Пользователь
0,0
рейтинг
22 февраля 2012 в 10:27

Администрирование → Беспроводная передача HD-видео и звука по Wi-Fi, дайджест — весна'12

Уважаемый читатель, приветсвую тебя на просторах хабрахабра, этой уникальной площадки обмена опытом и мнениями. В этой заметке я хочу вернутся к теме беспроводной передачи высококачественного видео и звука без использования проводов, с применением различных технологий. При этом я буду рассматривать аспект беспроводной передачи шире, чем просто сетевое «расшаривание» фильмов и музыки. Необходимым и достаточным условием упоминания той или иной технологии будет возможность передачи экрана рабочего стола и работы любых программ, с поддержкой разрешения, не ниже 1280x720 (HD-ready/720p).
Поскольку с момента моих прошлых публикаций уже прошло довольно большое время (относительно этой, развивающейся взрывными темпами, индустрии), и появилось N-ое количество новшеств, то их описанием и хотелось бы поделиться.

Пару слов перед началом


Как бы это не казалось странным, но технологий передачи HD-видео и звука достаточно большое количество(здесь и далее под HD-видео и звуком подразумевается не просто файлы музыки и кино, но работа программ в реальном времени и высоком разрешении) и все они в текущей заметке не поместятся. А поскольку любому техническому уму, коих большинство на нашем ресурсе, требуется точность и категоричность, то если тема окажется интересной, в конце я подведу итог всех заметок общей табличкой, в которой сведу все беспроводные стандарты и их многочисленные характеристики. Как я уже заметил ранее, мозг читателя хоть и технический, но не резиновый как первопрестольная и, дабы ограничить явление многабукаф (Господи, хотя статья и так получилась огромной! ), начнём мы с самой доступной технологии беспроводной передачи видео и звука — передача по Wi-Fi.

Передача по Wi-Fi


Итак, переда началом рассмотрения конкретных технологий передачи видео и звука поверх Wi-Fi, мы должны понять общие достоинства и недостатки, обусловленные таким использованием Wi-Fi.

Достоинства

  • Большинство компьютеров (и не только их) уже оснащено Wi-Fi — не нужен отдельный передатчик, всё, что нужно для трансляции уже имеется;
  • Можно использовать не только для беспроводной передачи видео и звука но и для получения доступа к сети;
  • Из за широкой распространённости обращает на себя внимание крупнейших участников IT-индустрии, таких как Intel, Apple, Qualcomm, Cavium Networks.


На этом немногочисленные, но значимые достоинства, заканчиваются.

Недостатки

  • Беспроводная передача видео и звука забивает/отнимает часть эфира у прямого назначения вайфая — доступа в сеть;
  • Работе вашей сети могут мешать окружающие Wi-Fi сети, коих с каждым годом становится всё больше;
  • Для того, чтобы HD-видео и звук помещались в полосу пропускания Wi-Fi, требуется «упаковать» их соответствующим кодеком (в большинстве случаев — h.264), что даёт (вообще говоря, несущественную) потерю качества;
  • Потребность в сжатии рождает потребность в софте, который может работать на одной, но не работать на другой ОС/платформе;
  • Из за потребности в софте будет работать толко на ПК-образном железе — передача от игровых (Xbox360,PS3)/спутниковых(НТВ+)/телевизионных(БилайнТВ, Акадо) приставок отпадает (за некоторым исключением, где свет сошёлся клином и на приставке есть возможность запускать сторонний софт и сам подобный софт под неё написан, вероятность чему — 0,01%, а независимые от компьютера передатчики не очень-то торопятся выпускать);
  • Работа кодека по сжатию контента требует аппаратных ресурсов, при том немалых;
  • Из за работы кодека передача сигнала задерживается на дельту времени, уходящую на сжатие (от 20мс до 2 секунд, в зависимости от расстояния и мощности сжимающей аппаратуры).


