Rzeczywistość rozszerzona od strony sprzętowej

Od strony sprzętowej do realizacji w czasie rzeczywistym dodawania efektów wirtualnych na rejestrowany na żywo obrazie niezbędny jest system składający się z trzech elementów: karty umożliwiającej przechwytywanie obrazu, profesjonalnej karty graficznej 3D, do której będzie od razu wrzucany obraz z karty przechwytującej wideo, oraz karty wysyłającej z powrotem obraz do mikserów i konsol stosowanych w studiach telewizyjnych.

Nvidia Quadro DVP

W zasadzie jednym tego typu kompletarnym systemem wykorzystywanym do produkcji telewizyjnych, który wytwarzany jest w całości przez jednego producenta, jest system Nvidia Quadro DVP (Digital Video Pipeline). System składa się z trzech kart: Quadro SDI Capture, Quadro SDI Output oraz standardowej profesjonalnej karty Nvidia Quadro.

Działanie systemu Nvidia Quadro DVP

Quadro DVP umożliwia podłączenie jednej lub większej liczby kamer, przez co można za pomocą jednego komputera obsługiwać duże transmisje sportowe. Możliwe jest też przetwarzanie sygnałów w systemach produkcji stereoskopowego materiału 3D. Najistotniejszą funkcją systemu Nvidia Quadro DVP jest przechwytywanie w czasie rzeczywistym obrazu wideo z czterech źródeł sygnału HD SDI (High Definition Serial Digital Interface) wprost do pamięci karty graficznej.

Możliwe jest przechwytywanie nieskompresowanego materiału w formacie SDI o 8-,10- lub 12-bitowym kolorze w rozdzielczościach SD (Standard Definition, czyli format PAL lub NTSC), HD (High Definition) oraz 2K (2048x1536 pikseli wykorzystywany m.in. do skanowania taśmy filmowej) i 3G-SDI (1080p, o zwiększonym bitracie).

Obsługiwane są też podczas przechwytywania dane pomocnicze, zawierające do 16 kanałów 24-bitowego dźwięku cyfrowego zgodnego z wykorzystywaną w transmisjach telewizyjnych specyfikacjami SMPTE 272M i SMPTE 299M oraz sygnału kodu czasowego wykorzystywanego do synchronizacji.

Nvidai Quadro SDI Capture

Następnie, po przechwyceniu obrazu, karta graficzna przy wykorzystaniu interfejsów programistycznych OpenGL i DirectX nakłada na obraz przechwycony z kamer przewidziane efekty. Co ważne, wykorzystanie tych samych sterowników do wszystkich trzech elementów systemu wyeliminowało konieczność tworzenia złożonego, wielowątkowego oprogramowania buforującego dane wideo. Dzięki temu efekty są na obraz wyjściowy nakładane w czasie rzeczywistym. Innymi słowy, system pozwala na nadawanie gotowego materiału telewizyjnego na żywo.

Nvidia Quadro SDI Output

Ostatnim elementem systemu Quadro DVP jest Quadro SDI Output, która wysyła obrobiony strumień z dodanymi efektami 2/D3D na wyjścia SDI w formatach 2K, HD i SD. Karta Quadro SDI Output pozwala również na dokonywanie operacji edycyjnych i korekcji koloru na strumieniu wyjściowym, a także można ją wykorzystać do generowania podglądu w czasie rzeczywistym na wyświetlaczach telewizyjnych.

Oczywiście zastosowane dwa wyjścia SDI pozwalają na wysyłanie nieskompresowanych danych w 8-, 10- lub 12–bitowym kolorze. Możliwe jest więc bezpośrednie podłączenie systemu do monitorów studyjnych, przełączników, urządzeń taśmowych czy projektorów SDI i przekazanie ich następnie bezpośrednio do emisji. Co ważne, karta Quadro SDI Output połączona jest bezpośrednio z kartą graficzną - przesyłanie sygnału wideo do emisji telewizyjnej odbywa się bezpośrednio z pamięci karty graficznej dodającej efekty 2D/3D

Działanie technologii Nvidia GPUDirect for Video

Ciekawym rozszerzeniem możliwości systemu Quadro DVP jest technologia GPUDirect for Video, zaprezentowana we wrześniu br. na targach Interational Broadcasting Convention w Amsterdamie. Pozwala ona bezpośrednio wymieniać dane między wchodzącą w skład zestawu kartą graficzną Quadro, a akceleratorem obliczeniowym Tesla. Dzięki temu możliwy jest szybki dostęp do funkcji związanych nie tylko z obróbką graficzną, ale także do dużej mocy obliczeniowej akceleratora Tesla (korzysta on z technologii CUDA i OpenCL), który może wyręczyć procesor główny komputera przy nakładaniu na obraz telewizyjny skomplikowanych efektów (np. jego nietypowych deformacji). Udało się zmniejszyć opóźnienia do wartości znacznie poniżej 10 klatek, co jest istotne w transmisjach telewizyjnych prowadzonych na żywo.

A co wam podoba się najbardziej w wirtualnej rzeczywistości?

Przeczytaj także:
Procesory wielordzeniowe - co szykuje przyszłość?	OLED - ekrany przyszłości	Nvidia 3D Vision Surround - 3D na trzech monitorach