Hlavní navigace

Digitální kinematografie a Internet

 Autor: 29
Michal Krsek

Internet se dnes rozšiřuje všemi směry. Probíhají práce na implementaci meziplanetárního Internetu, Internet je v taxících, v mobilních telefonech a existují plány (a konkrétní řešení) na monitoring osob pomocí implantovaných čipů a Internetu. Existují také oblasti, kde Internetu dochází dech, a co bude po něm?

Pro tuto chvíli vynecháme obecně známé problémy s vyčerpáním administrativně přidělovaných zdrojů (IP adres a autonomních systémů). Změny (zavádění IPv6 nebo čtyřbajtových AS), jakkoliv se zdají radikální, jsou pouze otázkou ekonomiky a administrativy. Existují další problémy, které Internet není za současného stavu věcí schopen uspokojivě řešit.

První problém je oddělení datových toků z hlediska bezpečnosti. Internet spoléhá na to, že zabezpečení datového provozu je otázka koncových stanic. Bohužel v případě datových toků v řádech několika gigabitů za sekundu není šifrování žádná legrace. Druhým problémem je zajištění konstantního (nejlépe co nejnižšího) zpoždění (tj. nulový jitter). V paketově přepínaných sítích můžeme dosáhnout alespoň nějaké kvality služby – ale tato kvalita služby končí na hranici naší vlastní sítě.

Pohledem uživatele, který na globální internetovou infrastrukturu hledí skrz webový prohlížeč, se mohou zdát uvedené limity za hranicí reality, nicméně počítačové sítě nejsou jenom sítěmi pro webové brouzdaly. Mají ambice měnit paradigmata dalších oborů, a jedním z nich je filmový průmysl.

Ať již to navenek vypadá jakkoliv, filmový průmysl používá při natáčení a následném zpracování „ověřených technologií“. Například v případě tzv. daylies (jde o denní práce, které je třeba prezentovat producentům a dalším pupíkům studia) dochází často k situaci, kdy se natáčí v jiném místě, než sedí management projektu. Na základě denních prací se například rozhoduje, zda se konkrétní dekorace zbourají nebo zda je třeba nějakou scénu ještě přetočit. Pokud točíme na rotační digitální médium (diskové pole), například 4K DALSA Origin nebo RED One, kamerou, je možné vše dělat v reálném čase – ale jenom pokud máte management v jedné lokalitě. Pokud točíte v Praze a management máte v Los Angeles, máte problém s přenosem dat.

Tento problém se řeší dvěma způsoby. Jednak se provede downkonverze obrazu třeba až na úroveň kvality srovnatelné s DVD (vzpomeňte na rozdíl kvality stejného filmu v kině a v televizi) a pak se pošle starým známým pomalým Internetem. Zároveň se zašifrovaný obsah nahraje na pevný disk (či několik pevných disků) a disk se pošle v několika kopiích několika přepravními společnostmi do Los Angeles, kam dojdou druhý nebo třetí den…

Je to jistě dobře zajetý byznys, ale… přece jen už jsme v jedenadvacátém století. Při demonstraci, kterou jsme udělali při příležitosti sedmého LambdaGRID Workshopu, jsme se rozhodli ukázat, že je čas na změnu. Naším cílem bylo ukázat, že filmové workflow je možné dělat i po síti a navíc k němu přidat možnost vzdálených barevných korekcí.

Pro demonstraci jsme měli dedikovanou (časově-organizačním multiplexováním = domluvou) 10Gb/s ethernetovou infrastrukturu, která měla konce v Praze, San Diegu a Torontu a používala infrastrukturu sítí Calit2, CANARIE, CESNET2, Internet2/NLR a T-Systems (na schématu je vyznačená modrou barvou). Tyto sítě byly propojeny pomocí GOLE (GLIF Open Lambda Exchange) CzechLight, StarLight a Pacific Northwest GigaPOP). V Praze byla infrastruktura ukončena v postprodukci CINEPOST na Barrandově, v Torontu na Ryerson University (obdoba naší AMU) a v San Diegu bylo připojeno pracoviště University of California San Diego – respektive jeho klastr.

End-to-end diagram Cinegrid @GLIF

Síťová infrastruktura v ČR byla tvořena směrovačem CISCO 7604 (v roli ethernetového přepínače) umístěným na Barrandově. Tento směrovač byl propojen 10gigabitovým ethernetem prostřednictvím sítě T-Systems do sídla CESNETu v Zikově ulici. Zde byl ukončen v přepínači Force10 E300, který je součástí GOLE CzechLight. V E300 končily další dva 10 gigabitové ethernety. První končil v GOLE StarLight v Chicagu a druhý v CISCO 7609, který je přístupovým směrovačem pro síť CESNET2.