Общие слова сказаны, теперь поехали по конкретным технологиям (отсортированы по доступности):

DLNA

Это самый простой способ и, наверное, самая распространенная на сегодняшний день технология передачи фильмов и музыки по LAN/Wi-Fi. Многие удивятся: сам же, мол, говорил, что «расшариваемые» технологии с файлами отметаем? — Спокойно, коллеги, сейчас всё объясню.
Сам принцип DLNA заключается в том, что на компьютере запускается серевер, в котором прописана открытая для просмотра папка с кино и музыкой. Сам (умный)ТВ, или некий «околотвшный» посредник, типа SetTop box'а или тюнера или игровой приставки, подключается (под вашим чутким руководством) по Wi-Fi к расшаренной папке и выводит из неё контент на HDTV.
Теперь вопрос для страждущих: как передать по DLNA рабочий стол? Ответ: кэпчурить(capture) экран в реальном времени в файл(например VLC'шкой), который расшарен и открыт телевизором/приставкой по DLNA. Примечание: поскольку сжатие и передача будут настроены «кустарным» способом, ничего хорошего от этого не ждите — 12 секундная задержка, не видно курсора и нет звука (проверено лично и найдено в гугле по запросу «рабочий стол по DLNA»).

Да и вообще, в нашем быстроменяющемся IT-мире содержать сервер на своём ПК и заставлять дополнительными, лишними движениями подключатся к нему устройства-клиенты, совсем не кошерно. Беспроводная передача должна выглядеть так: на компьютере кнопочку нажали — «подключить ТВ», на ТВ картинка появилась. Без муторных настроек и выбора файлов посредством пульта или джойстиков или прочих нехороших.

Итак, главная, выведенная мною и опорная, для беспроводной передачи видео/звука парадигма — передающий должен являтся клиентом к принимающему, но не наоборот!

Достоинства

  • Встроен в большинство современной околоТВ'шной техники.

Недостатки

  • Низкая производительность при передаче рабочего стола/программ;
  • Сложность в настройке из за обмена ролями клиент<-->сервер.


Remote Desktop или удалённый рабочий стол (Radmin, RDP, VNC, Citrix ICA, Teamviewer, X.org и проч.)

Налицо нарушение выведенной выше парадигмы: для получения видео и звука с вашего компьютера на нём должен быть запущен сервер одного из протоколов удаленного рабочего стола, а около телевизора должен находится клиент (читай — ещё один грёбанный, жрущий электричество ящик), который должен инициировать подключение к вашему компьютеру не без помощи мутных манипуляций (даже если это запуск скрипта беспроводной мышкой/клавиатурой). Да ещё и производительность тут будет от невысокой до очень низкой из за «кустарности» метода.
С другой стороны, это выход для малобюджетных решений, когда у телевизора достаточно поставить только старый компьютер и оптимально его настроить.

Достоинства

  • Для работы достаточно любого старого ПК или даже смартфона с выводом на ТВ.

Недостатки

  • Те же, что и у DLNA, хотя производительность рабочего стола и выше.


Беспроводные серверы презентаций (wireless presentation gateway)

Интересный класс железок, весьма мало распространенный, однако существующий. Представьте себе такую картину: к Wi-Fi точке доступа, помимо интернета, можно подключить телевизор или монитор с колонками, и с помощью небольшой утилиты выводить картинку и звук с ПК на эти ТВ/монитор/колонки. Это и есть схема работы беспроводного сервера презентации. Грубо говоря, это точка доступа/wi-fi роутер, который помимо интернета предоставляет вашему ПК/смартфону устройство вывода изображения и звука.

В большинстве случаев, когда вы хотите передать через сервер презентаций уже не рабочий стол и программы, а кино и музыку, в передающую утилиту встроен плеер, открывая которым ваши медиафайлы они передаются на точку доступа уже по протоколу DLNA, тоесть в оконном режиме вы кино не посмотрите, только на полный экран. Когда фильм/музыка заканчивается, приложение автоматически переключается обратно, в режим передачи изображения рабочего стола.

