VIDEOKONFERENZSYSTEME Enrico Unger

Gliederung Was ist eine Videokonferenz und wo sind ihre Anwendungsgebiete ? Warum gibt es Videokonferenzen ? Arten von Videokonferenzsystemen Unterteilung in Produktgruppen Unterteilung bzgl. der Teilnehmerzahl Technik Verbindungstechnik Bandbreiten Standards Vorstellung von 2 Systemen JaTek VIRTUE Artikel, Features, Forschung Quellenverzeichnis Enrico Unger

1.Was ist eine Videokonferenz/ Anwendungsgebiete audio- visuelle Realtime Kommunikation Teilnehmer  hören – werden gehört,  sehen – werden gesehen  und sprechen zur selben Zeit Anwendungsgebiete Allgemeines Geschäftsleben  Meetings Medizin  Ferndiagnosen Distance Learning  Universitäten Enrico Unger

2. Warum gibt es Videokonferenzsysteme ? 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

3.1 Unterteilung in Produktgruppen Desktopsysteme Lösung für den Arbeitsplatz Installation von zusätzlichen Geräten (Kamera, Mikrophon, Kopfhörer) Kompaktsysteme System und Kamera bilden eine Einheit zusätzliche Geräte (Fernbedingung, Multiplexer) Gruppensysteme leistungsstarke Komplettlösung Hochauflösende Kameras Raummikrophone, Dual Monitoring Installationen in großen Konferenzräumen Enrico Unger

3.1 Unterteilung in Produktgruppen System Vorteil Nachteil Bild Desktop günstig voller Datenzugriff leichte Installation Systemstabilität 2 Personen Netmeeting ElsaVisionII IntelProShare 500 Kompakt Lösung für Arbeitsplatz oder kleineren Konferenzraum mobil hochwertige Kameras (Schwenk-, Neige-, Zoomfunktionen) Multipoint fähig für kleine- mittlere Personengruppen teuer Tandberg 800 Intel TeamStation Gruppen große Personengruppen Unterstützung von mehreren Monitoren mehrere Ein – und Ausgänge fest installiert extrem teuer Tandberg 7000 6000 Abb.1 Abb.2 Abb.3 Enrico Unger

3.2 Unterteilung bzgl. der Teilnehmerzahl Point – to – Point Verbindung 2 Teilnehmer Multipoint Verbindung n Teilnehmer MCU (Multi Control Unit) benötigt empfangen, mixen und versenden von Audio-, Video- und Dateninformationen ermöglicht Anwahl eines beliebigen Teilnehmers abhängig von Verbindungstechnik Person 1 Person 2 Person 2 Person 4 Person 1 Person 3 MCU Person 5 Enrico Unger

4.1 Verbindungstechnik Videokonferenzen können über das ISDN- Netz oder über IP Verbindungen (Internet / Intranet) stattfinden ISDN (integrated services digital network) garantierte Bandbreite n*64 kBit/s Point – to – Point Kommunikation Multipoint Kommunikation zusätzliche Verbindungskosten IP Verbindungen schwankende Bandbreite keine zusätzliche Verkabelung (bezogen auf LAN) Enrico Unger

4.1 Verbindungstechnik 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 Person 3 ISDN MCU H.320 Person 4 Gateway/ Gatekeeper Person 2 LAN MCU H.323 Enrico Unger

4.2 Bandbreiten Übersicht über Bandbreiten von Verbindungstechnologien Problem Videoübertragungen sind sehr Datenintensiv Bandbreite begrenzt Lösung in Kompressionstechniken Modem 14,4 – 56 KBit/s ISDN 64 – 128 KBit/s Ethernet 10 MBit/s Fast Ethernet 100 MBit/s Enrico Unger

5. Standards wichtig um Kompatibilität zwischen verschiedenen Videokonferenzsystemen zu gewährleisten deshalb internationale Einrichtungen für Festlegung von Standards ITU (International Telecommunications Union) beschließt weltweite Telekommunikations Standards IMTC (Internationale Multimedia Telefonconferencing Consortium) Zusammenschluss von Firmen für Entwicklung kompatibler Videokonferenzsysteme Enrico Unger

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

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

5. Standards - Videokonferenzen 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 Audio: G.711 G.722 G.728 LAN H.323 Daten: T.120 Enrico Unger

