学会のライブ中継２００１/０４/１８

本田整形外科クリニック　本田忠

はじめに
　インターネット放送では，WWWを介して音や動画を視ることが出来ます。ブロードバンド時代になりつつあり、ADSLやケーブルテレビにつなぐ方が多くなってきました。回線が早くなれば、重い動画もかなりきれいにネットでみることができることになります。今回は学会中継にも使える、インターネット放送について考えてみます。画像や音声をリアルタイムで再生する技術を「ストリーミング技術」と呼びます。歴史的には，1995年4月にProgressive Networks社（現，RealNetworks社）が発表したRealAudioがその最初です。映像のストリーミング・システムとしては，同年5月にXing Technology社がStreamWorksを発表しました。ほとんどのシステムでは，映像を配信するサーバー側が有償の製品で，クライアント側のビューアはほとんどが無償提供です。そういう意味ではフリーソフトのなかにいれてよいかと思いました。
ストリーミング（Streaming)とは
　ネットからデータを受け取りながら、圧縮データを順次伸張し、タイミングに合わせて表示す技術です。いっぺんに、全部の映像データをダウンロードしてから、再生するわけではないので、再生を指定してから映像が表示されるまでの時間が短いのが特徴です。インターネットの回線速度が上がり、データ圧縮技術も進んだために可能となったものですが、リアルタイムに処理を行わなければならないため、データの転送速度に大きく影響を受けるのが弱点です。
　現在、一般的なビデオファイルの形式としては、Windowsでの標準的な動画ファイル形式である、AVI（Video for Windows）や、Macintoshの標準的な動画ファイル形式である、QuickTime。動画専用に設計されたMPEG。この形式は、ビデオCDで用いられているフォーマット「MPEG 1」、DVDやCS放送に採用されている「MPEG 2」、次世代携帯電話等で使われる「MPEG 4」等に分けられます。また静止画像の JPEG 形式を拡張した、音声のデータとは独立したMJPEG(Motion JPEG)などがあります。これらの形式の多くは、比較的高画質である反面、圧縮率が低く、ファイルのサイズが大きくなってしまうこと。またネットからファイルのダウンロードが完了しないと再生できないために、ネット上では一般的ではありません。現在ストリーミングの世界では、おもにRealVideo、Windows Media、QuickTime の３方式が、それぞれの特徴を生かして利用されています。
ストリーミング方式の種類
１．データを捨ててしまう方式 (Streaming)
　データを受信しながら、映像は流しっぱなしにする方式で、RealVideo や Windows Media で一般的に用いられる方法です。利点としては、ハードディスクに大きなファイルが残らないことです。欠点としては再度映像を見る場合にも、回線を接続する必要がある。また接続した回線が遅いと、映像が止まってしまうことがあります。28.8kbps接続でCD並みの音質を達成するまでに改良されていますが、画像では不充分。できるだけ早い環境向けです。
２．先行ダウンロード方式 (Progressive Download)
　データを格納しながら映像を再生する方式です。映像全体をバッファリング（ダウンロード）するため、再生はなめらかです。ただし、ダウンロードのスピードが、再生スピードより遅い場合には、時間がかかります。映像はとてもきれいに再生できます。欠点としてはハードディスクに大きなファイルが残ることです。QuickTime、RealPlayer や Windows Media Player も対応しています。回線の遅い環境向け
　またライブ方式は、生中継とオン・デマンド形式（予め収録したものを要求のある毎に配信）の2つの形態に分けられます。ライブものの放送時間は限られているので，ユーザーのほとんどが接続するのはオン・デマンド型のコンテンツです。
回線スピード
　音と同様に映像をインターネットで配信できる仕組みができたとはいえ，低帯域のインターネットでは滑らかに映像を得るには苦しい。100〜300kbps程度の帯域があると，かなり画質的にも満足ができます。RealSystemの場合，RealServerに複数の帯域用のデータが用意されていて，RealPlayer側の設定に応じたストリーム・データが送信されます。回線の混雑、データの送受信エラーなどが原因で、再生途中にストップしてしまうことがあります。ストリーミングで受信する場合、必然的にこの問題と対峙することになります。基本的には、回線速度を上げる、テレホタイムを避ける、ミラーサイト利用等で空いてる経路を探す程度しか、クライアント側での対処方法はありません。放送とはいっても，人数分の個別通話を行っていることになります。込み出せば、トラフィックは急速に悪化し，ほとんどのクライアントが満足に見られないといったトラブルが増えます。
