. Как правило, они реализуются на базе одной стандартной рабочей станции с легким в освоении управляющим программным обеспечением.
- Средние по сложности видеостены со значительно более высоким требованиями к количеству входов/выходов. Для их реализации применяют уже более комплексные системы с матричными коммутаторами, скалерами и так далее.
- Рынок OEM. Здесь интеграторы и OEM-производители, используя наши компоненты, разрабатывают собственные решения и управляющее программное обеспечение, создавая сложные кастомизированные видеостены и контроллеры со множеством входов и выходов.
В ассортименте Matrox есть компоненты для любого сегмента и сложности проекта, но, стоит отметить, что рынок движется в сторону более простых решений, которые можно реализовать на стандартных IT-компонентах.
- Какие продукты предлагает компания Matrox?
Наш портфель оборудования для распределения AV-сигналов можно разделить на три группы: KVM-экстендеры, компоненты для видеостен и устройства для стриминга. В первую из них входит линейка IPKVM-продуктов Extio3, популярная в диспетчерских, и бесплатное программное обеспечение Enterprise content management для упрощения развертывания видеостен и организации цифровых презентаций на базе профессионального AV-оборудования. Для видеостен Matrox предлагает контроллеры QuadHead2Go, видеокарты D-Series, компоненты для работы с IP-источниками, объединенные в линейку Mura IPX, и программное обеспечение для управления всем этим — Mura Control. К устройствам для передачи аудио и видео по IP относятся кодеры Maevex для корпоративного стриминга в закрытых сетях, кодеры Monarch для профессионального стриминга в интернет и програмное обеспечение Powerstream Plus. Как видите, у нас есть обширные возможности для решения любых задач.
- Давайте, начнем с обзора решений для простых видеостен
Для видеостен с базовыми требованиями к сложности мы предлагаем контроллер QuadHead2Go. Он способен захватывать один видеосигнал с разрешением 4K и распределять его на четыре устройства отображения с разрешением 1920 х 1080 и частотой 60 Гц. Для подключения в зависимости от модели доступны порты HDMI или DisplayPort. Чтобы произвести базовые настройки, пользователи могут воспользоваться тремя физическими кнопками на устройстве: первая из них предоставляет доступ к инструментам для настройки видеостен, вторая к инструментам для настройки изображения, а третья — к разнообразной информации о системе.
Для более художественных конфигурации пригодится бесплатное программное обеспечение PowerWall. В нем можно масштабировать видео до разрешения 8К х 8К и свободно перемещать экраны в рабочей области, легко устанавливая нужную компоновку. Мне нравится сравнивать этот процесс с выпечкой рождественского печенья, когда вы раскатываете тесто и используете разные формы, чтобы получить печенье того вида, который вам нравится. Здесь все также просто. ПО совместимо с различными операционными системами, поддерживает работу с защищенным контентом HDCP, что бывает важно для цифровых презентаций, и управление EDID и IP. Каждый видеовыход в нем независим и допускает масштабирование, вращение, настройку рамок, перекрытий и другие функции.
Причем, подключение к видеостене необходимо лишь для загрузки новой конфигурации, все остальное время она может работать автономно. То есть, интеграторы могут заранее произвести все необходимые настройки, а монтажник уже соединит все кабели вместе и запустит систему с предварительно сконфигурированными характеристиками. Это очень удобно.
- Что делать, если потребуется видеостена большего размера?
Чтобы расширить возможности системы, можно построить конфигурацию на базе компьютера с операционной системой Windows, а также комплекта из контроллеров QuadHead2Go и наших графических карт D-Series. Кроме того могут быть применены карты и плееры сторонних производителей, например, Nvidia или Intel. Здесь уже в максимальной конфигурации QuadHead2Go + D-Series количество подключенных экранов способно достигать 64, что позволяет создавать более масштабные и сложные видеостены. Карты D-Series выполнены на шине PCle Gen 3 x16, используют память GDDR5 и мощный современный видеопроцессор Nvidia Quadro, поддержкивают Microsoft DirectX 12.0, OpenGL 4.5, OpenCL 1.2 и технологию защиты медиаконтента HDCP. Одна карта допускает вывод контента с разрешением 4K на четыре экрана одновременно. Для подключения устройств вывода предназначены порты HDMI 2.0 (модель D1450) или DisplayPort 1.4 (модель D1480).
