Оборудование для ситуационного центра VOCORD VideoWall

Система визуализации (видеостена) VOCORD VideoWall предназначена для оборудования диспетчерских центров, ситуационных центров, центров управления силами и т. д., где требуется отображение разнородной информации на большом экране для коллективной работы.

В базовой конфигурации видеостена состоит из мониторов отображения интерактивной карты (с соответствующим оборудованием управления) и мониторов отображения видеоинформации (видеомониторов), подключенных к контроллерам.

На карте отображается план (географическая электронная карта) объекта наблюдения. На карте с географической привязкой отображаются различные активные элементы (видеокамеры, датчики, устройства связи и т.п.). Состояние этих элементов показано иконками (пиктограммами) и/или текстовыми подсказками.

На видеомониторы выводится видеоизображение от камер наблюдения. Выбор камер для отображения осуществляется вручную или согласно заранее определенным сценариям. Например, изображения от определенных видеокамер могут автоматически выводиться на видеомониторы по наступлению некоторых событий: срабатыванию тревожных датчиков или детекторов движения. То, как пользователи должны реагировать на отображаемые на карте события, регулируется служебными инструкциями эксплуатирующей организации.

Все компоненты системы находятся в одной локальной вычислительной сети (ЛВС).

Основные компоненты видеостены — это:

1. Система VOCORD Tahion (Core, NetScale, Archive, Client)
2. Видеоконтроллеры VOCORD VideoWall Controller-xx
3. Карта (Tahion GIS-server, Tahion GIS-client)

Tahion Core – ядро системы, которое отвечает за управление всеми потоками данных. Это ключевой элемент всей системы. Ядро системы Tahion Core определяет, какие компоненты системы будут соединяться между собой (при этом данные передаются напрямую, минуя ядро) и управляет разрешениями для таких соединений.

В настройках видеоконтроллеров прописывается IP-адрес Tahion Core. Когда от какого-либо компонента системы (Tahion GIS-client, Tahion Client) поступает команда (в соответствии со сценарием работы системы) на контроллер VideoWall-controller, что необходимо показать определенный видеоканал, реализуется следующий алгоритм:

1. VideoWall-controller сначала обращается к Tahion Core, получает информацию, от какого источника (Tahion NetScale, Tahion Archive) получить видеоданные.
2. После этого, VideoWall-controller обращается к соответствующему источнику (которых может быть несколько в системе), получает и отображает видеоданные.

По сути, видеостена VOCORD VideoWall — это дополнительная подсистема аппаратно-программного комплекса VOCORD Tahion. Данные из видеомаршрутизаторов Tahion NetScale поступают в архив (Tahion Archive), могут отображаться на рабочем месте (Tahion Client), или отображаться на мониторах видеостены VOCORD VideoWall.

Каждые 4 (в настоящее время максимум 6) монитора видеостены подключены к отдельному компьютеру. Такие компьютеры называются Видеоконтроллерами. Каждый из видеоконтроллеров подключается к маршрутизатору Tahion NetScale, берет из него данные и отображает эти данные на те видеомониторы, которые подключены к данному видеоконтроллеру. Аппаратно-программная архитектура видеостены такова, что количество видеоконтроллеров в видеостене теоретически не ограничено. Безусловно, существуют разумные ограничения (которые, как правило, определяются пропускной способностью ЛВС), однако, контроллеров может быть до нескольких десятков штук.

Видеоконтроллер (ВК) — это компьютер на платформе Intel, на котором (на момент написания данного материала):

1. Есть 2 или 3 «двухголовые» VGA-видеокарты. Предпочтение отдается nVidia G70+/ATI R500+ 2+DVI и выше. К этим VGA-видеокартам подключается по паре мониторов;
2. Процессор Core2Quad 9550 или выше;
3. VOCORD StreamBoost – это видеоускоритель производства фирмы Вокорд, основная задача которого аппаратно распаковать видеоданные, поступающие на видеоконтроллер. VOCORD StreamBoost позволяет распаковывать 4 канала в полном разрешении 720х576 с частотой кадров 25 кадров/сек;
4. Еще одна особенность, которая исчезает с появлением новых чипсетов — материнская плата должна поддерживать:

• Режим не хуже, чем 2x (PCI Express x8), т.е. для чипсетов, начиная с Intel X35 это справедливо по-умолчанию (для более старых с 2 слотами PCI Express x16 могут быть проблемы с совместной работой двух видеокарт);

• Один или более разъем PCI Express 1x для установки VOCORD StreamBoost;

• Эти два режима должны поддерживать одновременную работу по всем разъемам.

Такой видеоконтроллер позволяет отображать на 4 монитора 4 канала живого видео. На видеоконтроллер устанавливается программное обеспечение (ПО), VideoWall Controller-[1,2,3,4]M, которое организует работу видеоконтроллера в составе системы VOCORD VideoWall и отображение данных на видеомониторах.

Следующий элемент видеостены — это карта. Карта состоит из двух частей. Есть часть, которая отвечает за отображение, собственно, карты, т.е. клиентская часть GIS-client, и есть серверная часть, которая отвечает за генерацию карты GIS-server. На сервере хранится векторная электронная карта, и к ней могут подключаться несколько клиентов (GIS-client), их число ограничено производительностью системы. Каждый клиент может просматривать любой кусок карты, любой масштаб и при этом клиенты независимы друг от друга.