В разное время подобные точки доступа выпускали Dlink, Planet, Edimax, ViewSonic и другие, мене известные авторы. Но наилучшего результата по качеству передачи и снижению задержки достигла фирма Awind со своим продуктом McTivia: это небольшая точка доступа 802.11n, имеющая HDMI выход (максимальное разрешение — 1280x720, звук — стерео). Также есть вход ethernet для предоставления общего доступа к сети (кстати, связь утилиты и точки доступа работает и по LAN); а также имеется USB-вход для клавиатуры/мыши, чтобы можно было управлять компьютером, на котором запущена утилита, удаленно. Поскольку протокол передачи заметно оптимизирован по сравнению с предшественниками, удалось убрать DLNA'шную часть и запускать видео и звук напрямую, через любой проигрыватель. При этом у утилиты есть несколько режимов качества: при наименьшем качестве, соответственно, самая низкая задержка — это для презентаций и прочего интерактива; при наивысшем качестве задержка почти секунда, но это для кино, где в хорошем качестве запустили и не трогаете, так что задержка не напрягает.

Удивляет обилие клиентов к McTivia для разных платформ: есть клиенты и для MacOS и для разных версий Windows, и даже клиенты (правда, пока без звука) для iOS и Android. К сожалению Linux, по моему мнению — незаслуженно, обделили.
Самое интересное, что Awind сотрудничает с фирмой mirrorop, которая и пишет софт для смартфонов и коммуникаторов. Так вот mirrorop также пишет софтверные версии серверов презентации для разных платформ: вместо McTivia можно передавать картинку на планшет и смартфон, который также можно подключить к телевизору. Но тут, увы, уже не будет такой производительности, как у железа.
Коллеги сняли русскоязычное видео про McTivia:



Достоинства

  • Работает практически на любой платформе, в том числе и на мобильных ОС;
  • Оптимизированное качество, приемлемое при среднестатистическом компьютере;
  • Софт частично использует GPU для ускорения сжатия;
  • Есть возможность управлять удаленным компьтером прямо с точки доступа (USB-клавиатурой/мышью);
  • Можно использовать одновременно ещё и как точку доступа для раздачи сети.

Недостатки

  • Чем слабее компьютер — тем хуже производительность;
  • Видео ограничено разрешением 1280х720, про 3D речи нет, звук — только стерео;
  • Довольно большая задержка, могут возникнуть проблемы с играми;
  • Необходимо тратить средства на покупку WPG-оборудования.


Intel WiDi

Ител (пока)является ключевым производителем чипов на рынке процессоров для ПК и ноутбуков, и, как любой, уважающий себя индустриальный гигант, имеет ряд своих тузов в рукаве, подсунутых туда огромными research-центрами и исследовательскими лабораториями, которые он содержит по всему миру. Есть неплохая рекламная статейка на хабре про WiDi, которая, кстати, и побудила меня разрадиться сим манифестом.

Вкратце, посколку Intel всё теснее соединяет все компоненты современного компьютера, такие как CPU, GPU и Wi-Fi адаптер, в рамках своей единой платформы, то они могут позволить себе выпускать софт, сильно заточенный под эту платформу, так как она — массова.
WiDi работает только на процессорах Core второго поколения и только с интеловским вай-фай чипом. Сжатию потока для передачи помогает встроенный в кристал процессора графический адаптер.
Для приёма сигнала на телевизоре используется специальная приставка WiDi, качество FullHD 1080p, но пока только 30fps. Звук — многоканальный. Задержка — от 20мс и более (обычно — более). Для соединения с WiDi-приёмником используется специальная технология от Intel, на подобии множественного Wi-Fi p2p, тоесть ваш ПК может быть присоединён к WiDi-адаптеру одновременно вместе с соединением с интернетом через точку доступа.

В качестве альтернативы приёмнику Intel обещает встраивать технологию в современные телевизоры (несколько прототипов, в том числе и от Samsung уже были показаны в начале года). Или же, что ещё более интересно: предлагают как то хитро отправлять/принимать контент по DLNA (в качестве подтверждения на CES2012 показывали PS3 и Xbox360, принимающие сигнал от ноутбука с WiDi). Только не понятно, нужно ли будет устанавливать какой-нибудь софт от Intel на приставку. Скорее всего — да, но это не очень-то проблемно.