В одном компьютере допускается установка до четырех карт D-Series, которые легко синхронизируются при помощи межплатных кабелей Framelock. Если важна плотность интеграции, то дополнительные контроллеры QuadHead2Go в форм-факторе PCI-плат могут быть размещены в общем шасси, а если удобнее раздельное размещение, то можно задействовать контроллеры в виде самостоятельных устройств. Для конфигурирования и настройки видеостен мы предлагаем наглядный пользовательский интерфейс Powerdesk. Он поддерживает управление EDID, разнообразные варианты комбинирования экранов в портретной или альбомной ориентациях, крайне прост в освоении и эффективен в реализации различных мультиэкранных инсталляций.
- Какие преимущества и недостатки вы бы отметили в подобной конфигурации?
Главные преимущества — это простота настройки, потому что для развертывания видеостены на базе ПК и карт ввода/вывода достаточно базовых знаний IT, бюджетность самого решения, так как допускается создание систем на основе стандартного AV-оборудования и IT-компонентов, и гибкость конфигурации, которую обеспечивает возможность использования локальных источников контента, IP-источников или применение в качестве источников приложений Windows. Для последнего потребуется дополнительное программное обеспечение Mura Control, где можно выбирать различные источники и легко комбинировать их на макете для последующего отображения на устройствах вывода. Поддержка API и совместимость с системами управления Crestron, AMX и Neets допускает интеграцию в состав более сложных AV-инфраструктур и вывод управления на сенсорные панели сторонних производителей.
Из недостатков я бы отметила зависимость от производительности графического процессора. На него в данном случае ложится нагрузка по обработке как графических, так и видеоданных, особенно в тех случаях, когда графические и видеоданные создаются и отображаются на нескольких графических процессорах. Соответственно, чем больше требуется видеостена, тем выше требования к GPU. Следующая сложность, с которой могут столкнуться интеграторы — необходимость наличия кодека, совместимого с желаемыми видеоформатами. Бывют также ограничения, которые накладывают сами приложения, служащие источником контента. И последнее — это обработка и отображение данных при интеграции в IP-сети. Когда CPU или GPU должны помогать в декодировании IP, может снизиться эффективность выполнения других задач.
- Как с помощью оборудования Matrox можно организовать вывод на видеостену сигналов из нескольких IP-источников?
Для этих целей у нас есть карты видеозахвата Mura IPX 4K IP Decode & Display Series. Они способны осуществлять захват и декодирование стандартных IP-потоков с кодировкой H.264, поступающих по сети, и распределять их на устройства отображения, подключаемые через четыре выходных порта DisplayPort 1.1 с поддержкой разрешения 4K@30. Максимально доступное для обработки количество входных IP-потоков напрямую зависит от их разрешения, и для 4K@60 составляет 2 потока, для 4K@30 — 4 потока, для 1080p@60 — 8 потоков, для 1080p@30 — 16 потоков и так далее. Как и другие наши продукты, они не требуют от ПК передачи данных, только питание, поэтому нет необходимости в установке драйверов и нет нагрузки на вычислительные ресурсы хоста, при этом между собой карты синхронизируются межплатными кабелями Framelock. Управление Mura IPX осуществляется по API или через фирменное программное обеспечение Mura Control, совместимое с устройствами на базе Windows и планшетами iPad. Таким образом, на базе одной такой карты можно организовать стандартную видеостену или IP-мультивьювер, которые будут актуальны в диспетчерских, как основа презентационных систем и в других схожих приложениях.
Помимо этой линейки в семейство Mura IPX входят карты видеозахвата Mura IPX 4K Capture & IP Decode Series и Mura IPX 4K Capture & IP Encode/Decode Series, предназначенные для кодирования, декодирования и записи. Они снабжены входными портами HDMI, 1.4b, DisplayPort 1.2, 3G или 12G SDI с автоматическим распознаванием подключенного источника, которых в зависимости от типа порта и поддерживаемого разрешения от модели к модели может быть два либо четыре. Они поддерживают стандартные протоколы RTSP, MPEG2 transport stream и другие, H.264 до уровня L5.2, битрейт CBR и VBR, технологию защиты контента HDCP, а также хроматические координаты YUV: 4:2:0, 4:2:2 и 4:4:4, в том числе при 4K@60, и 8 или 10-битную глубину цвета. МоделиMura IPX 4K Capture & IP Decode Series способны только декодировать, а Mura IPX 4K Capture & IP Encode/Decode Series — кодировать, декодировать и записывать одновременно. На выбор также доступно активное или пассивное охлаждение. Комбинирование в рамках одной системы карт для декодирования локальных источников, подключаемых через физические порты, удаленных IP-источников и приложений для ПК, выступающих в роли источников, помогает повысить ее гибкость и экономическую эффективность.