Что делает карта?

1. Приложение «Карта» отображает карту (масштабирование, прокрутка).
2. Отображает практически неограниченное число «слоев элементов» с географической привязкой элементов к местоположению на карте.
3. Карта отображает объекты VOCORD Tahion (камеры и релейные интерфейсы видеосерверов VOCORD Avantpost), которые нанесены на эту карту.
4. Значки, которые отображают эти объекты, меняют цвет или другие свои визуальные параметры в зависимости от текущего статуса объекта. Например, потеря сигнала от камеры, сработал какой-либо из автоматических детекторов (движения, оставленных предметов, закрытия камеры и т.п.) и т.д.
5. Карта позволяет управлять отображением этих видеоканалов на видеомониторах.

• В пользовательском интерфейсе справа выводится миниатюрная модель видеостены. Можно взять в фокус конкретный видеомонитор и кликнуть по пиктограмме камеры на карте, и изображение с соответствующей камеры будет выведено на этот видеомонитор. Таким образом, можно вручную управлять тем, какие камеры отображаются в данный момент.

• Предусмотрена возможность автоматического переключения камер. В сервере есть язык сценариев (ScriptEngine), который можно перепрограммировать так, чтобы камеры переключались по каким-то событиям.

Существуют ограничения по производительности Tahion GIS-server.

1. Если к нему постоянно обращаться и запрашивать кусочки карты большим количеством клиентов, нагрузка на него может превысить допустимую.
2. Нагрузка растет пропорционально размеру карты (в пикселах) и в количестве элементов (объектов), которое необходимо отобразить вместе с картой.
3. Карту можно подключить только к тем мониторам (т.е. при отображении карты может использоваться более одного монитора, объединенные в видео матрицы в один рабочий стол), которые подключены к одному системному блоку (т.е. одна карта размещается сразу на нескольких мониторах, объединенных в «стену»). Таким образом, размер карты ограничен размерами мониторов и максимальным количеством мониторов, которые можем подключить к одному компьютеру.

Замечание: На сегодня можно подключить до 6 мониторов с максимальным разрешением 4 Мегапиксел каждый (т.е. суммарно до 24 Мегопиксел). С выходом новых чипсетов материнских плат и VGA-контроллеров можно будет подключать до 24 мониторов с максимальным суммарным разрешениям до 92 Мпиксел (http://www.ixbt.com/news/all/index.shtml?11/36/37).

Tahion GIS-server работает с векторными картами. Чтобы увидеть все преимущества его работы, нужно сравнить его с существующими решениями. Обычно решения бывают двух видов:

1. Используется растровая карта. Берется bmp-файл с планом объекта, и на такую картинку сверху кладутся изображения датчиков, камер, и они как-то после подсвечиваются. Плюс: все просто и быстро. Минус: если объект достаточно большой (например, город), то его нормально масштабировать не получится.
2. Интеграция с векторной картой. Берется готовая карта с готовым движком (GIS-engine). И для этой карты из системы видеонаблюдения выводятся объекты (обычно, все качественно сделанные карты позволяют выставлять внутри себя объекты, менять состояния этих объектов и получать клики с этих объектов).

Недостаток этого решения - такие системы однопользовательские, т.к. для того, чтобы работать на двух компьютерах, необходимо на каждом поставить полный комплект ПО (GIS-engine) с картой и всеми объектами. Без нарушения лицензии эта процедура достаточно дорогая, т.к. движок, отображающий карту, стоит денег, и карта стоит денег.

Отличие системы VOCORD VideoWall: один GIS-server на всю систему, на котором хранится исходная информация, и из этого одного источника все потребители получают карту (GIS-информацию). VOCORD GIS-server поддерживает все основные картографические форматы, т.е. можно взять готовую электронную векторную карту и «втянуть» ее в систему. Если в электронной векторной карте чего-то не хватает, то специалисты компании «Вокорд» могут отредактировать или дополнить недостающую информацию (в качестве редактора для карты используется система GisInfo).

После получения GIS-данных, т.е. карты, должна произойти ее конфигурация, т.е. на ней должны быть расставлены объекты (камеры, датчики и т.п.). Это производится с помощью специального редактора.

Разработка технологий 3D-виртуального мира с динамическим наложением изображений, получаемых от видеодатчиков в реальном масштабе времени.

В перспективе (над этим проектом уже ведется работа) предлагается создать технологии моделирования 3D-виртуальной реальности, ее визуализации с эффектами присутствия наблюдателя и внешнего наблюдателя с наложением изображений, получаемых от видеодатчиков высокого разрешения на реконструированную 3D-модель «виртуального мира»:

• Построение 3D-модели виртуального мира объектов заказчика (зданий или охраняемой территории, в перспективе города или региона).
• Установка на объекте датчиков стереоизображений, 3D-реконструкция и наложение (внедрение) изображений датчиков на 3D-модель «виртуального мира».
• Многопользовательская 3D-визуализация модели с возможностью «виртуального погружения» с эффектами присутствия наблюдателя внутри виртуальной модели, так и внешнего наблюдателя - панорамный вид с различных ракурсов.