Олег Березин, председатель секции SMPTE, генеральный директор АО «Невафильм», член совета директоров Европейского форума цифрового кино, учредитель Высшей школы киноинженеров (Школа инженеров телевидения), на конференции Broadcasting / Cinema 2024 Uzbekistan, 5-6 ноября 2024 года, Ташкент, Узбекистан.
Олег Березин: Доклад посвящен динамическому медиапроизводству. Я несколько лет был председателем российской секции (ранее советской секции) Общества инженеров кино и телевидения. Надеюсь, что наступит день, когда мы сможем возобновить эту деятельность, возможно, в формате евразийской ассоциации, объединяющей наши дружественные страны.
На сегодняшний день деятельность секции по очевидным причинам приостановлена с февраля 2022 года. Однако мы по-прежнему остаёмся членами Всемирного общества инженеров кино и телевидения, которое объединяет более 7000 специалистов из 62 стран мира.
SMPTE: Более 100 лет стандартов для кино, телевидения и медиапроизводства
Общество известно своими многочисленными активностями. На протяжении более 100 лет SMPTE занимается изданием отраслевых стандартов в области кино и телевидения, охватывая все аспекты кинематографии и медиапроизводства.
Эти стандарты включают:
- форматы киноплёнки
- HDR
- виртуальное производство
- медиапроизводство в облаках
- применение искусственного интеллекта и многое другое.
Работа общества преследует три основных цели:
- поддержание творческих контактов между специалистами
- разработка стандартов
- вопросы, связанные с обучением, повышением квалификации.
Речь идёт преимущественно о технологической стороне. Я всегда рекомендую вступить в SMPTE, поскольку это даёт множество преимуществ для инженеров, стремящихся оставаться на передовом уровне современных технологий.
Переход от линейного телевещания к современным технологиям медиапроизводства
Цель доклада — проанализировать наше движение вперёд. Мы переходим от классического телевизионного производства, которое основывалось на линейном вещании с собственными башнями и каналами, строго ограниченными форматом вещания. Ранее, если сигнал транслировался в стандартном разрешении с монофоническим звуком, всё производство на канале было заточено под эти параметры.
Сегодня телевидение выходит за рамки форматов вещания, которые его ограничивали. Оно становится нелинейным.
Телевизионные каналы и редакции всё больше превращаются в производителей и издателей контента, включая классическое линейное телевидение, которое, я уверен, никуда не исчезнет. Линейное смотрение останется востребованным, особенно среди большой аудитории, например, домохозяек, которые включают телевизор и смотрят его «спиной».
Линейное смотрение останется востребованным
При этом телевизионные каналы активно создают контент для онлайн-платформ и социальных медиа. Таким образом, у телевизионных редакций появляются новые направления для развития и производства контента, позволяя им адаптироваться к требованиям современной аудитории.
конкуренция на рынке медиа значительно усилилась
Безусловно, конкуренция на рынке медиа значительно усилилась. Особенно это стало заметно после пандемии, когда резко выросли онлайн-видеосервисы. С технологической точки зрения многие из них уже предоставляют контент в формате High Dynamic Range (HDR), который обеспечивает более широкий динамический диапазон: белое становится белее, а чёрное — чернее.
Некоторые платформы уже транслируют фильмы в формате Dolby Vision, который обеспечивает высочайшее качество изображения. Также активно используется Next Generation Audio, предоставляющий зрителям выбор: регулировку баланса между дикторской речью, шумами и музыкой, а также поддержку аудиоописания. Эти технологии становятся стандартом для современных онлайн-видеосервисов.
Вещание в 4К и даже 8К становится всё более распространённым.
Если обратиться к рынку Pro AV, прогресс также очевиден. Выше пример компании Megapixel, обведённой жёлтым на иллюстрации, которая демонстрирует зону медиапроизводства на Eurovision 2024. Этот масштабный медиакомплекс был создан для трансляции конкурса во всех странах.
Это показывает, как происходит конвергенция различных сегментов:
- Телевизионного производства
- Производства онлайн-видеоконтента
- Рынка Pro AV.
Сегодня эти направления объединяются, формируя единое понятие медиапроизводства, которое становится новой реальностью индустрии.