Достоинства

  • Работает на всех ПК с современной платформой Intel;
  • Софт оптимизирован под платформу, активно используется мощь GPU;
  • Постоянные обновления, высокое качество сигнала (FullHD+5.1), понижение задержки;
  • Появление встроенных в ТВ и Sat/IPTV-приставки приёмников и передача через повсеместный DLNA.

Недостатки

  • Только железо от Intel — CPU Core, работает на встроенной видеокарте, нужен Wi-Fi чип Intel;
  • Работает только под Windows;
  • На мобильной платформе только в стадии прототипа на платформе Intel (Cedar Trail), на ARM отсутствует;
  • Пока ещё ощутимая задержка передачи сигнала;
  • Пока ещё требуется покупать отдельный приёмник WiDi.


Apple AirPlay

У яблочной компании началось всё давным давно с точки доступа, к которой можно подключить колонки (AirPort Express) и крутить музыку из монструозного iTunes денно-нощно, при том, iTunes из Windows тоже мог слать. Потом это перерасло ещё и в трансляции на AppleTV (вся технология основывалась на DLNA в «яблочной» обёртке, ничего сложного). Потом появились i'гаджеты и технология AirPlay: теперь из встроенного плеера i'гаджетов стало возможно слать как видео так и музыку на AppleTV и только музыку на AirPort Express. Намётанный глаз заметит, что пока это всё ещё смахивает на старый добрый DLNA в яблочной кожице (хотя есть софт от фирмы rogueamoeba, называется — airfoil, который может выводить звук любого приложения в приёмники от Apple, да и самим компьютерам превращаться в AirPlay приёмники).

Но с появлением двухъядерных АйФонов и АйПэдов всё изменилось. Теперь мощности стало достаточно и одно ядро процессора может отвечать за основные задачи, полностью соответствуя характеристикам предыдущего поколения, а второе ядро может сжимать всё, что происходит на экране и в динамиках, и отправлять это на AppleTV. Так что AirPlay вырос до полноценной передачи рабочего стола мобильных устройств на телевизор (правда пока только в разрешении 1280х720, но всё впереди).
А что же с обычными маками? Неужели Apple бросила свои компьютеры в угоду смартфонам и планшетам? Как оказалось — совсем нет, в грядущей обновленной Mac OS — Mountain Lion, выход которой намечен на лето'12, появилась такая долгожданная функция AirPlay, которая глубоко интегрированна в систему и распознаёт телевизор, подключенный к AppleTV, просто как второй экран. С ним можно делать любые настройки, как и с монитором, подключенным по проводу, это очень удобно.



Поговаривают, что в скором времени должна выйти и обновленная версия AppleTV, скорее всего в ней появится возможность принимать не только HD-Ready (720p), но и FullHD(1080p).
Поскольку устройства от Apple нынче достигли невероятного подъёма своей популярности, то огромное число производителей аксессуаров стали встраивать в свои аккустические системы поддержку AirPlay для звука. Скорее всего нечто подобное начнёт скоро происходить и для видео.

Достоинства

  • Работает практически на всех современных устройствах от Apple, в том числе и мобильных, и через iTunes на Windows;
  • Софт оптимизирован под платформу, активно используются аппаратные особенности;
  • Сигнал имеет гарантированне качество и отсутствие градаций: гарант Apple;
  • Совершенно точно будет развиваться дальше;
  • AirPlay встраивается в множество аксессуаров для Apple-устройств.

Недостатки

  • Только железо от Apple, Linux'ы и Android'ы отдыхают;
  • Работает только под MacOS/iOS, за исключением DLNA функций через iTunes на Windows (или Airfoil)
  • Качество пока только 720p и задержка, всё же имеется, хоть и малозаметная;
  • Неизвестно, будет ли возможность встраивать AirPlay приёмники HD-видео и звука в иную технику, кроме существующей AppleTV.


Заключение


Передача HD-видео и звука через Wi-Fi сейчас в стадии самого наиактивнейшего развития. И постоянные новости об Intel WiDi и Apple AirPlay тому подтверждение. Ещё сейчас подобным проектом занялись вместе Qualcomm (с дочкой Atheros) и Cavium: первая обещает со стороны своей мобильной платформы высокую мощность и скорость, а вторая — свою реализацию протокола передачи беспроводного HD-сигнала, а как известно, Qualcomm — совсем не последний производитель на рынке мобильных платформ.

