Наружное видео - реальность сегодняшнего дня

Первое установленное в России электронное панно WW было ввезено из США примерно пять лет назад. Управление им осуществлялось с персонального компьютера через контроллеры и кабели посредством специального программного пакета, функционирующего под операционной системой реального времени QNX фирмы Quantum. Изображение на панно формируется пикселами, каждый из которых представляет собой набор четырех лампочек с фильтрами красного, зеленого, синего и белого цветов (Red-Green-Blue-White - RGBW). Лампочки располагаются на расстоянии двух дюймов друг от друга. Таким образом на электронном панно формировалось 16-цветное изображение. Несколько позже на стадионе "Петровский" в Санкт-Петербурге и на Новом Арбате в Москве начали работать газоразрядные экранные табло "Мега" производства венгерской фирмы Megalux. Сейчас в России насчитывается более 10 электронных панно различных типов, позволяющих отображать информацию с компьютера.

Типизация электронных панно, а также терминология в этой области еще не устоялись. Однако в целом среди наружных электронных панно можно выделить следующие основные типы: ламповые, газоразрядные, светодиодные.

Примером ламповой установки может служить 16-цветный электронный экран Model 4000 Controller. Для формирования изображения в нем используются лампы мощностью 3,85 Вт. Линейные размеры экрана могут варьироваться по высоте (от 2 до 24 м) и по длине (от 5 м до 24 м), потребляемая им мощность - не менее 30 кВт/час. Ламповые экраны выдерживают любые климатические условия при температурном режиме от -55 до +50 градусов.

На экране может отображаться видеоряд с частотой 30 кадров в секунду. Для подготовки и управления трансляцией используется специализированное программное обеспечение - пакет WW4000, функционирующий под операционной системой реального времени QNX. В нем реализован ряд пакетных функций создания и коррекции анимационных изображений.

Ламповые экраны широко применяются в мире для демонстрации сложных многоцветных анимаций, справочной и рекламной информации на стадионах, ипподромах, вокзалах, под или над щитовыми рекламами фирм, перед выставочными и концертными залами и театрами, а также в качестве щитовой рекламы на зданиях.

Три года назад появились полноцветные электронные панно, позволяющие получать видеоизображение с 65 564 цветовыми оттенками, а сейчас уже используются ламповые панно, обеспечивающие отображение "живого" видео и поддерживающие при этом 16 млн. цветов. Такие результаты были достигнуты за счет совершенствования технологии электронного управления яркостью ламп.

Мировая практика показывает, что ламповые панно целесообразно применять в северных широтах с неустойчивым климатом. Российский же опыт подтверждает, что они являются единственным типом электронных панно, способным работать круглосуточно в течение трех-четырех лет без замены, при любой погоде.

Большая наработка на отказ ламп (порядка 20 тыс. часов), надежность, простота в обслуживании и модульный принцип построения - общее достоинство ламповых электронных панно. Кроме того, они являются самыми дешевыми и быстрее всего собираются (для этого требуется около двух месяцев).

Однако у них есть и ряд недостатков - невысокая разрешающая способность (особенно для небольших экранов размером менее 5х7 м) и большое энергопотребление по сравнению со светодиодными панно. (Говоря о разрешающей способности электронных панно любого типа, необходимо иметь в виду, что значение этой характеристики пропорционально размерам табло. Чем больше его габариты, тем лучше разрешение.)

Улучшение качества изображения для ламповых табло может быть достигнуто за счет уменьшения расстояния между лампами. Сейчас применяются ламповые панно с межламповым расстоянием в 2, 1,5, 1 или 0,75 дюйма.

Газоразрядные панно уступают ламповым практически по всем техническим характеристикам. Опыт специалистов, обслуживающих электронные панно "Мега" на стадионе "Петровский" в Санкт-Петербурге, показывает, что у газоразрядных панно управляющие платы и блоки зажигания очень капризны и часто перегорают, в частности потому, что отсутствует система, стабилизирующая электропитание. Один газоразрядный баллон выдерживает не более 2 тыс. часов непрерывной работы, что на порядок меньше ресурса лампы.

