BauhausUniversitt Weimar Mediensysteme Projekt Virtueller Seminarraum VIDEOKONFERENZSYSTEME Enrico

Bauhaus-Universität Weimar Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum VIDEOKONFERENZSYSTEME Enrico Unger 1

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar Gliederung 1. 2. 3. Was ist eine Videokonferenz und wo sind ihre Anwendungsgebiete ? Warum gibt es Videokonferenzen ? Arten von Videokonferenzsystemen 1. Unterteilung in Produktgruppen 2. Unterteilung bzgl. der Teilnehmerzahl 4. Technik 1. 2. 5. 6. Verbindungstechnik Bandbreiten Standards Vorstellung von 2 Systemen 1. Ja. Tek 2. VIRTUE 7. 8. Artikel, Features, Forschung Quellenverzeichnis Enrico Unger 2

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 1. Was ist eine Videokonferenz/ Anwendungsgebiete u Was ist eine Videokonferenz • audio- visuelle Realtime Kommunikation hören – werden gehört, • Teilnehmer sehen – werden gesehen und sprechen zur selben Zeit u Anwendungsgebiete • • • Allgemeines Geschäftsleben Meetings Medizin Ferndiagnosen Distance Learning Universitäten Enrico Unger 3

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 2. Warum gibt es Videokonferenzsysteme ? u u u Kostenreduzierung (Reisekosten) steigende Produktivität (mehr Zeit am Arbeitsplatz anstatt im Flugzeug) erhöhte Kommunikation (da Möglichkeit auf Zugriff von externen Wissen) schnellere Entscheidungsfindung / Krisenmanagement Vereinfachung der Kommunikation (Sprache + visuelle Kommunikation) Umweltfreundlich ! Enrico Unger 4

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 3. 1 Unterteilung in Produktgruppen u Desktopsysteme • • u Lösung für den Arbeitsplatz Installation von zusätzlichen Geräten (Kamera, Mikrophon, Kopfhörer) Kompaktsysteme • System und Kamera bilden eine Einheit • zusätzliche Geräte (Fernbedingung, Multiplexer) u Gruppensysteme • • leistungsstarke Komplettlösung Hochauflösende Kameras Raummikrophone, Dual Monitoring Installationen in großen Konferenzräumen Enrico Unger 5

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 3. 1 Unterteilung in Produktgruppen System Desktop System Vorteil Ø Ø Ø günstig voller Datenzugriff leichte Installation Nachteil Ø Ø Bild Systemstabilität 2 Personen Netmeeting Ø Elsa. Vision. II Ø Intel. Pro. Share 500 Ø Abb. 1 Kompakt System Gruppen System Lösung für Arbeitsplatz oder kleineren Konferenzraum Ø mobil Ø hochwertige Kameras (Schwenk-, Neige-, Zoomfunktionen) Ø Multipoint fähig Ø Ø große Personengruppen Unterstützung von mehreren Monitoren mehrere Ein – und Ausgänge für kleine- mittlere Personengruppen Ø teuer Tandberg 800 Ø Intel Team. Station Ø Ø Abb. 2 Ø Ø fest installiert extrem teuer Ø Ø Abb. 3 Enrico Unger Tandberg 7000 Tandberg 6000 6

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 3. 2 Unterteilung bzgl. der Teilnehmerzahl u Point – to – Point Verbindung • 2 Teilnehmer Person 1 u Person 2 Multipoint Verbindung • n Teilnehmer • MCU (Multi Control Unit) benötigt u u u empfangen, mixen und versenden von Audio-, Video- und Dateninformationen ermöglicht Anwahl eines beliebigen Teilnehmers abhängig von Verbindungstechnik Person 2 Person 1 Person 4 MCU Person 3 Enrico Unger Person 5 7

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 4. 1 Verbindungstechnik u u Videokonferenzen können über das ISDN- Netz oder über IP Verbindungen (Internet / Intranet) stattfinden ISDN (integrated services digital network) • • • u garantierte Bandbreite n*64 k. Bit/s Point – to – Point Kommunikation Multipoint Kommunikation zusätzliche Verbindungskosten IP Verbindungen • • schwankende Bandbreite Point – to – Point Kommunikation Multipoint Kommunikation keine zusätzliche Verkabelung (bezogen auf LAN) Enrico Unger 8

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 4. 1 Verbindungstechnik u u für Verbindungen zwischen IP Teilnehmern und ISDN Teilnehmern muss ein Gateway und Gatekeeper zwischengeschaltet werden diese überwachen die Netzbelastungen und verbinden die 2 unterschiedlichen Verbindungstechniken Person 1 MCU Person 3 ISDN H. 320 Person 4 Gateway/ Gatekeeper LAN MCU H. 323 Enrico Unger Person 2 9

