 |
Потребители по всему миру живо интересуются бескабельными телевизорами высокого разрешения (HDTV). Спрос на них неуклонно растет, особенно во время трансляций крупных спортивных мероприятий вроде Олимпийских игр. Появление дисков DVD высокого разрешения еще более увеличивает этот спрос. Не удивительно, что производители вкладывают значительные средства в развитие таких технологий, предлагая элегантные дизайны, улучшенное качество воспроизведения и большую функциональность. Возможность беспроводного подключения – отличное дополнение к аппаратуре. Эстетическому восприятию многих потребителей претит пучок кабелей, протянутый через всю стену к красивой телевизионной панели. Поэтому необходимость решения данной проблемы становится все более явной.
Насущность беспроводного HDTV-подключения еще очевиднее для мультимедийных видеопроекторов. Рынок беспроводных проекторов домашнего использования заметно растет. Впечатления, получаемые от просмотра кинофильма в кинотеатре и на экране обычного телевизора абсолютно разные – однако многие потенциальные покупатели отказывались от приобретения проектора лишь из-за сложности в прокладке видеокабелей через всю комнату и сравнительно высокой цены на эти кабели: Разумеется, беспроводной интерфейс здесь может в корне изменить ситуацию.
Немало ведущих OEM-производителей вкладывали средства в беспроводные телевизионные технологии; теми же разработками занимались и организации по стандартизации и особые группы (802.11 и UWB). Многие методы, предложенные для беспроводных HDTV-решений, используют сжатый до скорости 10-30 Мбит/с видеопоток высокого разрешения. Если видео получено от наземных, кабельных или спутниковых вещательных сетей, либо от DVD, то оно уже получается сжатым в таком формате. Данные каналы распространяют видеоконтент высокого разрешения, в основном, в формате MPEG-2.
Но уже в прошлом году внимание пользователей привлекло появление нового класса беспроводных интерфейсов. В отличие от традиционных методов, использующих сжатый видеосигнал, они предназначены для беспроводной передачи несжатых видеопотоков высокого разрешения, имеющихся в обычных видеоинтерфейсах HDMITM и компонентном. Самой заметной технологией оказался AMIMON – WHDITM (беспроводной интерфейс высокого разрешения). Он позволяет передавать несжатый видеопоток со скоростью до 3 Гбит/с (в отличие от обычной скорости передачи сжатых потоков в районе 20 Мбит/с).
Возникает закономерный вопрос: нужен ли “несжатый” формат? Если полученный видеопоток уже является сжатым, то почему не передать его беспроводным путем к телевизору или проектору таким же сжатым? Дело в том, что несжатый интерфейс является единственно универсальным, он поддерживает любые видеоисточники – как существующие устройства, так и разрабатывающиеся. Сжатый же интерфейс имеет очень ограниченное применение, ибо сжатый видеосигнал можно получить от видеоисточников весьма редко. В следующей части этой статьи мы приведем много аргументов в его пользу.
Поддержка традиционных устройств
 |
При передаче исходного сжатого потока всегда исходят из того, что видеосигнал, имеющийся у потребителя, уже сжат в наиболее часто используемом формате MPEG-2. Кабельные и спутниковые приставки к телевизору (set-top-boxes) или DVD-плееры являются примерами устройств, которые получают и демодулируют сигнал, отделяют и декодируют/декомпрессируют сжатый видеопоток. Если бы эти аппараты могли выдать сжатый поток перед его декодированием, то тогда этот поток можно было бы передать на дисплей беспроводным образом – модемом на основе стандарта 802.11 или UWB. Если дисплей оборудован совместимым декодером, то видеопоток может быть декодирован на его экране. Видеопотоки HDTV обычно имеют скорость 15-20 Мбит/с для наземного, кабельного и спутникового ТВ, и скорость до 30 Мбит/с у DVD высокого разрешения. Появляющиеся стандарты UWB и 802.11 могут поддерживать транспортную скорость, доходящую до 480 Мбит/с. Это обеспечивает одновременную передачу нескольких таких потоков.
Проблема здесь состоит в том, что видеосигнал не может быть получен в таком (сжатом) формате на выходе большинства видов видеоаппаратуры. DVD-плееры и компьютерные приставки, использующие обычные видеоинтерфейсы, такие как компонентное видео, DVI и HDMI, обычно дают на выходе только несжатый сигнал. Беспроводной телевизор, работающий со сжатыми источниками, не сможет подключиться ко всем традиционным устройствам. Более того, количество устройств, не выдающих сжатого видео, растет с каждым годом. Это было наглядно продемонстрировано на выставке CES 2007. Маловероятно, что последующие CES 2008 и CES 2009 будут в этом отличаться.