Как внешние факторы ускоряют технологическую революцию в медиапроизводстве
Все или многие технологические истории, которые начали возникать последние годы в медиапроизводстве, были порождены не столько изобретениями каких-то решений, а теми внешними факторами, которые в конечном итоге вынудили медиакомпании, медиапроизводства, телевизионные компании перестраивать свои рабочие процессы, перестраивать понимание производственного процесса. Из-за возникновения тех или иных внешних историй, например, как авария на Фокусиме, приведшая к разрушению нескольких заводов Sony по производству видеокассет, стала толчком к переходу всего медиапроизводства с плёночного производства на кассетах к производству на основе файлов. Произошла быстрая технологическая революция, хотя сами технологии существовали несколько лет до этого. Но именно некий внешний фактор стал триггером, который переключил все наши медиапроизводства на новый формат на основе файлов.
Как COVID-19 изменил медиапроизводство: переход к IT и распределённым технологиям
Пандемия COVID-19 вынудила телеканалы перейти в онлайн-формат и адаптироваться к условиям дистанционного и распределённого производства. Новости стали выходить из одной квартиры, программы — из другой, звукорежиссёр работал в одном месте, а режиссёр эфира — в другом. Вынужденное внедрение технологий распределённого производства превратило их в стандартную практику.
Мы быстро освоили использование таких платформ, как Zoom, Skype и других, даже в прямом эфире. Сегодня уже никто не переживает, если диктор находится в одном месте, а режиссёр эфира — в другом.
Эта новая волна, охватившая медиапроизводство, стала мощным стимулом для перехода к IT-технологиям, которые теперь играют ключевую роль в работе современных телекомпаний.
Влияние IT на медиапроизводство: как технологии ST 2110 и IP меняют индустрию
Мы ожидали, что переход на новые программные решения задаст направление для дальнейшего развития. Однако волна IT-технологий и решений, пришедшая в медиапроизводство, существенно изменила саму природу нашего бизнеса. На выставке IBC активно обсуждается влияние IT на традиционное медиапроизводство, и это влияние уже сейчас, в течение года, заметно меняет наше представление о современном медиапроизводстве.
IT-технологии существенно изменили саму природу нашего бизнеса
Это связано не только с появлением стандартов, таких как ST 2110, технологий передачи по IP, SRT и других. Стандарты хороши, можно выбрать подходящий, но они меняют сам принцип медиапроизводства, включая организацию технологических процессов. Сегодня мы переживаем важный технологический переход.
Сегодня мы переживаем важный технологический переход
Ранее, с момента зарождения телевидения, включая появление цветного вещания, медиапроизводство оставалось аналоговым и линейным. Мы выполняли процессы последовательно, «шаг за шагом». Даже переход на цифровые стандарты SDI изменил лишь оборудование, но не саму организацию работы телецентров. Структура медиапроизводства оставалась линейной и практически не отличалась от аналоговых систем.
Позже, с переходом на IP, казалось, что всё изменится. Появились стандарты, такие как ST 2026 для передачи SDI в IP-сетях, ST 2110 для медиапроизводства в IP и множество других. Однако, несмотря на эти новации, медиапроизводство оставалось линейным. Мы уходили в мир IP и IT-технологий, но сохраняли линейный подход, характерный для аналоговых систем.
Сегодня этот переходный этап требует глубокого переосмысления. IT-технологии предоставляют новые возможности для перестройки процессов, позволяя отходить от традиционного линейного производства и переходить к более гибким и эффективным моделям. Мы вступаем в новую фазу нелинейного и асинхронного производства, где IP и связанные с ним технологии открывают совершенно новые горизонты.
Появление IP само по себе не стало революцией, как и появление интернета как технологии. Для сравнения: ещё в 1960-х годах в Советском Союзе была создана система связи «Алтай», представлявшая собой первую мобильную связь в стране, основанную на радиоканалах. Однако она не изменила жизнь общества.
Эволюция медиапроизводства: от аппаратных решений к функциональному подходу
Реальный переворот произошёл позже, с появлением интернета как экосистемы, программного обеспечения в виде приложений и смартфонов. Именно комплекс этих решений — интернет, смартфоны, технологическая база, развитие микропроцессоров — кардинально изменил наш мир.