Na síťové vrstvě jsme používali tři VLAN. První sloužila pro „veřejnou infrastrukturu“ a umožňovala spojení koncových stanic a klastru. Druhá byla interní sítí systému BaseLight a třetí (pouze v rámci ČR) zabezpečovala konektivitu do Internetu.

Network-cz CineGRID @ GLIF

V sobotu večer a celou neděli natáčeli v Praze 4K kamerou DALSA Origin. DALSA nahrává data přes optické rozhraní na diskové pole (pracovně nepřesně nazývané kodek). Následně jsme vybrali v (HD) náhledech materiál, který jsme chtěli poslat k předzpracování (DALSA, ale i další podobné kamery nahrávají v tzv. raw formátu, který nenese plnou informaci a výsledný obraz se musí dopočítat). V našem případě byl vhodný klastr (s dostatkem výpočetního výkonu a s nainstalovaným software) až v San Diegu, nicméně jsme pro přenos použili speciální aplikační protokol postavený nad udp, který nám umožnil dosáhnout přenosové rychlosti kolem 500 Mbit/s – na 160 ms RTT a notebookový disk to není špatný výkon. V případě produkčního nasazení není tak vzdálený klastr utopií, studia akcentují aspekt bezpečnosti, a budou pravděpodobně chtít počítat na svých klastrech.

Poté, co klastr dodebayerizoval (debayerizace je proces, při kterém se z raw dat stanou klasické obrázky), jsme stáhli výsledný materiál a nahráli ho do systému BaseLight, ve kterém se dělají barevné korekce (což je systém, který umožní například sladit po sobě jdoucí záběry tak, aby divák nepoznal, že byly natáčeny například jiný den). K BaseLightu přísluší konzole a tzv. shuttle host, což jsou vyladěná linuxová PC se speciálním softwarem a uživatelským rozhraním, která se připojují přes ethernet. Systém je optimalizovaný pro provoz v lokální síti – nicméně naše lokální síť končila na Ryerson University v Torontu, kde byla připravená druhá konzole a k ní profesionální operátor. Důraz na provoz v lokální síti demonstruje například i to, že konzole nemůže být umístěna kvůli licenčnímu serveru v jiném časovém pásmu než systém (host). Problém vyplývá i z charakteru uživatelského rozhraní – jde o pseudoanalogové trackbally, u kterých je extrémně důležitá rychlost zpětné vazby (které zpoždění 230 ms v obou směrech příliš nenahrávalo).

global diagram CineGRID@GLIF

Konzole sama ovšem nijak neřeší přenos obrazu. Proto jsme museli použít systém pro přenos videa, který způsobuje minimální zpoždění (nezapomínejme, že jen zpoždění na trase bylo cca 230 ms). Použili jsme softwarový systém iHDTV, který je vyvíjen na University of Washington. Oproti konkurenčnímu projektu UltraGRID pracuje se dvěma rozhraními 1GE. Jde vlastně o transparentní most, který přenáší signál z HD-SDI rozhraní vysílače na HD-SDI rozhraní přijímače. Žádná komprese, žádný kodek – jen paketizovaná sériová data z HD-SDI. Pro náš profil videa (1920×1080, 24 fps) datový tok mírně přesahoval 1 Gbit/s.

Nejméně implementačně náročná byla komunikace mezi operátorem a diváky (kteří simulovali v Praze výkonné producenty). To jsme vyřešili dvoubodovou videokonferencí vytvořenou dvěma transparentními mosty Qvidium (v Torontu byla připojena kamera Panasonic s kodekem DVCPRO HD, v Praze HDV kamera SONY Z1E – evropská verze Panasonic kamery neumí pracovat se snímkovou frekvencí 60 snímků za sekundu, se kterou počítaly mosty Qvidium). Zde datový tok dosahoval 150 Mbit/s v jednom a 25 Mbit/s v druhém směru.

Snažili jsme se navodit podobný dojem, jaký je obvyklý při klasickém workflow v rámci jedné místnosti. Diskuse s relevantními návštěvníky (filmaři) poskytla zpětnou vazbu, že se nám to podařilo. Analogové ovládání systému pomocí trackballů bylo bezproblémové, efekt zpoždění se sice projevil, ale podle operátora šlo o efekt pomalejší odezvy systému, na který si po cca deseti minutách zvykl.