При этом очевидно, что новый телевизор должен поддерживать все существующие видеоисточники в доме. Потребители, потратившие тысячи долларов на приобретение нового высококачественного HDTV, будут весьма разочарованы, выяснив, что они не могут подключить к нему имеющиеся DVD-плееры, приставки к телевизору и т.д. Конечно, мы можем подключать беспроводный телевизор к традиционным источникам через некое устройство сопряжения. Пусть это будет, например, A/V-ресивер, на который заводятся кабельные интерфейсы и который выдает радиосигнал, передающийся на дисплей. Функции устройства сопряжения может нести и сам телевизор. В этом случае он будет состоять из двух блоков: один, подвешенный к стене, и другой – “соединительный блок” рядом с видеоисточником, на который будут приходить стандартные кабельные интерфейсы для последующей передачи на панель дисплея без проводов.
Если беспроводное соединение работает со сжатым сигналом, то поддерживаться будут кабельные интерфейсы, работающие со сжатым видео, такие, например, как Firewire (IEEE1394), который не слишком распространен. Единственная возможность соединить “несжатый” кабельный видеовыход со “сжатым” беспроводным звеном – это осуществить его компрессию в реальном времени. Это дорогостоящий процесс, приводящий к задержкам и понижающий качество воспроизведения. Ниже мы рассмотрим такой вариант (впрочем, плохо применимый к HDTV) чуть более подробно. Пока заметим, что беспроводный несжатый интерфейс легко может быть подключен к традиционным устройствам, так как кабельные несжатые сигналы могут быть без труда обращены в беспроводные без понижения качества воспроизведения.
Защита контента
 |
Причина того, что сжатый контент не может быть получен на выходе у большинства видеоустройств – не техническая, а, скорее, политическая. Владельцы видеоконтента активно использовали своё влияние для того, чтобы лишить производителей оборудования, а также кабельных и спутниковых операторов возможности передавать исходный сжатый сигнал на выход своей аппаратуры. Так Голливуд обязал производителей DVD-плееров придерживаться требований телевизионных студий, чтобы иметь возможность приобретения лицензий на патенты и логотип DVD. Производители компьютерных приставок к телевизору подчиняются требованиям кабельных и спутниковых операторов, которые приводят в исполнение ограничения поставщиков контента.
Поставщики контента блокируют технологию передачи сжатого видеосигнала на выходе по серьёзной причине. Дело в том, что такой сигнал является их собственной драгоценной интеллектуальной собственностью. Если преодолен слой криптозащиты, наложенный на сжатый видеоматериал, то любой получивший к нему доступ сможет сделать идеальные копии. И они могут быть затем распространены по Интернету или же посредством частных DVD. При этом средства криптозащиты, которые предназначены и для реализации функциональной совместимости между аппаратурой различных производителей, легко поддаются взлому.
Несжатый интерфейс будет всегда иметь большую защиту, чем сжатый, а самый защищенный интерфейс должен быть одновременно несжатым и зашифрованным. Даже если криптозащита преодолена, то любой получивший доступ к несжатому контенту не сможет им толком воспользоваться. Нет никакой возможности распространить украденные данные, так как скорость их передачи очень высока; таким образом, этот контент не может быть распространен по Интернету, и он не пригоден для DVD. Единственный путь распространить украденное содержание состоит в компрессии видеопотока, что в свою очередь значительно понизит качество воспроизведения, и взломщик не получит точной копии исходного источника.
Существует ли шанс, что, в свете новейших разработок технологий защиты от копирования и под давлением производителей бытовой техники, поставщики контента все же расщедрятся и разрешат распространение исходного сжатого содержания для упрощения процесса объединения видео сети? Допустим, что они разрешают распространять исходное сжатое содержание для любых домашних видеоустройств, используя при этом утвержденные методы DRM (Цифровое Управление Правами). Изменит ли это ситуацию? Станем ли мы свидетелями того, что все видеоустройства начнут передавать сжатый видеоматериал между собой? Ответ отрицательный! Протест поставщиков контента является только одной из многочисленных помех, не позволяющих этому изменению когда-либо случиться.
Распространение кодеков
 |
При передаче на экран исходного сжатого контента устройство отображения будет снимать прослойку DRM и декодировать сжатый поток перед его отображением. Тогда будет необходимо, чтобы в соответствии с нормами FCC каждый телевизор в Америке содержал в себе декодер MPEG2. Хотя и MPEG2 является не единственным кодеком, и, конечно, не будет последним. Для приспособления всех видеоисточников телевизоры должны будут поддерживать все возможные кодеки и протоколы DRM, включая те, которые еще не разработаны! Перекодировка не может являться выходом из данной ситуации, так как понижает качество. Таким образом, эта задача неосуществима для телевидения, и, разумеется, невозможно предположить загрузку версий кодека телевизором таким же образом, как это производится персональным компьютером, так как кодеки обычно заложены в “железо”.
