Perspektiven der Multimediakommunikation /TU Freiberg/Internet Multimedia/Konrad Froitzheim Perspektiven der Multimediakommunikation Konrad Froitzheim, TU Freiberg, Germany frz@tu-freiberg.de Status quo und die 'öffentliche' Vision Technische Grundlagen Reality-Check Noch eine Vision

/Status quo/ Kleine Taxonomie der technischen Kommunikation

/Status quo/Dialogkommunikation Kommunikation in der realen Welt sehen-und-kommunizieren Reichweite der Sinne Soziale Protokolle Aufdringlichkeit Unterbrechung Verbindungskontrolle anschauen und … implizites Filtern Dialogsteuerung CSMA/CD warten bis man dran ist Wirkung beobachten Telephonie verändert sich mobil und allgegenwärtig flat rate ständige Unterbrechung • Empfangsbereitschaft Ort Tätigkeit Gemütslage Verbindungssteuerung Zahlen, Zahlen, … Telefonbuch, Anrufliste lange Startzeit explizit Dialogsteuerung primitiv

/Status quo/Konsumtive Dienste Informationsdienste sehen-und-konsumieren anreizgetrieben Papier extrem billig Radio und TV Medien Text Diagramme und Bilder Audio, Video Suche: Mustererkennung Steuerung physisch Nehmen-Lesen-Weglegen Programmwahl, Zap Broadcast Konsumtive Multimediadienste computerbasiert 'ubiquitär' integriert in alle Tätigkeiten ständig eingeschaltet • Steuerung = Suche >1000 Programme? Links, Linklisten Programmzeitung ~ Yahoo Suchmaschinen • Bewertung Bsp: blogs Vertrauenswürdigkeit Popularität

Spiele in der realen Welt /Status quo/Games Spiele in der realen Welt teilnehmen evtl. bewegen und anstrengen Reichweite der Sinne Interagieren Brettspiele, Quiz Wettkampf Mannschaftssport Steuerung verabreden, teilnehmen Regeln Computerspiel virtuelle Welten jederzeit, mühelos online-Spiele • Verfügbarkeit Ort, Zeit Tätigkeit Gemütslage Anonyme Interaktion Steuerung Zahlen, Zahlen, … Chatroom, … lange Startzeit explizit

/Öffentliche Vision Größer Überall Videoiger Kontrollierter höhere Auflösung (HDTV) Überall UMTS, 4G, … W-LAN, Hotspots, … Videoiger Videotelefonie, Video-Mail Handy-TV Kontrollierter Firewalls, Inhaltsfilter, … im Namen der Sicherheit Konsumorientiert Gewinnorientiert Bezahlung pro Konsumvorgang Detailabrechnung vs. flat-rate

/Technische Grundlagen/Kanal Signalausbreitung im Medium Geschwindigkeit 200.000 - 250.000 km/s Dämpfung, Störungen, Reflektionen, Überlagerung, … => Rauschen, Fehler Drahtgebundene Übertragung Kupferkabel, Glasfasern, Waveguides Glasfaser: Terabit/s xDSL: Mbit/s, Cat5e: Gbit/s Broadcast-Funk zelluläre Struktur digitales TV: 2-4 Mbit/s pro Kanal Unicast-Funk: Kbit/s - Mbit/s Millionen Nutzer Zeit und Durchsatz limitiert

/Technische Grundlagen/Kanal/Multiplex Raummultiplex mehrere Adern im Kabel viele Kabel Phased-Array? Frequenzmultiplex (FDMA) mehrere (Funk-)Frequenzen WDM in Glasfasern Zeitmultiplex (TDMA) feste Sequenz: ISDN, GSM statistisch: Paketvermittlung Codemultiplex (CDMA) Beispiele TV und Radio: FDMA GSM: TDMA (+ FDMA) UMTS: TDMA oder CDMA (+ FDMA) Telefonie, ISDN, DSL: Raummultiplex, TDMA, FDMA

/Technische Grundlagen/Audio Aufnahme und Digitalisierung Mikrofon und Filter Abtastung und Diskretisierung 64 kbit/s - 1.5 Mbit/s Kompression Differenzkodierung, Prädiktion gezielt weglassen mp3: 192 kbit/s AAC: 64 - 128 kbit/s GSM, LPC: 2-13 kbit/s Wiedergabe Signalrekonstruktion Fehlerkorrektur Lautsprecher, Kopfhörer Surround-Sound?