CineGRID @ glif demo

Celá akce se konala pod hlavičkou organizace CineGRID, která si vytkla za cíl překlenout most mezi filmovým průmyslem a síťaři. Akci koordinovalo sdružení CESNET.

Lokálními partnery byly společnosti ACE, CINEPOST, CISCO Systems, T-Systems, a Visual Connection. Zahraničními partnery byly společnosti DALSA, Ryerson University, Keio University, University of California San Diego/Calit2, síť CANARIE a projekt StarLight.

Anketa

Víte o nějaké další oblasti, kde Internetu dochází dech?

Našli jste v článku chybu?

8. 10. 2007 17:46

Vezmu to odspoda. Diky za pochvalu :-)

Zcela souhlasim se Vasimi zavery a vezte, ze krome dloubani do siti venuji netrivialni cas tomu, abychom alespon v teto oblasti meli (alespon nejake, kdyz ne vsechny) velke postprodukce na jedne lodi. Ano, jde to ztuha.

Vyhoda SOHONETu je i jeho nevyhoda. Nabizi dneska zcela komoditni sluzby a podle me tam neni moc vule ke zmene paradigmatu (coz nam nemusi vadit). Nicmene nastartovat dalsiho ISP (ktery se bude orientovat na A/V firmy) podle meho nazor…

8. 10. 2007 5:33

No ja nevim, kolik nodu se na tom vypoctu nakonec v San Diegu podilelo :-) Tusim, ze dotycny klastr ma kolem 192 nodu, jenze jsme tam nebyli sami.

Pro me neni dulezity ten software, ale sluzby okolo. AFAIK si do Prahy neberou svoje licence, ale spolehaj na ty, co ma Felix nebo UPP (kdyz se bavime o BaseLightu). Co se tyce workflow, je treba se zamyslet nad nekolika vecmi.
  1. Letenka bude v nejblizsich letech levnejsi nez nejake rychle sitove sluzby. Jenze letenka neni jediny naklad.
  2. Nekdy mu…
Root.cz: Mirai má nový cíl 5 milionů routerů

Mirai má nový cíl 5 milionů routerů

Vitalia.cz: Vychytané vály a válečky na vánoční cukroví

Vychytané vály a válečky na vánoční cukroví

Měšec.cz: Kdy vám stát dá na stěhování 50 000 Kč?

Kdy vám stát dá na stěhování 50 000 Kč?

Měšec.cz: Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy

Air Bank zruší TOP3 garanci a zdražuje kurzy

Měšec.cz: Vklad na cizí účet je draze zpoplatněn (přehled)

Vklad na cizí účet je draze zpoplatněn (přehled)

120na80.cz: Co všechno ovlivňuje ženskou plodnost?

Co všechno ovlivňuje ženskou plodnost?

Podnikatel.cz: Udávání kvůli EET začalo

Udávání kvůli EET začalo

120na80.cz: Rovnátka, která nejsou vidět

Rovnátka, která nejsou vidět

Měšec.cz: Jak levně odeslat balík přímo z domu?

Jak levně odeslat balík přímo z domu?

Podnikatel.cz: Chaos u EET pokračuje. Jsou tu další návrhy

Chaos u EET pokračuje. Jsou tu další návrhy

Podnikatel.cz: Chtějte údaje k dani z nemovitostí do mailu

Chtějte údaje k dani z nemovitostí do mailu

Vitalia.cz: Nahradí sluch, ale zvuk je zcela jiný

Nahradí sluch, ale zvuk je zcela jiný

120na80.cz: Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Pánové, pečujte o svoje přirození a prostatu

Vitalia.cz: Jsou čajové sáčky toxické?

Jsou čajové sáčky toxické?

Podnikatel.cz: Vládu obejde, kvůli EET rovnou do sněmovny

Vládu obejde, kvůli EET rovnou do sněmovny

Měšec.cz: Sleva na dítě a manželku pro OSVČ je zpět. Ale..

Sleva na dítě a manželku pro OSVČ je zpět. Ale..

Vitalia.cz: Jmenuje se Janina a žije bez cukru

Jmenuje se Janina a žije bez cukru

DigiZone.cz: Česká televize mění schéma ČT :D

Česká televize mění schéma ČT :D

Podnikatel.cz: 3, 2, 1..EET startuje. Na co nezapomenout?

3, 2, 1..EET startuje. Na co nezapomenout?

Měšec.cz: Stavební spoření: alternativa i pro seniory

Stavební spoření: alternativa i pro seniory