Обобщая, все стараются сделать решение встроенным, использующим уже существующую аппаратную платформу и Wi-Fi адаптер, но, как видно, даже самые последние реализации пока не достигли абсоютного HD-качества и очень низкой задержки. Они будут развиваться и улучшаться по мере выхода нового, более мощного оборудования.

Если это будет интересно, то дальше мы поговорим о специализированных стандартах с отдельными передатчиками, по всем параметрам обеспечивающими имитацию HDMI-кабеля.

P.S.: Как ни старался сжать материал ребята, но, как говорится, по другому никак не скажешь. Напишите, стоит ли писать продолжение про другие технологии. Также рад буду ответить на любые вопросы в комментариях.
@Goshil
карма
74,0
рейтинг 0,0
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Самое читаемое Администрирование

Комментарии (14)

  • +3
    по другим технологиям пиши, и больше фактов.
    • +2
      Поддерживаю, обязательно пиши. И табличку сделай для наглядности.
  • +2
    AirPlay (в девичестве — AirTunes) гонит честный поток на устройство-приемник. Например, в случае AirPort Express, это RAOP/HTTP, с ассиметричным ключом для аутентификации, формат — ALAC (Apple Loseless), шифрование — AES. Тот факт, что без AirFoil нельзя было гнать звук из любого приложения связан только с тем, что Apple это изначально сделать не захотела. Никакого расшаривания файлов там нет (не путаем с iTunes Shared Library).
    • 0
      Спасибо за ваш подробный комментарий, плюсую. Действительно, когда это был только звук из iTunes, это называлось AirTunes. По поводу расшаривания: RAOP — это Apple версия RTP/RTSP, про HTTP тоже всё понятно — тоесть источник является самым обычным сервером RTP/RTSP/HTTP, который отдаёт кодированный поток (ALAC — Apple Loseless Audio Codec) приёмнику. Только в Apple догадались сделать это с красивой управляющей обвязкой — чтоб сам отдающий RTP/RTSP/HTTP сервер мог инициировать приём звука клиентом, и шифрованием.
      А если вспомнить, что DLNA имеет в основе uPnP, который, в свою очередь, использует HTTP по UDP — то корень у DLNA и AirTunes один — сервинг контента по HTTP, только в Apple сделали, как много где говорят — для людей.
      • +1
        Я только сделаю пару поправочек, все-таки именно источник звука (например, iTunes) подключается к серверу (например, AirPort Express'у). Поверьте, я в свое время писал реализацию RAOP для iOS :-) Что касается iTunes Shared Library — вот там да, сам iTunes на компе анонсирует эту услугу по Bonjour и начинает отвечать на запросы по DAAP (а это HTTP по сути), т.е. в данном случае iTunes выступает сервером. Но клиент, который запросит определенный трек по DAAP, получит его обычным образом (т.е. ему не нужно является одновременно AirTunes-сервером).

        По-крайней мере, пару лет назад было именно так. Ну в целом мы друг друга поняли :) Вам тоже виртуальный плюс.
        • +1
          Оу, так Вы девелопер? Ну тогда вообще вопросов нет, преклоняю колено :) Спасибо за техническую ясность))))
  • +1
    Если это будет интересно, то дальше мы поговорим о специализированных стандартах с отдельными передатчиками, по всем параметрам обеспечивающими имитацию HDMI-кабеля.

    У вас года полтора назад была серия статей про экстендеры. Любопытно было бы узнать, как там прогресс, не стоит ли на месте ;)

    Касательно WiDi, небольшое уточнение. Утверждение "… WiDi… работает на встроенной видеокарте..." не вполне верно. То есть, конечно, видеокарта нужна ;). Но, как мы понимаем, речь идет о кодировании приличного видеопотока «на лету», а в этом процессе участвуют и процессор, и специальный аппаратный «ускоритель», и много чего еще.

    Я уже некоторое время убеждаю наших инженеров написать хорошую, годную техническую статью о внутренностях WiDi. К сожалению, пока все очень заняты ;)
    • 0
      Спасибо, информация по современным видеосендерам непременно будет, ведь прогресс там, несомненно, есть.