Кроме того, для нормального функционирования данной установки в различных температурных режимах необходима специальная система охлаждения и обогрева. И, наконец, срок изготовления газоразрядного панно составляет пять-шесть месяцев, что в два-три раза превышает период сборки ламповых панно.

Светодиодные электронные панно обеспечивают наибольшую разрешающую способность на единицу площади. Сами светодиоды (LED), в основном производства Японии и Тайваня, по сравнению с лампами потребляют значительно меньше электроэнергии, будучи более надежными: время наработки на отказ для них составляет примерно 50 тыс. часов непрерывной работы.

Однако надежность светодиодов не очень влияет на длительность работы электронного панно в целом. Дело в том, что электронные блоки и платы светодиодных и ламповых установок аналогичны, но по надежности значительно уступают и светодиодам, и лампам. Замена же светодиодных модулей обходится значительно дороже ламповых. Именно высокая стоимость является основным препятствием к широкому использованию светодиодных панно.

Здесь же следует упомянуть о малом угле обзора - 30-90 градусов - для светодиодных панно (у ламповых - 120-160 градусов). Пиксел в панно данного типа представляется определенным набором сочетаний RGB-светодиодов. Например, в модели панно KFOB-30 это сочетание выглядит следующим образом: 4R-16G-2B. Расстояние между пикселами в этой модели - 37,5 мм, а размер самого пиксела - 30 мм.

Не только мировой, но и российский опыт эксплуатации электронных панно в Москве, Санкт-Петербурге, Барнауле, Омске и других городах показывает, что все типы данных устройств на сегодняшний день способны обеспечить реальное видеоизображение. Однако недостатки самого слабого звена - системы управления - не давали того качественного скачка, который можно наблюдать в настоящее время.

На основе подробного анализа электронных панно можно выделить следующие основные компоненты в системе управления: управляющую программу-диспетчер; подсистему изготовления анимаций (роликов); подсистему составления расписания; подсистему отображения; подсистему контроля отображения анимаций.

Однако ни одна из существующих на данный момент систем, поставляемых из-за рубежа вместе с электронным панно, не может с полным правом называться системой управления. Проблема управления существует для всех типов и практически не зависит от вида панно.

Рассмотрим типичные системы. Система WW, функционирующая под ОС QNX, обеспечивает изготовление информационно-рекламных роликов собственными средствами во внутреннем формате представления системы. При этом не существует штатной программы-конвертера, позволяющей преобразовывать созданные ранее с использованием стандартных пакетов (например 3D-Studio) видеоматериалы для показа на экране.

Расписание составляется вручную, например с помощью электронных таблиц. Верстка самой программы трансляции остается головной болью менеджера. Средства отображения изготовленного материала снабжены функцией предварительного просмотра, позволяющей посмотреть подготовленное изображение на мониторе управляющего компьютера.

Однако проблема синхронизации изображения не решена до сих пор. Кроме того, в системе WW нет счетчика для определения продолжительности показа рекламного ролика. Наконец, контроль отображения подготовленного материала сводится только к мониторингу изображения на управляющем компьютере. Протокол работы не ведется; невозможно также организовать доступ к информации с другого компьютера. Система WW относится к числу закрытых, хотя операционная система QNX допускает использование других прикладных систем, способных реализовать необходимые функции.

Имеется целый ряд систем управления электронными панно, функционирующими в среде DOS и Windows. Взять, например, систему AD, работающую под управлением DOS. Большим преимуществом по сравнению с системой WW является возможность использования для подготовки анимаций всех стандартных пакетов - Animator Pro, 3D STUDIO, Video for Windows, CorelDraw, Aldus PhotoStyler и др.

Однако ни DOS, ни Windows не являются операционными системами реального времени и, следовательно, предоставляют меньше возможностей для распределения ресурсов в процессе функционирования системы. Традиционно совершенствование электронных панно в основном происходит по единой схеме: создаются новые контроллеры и к ним пишутся соответствующие драйверы, а системы управления при этом остаются неизменными. Объясняется это, видимо, тем, что поставщики и производители электронных панно ставят перед собой цель получения более яркого, четкого изображения с большей цветностью и разрешением, но не более того.