Игры и графика персонального компьютера
 |
Даже если телевидение сможет разрешить невозможную задачу поддержки всех кодеков, то некоторые существующие приложения все равно поддержать будет невозможно, так как изначально контент не является сжатым. Самыми значительными из таких приложений являются игры на приставках, таких как Playstation и Xbox, а также PC-графика. В этих двух видах приложений генерируемый контент не сжат, и вообще отсутствует сжатый сигнал, который мог бы быть транслирован на экран. Вышеуказанные приложения являются весьма актуальными, и телевизор, не поддерживающий приставочные игры, просто неприемлем. Какова может быть вероятность того, что компания Sony начнет продавать телевизоры без возможности подключения к Sony Playstation? Попытка сжать игровую графику не является выходом из положения, так как это значительно ухудшит геймплей. А поддержка беспроводной связи между всеми источниками за исключением игровых, которые останутся подключенными проводами, делает бессмысленной задачу создания беспроводного телевизора.
Может ли декомпрессия быть решением проблемы?
Мы пришли к заключению, что беспроводной телевизор высокого разрешения должен принимать несжатые HDTV-потоки на входе. Но возможно ли это произвести с несжатым видео потоком, сжимая его, например, кодеком MPEG2 и подготавливая его к передаче через стандартные беспроводные модемы 802.11 или UWB? Ответ опять же отрицательный. Компрессия понижает качество, вызывает задержку и увеличивает расходы. Сжатие не является обратимым процессом. Исходный поток не подлежит восстановлению с помощью простой раскодировки. Декомпрессия может вызвать искажения изображения, что делает данный подход неприемлемым для телевизоров и видеопроекторов. Телевизионные производители, вкладывающие огромные средства в усовершенствование своих технологий, не готовы использовать беспроводный интерфейс с тем, чтобы он отрицательно повлиял на качество выпускаемой ими продукции.
Задержка убийственна
 |
Для производителей комплексного оборудования (OEM) в области бытовой электроники одним из важнейших аспектов качества является отсутствие задержки во время воспроизведения. Некоторые беспроводные методы, в частности те, которые основаны на компрессии, вносят в видеопоток задержку, которая порождает рассинхронизацию между аудио и видео потоками, что служит причиной для возникновения так называемой проблемы фонограммы. Для проницательного пользователя даже 10 миллисекунд задержки может сильно подпортить восприятие. Допустим, возможно заново синхронизировать аудио и видеосигналы, добавив задержку к аудиосигналу, хотя во многих случаях такая регулировка невозможна. Например, если видеосигнал с выхода DVD-плеера передается беспроводным образом к беспроводному проектору, тогда как аудиовыход соединен непосредственно с A/V ресивером, то проблема фонограммы все равно останется. Даже если производитель беспроводного проектора разработает схему аудиозадержки, то потребитель, привыкший присоединять A/V ресивер непосредственно к видеоисточнику, поспешит возвратить устройство в магазин, не удосужившись ознакомиться со специальными правилами настройки аудио в инструкции устройства.
Более того, в играх видеозадержка крайне нежелательна для пользователя, так как увеличивает время реакции игрока.
Шансы на успех
Как было описано в этой статье, подключение видеоисточников к дисплеям через сжатый видеоинтерфейс, не смотря на достоинства, имеет серьезные недостатки, которые не позволяют этому интерфейсу занять ведущую позицию. Достаточно просто заглянуть за кулисы центра развлечений, чтобы обнаружить сплетенные видеокабели (каждый из которых передает несжатый видеопоток) и осознать тот факт, что в мире видео несжатый интерфейс правит бал. Сотни миллионов кабельных видеоподключений основаны на передаче несжатого видеопотока. Ограничения, не дающие сжатому видео выйти на лидирующие позиции, также применимы и к беспроводным устройствам. Так что не удивительно, что разработки по беспроводной передаче сжатого видео окончательно потеряли шансы на успех. Только беспроводные несжатые видеоинтерфейсы могут получить самое широкое распространение и стать универсальными, поддерживающими любые источники – и новые, и старые, независимо от используемого кодека (если он вообще используется).
Если это так очевидно, почему же множество компаний пытались разрешить проблему беспроводности путем передачи сжатого видео? Дело в том, что этот процесс технически менее сложен. Многочисленные сжатые потоки HDTV могут быть переданы одновременно с использованием существующих беспроводных модемов, тогда как ни один из них не способен передать несжатый поток HDTV. Эта ситуация постепенно меняется с вводом на рынок технологий AMIMON WHDITM, которые обеспечат надежную беспроводную передачу несжатого HDTV без потери качества.