　現在ストリーミングの世界ではRealVideo、Windows Media、QuickTime の３方式がそれぞれの特徴を生かして利用されています。
１）RealVideo
　米国 RealNetworks 社が開発したストリーミング映像・音声の配信システムが RealSystemで、その中で映像を扱うシステム・ソフトを RealVideo と呼んでいます。サーバー側ソフトをRealServer，クライアント側プラグイン・ソフトをRealPlayerといいます。
Realplayer　　.rm[画],.ra[音] soft
RealSystem ラインアップ
RealSystem 映像・音声の配信システム全体
RealVideo 映像配信のシステムや映像ファイルのこと
RealAudio 音声（音楽）配信システムや音声ファイル
RealMedia 配信用の映像・音声ファイル
RealPlayer 映像・音声ストリーム受信用ソフト（無償版）
RealProducer 映像・音声配信用ファイル作成用ソフト
RealServer 映像・音声配信用のサーバーソフト
RealNetworks RealSystem を開発販売している会社の名前
RealSystem 8について
　最新のバージョンです。ストリーミングMP３やFlashh4対応を強化。RealServer、RealProducerRおよびRealPlayerRを含んでおり、Windows、Macintosh、LINUX など、すべての主要なサーバ上で動作します。また、40種類以上のデータ形式に対応しています。ネット上でのデータの転送スピードにあわせて、ファイルサイズを小さくしています。若干品質は落ちるのですが、無圧縮の時に比べて1/100〜1/200まで圧縮されるのです。RealVideoは、Plug‐inさえインストールしてあれば、httpサーバ上でも配信が可能なのですが、貧弱なサーバーでは映像が途切れることもあります。広帯域接続のユーザ（200Kbpsから500Kbps）は、VHSに匹敵する品質の再生画像を楽しむことができます。
サーバー製品
RealServer Professional 7.0
マルチプラットフォーム対応、市場で最もパワフルなストリーミング配信サーバ製品。30日評価版DL可。
RealServer Basic
　無償。25ストリームの同時配信、ライブ＆オンデマンドのストリーミング配信。インターネット、イントラネットへの配信。RealAudio/RealVideo/RealText/Realpixサポート。別に有料のReal Producer Plusもあります。
RealServer Intranet 7.0
社内イントラネットや学内ネットでストリーミング・コミュニケーションを実現するRealServer ソリューションです。
Realplayer 8 plus[$29.99;日本語版],RealJukebox 2 plus[$29.99;日本語版; 録音と再生,究極のMP3 Player,MP3形式等へ変換可,Remix可], RealJukebox[無料;日本語版]
2)Windows Media player
米国 Microsoft 社Windows Media で使用されるファイルは WMV (WIndows Media Video) と呼ばれています。最新のMPEG4技術を圧縮の際に活用しています。
soft
Windows Media システム全体を指す
Windows Media Player 映像・音声ストリーム/ファイル再生ソフト
　Windows 98 以降には組込済み。最新バージョンは７
Windows Media Tools 映像ファイルなどの作成ソフト群(Encoder を含む)
Windows Media Encoder 映像ファイル変換用ソフト
Windows Media Services 映像配信用のサーバーソフト
Windows だけでなく Macintosh にも対応
サーバー製品
Windows Media Rights Manager:必要要項とインストール ガイド
Microsoft Windows Mediaサービス4.0
Windows Mediaオンデマンドプロデューサー
制作ツール
Windows Media SDK Home[英語]
Windows Media ツール[コンテンツ制作・編集]
Windows MediaPlayerデベロッパー
html+TIME(html+SMIL)、MDSN Web Workshop: html+TIME[英語]、MDSN Web Workshop: html+TIME[英語]はSMIL相当の機能[時間情報など]をブラウザー上で実現するもの。但し、IE5.5以上対応で、またNetscapeではサポートされていない。200kbpsの帯域で320x200のサイズで十分なクオリティの動画を送ることができます。