Российские специалисты первыми в мире начали создавать системы управления электронными панно в режиме реального времени. Например, была решена проблема совместимости системы WW с Windows-приложениями для разработки рекламных роликов и мультипликации.

Имеется ряд стендовых решений, обеспечивающих как централизованное, так и распределенное управление электронным панно. Реализована возможность генерации расписаний по длительности, частоте выхода и другим дополнительным условиям в соответствии с требованиями заказчика.

В настоящее время определились подходы к решению задачи синхронного управления несколькими электронными панно из одного центра с использованием технологии и ресурсов сети Internet.

Современный уровень разработки электронных панно в мире и российские разработки в области создания систем управления электронными панно являются предпосылками к реализации нового направления информационного обеспечения - созданию наружного видео. Установка сети таких панно может обеспечить проведение не только рекламных, но и социальных и политических акций.

Владимир Крылов: "Ни у кого нет такой строгой системы управления"

Для уточнения некоторых аспектов, связанных с созданием и эксплуатацией электронных табло и не нашедших отражения в приведенном выше материале, научный редактор Computerworld Россия Игорь Кондратьев попросил ответить Владимира Крылова на ряд вопросов.

Для каких целей электронные панно применяются в России?

В России, как и во всем мире, электронные панно используются главным образом в качестве средств наружной рекламы, информационных щитов во время спортивных форумов, для организации концертов и других массовых мероприятий, в том числе и для политических акций, к примеру, при проведении местных выборов.

По чьей инициативе они устанавливаются?

До сих пор распространение электронных панно в России идет по линии коммерческих структур. Хотя в регионах, безусловно, не обходится без поддержки губернаторов, которая может выражаться, в частности, в предоставлении выгодного места для размещения этих панно. Причина такой поддержки, по-видимому, заключается в том, что установка электронного панно фактически означает появление нового средства массовой информации - "городского" телевизора.

В каждом городе проведение праздничных мероприятий достаточно четко регламентировано. На этот счет имеются и законодательные акты. В обычное время электронное табло работает как носитель рекламы и другой информации. Для городской рекламы, как и на телевидении, выделяются определенные временные блоки. Однако есть различие: в случае электронных панно на рекламную или информационную часть приходится 90% временного бюджета и только 10% - на трансляцию какой-либо программы.

Можно ли сравнить электронное панно с компьютерным дисплеем?

Я бы скорее сравнил его с цифровым ТВ. В отличие от строчных дисплеев электронные панно были цифровыми изначально, поскольку они построены как наборы светящихся элементов. Для наружных систем используются большие панно проекционного типа с подсветкой. Однако практика показала: проекционные экраны плохо работают на солнце. И дело не просто в освещенности, а в том, что при солнечном свете совершенно меняются все цвета.

Поэтому прямые солнечные лучи не страшны только двум-трем технологиям - ламповым и светодиодным панно, причем последние переносят их явно хуже. Кроме того, следует учитывать и другие условия работы панно. Как показывает практика, в мире нет ни одного светодиодного панно или устройства на электронно-лучевых трубках, которое смогло бы работать в северных широтах в круглосуточном режиме так, как это могут делать ламповые системы.

Конечно, можно сделать очень надежные светодиодные панно, которые смогут выдержать и -40^о, однако здесь сразу встают две проблемы - стоимость и изготовление корпуса. Что касается стоимости, то и светодиодные, и ЭЛТ, и плазменные панно если не на порядок, то как минимум в два-шесть раз превосходят по этому показателю ламповые панно.

Значит, у ламповых панно есть перспективы?

Да, они неожиданно появились. Одно время казалось, что это не так: лет пять назад наблюдался достаточно интенсивный переход на газоразрядные системы. Хотя у них немного неестественное свечение, но они раньше ламповых (о светодиодных панно, которые по разрешению всегда были наиболее близки к телевизионным системам, речь не идет) позволили отображать 256 цветовых оттенков.

