Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
NDI
Стабильный выпуск
4.6.2
Веб-сайтwww .ndi .tv

Сетевой интерфейс устройство ( NDI ) представляет собой безвозмездное стандартное программное обеспечение , разработанное NewTek для включения видео-совместимых продуктов для связи, доставлять и получать видео высокой четкости по компьютерной сети в высококачественном, низкой латентности способа , который является кадром точный и подходящий для переключения в живую производственную среду .

Технология [ править ]

НДИ предназначен для работы над Gigabit Ethernet , [1] с NDI кодека [2] , как ожидается, предоставлять 1080i HD видео на скорости передачи данных VBR , как правило , около 100 Мбит / с. [3]

По умолчанию NDI использует механизм обнаружения mDNS ( Bonjour / Zeroconf ) для объявления источников в локальной сети, так что принимающие устройства NDI могут автоматически обнаруживать и предлагать эти источники, хотя 2 других режима обнаружения (NDI Access, NDI Discovery Server) позволяют для работы в подсетях и без mDNS. Источники создаются с использованием произвольно выбранного TCP-порта из диапазона портов на хосте отправки NDI. При запросе источника на соответствующем порту устанавливается TCP-соединение, при этом получатель NDI подключается к отправителю NDI. NDI 3.x позволяет использовать многоадресную или одноадресную рассылку UDP с прямым исправлением ошибок (FEC) вместо TCP и может балансировать нагрузку.потоки через несколько сетевых адаптеров контроллеров интерфейса без использования агрегации каналов . NDI 4.0 вводит соединения с несколькими TCP.

NDI передает видео, многоканальное несжатое аудио [ необходима цитата ] и метаданные . Сообщения метаданных могут отправляться в обоих направлениях, что позволяет отправителю и получателю сообщать друг другу через соединение с произвольными метаданными в форме XML . [4] Эта направленная система метаданных позволяет использовать такие функции, как активная учетная информация.вернулись к источникам, чтобы понять, что они в эфире (программа / превью). NDI также позволяет отправителям определять количество подключенных получателей, чтобы они могли пропустить ненужную обработку и использование полосы пропускания сети, когда нет подключенных клиентов-получателей NDI. Приемники NDI могут выбрать подключение к различным комбинациям потоков для поддержки таких вещей, как подключения только для аудио или только для метаданных, где видео не требуется.

Комплект разработки программного обеспечения (SDK) NDI доступен для Windows, Linux и macOS [5], а также был перенесен на iOS, tvOS, [6] Android, Raspberry Pi и FPGA. [7] [8] SDK доступен по бесплатной частной лицензии. [9]

Сравнение распространенных протоколов IP-видео [ править ]

Другие протоколы IP-видео, которые появляются для использования в производстве профессионального видео (вместо IP-видео, используемого для распространения среди конечных пользователей ), включают SMPTE 2022 , SMPTE 2110 , ASPEN (в значительной степени вытесненный SMPTE 2110) и Sony NMI. Существуют явные различия в технологии, используемой этими протоколами.

