Student World

tisková zpráva sdružení Cesnet

Informatici z polské instituce Poznańskie Centrum Superkomputerowo-Sieciowe (Poznaňské superpočítačové a síťové středisko – PSNC) předvedli na konci června unikátní ukázku, během níž přenášeli prostřednictvím vysoce výkonných optických sítí 3D filmy v ultra vysokém rozlišení, a to z Poznaně do EVL (Electronic Visualization Laboratory) na Univerzitě státu Illinois v Chicagu (UIC). Stalo se tak na prvním výročním summitu organizace US Ignite, který se konal v Chicagu. K přenosu nekomprimovaných filmových souborů přitom využili software pro přenos videa a audia UltraGrid, vyvinutý sdružením českých vysokých škol a akademie věd CESNET a Ústavem výpočetní techniky Masarykovy univerzity v Brně. Filmy byly ve formátu 4K, což je digitální kinematografický standard, jehož rozlišení je o něco více než čtyřnásobné ve srovnání s vysokým televizním rozlišením známým jako HDTV.
Schopnost přenášet digitální média a zvláště pak filmy ve 4K (či dokonce v 8K, což je nově vznikající standard) po vysoce výkonných sítích je vyhrazena výzkumníkům a podobné speciální akce fungují jako motivující prvek k výraznějšímu prosazení těchto řešení. Ve spojitosti s dozráváním a lepší dostupností moderních technologií bude v budoucnu možné větší šíření informací v ultra vysokém rozlišení určených pro vzdělávací účely, vzdálenou spolupráci, lékařství na dálku, muzea a také umělce či zábavní průmysl.

Technické podrobnosti
Protože EVL nemá velký sál s potřebným vybavením, jaké se obvykle používá k zobrazování stereoskopických filmů ve velkých institucích a kinech, byl zapotřebí méně tradiční přístup. Pracovníci PSNC a EVL pomocí unikátního softwaru, který vyvíjí celosvětová výzkumná komunita, přenášeli filmy ze serverů PSNC na stěnu v učebně pokročilé techniky EVL, složenou z displejů a schopnou zobrazovat ve 3D. Právě díky spolehlivému softwaru a poměrně levnému hardwaru se budou v dohledné době 2D a posléze i 3D filmy v ultra vysokém rozlišení přenášet do výzkumných laboratoří, učeben, kanceláří a domácností.
Každý 3D film, přenášený polskými odborníky, tvořily vlastně filmy dva – jeden pro levé oko a jeden pro pravé oko. Ty se zpravidla zobrazují pomocí dvou projektorů s polarizačními filtry, takže obrazy se na plátně překrývají a diváci k jejich sledování používají pasivní stereoskopické brýle. Aby však informatici PSNC mohli přenášet film na 3D obrazovkovou stěnu v EVL (i u ní musejí mít diváci pasivní stereoskopické brýle), museli řádky každého políčka obou filmů prokládat. Střídavě řádky zobrazovaly obraz pro levé a pravé oko, a tak vytvořily jediný filmový soubor.
Přijímač UltraGrid posílal do EVL proložená políčka filmů do softwaru EVL SAGE (Scalable Adaptive Graphics Environment), jenž tato políčka zformátoval a předával na obrazovkovou stěnu. SAGE je vysoce výkonné prostředí pro zobrazování v oknech, takže kromě zobrazení samotného filmu vytvářel dodatková okna s doplňkovou dokumentací k filmům a také videokonferenční portál, umožňující vzájemnou interakci mezi výzkumníky a návštěvníky akce US Ignite.
UltraGrid i SAGE jsou otevřené softwary. Původně byly vyvinuty k využití možností vysoce výkonných sítí tak, aby šlo u zdroje ukládat velmi velké datové soubory. To umožňuje stahování nejnovějších informací podle potřeby, a proto odpadá nutnost replikace dat na více místech.
Vývoj těchto nástrojů a technologií představuje vysoce odborné výzkumné téma. Přístup k pokročilým sítím za účelem pokusů a zkoušek aplikací poskytuje celosvětové konsorcium vlastníků a poskytovatelů sítí, jež je známé pod názvem Global Lambda Integrated Facility (GLIF). Pro tuto akci byla díky optické infrastruktuře GLIF vytvořena vyhrazená síťová trasa o přenosové kapacitě 10 gigabitů za vteřinu (Gbit/s) a data mezi Poznaní a Chicagem se přenášela průměrnou rychlostí 3,4 Gbit/s. Data z PSNC proudila polskou sítí PIONIER do hlavní síťové ústředny NetherLight v Amsterdamu, poté transatlantickou sítí ACE (America Connects to Europe), financovanou americkou Národní vědeckou nadací (NSF), do hlavní síťové ústředny StarLight v Chicagu a odtud do EVL prostřednictvím optického kabelu, který je ve vlastnictví UIC. Síťové služby poskytla také Metropolitní síť pro výzkum a vzdělávání (MREN), regionální síť pro výzkum a vzdělávání pro americký Středozápad. Celková délka optických vláken spojujících PSNC a EVL činila přibližně 10 000 km.
Organizace US Ignite podporuje rozvoj veřejně prospěšných internetových aplikací nové generace, takže PSNC pro americké publikum vybrala trojici historicky a kulturně vzdělávacích filmů o Polsku: 3D animované Dějiny Polska, 3D počítačovou rekonstrukci obrazu Jana Matejka Bitva u Grunwaldu (oba filmy jsou dílem studia Platige Image) a 3D film o současné Poznani, vytvořený samotným centrem PSNC. Speciální ukázka pro US Ignite probíhala tři hodiny; 250 osob bylo rozděleno do skupin, kterým byly vyhrazeny jednotlivé 15minutové vysílací sekvence, protože učebna EVL pohodlně pojme jen 25 osob. Síťový přenos při všech 10 promítáních fungoval bezvadně, díky čemuž si diváci mohli vychutnat umělecké provedení i děj jednotlivých filmů.
V roli moderátorů účinkovali Joe Mambretti z Mezinárodního centra pro pokročilý internetový výzkum (iCAIR) na Severozápadní univerzitě, Maxine Brown z EVL i členové konsorcia spravujícího mezinárodní a národní komunikační ústřednu StarLight. Divákům zprostředkovali doplňující informace o infrastruktuře GLIF a použitém softwaru. Výzkumníci z PSNC Maciej Stróżyk a Maciej Glowiak si poradili se sedmihodinovým časovým posunem a zúčastnili se akce prostřednictvím videokonference, aby informovali o filmech a zodpovídali dotazy publika. Síťovou a technickou podporu poskytli další odborníci v Polsku, Amsterdamu a Chicagu.
PSNC tento obsah již dříve sdílela s členy organizace CineGrid, mezinárodního mezioborového společenství zaměřeného na výzkum, vývoj a předvádění nástrojů pro síťovou spolupráci za účelem vytváření, používání, uchovávání a výměny digitálních médií velmi vysoké kvality prostřednictvím optických sítí. Většina akcí CineGrid se koná v sálech s odpovídajícím vybavením a členové CineGrid též předvádějí a používají software UltraGrid a SAGE. Nyní však programy UltraGrid a SAGE byly poprvé použity k přenosu prokládaných 3D filmů na obrazovkovou stěnu.

autor