Однако в последнее время в ламповых панно применили новое решение: у лампочки появилось несколько градаций напряжения и соответственно интенсивности - от четырех до шестнадцати (раньше у лампочки было только два состояния - "включено" и "выключено").

Единственное, что сделали со светофильтрами, - это осуществили переход от RGBW к RGBB. Объективно такой шаг был обусловлен необходимостью усиления синего цвета, поскольку на улице он кажется менее ярким, чем другие цвета.

Такой переход позволил получить палитру из 16,7 млн. цветовых оттенков, в то время как при RGBW она состояла всего из 65 564 цветов. В настоящее время в США налажен выпуск ламповых панно с возможностью отображения 16,7 млн. цветов. Таким образом, положение с ламповыми панно совершенно изменилось.

Насколько сложно производство таких ламп с градацией? Реально ли наладить их выпуск в России?

Недавно по этому поводу мы сделали запрос в Зеленоград. Там ответили, что выпуск таких ламп вполне реален. Причем на освоение производства ламповых панно, соответствующих мировым стандартам, потребуется не несколько лет, а три-четыре месяца.

Что вы можете сказать об эксплуатационных качествах панно? Как они ведут себя в тяжелых городских условиях, где большое количество пыли, выхлопных газов?

И в этом смысле ламповые панно более неприхотливы. В них стоят специальные фильтры, которые раз в месяц приходится менять из-за накопившейся в них грязи. Единственное, что требуется, - соблюдение элементарных правил.

Можно подумать, что ламповые панно состоят из одних достоинств. Так ли это?

У ламповых панно, безусловно, есть большой минус - недостаточное разрешение, причем это обнаруживается только при малых габаритах панно (4 х6, 2х3 м). Поэтому для небольших панно лучше использовать светодиодную технологию.

Однако светодиодным панно порой не хватает яркости, и, кроме того, всего два завода в мире - в Японии и на Тайване - выпускают сверхъяркие диоды, они-то и держат уровень цен на светодиодные панно. Квадратный метр стоит около 24 тыс. долл., в то время как для ламповых этот показатель составляет 5-6 тыс. долл. Разница становится катастрофической, если учесть, что площадь панно может быть от 100 до 200 кв. м.

В итоге наблюдаются две тенденции: у ламповых панно - к увеличению разрешения, а у светодиодных - к увеличению яркости. Кроме того, светодиодные панно совершенствуются с точки зрения цветопередачи. Основной спор между производителями светодиодных панно сводится к формуле "мой зеленый цвет - самый зеленый в мире". Правда, у ламповых панно наблюдается смещение цветов в красные оттенки из-за свечения. Однако это можно скорректировать чисто компьютерными средствами.

Вы считаете, в этом есть главная функция системы управления электронными панно?

Отчасти. Говоря о системах управления, мы имеем в виду главным образом составление расписания - запуск видеороликов, выполнение условий и режимов трансляции. Наш опыт (а мы эксплуатируем подобные системы больше пяти лет) позволил перевести многие требования заказчиков в систему формирования формальных правил по созданию режима трансляции видеоматериалов. Естественно, мы начали применять математические алгоритмы.

С системами управления ситуация такова: в закупаемых образцах чаще всего используют стандартную систему управления, которая обычно применяется на радио и ТВ. Эта технология ориентирована прежде всего на построение программ: есть блок передач и набор рекламных роликов с продолжительностью показа до 20-30 секунд (и даже до одной минуты), которые выполняют роль заполнителей (скажем, ежечасно 10-15 минут). Обычно при составлении программ не возникает никаких сложностей.

Однако при применении такой технологии на электронных панно возникли проблемы. Если панно используется не для рекламы продукции крупных фирм (когда фирмы закупают определенное время, в течение которого постоянно идет их реклама), то здесь, конечно, не нужны системы управления, поскольку и так все просто и понятно.