Протокол
Параметр
NDINDI HXNDI HX2SMPTE 2022-6 [10]SMPTE 2110ОСИНА [11]НМИ [12]
ТранспортTCP / UDP / Multi-TCP [A]UDP (TCP)TCP / UDP / Multi-TCP [A]UDPUDPUDPUDP
Формат изображенияРазмер / формат не зависитРазмер / формат не зависитРазмер / формат не зависитТолько форматы SDIРазмер / формат не зависит
TallyдададаНетНет [B]Нет
Двунаправленное управление устройствомдададаНетНетНет
Встроенный альфа-каналдаНетНетНетда
СжатиеКодек NDI (SHQ 2/7) [13]NDI | HX (H.264)H.264 / H.265НЕТ [C]Спецификация SMPTE 2110-22 (JPEG XS, но не ограничиваясь этим)НИКТОНЕТ / кодек LLVC
СвязьСокет, одноадресная / многоадресная рассылка и FECОдноадресная / многоадресная рассылкаСокет, одноадресная / многоадресная рассылка и FECМногоадресная рассылкаМногоадресная рассылкаМногоадресная рассылкаMulticast /?
Скорость передачи данных HD (1080i)~ 100 Мбит / с8–20 Мбит / с~ 1–50 Мбит / с> 1,5 Гбит / с> 1,1 Гбит / с> 1,5 Гбит / с> 1,5 Гбит / с / до 14: 1 [14]
Упаковка сущностиДискретные пакеты аудио, метаданных и видеокадров, одно соединениеПоставляется в виде дискретных пакетов аудио, метаданных и видеокадров, одно соединениеДискретные пакеты аудио, метаданных и видеокадров, одно соединениеПакетированный необработанный битовый поток SDIДискретное аудио, видео и метаданные на отдельных соединениях с разными протоколамиНесколько транспортных потоков MPEGРама 2022-6 / LLVC
ИнфраструктураГигабитный / беспроводной / мультисетевая карта с балансировкой нагрузки / 10 ГБитГигабит / беспроводнойГигабит / беспроводнойМинимум 10 ГБитМинимум 10 ГБитМинимум 10 ГБитГигабит / 10 Гбит
Обнаружение услугBonjour (mDNS), NDI Access (вручную), сервер (NDI4)автоматически через драйвер HXBonjour (mDNS), NDI Access (вручную), сервер (NDI4)NMOS [15]AMWA IS-04JSON-RPCПодключи и работай (NDCP)
APIБесплатная лицензия, библиотеки SDK для Win (x86), Mac, Linux (x86 и ARM), iOS, [16] Справочник по FPGAАппаратное кодирование, декодирование с помощью библиотек NDIОтправляйте со встроенным SDK NDI, получайте с библиотеками NDIСтандарт SMPTEСтандарт SMPTESMPTE RDD
  1. ^ a b NDI v1.0 был чистым TCP. Более поздние версии включали опции для UDP Unicast и Multicast, а также FEC. NDI 4.0 добавляет транспорт Multi-TCP. NDI
  2. ^ Tally для SMPTE 2110 полагается на внешние источники данных, используя предложенный AMWA IS 07.
  3. ^ Кодек TICO RDD35 может использоваться для сжатия UHD до 4: 1, поэтому закодированный поток может передаваться поканалу SMPTE 2022-6 с той же несжатой полосой пропускания, что и HD. [17] SMPTE 2110 с TR-03 также дает возможность использовать TICO RDD35 и JPEG XS. [18] Для этого требуются проприетарные кодер и декодер, которые, как правило, реализованы как микросхемы на каждом конце.

История [ править ]

NDI был публично представлен NewTek 8 сентября 2015 года и продемонстрирован на той неделе на выставке вещания IBC в Амстердаме. [19] Первым устройством, показанным с использованием NDI, был NewTek TriCaster, который подавал сигнал NDI с каждого из своих входов SDI, а также четыре выходных сигнала со своего видеомикшера. TriCaster также может получать до двух источников NDI от других устройств (увеличено до 12 в более поздних выпусках и до 44 в IP Series от NewTek). [20]

В течение 2016 года последовали устройства NDI от других поставщиков. Первые сторонние продукты поступили от Gallery Sienna и включали генератор сигналов NDI для macOS, конвертер развертки рабочего стола для macOS и приложение камеры NDICam для iPhone, которое доставляет собственный поток NDI с устройств iOS. . [21] [22]

NewTek ранее создал предшественника NDI под названием AirSend для передачи видео с внешних устройств на свои продукты TriCaster. AirSend был реализован рядом поставщиков генераторов символов (CG), включая Vizrt и Chyron . Чтобы быстро внедрить эти продукты в пространство NDI, NewTek создал новый драйвер для замены существующего драйвера AirSend, который можно было установить на эти существующие устройства, совместимые с AirSend, мгновенно преобразовав их в устройства, совместимые с NDI, без каких-либо изменений, требуемых исходной CG. продавцы. [23]

Еще одним первопроходцем NDI был VMix , микшер машинного зрения на базе Windows, который предлагает входы и выходы NDI. [24] Значительное увеличение числа установленных NDI произошло, когда приложение XSplit для потокового вещания добавило поддержку NDI. [25]

Позже в 2016 году NewTek представил NDI 2.0, в котором были добавлены функции, включая поддержку обнаружения сервисов в подсетях. В апреле Magewell анонсировала бесшовную интеграцию своих устройств захвата PCIe и USB, позволяющую получить доступ к любому источнику видео в сети. Это решение создало один из наиболее эффективных сценариев производства широковещательного видео с неограниченным выбором источников и повсеместной совместимостью с операционными системами.