3)QuickTime 4
　アップルコンピュータ社が開発した動画・音声再生プラグイン。QuickTime VRのパノラマ画像やオブジェクト画像も、このプラグインがあれば表示可能。Windows では、QuickTime のストリーミング用ファイルを作成するためには、QuickTime Pro が必要です。
Quicktime　.mov soft
サーバはAppleから無料で提供。配信コンテンツはQuickTime4 Proか Media Cleaner Pro4 で作成できる。
Broadcaster
　Broadcasterを使ってライブ中継を行うばあい、videoとaudioの圧縮パラメータを調整することで帯域を調整できます。フレームレートを稼ぐためにはH.261を利用する。これで約5fps程度の 動画を配信できます。

4)その他

他にもVDOLiveやQuality Motion等があります
ソフト名 ver 標準拡張子 入手先

StreemWorks Player 3.1 .xsm soft
VDO LIve Player 3.0 .vdo soft

どのシステムを使用するのがよいか？
ユーザーとして
　ユーザーとしてストリーミングを利用するのであれば、３つのストリーミングプレーヤーがあればほとんどの放送に対応可能です。
送信側
　Windows NT/2000 機が使用できる環境にあれば、今のところ Windows Media はすべて無料です。価格を優先するのであれば、 Windows Media がもっとも有利です。少しでも多くのユーザーをターゲットにしたいのであれば、RealSystem でしょう。ただし、RealServer は同時に 25ストリームまで配信できるバージョンは無料ですが、それ以上利用する場合は有料（かなり高い）になります。Macintosh を主なターゲットにする場合は、なんといっても QuickTime になります。QuickTime の互換性やクオリティの高さは定評のあるところです。Windows 機を利用し、安価に趣味で利用されるなら、Windows Media か RealProducer Plus がお勧めです。RealProducer Plus は有料でそれなりの価格ですが、無料版の Basic ではかなり機能が落ちます。
送信サーバでの考慮点
１）サーバソフト
ライブでの配信を行う場合は、必ず必要になります。
２）受診側のネットワークへの接続速度
　ストリーミングの画像のサイズと画質は、ほぼ接続した回線速度で決まります。モデムで接続した場合 56Kbps のモデムでは1秒間 7.1KB のデータしか送れませんが、512Kbps の CATVインターネットなら 64KB、1.5Mbps のADSL なら１秒間に 180KB のデータを受信することができます。CATV や ADSLなら余裕でなめらかに動きます。
３）サーバのＯＳ
　Realサーバーの導入はかなり高価になること、そして Windows Media の場合は Windows NT または 2000 のサーバーが必要になることに注意してください。Linux や Solaris のサーバーを使用したいということであれば、Realしか選択肢はありません。
４）サーバの配信速度
　配信側は128Kbps程度の回線だと、最大でも 56kbps の映像を２本同時に送り出すとそれでいっぱいになってしまいます。1.5Mbps では 56kbps ×30 くらいとれますので、実用的に使用できますが、本格的なサイトはちょっとむずかしいかもしれません。これは早ければ早いほどよいということになります。最近の工夫としては、Content Deliverly network(CDN),RealSsytem iQなどの配信方法で冗長性と信頼性を高める方式も模索されているようです。
実際の手順
1)撮影
2)キャプチャする
3) 編集する
4)エンコードする
5)アップロードする
配置図の例パワーポイントです
1)映像を撮る
　ビデオカメラ・ビデオデッキ・CCDカメラ・CGアニメーション動画撮影可能なデジタルカメラなどの中で、最も一般的なのはビデオカメラでしょう。DVカメラは、映像をデジタル信号で記録するため、鮮明で発色の良い映像を撮影できます。また最近では３CCDやプログレッシブCCDなど、かつて業務用だけだったカメラ技術が個人・家庭向けでも利用できるようになってきました。また、ストリーミング用の映像の場合は、できるだけ動きの速い映像は避けるべきです。と言うのも、ストリーミングビデオは圧縮率が非常に高いので、動きが激しいと、映像がぼやけてしまいます。
2)キャプチャする