Сложности возникают, когда есть полсотни заказчиков, каждый со своими требованиями и задачами, а также с разными условиями оплаты. Решением вышеперечисленных вопросов в Москве занимаются три группы, причем у нас уже появились хорошие результаты. Соответствующая система создавалась математиками, поэтому там есть такие понятия, как "выход ролика в среднем", "предельное отклонение от режима" и другие, что позволило четко выстроить систему управления с точки зрения выполнения обязательств перед рекламодателями и заказчиком.

Ни одна из встречавшихся нам систем таких условий гарантировать не в состоянии. Например, может быть предусмотрено определенное количество выходов ролика в час, но при этом не обеспечиваться равномерность их выхода.

Если расписание выхода роликов составляется вручную, а не с помощью копьютера, тут уже сказывается человеческий фактор: можно просто забыть вставить тот или иной ролик или перепутать даты их выхода.

Такой строгой системы управления, когда составляется расписание трансляции и используется набор различных процедур контроля (насколько строго выполняется расписание, какие имеются отклонения, превышают ли эти отклонения заданные и т.д.), мы еще не встречали ни у кого. Все в мире занимаются составлением расписания вручную.

Почему бы в таком случае вам не предложить свою систему на мировой рынок?

Мы и предложили. Однако зарубежные партнеры хотят, чтобы мы им раскрыли свой алгоритм, а дальше уже мы им не нужны, поскольку интерфейсную часть системы управления в состоянии написать даже школьник.

Есть ли еще какие-нибудь вопросы, касающиеся системы управления, которые требуют решения?

Мы занимались еще одним направлением - выбором платформы. Имеется несколько операционных систем, используемых для управления электронными панно: DOS, Windows. В последнее время появились сообщения о применении системы под управлением Windows NT. Кроме того, есть Unix-подобные ОС реального времени - QNX, Linux. Практика показывает, что, даже несмотря на реализацию в системе хороших математических алгоритмов, могут возникать сбои при использовании DOS, поскольку данная ОС - не многопользовательская. Это выражается, в частности, в замедлении показа роликов.

Другое дело - система реального времени типа QNX. В Россию она попала пять лет назад, когда были сняты ограничения КОКОМ на ее экспорт. QNX использовалась как система реального времени для управления атомными электростанциями, системами военного назначения, то есть реальными процессами, требующими очень строгого выполнения. В настоящее время мы планируем перевести все существующие электронные панно на управление с помощью этой ОС. Однако для этого нам надо удачно провести ряд переговоров с западными партнерами.

Системы управления на базе Unix-подобных ОС сложны в начальном, обучающем режиме, но, как показал опыт, они позволяют обеспечить наиболее четкое выполнение задач. Например, при "зависании" того или иного процесса это можно проверить, не останавливая дальнейшую трансляцию.

Мы разработали WWW-сервер, и теперь появилась возможность просматривать процесс управления панно через Internet с помощью любого браузера.

Вообще, мы разграничиваем управление электронным панно и создание роликов. Хотя многие производители панно пытаются сделать как бы универсальную среду, в которой все управляется и все создается. Однако такие системы очень сильно уступают и графическим станциям Silicon Graphics, и даже персональным компьютерам с точки зрения создания анимационных роликов или телевизионных программ. И к тому же являются слабыми с точки зрения управления.

Еще один аспект, которым мы занимаемся достаточно интенсивно, - связь панно через Internet. В этом случае появляется возможность не просто проконтролировать выполнение, но и просмотреть, какой ролик или программа идет и вообще как функционирует экран.

Что нужно для установки электронных панно? И каковы эксплуатационные расходы?

Для установки и сопровождения одного панно, как правило, нужно два инженера. Они занимаются самим "полотном" (лампочками, фильтрами, электропитанием, электрооборудованием), профилактикой электронной части и другими работами.

Что касается эксплуатационных расходов, то оценивать их целесообразнее относительно рекламного бюджета. По нашим прикидкам, затраты на эксплуатацию панно, включая электропитание, аренду места, зарплату специалистов, расходные материалы, составляют не более 10% от рекламного бюджета.