12 июля 2017 года NewTek анонсировала NDI 3.0, в котором добавлены многоадресная передача, NDI | HX и другие новые функции, а также представлена ​​поддержка конкретных PTZ-камер с наборами микросхем H.264 и обновленным микропрограммным обеспечением. [26]

В апреле 2018 года на выставке NAB Show Microsoft объявила о добавлении поддержки NDI в Skype for Content Creators. [27] Другие объявления на NAB2018 включали NDI 3.5 и новую поддержку NDI от таких поставщиков, как EVS [28] и Avid. [29]

Версия 3.4 FFmpeg добавила поддержку ввода и вывода для NDI, когда конечный пользователь может компилировать его в библиотеку NewTek без открытого исходного кода. [30] Однако позже выяснилось, что NewTek распространяет предварительно скомпилированные двоичные файлы FFmpeg, в которые включена их библиотека без открытого исходного кода, в нарушение Стандартной общественной лицензии GNU , в результате чего проект FFmpeg удалил поддержку NDI из своей кодовой базы в марте 2019 года. [ 31] [32]

В апреле 2019 года, перед NAB, NewTek объявил о добавлении режима Multi-TCP в NDI 4.0, который, как сообщается, использует аппаратное ускорение TCP, присутствующее в кремнии, помогая процессорам с более низкими характеристиками с транспортом NDI. [33] NDI 4.0 был отправлен в сентябре 2019 года, чтобы совпасть с выставкой IBC.

ВерсияВыпущенныйОсобенности / улучшения
1.0Апрель 2016 г.Первый выпуск
2.0Сентябрь 2016Поддержка кросс-подсетей через Access Manager, поддержка кодирования ARM, iOS SDK
3.0Июль 2017 г.Поддержка NDI-HX, возможность многоадресной передачи с FEC, поддержка PTZ.
3.5Июнь 2018 г.По умолчанию используется одноадресный транспортный метод UDP с FEC.
3,6Июль 2018 г.Улучшения связывания на уровне пакетов.
3,7Сентябрь 2018Улучшения открытия.
3.8Ноя 2018Улучшения производительности, NDI Embedded SDK для разработки FPGA.
4.0Сентябрь 2019Транспортный режим с несколькими TCP, поддержка 16-битного HDR, собственная синхронизированная запись, сервер обнаружения, NDI HX2 [33]
4.1Ноя 2019Улучшения производительности.
4.5Март 2020 г.Новая реализация Multi-TCP, более низкая задержка с помощью NDI-HX, предсказуемые номера портов для правил брандмауэра, улучшение качества кодеков.
4.6Ноя 2020Может поддерживать кодирование NDI-HX2 на ПК с использованием NVENC. [34]

Использование в Wi-Fi и глобальных сетях [ править ]

NDI был разработан для работы в гигабитных локальных сетях хорошего качества с использованием технологий TCP и Bonjour ( mDNS ). Для работы в подсетях, которые не передают mDNS, NDI поддерживает механизм, известный как NDI Access, который позволяет вручную вводить IP-адреса машин в других подсетях, на которых могут быть запущены источники NDI.