6.1 JaTek JaTek (Java Based Teleteaching Kit) Teleteaching / Telelearnig Komplettsystem programmiert in Java kurze Erläuterungen von Funktionalitäten dieses Systems bestehend aus Modulen JaTek – Hauptmodul Templates für Aufgabentypen für Materialerstellung des Tutors formatierte Texte (HTML …) Tabellen, Multiple Choice 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

6.1 JaTek weitere Module JaWoS (Java Based Workgroups Support) stellt Gruppenwerkzeuge für kooperatives Arbeiten zur Verfügung Chat WhiteBoard BlackBoard (Themensystem / Newssystem) SharedDocument (verteilter Text – und Grafikeditor gleichzeitiges Bearbeiten von Dokumenten) ClassRoom (definieren von Räumen mit Hilfe der WhiteBoard und Rechten) WebCall 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) es existieren noch weitere Module (hier nicht aufgeführt) Enrico Unger

6.1 JaTek Architektur des JaTek- Systems durch eine Desktopsystemlösung kann dieses Programm für Videokonferenzen mit anderen Clients erweitert werden Abb. 4 Enrico Unger

6.2 VIRTUE VIRTUE (Virtual Team User Environment) 3D- Videokonferenzsystem für Forschung und Entwicklung ein Konsortium gegründet aus Firmen und Forschungseinrichtungen wie TNO Human Factor, Sony, Heinrich- Hertz Institut, … 3D live Videobilder  Eindruck vermitteln, dass alle Videokonferenzteilnehmer in einem Raum sind Ziel: face- to- face Kommunikation mit all ihren Eigenschaften (Gestik, Augenkontakt, korrekte Soundwiedergabe) 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

6.2 VIRTUE Prozesskette von VIRTUE Segmentation Rectification Foreground/ Background (verringert Rechenanspruch) Skin Colour (Trennung Handregion) Rectification 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) 3D Analysis Disparity Analyse genutzt (sucht Pixelpaare, die denselben 3D Punkt abbilden)  Entwicklung eines Hybridblockes der dieses in Echtzeit berechnet Enrico Unger

6.2 VIRTUE Virtual View Synthesis Headtracker Modul Motion parallax Ansicht aller Teilnehmer aus der besten Perspektive  somit Augenkontakt möglich Headtracker Modul genaue Schätzung der Betrachterposition im 3D Raum (durch Gesichtsabtastung Koordinaten der Augen in 2D  daraus Berechnung der Kopfposition in 3D möglich) Abb. 5 Enrico Unger

6.2 VIRTUE Aufbau des Systems realer halbrunder Konferenztisch, der nahtlos auf dem Bildschirm fortgesetzt wird (Eindruck: runder Tisch) Fernteilnehmer werden dann nach den genannten Verfahren auf den Bildschirm platziert 61‘‘ Plasma Bildschirm Lautsprechersystem Kamerasystem grafische Schreibfläche mit Eingabegeräten für Dokumentensharing Abb. 6 Enrico Unger

7. Artikel, Features, Forschung Studie des Chartered Institute of Purchasing and Supply (CIPS) belegt deutliche Reisekostensenkung (76% der Reisekosten eines Unternehmens sind Fehlinvestitionen) (Artikel siehe Quellenangabe) 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 Enrico Unger

7. Artikel, Features, Forschung Kamerasteuerungen per Fernbedienung am eigenen und fremden Standort Akustiksensoren mit Ortungsmikrophonen (orten Sprecher und zoomen sich auf diesen ein) Forschung Cyberspace Meetings projizierte Teilnehmer in einen Meetingraum mit virtuellen Präsentationen, die bearbeitet werden können Videobeitrag vom 29.10.2001 auf 3Sat (siehe Quellenangabe) Enrico Unger

8. Quellenangaben Abbildungen Abb.1: www.gwdg.de/ELSAvisionII.htm Abb.2: www.vi2vi.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/eBussiness’02.pdf Abb.6: bs.hhi.de/SPAG/publication/eBussiness’02.pdf Bücher Hg. Rechenberg, Pomberger: Informatik- Handbuch. Hanser Verlag München, 1999 2. Internetadressen www.vi2vi.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.vi2vi.com/news2.html Videobeitrag www.3sat.de/neues/dial/25296/index.html Enrico Unger

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