Комплекс решений — интернет, смартфоны, технологическая база, развитие микропроцессоров — кардинально изменил наш мир
То, что сегодня находится внутри наших смартфонов, стало трансформирующей силой. Эти технологии не просто дополнили нашу жизнь, они радикально изменили её. Мы больше не можем представить своё существование без всех этих достижений, так как они стали неотъемлемой частью нашего повседневного быта.
Не сам факт появления новых технологий меняет мир, а их интеграция в экосистему
Точно так же в медиапроизводстве не сам факт появления новых технологий, таких как IP, меняет мир, а их интеграция в экосистему, создание комплексных решений и развитие инфраструктуры, которые в совокупности открывают новые пути для роста и трансформации. Сегодня мы переходим к тому, что всё больше и больше программного обеспечения реализует те или иные функции нашего медиапроизводства. Мы начинаем смотреть на телевизионный комплекс не как на набор аппаратных решений, а смотрим на наш технологический стек как на машинку по реализации тех или иных медиафункций. В конечном итоге нас же не интересует, с помощью какой железки мы делаем компрессию, коммутацию и так далее. Нас интересует сама функция, нам нужна компрессия, нам нужно кодирование и декодирование.
Сегодня меняется сам подход к медиапроизводству как к набору определённых функций, которые оно должно решать. Акцент больше не на количестве студий, аппаратных или масштабах телевизионного комплекса, а на том, какие медиафункции способен реализовать телеканал.
Реализация этих функций сегодня всё больше ложится на программное обеспечение, которое обеспечивает:
- Гибкость и масштабируемость, необходимые для работы в условиях меняющихся требований
- Поддержку пропускной способности и соответствие допустимым задержкам в процессе медиапроизводства
- Максимальную производительность для обработки данных.
Ключевой вопрос состоит в том, как эффективно использовать вычислительные мощности, обеспечивающие выполнение медиафункций. Здесь важны технологии, которые позволяют:
- Увеличивать производительность
- Оптимизировать и распараллеливать процессы для ускорения работы.
Современные вычислительные мощности в медиапроизводстве больше не работают линейно. Компьютер обрабатывает данные настолько быстро, что часто вынужден просто ждать следующей команды. В этом новый подход: сделать так, чтобы система не только выполняла задачи быстрее, но и оптимально использовала свои ресурсы.
Это трансформирует саму концепцию медиапроизводства, делая производительность и эффективность программного обеспечения ключевыми элементами всей системы. Здесь скрыт огромный потенциал для повышения эффективности использования вычислительных систем, оптимального распределения ресурсов и реализации необходимых медиафункций.
Основной принцип: медиафункции собираются из доступных ресурсов, которые можно представить как строительные “кирпичики”. Это могут быть:
- Кодеры и декодеры
- Преобразователи
- Коммутаторы
- Системы распознавания изображений
- Облачные ресурсы в центрах обработки данных.
Каждый ресурс имеет определённое время существования:
- Постоянные ресурсы, которые используются в долгосрочной перспективе
- Эфемерные ресурсы, активные только в момент выполнения конкретной задачи.
Ресурсы могут находиться:
- Внутри собственного периметра производства
- В публичных сервисах
- Арендоваться по мере необходимости.
Пример подхода
Если для задачи нужен кодер, нет необходимости покупать аппаратное решение — его можно арендовать онлайн. Это снижает капитальные затраты и увеличивает гибкость работы.
Динамическая специализация ресурсов:
- Ресурсы отделяются от конкретной аппаратной среды
- Важна их функциональность, а не то, на каком оборудовании они реализуются.
Кроме того, ресурсы могут быть распределены между несколькими компаниями или использоваться совместно, что обеспечивает более рациональное их применение.
Этот подход к медиапроизводству позволяет:
- Гибко масштабировать системы
- Оптимизировать использование доступных ресурсов
- Быстро адаптироваться к изменениям требований и задач.
В итоге, медиапроизводство становится не только более эффективным, но и более гибким, минимизируя затраты и увеличивая доступность технологических решений.
Еще раз подчеркнем, что современные ресурсы в медиапроизводстве всё чаще работают асинхронно, в отличие от привычного нам линейного подхода.
На этапе захвата контента, будь то изображение или звук, данные поступают в реальном времени на вход производственной системы. Аналогично, медиапоток для зрителя, как правило, передается в режиме реального времени. Однако всё, что происходит внутри производственного процесса, становится асинхронным.