　映像素材をデジタルデータにしてコンピュータに取り込みます。キャプチャするためには、ビデオキャプチャカードとソフトが必要になります（ただしCCDカメラとCGアニメーションの場合は不要です）。手順としては、ビデオキャプチャカードをパソコンに取り付けた後、ビデオソースとキャプチャカードを（必要に応じてサウンドカードも）ケーブルに接続し、キャプチャソフトで取り込みます。ソフトは通常、キャプチャカードを購入すれば付属しているので、それで問題ないはずです。
　キャプチャカードは千差万別で、入力だけの簡易なものであれば１万円程度から、出力も可能で高品質な映像の取り込みが可能なものであれば十数万円程度まで、様々な種類があります。また最近では、IEEE1394規格（通称「i.LINK」「FireWire」などと呼ばれている）により、DVカメラからデジタルのまま取り込みができるタイプも増えてきました（これだと全てデジタルであるため、映像の劣化がないわけです）。キャプチャカードはGV-VCP2/PCI（定価12,800円）やPower Capture Pro（定価108,000円）、GV-DVC/PCI（定価34,800円）などがあります。
3)編集する
　取り込んだ映像を、編集ソフトを使って不要な部分を切り取ったり、つなぎ合わせたりして1本のビデオファイルにしていきます。こうした「切る」「つなぐ」の他にも、タイトルやテロップを加える、BGMや効果音を付け足す、モザイクやフェードイン・フェードアウトなどの視覚効果を追加するといった様々な加工が可能です。　編集ソフトも様々で、キャプチャカードに付属している簡易なものから、十万円近くするプロ向けの高機能なソフトまであります。しかし一般的には１〜２万円程度のものが主流のようです。RealProducer などのストリーミング映像専用のエンコーダーを使用しましたが、最近はストリーミング用のエンコーダが内蔵されたデジタルビデオ編集ソフトを使用することで簡単にストリーミング用の映像ファイルを作ることができるようになりました。
ビデオ編集ソフト 　RealVideo WindowsMedia QuickTime　streaming MPEG1
VideoStudio4 　　　　　○(注) ASF 　　　　　　　×　　　 ○
VideoStudio5 　　　　　○ 　　　WMV 　　　　　　×　　　 ○
Premiere 5　　　　　　 ×　　　 × 　　　　　　　× 　　　○
Premiere 6 　　　　　　○　　　 WMV　　　　　　　○ 　　　○
MediaStudioPro6.0J 　　○ 　　　ASF　　　　　　　 ×　　 ○
FinalCutPro 　　　　　　×　　　 × 　　　　　　　○　　 ×
(注)VideoStudio 4 は市販されているパソコンの一部で RealVideo 用のファイル出力機能が利用できません。 これらのソフトで編集を行った場合、編集を行ったDV映像をそのまま出力レンダリングと同様な方法でストリーミングファイルの作成ができるため、非常に簡単です。
●Premiere 5/6
　アドビシステムズ製のビデオ編集ソフトです。事実上のデファクトスタンダードとして、多くのシーンで使用されており、2001年３月16日にバージョン6（日本語版）が発売されました。バージョン6では "DV in, WEB out" がセールスポイントになっており、DVビデオカメラから映像を取り込み、RealVideo、Windows Media QuickTime でのストリーミングファイルを作成する機能が付いたことで、入力から出力まで完結したビデオ編集ソフトとして完成度が高まりました。
　RealVideo、Windows Media、QuickTime のファイル出力機能はそれぞれプラグインを使用して実現されているようですが、細かい設定まで可能で、なかなかに便利です。また、映像を再生するための htmlファイルを自動的に作成する機能もあります。もともとビデオ編集には定評のあったソフトですが、これまでは入力・出力に問題があり、VAIO など特別に対応したパソコンでないと、パソコンやボード、OSの組み合わせを誤るとDV入力やビデオ出力機能が利用できないケースがあり、気楽にビデオ編集をはじめてみたい、という方には手を出しにくかったかと思います。今回バージョン6で本格的に DV に対応したことで、Windows 98 SE 以降を搭載し、IEEE1394 端子の付いたパソコンならまずどれでも動作します。プロフェッショナルな機能を誰でも気軽に利用できるようになったことが、今回の最大のバージョンアップポイントかも知れません。
●VideoStudio 4/5