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 4. 2 Bandbreiten u u Übersicht über Bandbreiten von Verbindungstechnologien Modem 14, 4 – 56 KBit/s ISDN 64 – 128 KBit/s Ethernet 10 MBit/s Fast Ethernet 100 MBit/s Problem • Videoübertragungen sind sehr Datenintensiv • Bandbreite begrenzt u Lösung in Kompressionstechniken Enrico Unger 10

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 5. Standards u u wichtig um Kompatibilität zwischen verschiedenen Videokonferenzsystemen zu gewährleisten deshalb internationale Einrichtungen für Festlegung von Standards • ITU (International Telecommunications Union) u beschließt weltweite Telekommunikations Standards • IMTC (Internationale Multimedia Telefonconferencing Consortium) u Zusammenschluss von Firmen für Entwicklung kompatibler Videokonferenzsysteme Enrico Unger 11

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 5. Standards - Videokonferenzen u u Überstandards der ITU H. 320 Ø Verbindungen über ISDN Netz H. 323 Ø Verbindungen über Internet oder LAN H. 324 Ø Verbindung über analoges Telefonnetz (UNGEEIGNET) T. 120 Ø Datenaustausch / Datenübertragung Videostandards H. 261 Videocodierung für Auflösungsformate Ø CIF (Common Interchange Format) (352 x 288 Bildpunkte) Ø QCIF (Quarter Common Interchange Format) (176 x 144 Bildpunkte) H. 263 Videocodierung für Auflösungsformate Ø H. 261 + Ø SQCIF (128 x 96 Bildpunkte) Ø 4 CIF (704 x 576 Bildpunkte) Ø 16 CIF (1408 x 1152 Bildpunkte) Enrico Unger 12

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 5. Standards - Videokonferenzen u Audiostandards G. 711 Ø G. 722 Ø Ø Ø G. 728 Ø Ø Ø u 3, 4 KHz bei 64 KBit/s überträgt beste Tonqualität benötigt hohe Bandbreite 7 KHz bei 64 KBit/s Anwendung bei niedriger Übertragungsrate 3, 4 KHz bei 16 KBit/s Rest der Bandbreite für Videoübertragung Transportprotokoll RTP Ø RFC 1889 Ø Transportprotokoll für Echtzeit Anwendungen Ø RFC 1890 Ø Profil für Audio- und Videokonferenzen Enrico Unger 13

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 5. Standards - Videokonferenzen u Überblick über Standards bzgl. ihrer Verbindungstechniken Video: H. 261 ISDN H. 320 Audio: G. 711 G. 722 G. 728 Daten: T. 120 Video: H. 261 H. 263 LAN H. 323 Audio: G. 711 G. 722 G. 728 Daten: T. 120 Enrico Unger 14

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 6. 1 Ja. Tek u u Ja. Tek (Java Based Teleteaching Kit) Teleteaching / Telelearnig Komplettsystem programmiert in Java kurze Erläuterungen von Funktionalitäten dieses Systems bestehend aus Modulen • Ja. Tek – Hauptmodul u Templates für Aufgabentypen für Materialerstellung des Tutors • formatierte Texte (HTML …) • Tabellen, Multiple Choice u u u Offices - Funktionen (Cut / Copy / Paste) Gruppenverwaltung (Rechte vergeben, Gruppen zusammenstellen) Benutzerkonten (erlaubt persönliche Einstellungsoptionen) Animationen (Zusammenstellen von Powerpointfolien zu einem Vortrag) Übungsaufgaben (Übungstemplates) Enrico Unger 15

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 6. 1 Ja. Tek u weitere Module • Ja. Wo. S (Java Based Workgroups Support) u stellt Gruppenwerkzeuge für kooperatives Arbeiten zur Verfügung • • Chat White. Board Black. Board (Themensystem / Newssystem) Shared. Document (verteilter Text – und Grafikeditor gleichzeitiges Bearbeiten von Dokumenten) • Class. Room (definieren von Räumen mit Hilfe der White. Board und Rechten) • Web. Call u erlaubt mehreren Clients gleichzeitiges Betrachten von Lehrmaterialien • Shared View (Tutor und Betrachter gleiche Ansicht) • Telepointer (Betrachter erkennen über Telepointer auf was Tutor zeigt) • Logging (Aufzeichnung der Lehrmaterialien zur weiteren Bearbeitung nach der Präsentation) u es existieren noch weitere Module (hier nicht aufgeführt) Enrico Unger 16

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 6. 1 Ja. Tek u Architektur des Ja. Tek- Systems Abb. 4 u durch eine Desktopsystemlösung kann dieses Programm für Videokonferenzen mit anderen Clients erweitert werden Enrico Unger 17