/Technische Grundlagen/Video Aufnahme Kamera, Beleuchtung kritisch Digitalisierung CCD-Chips mit hoher Auflösung und Rate möglich Grenzen der Miniaturisierung: Verstärkung und Rauschen ITU601: 720*625*24*50/2 [Bit/s] ~ 270 MBit/s HDTV: 1920*1080*24*24 [Bit/s] ~ 1,2 GBit/s Kompression Transformation Verlust akzeptieren nur Differenzen kodieren JPEG, MPEG-1/2/4 ITU-601: 2-4 Mbit/s, HDTV: 17-20 MBit/s Objekte identifizieren und Szenen zerlegen Wiedergabe Bildschirm oder Projektion

/Technische Grundlagen/Kompression/Beispiel JPEG Farbraum Kamera: RGB YUV: Unterabtastung Farbraum Transformation Ziel: unwichtiges weglassen Frequenzraum hohe Frequenzen = Detail Quantisierung (Runden) niedrige Frequenzen hohe Frequenzen Kodierung Linearisieren Nullen unterdrücken Kode mit variabler Länge

/Technische Grundlagen/Übertragung komprimierter Daten Fehler im Kanal Überlagerung, Interferenzen etc. Verfälschung: Bit- und Burstfehler Paketverlust Kode = Information + Redundanz Kompression reduziert Redundanz im Medium Kodierung versucht Koderate zu verbessern Störanfälligkeit ~ 1/Redundanz gezielt Redundanz einführen Fehlerkorrektur-Kodes Kompression und Paketisierung Kompressionspipeline Bytes für Pakete sammeln Umlaufzeit 500 byte 20 msec sehr gut: mp3 192 kbit/s 21 msec 500 byte mittel: ADPCM 32 kbit/s 125 msec 80 byte Telefon: ADPCM 16 kbit/s 250 msec 40 byte mäßig: GSM 13 kbit/s 307 msec 32.5 byte schlecht: hrGSM 4 kbit/s 1 sec 10 byte

/Reality Check/Mythos Mobilfunk Funkkanal störanfällig zelluläres System begrenzt Sendeleistung mehr Teilnehmer => mehr Störungen Durchsatz der Funksysteme beschränkt raffinierte Fehlerkorrektur nötig geteilte Kapazität multimediale Inhalte stark komprimiert Realistisches Nutzungsmuster viele Benutzer kurze Benutzungsdauer Handy-TV realistisch als Broadcast-Dienst Satelliten (DMB) und DVB-H

/Reality Check/Video für alles Videotelefon: Live-Bild selten präsentabel Beleuchtung, Kameraführung Kleidung, Aufräumen, Schminken, … Nischen-Märkte Reisezeit >> Sprechzeit Großeltern-Abwehr Konferenzstudios (Polycom etc) Mobiles Videotelefon 'animierte Briefmarken' Display+Kamera+Mikro+Lautsprecher Produktionskosten hoch Drehbuch Aufnahme, Schnitt Kompression

/Dialogdienste/Vision Flat rate und Überall-Telefonie Telefon klingelt ständig Verbindungen werden länger neue Wege beim Anruf-Management Erweiterung der 'lokalen' Mechanismen 'Hans ---- wann fahren wir los? 'ich möchte mit dem Verkäufer vom Montag sprechen' Telefone finden Nummern wie Bookmarks und Google nehmen Anrufe entsprechend Situation an Dauerverbindungen mit Aktivierung/Deaktivierung 3D-Szenen mit Avataren Blickkontakt Video kann Illusion verbessern Anordnung der Stimmen im Raum

Dialogdienste/Herausforderungen Präsentations-Hardware Projektion, Audio HUD, auch portabel 3D-Video, 3D-Sound Störungen managen Präsenz in Kommunikationsräumen Bewertung und Kommunikation von Anrufparametern Assoziation von Namen|Konzepten und Nummern Spracherkennung Durchsuchen aller Kommunikationsvorgänge [Gray: Personal Petabyte] Suchen im Web und anderen Verzeichnissen [Bush: Memex] Verbindungen besser managen Präsenzinformation kommunizieren und visualisieren Dauerverbindungen

/Dialogdienste/Präsenz Reale Welt Entfernung [Meter] Soziale Metriken … WebSpace [CoBrow, 1996] Zeit + Ort: Link-Distanz keywords und content Project BuddySpace Präsenz = Ort + Ansprechbarkeit • Telefon Kommunikationssituation Arbeitssituation Kalender in PC und PDA Mobiltelefonie fahren, gehen, rennen, … physischer and mentaler Stress

/Vision/Kommunikation mit Mechanismen der realen Welt Integration Dialog- und Konsumdienste Dialog im Web => CoBrow Suche statt Telefonbuch Commpage statt Homepage Kommunikationsraum Holodeck Ziele als Avatare natürliche Sprachsteuerung Dialogsteuerung wie in der realen Welt Blickkontakt, Ansprechen, … Kommunikationswohnung Büro, Spiel, Unterhaltung, Bibliothek, … Metaverse [Neal Stephenson: Snow Crash]