Некоторые сторонники NDI запускают протокол через оптоволоконные соединения на расстоянии до 15 км, хотя использование протокола TCP в NDI делает его менее подходящим для соединений на большие расстояния с высокой задержкой из-за таких факторов, как произведение задержки полосы пропускания и восстановление потерь TCP-пакетов . [35] Библиотеки NDI 3.5 теперь по умолчанию используют метод передачи UDP с прямым исправлением ошибок . Это устраняет требования к задержке, присущие TCP-соединениям. NDI | HX использует более низкую скорость передачи данных, что упрощает использование соединений с ограниченной пропускной способностью. [26]

Чтобы обеспечить расширение NDI на глобальные сети, были разработаны инструменты, включая протокол Sienna Cloud для NDI [36] , который использует шлюзы узлов в каждой локальной сети для соединения источников NDI на разных континентах. [37] В июле 2017 года Ассоциация специализированного спорта США (USSSA) успешно создала первое по-настоящему глобальное сетевое освещение спортивных событий NDI с использованием NDI с 5 камерами, переданными через общедоступный Интернет со стадиона в 200 милях от стадиона в производственную галерею на базе NDI. [38]

NDI также используется в облачных производственных системах [39] с его сжатым видео и одноадресной передачей, что делает его подходящим для облачных сервисов, таких как AWS и Azure. В 2019 году Сиенна продемонстрировала полный рабочий процесс облачного производства с использованием NDI, включая удаленное внесение и окончательную публикацию через сети доставки контента, такие как YouTube Live .

Поддержка архитектуры процессора [ править ]

NDI, работающий на архитектурах x86, требует ЦП с набором инструкций SSSE3 . Большинство разработок процессоров Intel, начиная с 2006 года, имеют этот набор инструкций, AMD добавила поддержку, начиная с 2011 года. Хотя это и не является обязательным требованием, NDI будет использовать преимущества расширенных векторных расширений (AVX) и наборов инструкций AVX2 для повышения производительности.

NDI может работать на 32-битных или 64-битных архитектурах ЦП, хотя производительность увеличивается при использовании 64-битных.

NDI доступен с поддержкой кодирования для систем на базе ARM, но, как правило, не для декодирования видео. Исключениями являются Sienna NDI Monitor [40] для iOS, которая обеспечивает декодирование NDI на ARM, и Sienna NDI Monitor TV для AppleTV 4k. [41]

Устройства NDI | HX обычно предназначены только для передачи и основаны на проприетарных платформах с аппаратными микросхемами кодировщика H.264. Примерами устройств NDI | HX являются камеры PTZ и конвертер NDI Connect Spark SDI to NDI | HX. Сам поток NDI формируется на стороне потребления потока с помощью специфичного для платформы драйвера NDI | HX, представляя одни и те же несжатые данные прикладному программному обеспечению, использующему источник NDI, независимо от исходного оборудования и сжатия HX. NDI | HX2 - это более чистая реализация H.264 в пакетах NDI, позволяющая программным и аппаратным системам встраивать сущность H.264 в потоки NDI с помощью NDI Embedded SDK.

NewTek, Birddog и Magewell разработали реализации NDI для кодирования FPGA. В апреле 2018 года NewTek анонсировала Connect Spark Pro, который станет их первым продуктом NDI на базе FPGA. Birddog и Magewell также предлагают декодирование полных потоков NDI на основе FPGA (не NDI | HX). Newtek предлагает лицензируемый эталонный дизайн FPGA для сторонних кодировщиков NDI как часть своего NDI Embedded SDK.

В NDI 4.0 NewTek объявила о добавлении транспортного режима Multi-TCP . При этом используется преимущество аппаратного ускорения TCP в кремнии, которое помогает процессорам с более низкими характеристиками справляться с большой сетевой нагрузкой, в отличие от UDP, который не получает преимуществ от аппаратного ускорения. [42]

Метаданные и расширения спецификации NDI [ править ]

NDI поддерживает произвольные метаданные в виде блоков XML, встроенных в видео- и аудиокадры, а также автономные кадры метаданных. Содержимое этих блоков метаданных образуют 3 семейства.

  1. Внутренние метаданные используются NDI незаметно. Эти сообщения используются для подключения и некоторых других фундаментальных задач, таких как Tally. Обычно они невидимы для клиентов NDI.
  2. Определенные общедоступные метаданные. Эти сообщения включают такие вещи, как протокол NDI PTZ. Они определены NewTek как часть NDI SDK.
  3. Сторонние схемы метаданных. Эти сообщения реализованы таким же образом, как и определенные метаданные NDI, но их содержимое основано на разработках сторонних производителей.