      Касаемо уточнения, посмотрите чуточку внимательнее, как я пишу:
      «Сжатию потока для передачи помогает встроенный в кристал процессора графический адаптер» и «Софт оптимизирован под платформу, активно используется мощь GPU».
      А спорная фраза: «Только железо от Intel — CPU Core, работает на встроенной видеокарте, нужен Wi-Fi чип Intel» приведена в качестве недостатка WiDi, имеется в виду, что без интеловского GPU не обойтись. Так что общее представление о WiDi у читателя должно сложится верное — что используется мощь всей совокупной платформы от Intel.

      Если же Вам удастся уговорить инженеров Intel написать подробную статью с описанием внутренностей WiDi, то Вам можно будет поставить памятник из плюсов от жителей хабра и не только ;) Передайте от нас, заинтересованной аудитории, что мы очень-очень-очень просим! Спасибо!
      • +1
        Я работаю над этим… И не только ради плюсов :)
      • +1
        к вопросу о Wi-Di — Вай дай это пропраитарная технология прежде всего для передачи информации с монитора (или вообще дисплея). Все нацелено на возможность делать доступной картинку с комьютера (шарить) с другими устройствами отображения. Вай дай (Wi-Di) это текущий предшественник более доступной для публики в будущем технологии WiFi Display, которая разрабатывается Вай Фай Альянсом. Вай дай требует интеловых чипов в ноутбуке. Также должна быть wifi Точка с портом hdmi, которая получает картинку монитора и куда-то отдает по hdmi.

        Есть ожидание, что WiFi Display выйдет как стандарт довольно скоро, сертификация в альянсе началась
        в конце 11-го. При этом вероятнее всего стандарт стартует с 802.11n и 802.11ас в радиолинке.
        Наиболее ожидаемое направление здесь это использование 802.11ad, но только для коротких дистанций, например в одной комнате. Но 11ad это отдельная история. Если будет интересно, то можно продолжить.

        Большинство существующих WiDi-устройств работает только в 2.4GHz и можно нарваться на сложности с интерференцией почти от всего что относится и не относится к радио (типа микроволновки со слабой экранировкой).
    • 0
      Кое-что, как говорится, coming soon от Димы Р. Но оно немного в другом ключе — WiDi для разработчиков.
      Но кое-что можно извлечь и из существующей WiDi статьи и комментариев к ней при внимательном чтении.
  • +1
    В бета-версии XBMC теперь есть поддержка AirPlay mirrors.xbmc.org/releases
    Соответсвенно, это объединяет сетевой доступ к файлам и видео-стриминг с iOS (а летом и OSX).
    Работает отлично, возможно, задержки даже меньше, чем с ATV2.
    Но огромный недостаток — mirorring'a в ближайшем будущем не предвидится.
    С другой стороны, возможно появится любительская софтверная поддержка mirroring'a на клиентской стороне в бекграунде (стриминг как в случае с remote desktop), но у этого будут всё те же недостатки.

    В результате получаем следующий выбор:
    1) AirPlay + Mirroring — iTunes content only = Apple TV
    2) AirPlay + Any content + Any platform (incl. jailbreaked ATV2 and Raspberry Pi) + Open Source — Mirroring = XBMC
  • 0
    Спасибо за подробный коммент по AirPlay!
    Mirroring — это имеется в виду передача рабочего стола и программ? Просто как раз в статье рассматривается именно этот аспект беспроводной передачи. А видео и звук, как уже говорилось ранее, можно передавать/шарить по DLNA. Просто в AirPlay клиент сам может инициировать соединение. Но для кино/музыки, полагаю, тоже существуют подобные альтернативные технологии.

    Про Raspberry Pi с AirPlay тоже видел новость (кстати, отличные коровки в ролике), но опять же, это часть AirPlay, которая, по сути, ближе к DLNA.

    То же касается и софта для GoogleTV. Да и сыроват он ещё, коли без музыки.

    А ваш оптимизм и надежду по поводу «допиливания» мирроринга энтузиастами всецело поддерживаю!)))

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.