Мы больше не ограничены реальным временем:
- Данные могут обрабатываться быстрее
- Возможна параллельная обработка больших объемов информации
- Нет необходимости ждать завершения одного кадра, чтобы перейти к следующему.
Задача медиапроизводства сегодня — научиться управлять асинхронными процессами и временем
Этот подход стал возможен благодаря программным решениям. Задача медиапроизводства сегодня — научиться управлять асинхронными процессами и временем.
Ключевая роль времени
- Время захвата контента (например, съёмка сюжета)
- Время его передачи зрителю.
Между этими временными точками происходит асинхронное производство, где данные могут обрабатываться в удобном для системы порядке.
Работа с облачными сервисами
Облачные технологии играют значимую роль в современном медиапроизводстве, но они также добавляют сложности из-за асинхронного характера работы.
- Облачное время не согласуется с линейным временем традиционного производства
- В облаке задачи, такие как распознавание изображений, кодирование или декодирование, выполняются в нелинейном порядке.
- Результат работы возвращается в систему после завершения обработки, но без привязки к линейным временным рамкам.
Задачи интеграции
Необходимо согласовать линейное время медиапроизводства и асинхронные процессы в облаке.
Это касается как внешних облачных сервисов, так и внутренних вычислительных кластеров, развернутых на предприятии, которые отделены от линейного производственного процесса.
Текущая дискуссия
Эта тема стала ключевой для индустрии. Многие компании и разработчики программного обеспечения работают над созданием решений, которые помогут эффективно интегрировать линейные и асинхронные процессы. Их цель — оптимизировать использование ресурсов и устранить временные несоответствия между этапами медиапроизводства.
Современное медиапроизводство развивается в направлении максимальной гибкости, где управление временем и ресурсами становится стратегической задачей.
Компания NVIDIA, известная своими передовыми графическими процессорами, активно разрабатывает решения для повышения эффективности использования своих ресурсов, особенно в графических редакторах.
Одним из таких решений стал Remote Direct Memory Access (RDMA) — технология прямого доступа к памяти, которая позволяет отправлять данные непосредственно в графический процессор (GPU). При этом центральный процессор (CPU) занимается только обработкой заголовков и разработкой инструкций для GPU, указывая, как обрабатывать эти данные. Такой подход существенно разгружает центральный процессор, повышая общую производительность вычислительных систем.
Послойное кодирование: новый подход к обработке кадров
Традиционные методы обработки видео работают линейно. Сначала кадр ожидает полной обработки. Затем он декодируется, кодируется, и процессор переходит к следующему кадру, ожидая его завершения.
Современные вычислительные системы предлагают новый подход — послойное кодирование. Изображение разбивается на слои или фрагменты. Современные кодеки поддерживают возможность кодировать и декодировать кадры частями, а не целиком.
Этот метод позволяет:
- Повысить загрузку процессоров, распределяя работу на несколько потоков
- Ускорить обработку, поскольку данные не ждут завершения работы с целым кадром, а обрабатываются по частям.
Благодаря таким технологиям, как RDMA и послойное кодирование, современные системы становятся значительно эффективнее, обеспечивая более рациональное использование вычислительных мощностей и ускоряя процессы обработки графики и видео.
Технология хранения медиаданных с временной адресацией от BBC R&D
BBC R&D разработала подход к хранению медиаданных, основанный на временной адресации.
Вместо того чтобы представлять медиаданные как целые файлы или потоки, они разбиваются на небольшие сегменты — гранулы. Каждая гранула имеет свой уникальный таймкод, что позволяет собирать поток данных из этих сегментов по запросу.
Основные преимущества:
- Гибкость работы с медиапотоком – Поток собирается из отдельных гранул, которые могут быть использованы в различных процессах и контекстах, не привязанных к линейному времени.
- Распараллеливание задач – Файл может быть обработан целиком, но его сегменты могут обрабатываться одновременно, что ускоряет рабочие процессы.
- Повышение эффективности – Этот подход позволяет более рационально использовать вычислительные ресурсы и оптимизировать медиапроизводство.
Текущие вызовы
- Непредсказуемость программного обеспечения:
В отличие от аппаратных решений с чёткой реакцией, программные процессы имеют задержки. Результат выполнения задачи может появиться не мгновенно, а в течение определённого времени. Это требует работы с вероятностными показателями: например, задача может быть выполнена с вероятностью 99,9% в заданный промежуток времени.
