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1
Copyright © 2012 TeleM ídia
Agenda
• Introdução à TV Digital
• Demonstrações: Requisitos do M iddleware
• M odelo de Referência
• Ginga: NCL (Lua)
• Considerações Finais
2
Copyright © Laboratório TeleMídia, 2012
1
Introdução à
TV Digital
3
Efeito dos Ruídos
Sinal Digital Or iginal
Efeito de um
canal passa-baixa
Ruído Branco
Gaussiano
T
Sinal Recebido
Nível de
Dec isão
Instantes de
Amostragem
Informação Recuperada
4
2
Interferência
5
Múltiplos Caminhos
6
3
7
© 2012 TeleM
ídia
TV interactiva seCopyright
hace con
Copyright
© 2006 TeleMídia
Ginga
TV Digital
8
4
Largura de Banda: 6MHz
19,3 Mbps
9
1’ minuto
Picture Element
(pixel)
h = 480
lines
640 pixels
7xh
10
5
Algumas Possibilidades em 6 MHz
SDTV 1
SDTV 2
HDTV 1
SDTV 3
HDTV 1
…
LDTV
SDTV n
SDTV
16
4
9
3
19,3 Mbps
11
TV Digital
12
6
Algumas Possibilidades em 6 MHz
SDTV 1
SDTV 2
HDTV 1
HDTV 1
SDTV 3
Data
…
LDTV
Data n
SDTV
Data
SDTV
16
4
9
3
19,3 Mbps
13
Receptor
Rede
Externa
API SO
IR
RF in
CR
Demodulador
Decod. do Canal
CPU
Memória
Dec. Vídeo
Dec. Áudio
Video out
VC
RF
RF out
Audio out
Audio
Surround
14
7
Tipos de Aplicacões
15
16
8
17
18
9
19
20
10
21
Africa do Sul 2010
22
11
Tipos de Aplicação
• Conteúdo adicional sem qualquer relação semântica
com o programa (vídeo principal)
• Conteúdo adicional relacionado ao programa, mas sem
nenhum sincronismo com o vídeo principal
• Conteúdo adicional relacionado ao programa e
sincronizado com o vídeo principal
• Narrativas interativas
23
Suporte Adicional
• Canal de interatividade
• Multiprogramação
• Múltiplos dispositivos de exibição
24
12
DTV
Reference Model
25
Canal de Interatividade
Conteúdo das
Especific.
Outros da
Aplicação
Dados
Aplicações
Video
Aplicativos
Interativos
Audio
Vídeo
Cod. de
Sinais Fonte
DataStream
MUX
TS
Sistema de Transporte
Difusão
26
Conteúdo
Outros
das
dados
Aplicações
Áudio
Decod. de
Sinais Fonte
Middleware
DEMUX
TS
Terminal de Acesso
13
Conteúdo das
Video
Conteúdo
Outros
das
dados
Aplicações
Especific.
Outros da
Aplicação
Dados
Aplicações
Aplicativos
Interativos
Audio
Vídeo
Cod. de
Sinais Fonte
Decod. de
Sinais Fonte
Middleware
DataStream
MUX
Áudio
DEMUX
TS
TS
Cod. Canal / Modulação
Decod. Canal / Demodulação
Transmissão
Recepção
Difusão e Acesso
27
Terminal de Acesso
Conteúdo das
Especific.