Существует 8 опубликованных примеров сторонних схем метаданных NDI:

  • В августе 2018 года Gallery Sienna опубликовала предложение [43] о передаче метаданных C708 Closed Caption через NDI. Он включает в себя захват соответствующей строки данных SDI VANC и текстовое кодирование для обеспечения совместимости с XML. Это передается в виде прикрепленных метаданных на основе видеокадров. Его можно передать в эквивалентно совместимый декодер для преобразования в SDI вместе с неповрежденными субтитрами C708. Gallery Sienna внедрила этот стандарт в свой продукт Sienna NDI SourceMulti, [44], и это предложение также принимается другими разработчиками продуктов NDI. Сопутствующее предложение для универсального формата субтитров [45] for NDI был с тех пор опубликован, обеспечивая читаемый человеком, а не двоичный контейнер для скрытых субтитров в потоках метаданных NDI.
  • В феврале 2019 года Gallery Sienna опубликовала предложение о передаче MIDI- сообщений через NDI. [46] Здесь используются автономные кадры метаданных NDI в реальном времени для передачи любого типа MIDI-сообщений, включая MIDI Machine Control и данные контроллера. NDI MIDI используется в процессоре Sienna NDI [47] как общий протокол управления между модулями и внешним миром.
  • В апреле 2019 года Gallery Sienna опубликовала предложение по использованию стандартного отраслевого протокола метаданных iXML в NDI. [48] iXML позволяет однозначно описывать содержимое потока и связывать потоки.
  • В апреле 2019 года Gallery Sienna опубликовала предложение о переносе времени PTPv2 и GMID в NDI. [49] Сиенна также реализовала это как преобразователь протокола точного времени, который фиксирует эти данные и передает их как NDI в несколько систем NDI, желающих поделиться этой информацией, например, программное обеспечение для взаимодействия с устройствами AES67 .
  • В сентябре 2019 года Gallery Sienna опубликовала предложение по определению и переносу определения потока субрегиона в NDI. [50] Это можно использовать для определения фрагментов видеостены в потоке или для таких приложений, как анализ видео с помощью ИИ, когда система следует за лицом в потоке, или за футбольным мячом - с фрагментом панорамирования потока. Это также используется для предоставления определений подпотоков для публикации в социальных сетях с нестандартными пропорциями - например, портретное или квадратное видео для телефонов.
  • В ноябре 2019 года Gallery Sienna опубликовала предложение по определению профиля описания метаданных HDR для потоков HDR NDI. [51]
  • В декабре 2019 года Gallery Sienna опубликовала предложение о передаче данных о состоянии GPI через соединения NDI. [52] Этот механизм реализован в модуле интерфейса GPI Sienna в NDI Processing Engine [53], который взаимодействует с интерфейсом GPI JLCooper Ebox [54] , поддерживая 24 входа и выхода GPI.
  • В декабре 2019 года Gallery Sienna опубликовала предложение по передаче данных DMX через соединения NDI. [55] Этот механизм реализован в модуле Sienna ArtNet-DMX Interface в NDI Processing Engine [56], который взаимодействует с DMX-интерфейсом LTECH Artnet-DMX-1, поддерживая 512 входных и исходящих DMX-каналов.

Ссылки [ править ]