- Требования к синхронизации:
Технологии, такие как ST 2110, ориентированы на линейную логику и реальное время. Однако внутри систем производство становится асинхронным, что предъявляет высокие требования к временной синхронизации.
Новые вызовы для синхронизации:
- Усложнение временной адресации:
- Медиапотоки с высокими параметрами, например, 8K, 300 кадров в секунду, 4:4:4 и 10 бит, требуют обработки огромного количества пакетов
- Для одного кадра требуется 140,000 пакетов RTP или UDP
- При 300 кадрах в секунду временной интервал между двумя пакетами составляет 23 наносекунды.
- Необходимость новых форматов таймкода – Современные медиапроизводства требуют новых подходов к временной адресации, чтобы справляться с задачами высокой точности передачи и синхронизации данных.
Итог:
Медиапроизводство сталкивается с парадоксом. С одной стороны, асинхронное производство предоставляет гибкость и эффективность. С другой стороны, строгие требования к временной синхронизации, особенно в реальном времени, предъявляют жёсткие условия к программным решениям.
Для успешного развития медиапроизводства необходимы стандарты таймкодов и технологии, способные объединить линейные и асинхронные процессы
Для успешного развития медиапроизводства необходимы новые стандарты таймкодов и технологии, способные объединить линейные и асинхронные процессы. В этой связи Европейский вещательный союз недавно представил два документа, посвящённых созданию современных медиакомплексов с учётом текущих тенденций: перехода к программным решениям и асинхронному производству.
Новый подход к медиакомплексам:
Современные медиакомплексы строятся на многослойной архитектуре:
- Инфраструктурный уровень: включает сеть, серверы, и хранилища
- Уровень вычислительных узлов: на базе которых запускаются медиафункции.
Большинство медиасервисов разворачивается в виде контейнеров, что ставит новую задачу — эффективный обмен медиаданными между этими контейнерами. На основе контейнеров создаются привычные медиафункции, такие как:
- Коррекция цвета
- Управление звуком
- Маршрутизация и коммутация
- Кодирование и декодирование
- Наложение изображений и другие процессы.
Однако управление этими функциями теперь требует нового подхода. Если раньше медиакомплекс можно было описать схемой на стене, понятной каждому инженеру, то сегодня работа ведётся с виртуальными ресурсами и микросервисами, которые:
- Могут динамически изменять своё назначение
- Разворачиваться на время выполнения задачи и сворачиваться обратно.
Преимущества и вызовы
Плюсы:
- Использование IT-решений общего назначения, уже применяемых в других отраслях, позволяет избежать “изобретения велосипеда”
- Готовые технологии упрощают интеграцию и снижают затраты.
Минусы:
- Проблема перенасыщения IT-технологиями, которые иногда слишком сложны для адаптации под нужды медиапроизводства
- Сложности с документированием и обучением: как объяснить молодому поколению принципы работы, когда процессы стали виртуальными и динамическими?
Вопросы нового времени
- Документирование:
Как описать медиакомплекс, построенный на виртуальных ресурсах и микросервисах, чтобы это было понятно инженерам и новичкам? - Передача знаний:
Как обучать персонал, чтобы он мог не только понимать, но и эффективно управлять новыми системами? - Обслуживание:
Как обеспечивать надёжное функционирование медиапроцессов, когда всё становится виртуальным?
Итог
Сегодня мы стоим на этапе серьёзных изменений в понимании медиапроизводства. Привычные схемы и подходы больше не работают. Виртуализация и динамическое управление ресурсами требуют нового уровня компетенций, прозрачности и сотрудничества. Мы должны научиться организовывать медиапроцессы так, чтобы каждый член команды — от инженера до оператора — чётко понимал, как устроена система и как её поддерживать.
Этот переходной период несёт не только вызовы, но и большие возможности для улучшения эффективности и гибкости медиапроизводства!
II Международная гибридная конференция Broadcasting / Cinema 2024 Uzbekistan состоялась 5-6 ноября 2024 года в Ташкенте, Узбекистан.
Следующая конференция Broadcasting / Cinema пройдет 3-4 декабря в Баку, Азербайджан.