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 6. 2 VIRTUE u u u VIRTUE (Virtual Team User Environment) 3 DVideokonferenzsystem für Forschung und Entwicklung ein Konsortium gegründet aus Firmen und Forschungseinrichtungen wie TNO Human Factor, Sony, Heinrich- Hertz Institut, … 3 D live Videobilder Eindruck vermitteln, dass alle Videokonferenzteilnehmer in einem Raum sind • Ziel: face- to- face Kommunikation mit all ihren Eigenschaften (Gestik, Augenkontakt, korrekte Soundwiedergabe) u u zur Zeit bestehendes System ausgelegt für 3 Teilnehmer Software / Hardware Architektur • 2 Teile Analyse und Synthese • Codierung und Decodierung mit MPEG 2 Standard Auflösungsformat CCIR REC 601 (Tv Qualität) • Sony entwickelte für dieses System PCI Board mit neuesten MPEG 2 EN- / Decoder Enrico Unger 18

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 6. 2 VIRTUE u Prozesskette von VIRTUE • Segmentation u u Foreground/ Background (verringert Rechenanspruch) Skin Colour (Trennung Handregion) • Rectification u u u linear Transformation der Stereobilder (Aufnahmen stammen von 2 Kamerapaaren rechts und links des Users) dadurch Teilung des Bildes in horizontale und vertikale möglich (beschleunigt Synthese) 3 D Analysis • Disparity Analyse genutzt (sucht Pixelpaare, die denselben 3 D Punkt abbilden) Entwicklung eines Hybridblockes der dieses in Echtzeit berechnet Enrico Unger 19

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 6. 2 VIRTUE • Virtual View Synthesis u Motion parallax • Ansicht aller Teilnehmer aus der besten Perspektive somit Augenkontakt möglich • Headtracker Modul u genaue Schätzung der Betrachterposition im 3 D Raum Gesichtsabtastung Augen in (durch Koordinaten der 2 D daraus Berechnung der Kopfposition in 3 D möglich) Abb. 5 Enrico Unger 20

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 6. 2 VIRTUE u Aufbau des Systems • realer halbrunder Konferenztisch, der nahtlos auf dem Bildschirm fortgesetzt wird (Eindruck: Tisch) • Fernteilnehmer werden dann nach den genannten Verfahren auf den Bildschirm platziert • 61‘‘ Plasma Bildschirm • Lautsprechersystem • Kamerasystem • grafische Schreibfläche mit Eingabegeräten für Dokumentensharing Enrico Unger runder Abb. 6 21

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 7. Artikel, Features, Forschung u Studie des Chartered Institute of Purchasing and Supply (CIPS) belegt deutliche Reisekostensenkung (76% der Reisekosten eines Unternehmens sind Fehlinvestitionen) (Artikel siehe Quellenangabe) u Nachrichtensender n-tv führt seit 1996 auch ISDN Videokonferenzen, für die Einspielung ihrer Korrespondenten durch • Vorteil keine Reservierungen von Satellitenleitungen und Studios • keine Engpässe bei aktuellen Geschehnissen (Artikel siehe Quellenangabe) Enrico Unger 22

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 7. Artikel, Features, Forschung u Features • Kamerasteuerungen per Fernbedienung am eigenen und fremden Standort • Akustiksensoren mit Ortungsmikrophonen (orten Sprecher und zoomen sich auf diesen ein) u Forschung • Cyberspace Meetings • projizierte Teilnehmer in einen Meetingraum mit virtuellen Präsentationen, die bearbeitet werden können u Videobeitrag vom 29. 10. 2001 auf 3 Sat (siehe Quellenangabe) Enrico Unger 23

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar 8. Quellenangaben u u u Abbildungen • Abb. 1: www. gwdg. de/ELSAvision. II. htm • Abb. 2: www. vi 2 vi. com/ produkte/paket/kompakt. html • Abb. 3: www. maertens. net/html/konferenz/raum. htm • Abb. 4: www. jatek. de • Abb. 5: bs. hhi. de/SPAG/publication/e. Bussiness’ 02. pdf • Abb. 6: bs. hhi. de/SPAG/publication/e. Bussiness’ 02. pdf Bücher • Hg. Rechenberg, Pomberger: Informatik- Handbuch. Hanser Verlag München, 1999 2. Internetadressen • www. vi 2 vi. com • www. k-n-t. net /index. htm • www. jatek. de • www. vitec. de/wiss_video. html • vcc. urz. tu-dresden. de/vc-systeme/ • www. userpage. fu-berlin. de/~ mafrech/vk/vks. html Artikel • www. vnc. de/Megatrend_Videokonferenz. htm • www. vi 2 vi. com/news 2. html Videobeitrag • www. 3 sat. de/neues/ dial/25296/index. html Enrico Unger 24

Mediensysteme Projekt: Virtueller Seminarraum Bauhaus-Universität Weimar ENDE DANKE FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT Enrico Unger 25