Outros da
Aplicação
Dados
Aplicações
Video
Aplicativos
Interativos
Audio
Vídeo
Cod. de
Sinais Fonte
DataStream
MUX
TS
Cod. Canal / Modulação
IP Network
Transmissão
Difusão
Multicasting
e Acesso
28
Conteúdo
Outros
das
dados
Aplicações
Áudio
Decod. de
Sinais Fonte
Middleware
DEMUX
TS
Decod. Canal / Demodulação
IP Network
Recepção
Terminal deReceiver
Acesso
14
Modelo de Referência
Vídeo Codec
Áudio Codec
Camada Física
29
Áudio
MPEG - 4 HE-AAC@L4
MPEG - 4 HE-AAC@L3
Vídeo
H.264 [email protected]
MPEG-2 System
8-VSB
30
COFDM
15
Vídeo Codec
Áudio Codec
Camada Física
31
Áudio
MPEG - 4 HE-AAC@L4
MPEG - 4 HE-AAC@L3
Vídeo
MPEG-2 System
8-VSB
32
COFDM
16
TV Digital
33
Multiplexação com Selos de Tempo
z
y
y
MUX
MPEG 2
System
34
z
x
x
DEMUX
MPEG 2
System
17
TV Digital
35
x
x
w
MUX
MPEG 2
System
z
z
DEMUX
MPEG 2
System
w
36
18
x
x
x
MUX
MPEG 2
System
z
z
DEMUX
MPEG 2
System
x
37
Transporte Assíncrono
x
x
MUX
MPEG 2
System
38
z
z
DEMUX
MPEG 2
System
19
Transport Stream
GINGA
linguagem de especificação
Sistema Operacional
Device Drivers
Acesso
Condicional
Hardware
Áudio
MPEG
Vídeo
Dados
SBTVD
interpretador da aplicação
especificação da aplicação
39
MPEG-2 System
Component_tag
Program_number
40
20
Vídeo Codec
Áudio Codec
Camada Física
41
Áudio
MPEG - 4 HE-AAC@L4
MPEG - 4 HE-AAC@L3
Vídeo
MPEG-2 System
BST-OFDM
42
21
ISDB
CODEC
S-Video
MPEG-2
Modulation
Editing
43
SBTVD
CODEC
S-Video
MPEG-2
Modulação
Editoração
PSTN
44
22
Internet
Rede
SBTVD
CODEC
S-Video
MPEG-2
Modulação
Editoração
PSTN
45
Internet
Net
ISDB
CODEC
S-Video
MPEG-2
Modulation
Editing
PSTN
46
23
Vídeo Codec
Áudio Codec
Camada Física
47
Áudio
MPEG - 4 HE-AAC@L4
MPEG - 4 HE-AAC@L3
Vídeo
MPEG-2 System
Protocolos IP
48
24
APPL 1
49
APPL 2
APPL n
Apl 1
Apl 3
Apl 2
...
Apl n
Middleware
Ginga
SO
50
25
Apl 1
...
Apl 3
Apl 2
Ginga - NCL
Apl n
Lua
Extensions
Ginga-CC
OS
51
Ginga
Ginga - NCL Presentation Engine
Extensions
Scheduler
Player
Manager
Layout Manager
XML Parsers
Converters
Private Base
Manager
Adapters
Ginga Common - Core
CA
Formatter
NCL Context
Manager
Context Manager
Data
Processing
DRM
Search Engine
Update Manager
Tuner
G. Manager
Players
Protocol Stack
52
26
Ginga-NCL
Converters
Scheduler
Player
Manager
Private Base
Manager
Layout Manager
Adapters
Ginga Common - Core
CA
XML Parsers
Formatter
NCL Context
Manager
Context Manager
Data
Processing
Search Engine
Update Manager
Tuner
G. Manager
DRM
Players
Protocol Stack
SI MPE DSM- CC Media Streams
HTTP
RTP
RTCP
TS
TCP
UDP
IP
53
Ginga-J + Ginga-NCL
Ginga –J Execution Engine
Scheduler
Player
Manager
Layout Manager
Bridge
Converters
Private Base
Manager
Adapters
Ginga Common - Core
CA
XML Parsers
Formatter
NCL Context
Manager
Context Manager
Data
Processing
DRM
Search Engine
Update Manager
Tuner
G. Manager
Players
Protocol Stack
HTTP
RTP
RTCP
TS
TCP
UDP
IP
54
27
Broadband TV + Ginga-NCL
Services / Applications over IP
Broadband TV
EPG
Gaming
Widgets
Bridge
Converters
Scheduler
Player
Manager
Private Base
Manager
Layout Manager
Adapters
Ginga Common - Core
Context Manager
Data
Processing
CA
XML Parsers
Formatter
NCL Context
Manager
Search Engine
Update Manager
Tuner
G. Manager
DRM
Players
Protocol Stack
IGMP
FTP
HTTP
RSTP
RTCP
RTP
TCP
TS and Others
UDP
IP
55
IPTV + Ginga-NCL
IPTV - Broadband TV
VOIP
EPG
Gaming
Widgets
PPV
VOD
Scheduler
Player
Manager
Layout Manager
Bridge
Converters
Private Base
Manager
Adapters
Ginga Common - Core
Context Manager