台湾に本社のあるユーリードシステムズが発売しているエントリー向け編集ソフトです。VideoStudio5 は英語版は米国などですでに発売中ですが、日本語版は2001年４月６日発売予定です。編集機能については 他の高価なソフトに一歩譲りますが、MPEG1/MPEG2 をはじめ非常に多くのファイルを入出力することができ、映像ファイルの変換用に便利なことがあります。特に、IEEE1394 を介してプレビュー映像をモニターテレビで見る機能（マルチプルプレイバック機能）があるため、画面細部を見て編集できます。また、この機能を利用するとアフレコがしやすく、数分程度の短編作品を作る場合には決して機能も効率も低いとは言えないと思います。VideoStudio 4 ではRealVideo G2 のフォーマットのRMファイルを出力するようですが、フレームレートや画面のサイズを変えることができるなど、無償版の RealProducer Basic よりは機能が豊富で、便利です。
4)エンコードする
　完成したビデオファイルを、今度はネット配信向けにファイル形式を変換（エンコード）します。RealVideoの場合、RealProducer（無償）を使用すれば、比較的簡単にエンコードできます。またエンコードしたストリーミングビデオを再生するには専用プレーヤー（RealVideoの場合はRealPlayer）が必要になりますが、これらはホームページからダウンロードして入手可能です（雑誌の付録CD‐ROMに入っていることもあります）。 　エンコードする際には、視聴者のインターネットへの接続環境を考慮して、それに適した条件を設定すべきです。また映像を重視するのか、音声を重視するのかといったことも選択できます。RealProducerでは、条件に合った設定が簡単にできますので、特別な知識がなくともエンコードできます。
5)アップロードする
　エンコードによってネット配信用のストリーミングビデオファイルが完成したら、いよいよホームページに掲載します。RealVideoの場合、ライブ中継などの機能を使う場合には専用サーバが必要ですが、オンデマンドでストリーミング再生するだけなら、普通のホームページと同じhttpサーバで放送可能です。RealProducerの「Web Publishing」機能を使えば、簡単にアップロードできます。
html化の手順
　Web上でRealVideoを表示させる方法には「ポップアップ表示」と「インライン表示」の２つがあります。「ポップアップ表示」とは、ページ上にはリンクがあるだけで、そこをクリックするとRealPlayerが起動して、ブラウザの外でReaｌVideoを表示させるものです。こちらは多くのページで見られる方式で、現在主流になっています。他方「インライン表示」とは、Webページ内にRealVideoが貼り込まれている方式です。あまり見かけませんが、画像と同じ感覚でビデオを見ることができます。
ターンキーシステム
　動画編集を目的に設計されたパソコンが登場し始めました（こうしたオールインワン型のモデルを「ターンキーシステム」と呼びます）。例としてはSONYのVAIOGTはカメラPcで、専用の撮影ソフトのURecSightを使えば、PercasTVにおくれば手軽に動画を発信できるシステムです。
まとめ
　学会という性格上、広く伝えるということで、Real-videoを使用する。問題は機材と必要人員です。学会場で、映像を専門に取る方１-２人。取り込み用のビデオ機器を扱う方１-２人。キャプチャーカードやエンコード、送信用のPC一台。これを扱う専門家１名。学会場から配信サーバまでの送信用の回線、これはそんなに早くなくてもよい。そこから別な場所にあるネット配信用のPCサーバへおくる。これは光ファイバーに乗っていれば最高。配信サーバの管理者１-２人。結構な機材と人員が必要です。編集はほとんど必要ないでしょう。Real-videoのサーバソフトは高額です。業者に請け負ってもらうと、１００万程度はかかる。それなりの経費と人員、準備が必要です。しかし、ブロードバンド時代になり、インターネット上で学会が行われれば、会員の先生方は、家にいながらにして、最新の情報に触れることが出来ます。最もインターネットらしい使い方になるでしょうか。そういう意味では、まだ静止画とテキストファイルが、主流の現在のネットはまだまだ普及途上ということでしょうか。もちろん、テキストファイルの蓄積性と簡便性は、捨てがたいので、当然最後まで残ると思いますが、回線スピードが上がり、常時接続の世界が後1-2年で一般的になる。動画もかなり入り込んできて、テレビ並みの使い方もできる。技術の進歩は際限がないということで、ますます楽しみになってきます。学会のネット中継が一般的になることを願ってやみません。
参考文献
電脳映像空間の進化（10）
自映館
マルチメディア概論
インターネットラジオの基礎知識
WEBで音楽やビデオ
最新版：インターネット音楽配信用語集
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