- Какие типы источников предпочтительнее использовать в системе: локальные или IP?
Для выбора подходящего способа подключения стоит учесть несколько факторов. Первый - это бюджет. Любая карта видеозахвата имеет свою цену, поэтому их добавление в систему повышает стоимость проекта. Второе - размер системы и наличие в ней свободных слотов для установки карт. Ряд ограничений могут накладывать и приложения-источники. Например, VLC поддерживает максимальное разрешение 4K x 4K. К тому же у разных приложений могут быть различные API, что усложняет интеграцию. При использовании локальных источников отсутствует задержка, а при IP-подключении небольшая задержка может возникать, поэтому для приложений с реалтайм-выводом контента, чувствительных к задержкам, локальное подключение будет предпочтительнее. В дополнение стоит отметить, что при локальном подключении возникает нагрузка на графический процессор, и на передний план выходит его производительность.
- Какие существуют варианты расширения IP-систем?
При использовании Mura IPX для декодирования к системе напрямую могут быть подключены IP-камеры, IP-кодеры или IPKVM-оборудование. В качестве кодеров отлично подойдут наши устройства из линейки Maevex. Они позволяют осуществлять захват видео от локальной рабочей станции, отправлять для вывода на подключенные экраны и одновременно с этим транслировать потоки в сеть. Также они подойдут для записи и стриминга. В ассортименте Matrox представлены различные модели кодеров, предоставляющие широкие возможности для масштабирования. Например, модель Maevex 5150 способна работать с одним каналом с разрешением 1080p@60, Maevex 6120 — с двумя каналами 4K, Maevex 6150 — с четырьмя каналами 4K, а наша новинка Maevex 6152 не только работает с четырьмя 4K-каналами, но и имеет задержку менее 50 мс, что очень мало. Для управления устройствами, микширования видеопотоков и выбора протоколов декодирования пользователи могут воспользоваться бесплатным приложением PowerStream.
Для диспетчерских будет более актуален вариант расширения с помощью IPKVM-экстендеров Extio3. Они устанавливаются в серверной комнате, отправляют на видеостену контент и при этом поддерживают прием KVM-сигналов, а также работу с аудио USB 2.0. Дополнительно к этому они могут отправлять IP-потоки для дальнейшего декодирования Mura IPX и вывода на устройствах отображения в любом другом необходимом месте. Экстендеры имеют очень маленькую задержку, делающей комфортной работу с KVM-функциями, и доступны с двумя входами 1080p (модель Extio N3208) или одним входом 4K и четырьмя входами Full HD (модель Extio N3408). Для соединения между собой IP-компонентов AV-инфраструктур мы используем стандартные гигабитные сети, что не требует для их построения специального оборудования и программного обеспечения.
Здесь стоит также отметить, что мы предлагаем на законченные системы, а модули и блоки для их построения, различные комбинации которых позволяют на базе любой подходящей материнской платы создавать продукты под собственным брендом. Мы регулярно тестируем множество платформ, чтобы обеспечить максимально широкую совместимость.
- Какие инструменты Matrox предлагает интеграторам и OEM-производителям для программирования собственных приложений?
У нас есть полный портфель программного обеспечения, API-интерфейсов и библиотек, которые OEM-производители и разработчики ПО могут использовать для программирования простых, удобных и легко настраиваемых приложений:
- Skinning package позволяет переводить интерфейс Mura Control на различные языки, например, русский;
- Microsoft DirectShow обеспечивает поддержку фильров DirectShow для захвата, кодирования, декодирования и передачи потокового видео;
- Network API с поддержкой Telnet, RS0232 и HTTP, доступный с любого компьютера, смартфона или планшета, упрощает создание интерфейсов сторонними программистами;
- VWLib API, основанный на языке на С/С++ и использующий Direct X в Windows и OpenGL в Linux, позволяет создавать пользовательские приложения для захвата, потоковой передачи и отображения контента на видеостенах;
- REST API предназначен для разработки собственных приложений для контроллеров QudHead2GO.
Читайте АВ Клуб в Telegram