Data
Processing
CA
XML Parsers
Formatter
NCL Context
Manager
DRM
Search Engine
Update Manager
Tuner
G. Manager
Players
Protocol Stack
IGMP
FTP
HTTP
RSTP
RTCP
RTP
TCP
TS and Others
UDP
IP
56
28
Hybrid TV
IPTV - Broadband TV
VOIP
EPG
Gaming
Widgets
PPV
VOD
Bridge
Converters
Scheduler
Player
Manager
Private Base
Manager
Layout Manager
Adapters
Ginga Common - Core
Context Manager
Data
Processing
CA
XML Parsers
Formatter
NCL Context
Manager
DRM
Search Engine
Update Manager
Tuner
G. Manager
Players
Protocol Stack
IGMP
FTP
HTTP
RSTP
RTCP
RTP
TCP
TS and Others
UDP
IP
57
Requisitos para o Middleware
58
29
Sincronização
59
Interatividade
60
30
Interatividade
61
TV não é Computador
• Sistema de transmissão em broadcast
• Telespectadores usualmente estão longe da tela e
interagem via dispositivos com controle remoto
• Assistência coletiva
Interatividade
como caso particular de
Sincronismo
62
31
• Aplicações baseadas no vídeo
Sincronização baseada na
estrutura
63
• Aplicações baseadas no vídeo
Múltiplos Dispositivos de Exibição
64
32
Dispositivo de Exibição Único
Tira Teima
65
Copyright © 2012 TeleM
ídia
Copyright
© 2006 TeleMídia
Dispositivo de Exibição Único
66
33
Tira Teima
67
68
34
Adaptabilidade
Beba Cerveza
69
Adaptabilidade
70
35
Adaptabilidade
Beba Guaraná
71
Adaptação de Conteúdo e de Apresentação
• Perfis de usuários diferentes
• Dispositivos de exibição diversos
• Usuários em localidades diferentes
Adaptabilidade
72
36
TV
TV
(assinatura)
Tel.
Fixo
Celular
Computador
Computador
+ Internet
Nunca usou
computador
Nunca
usou a
Internet
TOTAL
98%
25%
34%
88%
46%
40%
41%
45%
Área
Urbana
99%
28%
38%
90%
51%
44%
36%
39%
Área Rural
93%
7%
11%
72%
15%
10%
71%
77%
Classe A
> R$
12.440,00
100%
85%
87%
99%
98%
97%
5%
5%
Classe B
100%
53%
63%
98%
84%
78%
14%
17%
Classe C
99%
20%
32%
92%
44%
36%
40%
45%
Classe DE
< R$
2.480,00
92%
3%
9%
69%
9%
6%
74%
80%
Copyright
2012 TeleM
ídia
Copyright
TeleMídia
Dados de©2012/2013,
publicado ©
em2006
06/2013
pelo CGI.br
73
Linguagem de Especificação
• Simples de ser entendida e usada
• Leve
• Expressiva
74
37
Paradigmas de Programação
• Imperativo (procedural)
– Especificação: como fazer
– Maior poder de expressão
• Declarativo
– Especificação: a intenção final
– Especificação em mais alto nível
75
Linguagem de Especificação
• Simples de ser entendida e usada
• Leve
• Expressiva
• Linguagem Declarativa de Domínio Específico
DSL
76
38
NCL
Nested Context Language
• Inovação do Sistema Brasileiro de TV Digital:
– Linguagem declarativa NCL (Nested Context Language)
– Sua linguagem de script Lua
– seu ambiente de execução middleware Ginga-NCL.
• ITU-T H.761 Recommendation for IPTV services
• ITU-R BT 1691-1 Recommendation for Terrestrial DTV
77
Funcionalidades – Suporte declarativo a:
• Sincronismo de mídia
– Interatividade como um caso particular
• Adaptabilidade
• M últiplas redes de distribuição
• M últiplos dispositivos de exibição
• Edição ao vivo
78
39
Declarativo:
NCL
HTML
MHEG
79
Imperativo:
Lua
ECMAScript
Java
Imperativo
Declarativo
+ geral
+ eficiente
+ fácil de usar
80
40
Declarativo X Imperativo
Imperativo
Declarativo
81
Imperativo
Declarativo
82
41
Imperativo
Declarativo
83
Estado da Arte – Middleware
Declarativos
• Privilegiam a interatividade em detrimento
da sincronização e da adaptabilidade de
conteúdo
– Sincronização e adaptabilidade por scripts
(procedural)
84
42
Imperativo
Declarativo
HTML
85
Por que NCL?
86
43
NCL – Nested Context Language
• Suporte à sincronização
– Sincronização baseada na estrutura
– Suporte a canal de retorno
• Suporte a múltiplos dispositivos
• Suporte à adaptação do conteúdo e da
apresentação
• Suporte à edição ao vivo
• NCL é software livre
87
Imperativo
Declarativo
NCL
88
44
Imperativo
Declarativo
Linguagens de Sistema
Java
C
Linguagens de Script
ECMAScript
Lua
89
Eficiência?
Footprint?
Sistema
Script
+ fácil de usar
90
45
Script X Sistema
Sistema
Script
91
Script X Sistema
Sistema
Script
92
46
Script X Sistema
Sistema
Script
93
Opções Ginga
Java
Lua
Tarefas de pequena e média complexidade: Lua
Tarefas de grande complexidade: Java
94
47
Opções Ginga
Java
Lua
95
Por que Lua?
96
48
Por que Lua?
Lua é simples e expressiva
Lua é portável
Lua é fácil de embarcar
Lua é rápida
Lua é robusta
Lua é software livre
97
http://shootout.alioth.debian.org
/
•
Lua vs JS
•
LuaJIT vs JS
JavaScript SpiderMonkey = 936 Kbytes
Lua = 120 Kbytes
LuaJIT = 150 Kbytes
98
49
Alguns Jogos Usando Lua
99
java
onBegin
Start
Start
onBegin
onEnd
Start
Stop
Start
onBegin
onSelection
Stop
Set Set
size size
Stop
Start
onEnd
Start
Smil
100
© 2012 TeleM
ídia
TV interactiva seCopyright
hace con
Copyright
© 2006 TeleMídia
Ginga
50
Considerações Finais
101
NCL Eclipse
102
51
NCL Composer
103
Player Ginga-NCL
104
52
Ginga-NCL é software livre
105
Comunidades Ginga
Argentina
Bolivia
Ecuador
Brasil
106
53
Implementação de Referência
Ginga-NCL
• C++ Language
• Linux platform
• High performance
• Hard to embed
107
Ginga –NCL para Windows
108
54
Ginga –NCL para MAC
109
Set-top Box Virtual Ginga-NCL
110
55
Ginga –NCL para IPTV
• IPTV: Recommendation H.761
– Symbian
– Android
111
Pesquisa em Linguagens e Players
• Interoperabilidade: Liaison ITU-T/W3C
– NCL como linguagem de cola
– NCL como plug-in Web
112
56
Plug-ins Ginga
TV Conectada
113
Próxima Geração
114
57
NCL 4.0
• NCL 4.0 / Hypermedia Raw Profile
– Abstrações de mais alto nível para definição
de relacionamentos
– Melhor suporte a aplicações cientes de
contexto
– Suporte a interfaces multimodais
115
Africa do Sul 2010
116
58
NCL 4.0
• NCL 4.0 / Hypermedia Raw Profile
– Abstrações de mais alto nível para definição
de relacionamentos
– Melhor suporte a aplicações cientes de
contexto
– Suporte a interfaces multimodais
– Suporte a objetos 3D
• Múltiplos dispositivos
• Social media
117
NCL 3D Profile
•
Nos dias de hoje, middlewares de TV digital só permitem a exibição de objetos
de mídia em regiões retangulares.
•
O próximo passo é permitir a exibição de objetos de mídia em superfícies 3D.
118
59
NCL 3D Profile
•
Como uma linguagem de cola, NCL deve ser capaz de aninhar objetos 3D,
especificados em uma outra linguagem, como, por exemplo, X3D.
•
Esses objetos 3D devem ser capazes de se relacionar com outros objetos 2D e 3D,
do mesmo mundo 3D ou de diferentes mundos.
• Mais ainda, a apresentação deve tirar proveito da facilidade de múltiplos
dispositivos de NCL criando um ambiente verdadeiramente virtual.
119
120
60
121
122
61
123
124
62
125
Obrigado
http://www.ncl.org.br
http://www.ginga.org.br
http://www.softwarepublico.gov.br
http://clube.ncl.org.br/
http://www.telemidia.puc-rio.br
126
63

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