  1. ^ Коалиция, ProVideo (8 сентября 2015 г.). «NewTek анонсирует NDI, открытый протокол для рабочего процесса IP, разработанный Алланом Теппером» .
  2. ^ «Кодирование / декодирование NDI» . База знаний NewTek .
  3. ^ "Пропускная способность сети NDI" . База знаний NewTek .
  4. ^ «NewTek объявляет NDI - Открытый протокол для рабочего процесса IP - Технические стандарты» . Content-technology.com .
  5. ^ "NewTek NDI SDK" . Newtek.com .
  6. ^ http://www.sienna-tv.com/ndi/ndimontv.html
  7. ^ "Дом" . Sienna-tv.com .
  8. ^ "птица-собака" . Птица-собака .
  9. ^ «Лицензионное соглашение NDI®» . new.tk . Дата обращения 3 июня 2020 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  10. ^ «Цифровой указатель стандартов Smpte, рекомендуемых практик, технических рекомендаций и зарегистрированных документов о раскрытии информации» (PDF) . Smpte.org . Проверено 23 мая 2017 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  11. ^ «Сообщество ОСИНЫ - Дом» . aspen-community.com .
  12. ^ "Sony запускает сетевой медиаинтерфейс в сотрудничестве с ведущими организациями вещательной индустрии: Пресса: Соединенное Королевство: Sony Professional" . Sony.co.uk .[ мертвая ссылка ]
  13. ^ "SpeedHQ" . wiki.multimedia.cx . Проверено 31 июля 2020 .
  14. ^ "Ядро NMI - Nextera Video Inc" . Nexteravideo.com .
  15. ^ "Каковы открытые спецификации сетевых носителей?" . Nmos.tv .
  16. ^ "NewTek NDI SDK" . NewTek .
  17. ^ «Альянс TICO - Технология» . www.tico-alliance.org .
  18. ^ «SMPTE RDD 35 - Облегченный кодек TICO, используемый в IP-сети или в инфраструктурах SDI - Engineering360» . standard.globalspec.com .
  19. ^ «NewTek анонсирует NDI, открытый протокол для рабочего процесса IP, разработанный Алланом Теппером» . Provideocoalition.com . 8 сентября 2015.
  20. ^ Kerschbaumer, Кен (19 сентября 2016). «Система видеопроизводства NewTek серии IP выходит на новые рынки» . Группа спортивного видео .
  21. ^ "Доступны первые сторонние инструменты NDI!" . forum.newtek.com .
  22. ^ "NDICam" . Sienna-tv.com .
  23. ^ "NDI AirSend Updater-NewTek" . pages.newtek.com .
  24. Перейти ↑ Bridge, The Broadcast. «StudioCoast vMix принимает стандарт NewTek NDI - Broadcast Bridge - подключение ИТ к вещанию» . Thebroadcastbridge.com .
  25. ^ «XSplit Broadcaster принимает NewTek NDI для рабочего процесса IP-продукции» . Marketwired.com . 2016-04-12 . Проверено 23 мая 2017 . CS1 maint: обескураженный параметр ( ссылка )
  26. ^ a b «NewTek NDI® версии 3 предлагает единственное решение для сквозного IP-видео для производителей продукции» . NewTek .
  27. ^ «Сделайте совместную работу основой ваших прямых трансляций, подкастов и видео с помощью Skype for Content Creators» . Блоги Skype . 6 апреля 2018.
  28. ↑ Директор, Кен Кершбаумер, редакция. «Производственная система EVS X-One выводит программные технологии на новый уровень» . Группа спортивного видео .
  29. ^ «Avid Media Composer интегрирует NewTek NDI®» .
  30. ↑ Бейкер, Чак (6 декабря 2017 г.). «FFmpeg 3.4 добавляет ввод / вывод NDI» . NewTek.
  31. ^ "NewTek распространяет несвободную сборку FFmpeg" . Отслеживание ошибок FFmpeg. 3 декабря 2018 г.
  32. ^ "Удалить libndi_newtek" . Репозиторий FFmpeg на github. 9 марта 2019.
  33. ^ a b Курц, Фил (3 апреля 2019 г.). «Эндрю Кросс из NewTek обсуждает приобретение и планы выставок NAB» .
  34. ^ https://www.nvidia.com/en-us/geforce/news/nvidia-broadcast-engine-integrations/
  35. ^ Gatarski, Ричард (9 мая 2016). «Документальный фильм: перекрестное производство Stockholm Kista с использованием NDI по оптоволокну» . Weststreamu.se .
  36. ^ "NDIRelay" . Sienna-tv.com .
  37. ^ "Сиенна переносит NDI в облако - NewTek Studio" . blog.newtek.com .
  38. ^ "ndicloudblog" . www.sienna-tv.com .
  39. ^ http://www.sienna-tv.com/ndi/infrastructure.html
  40. ^ "Ндимониос" .
  41. ^ http://www.sienna-tv.com/ndi/ndimontv.html
  42. ^ «Эндрю Кросс из NewTek обсуждает приобретение, планы выставки NAB» .
  43. ^ "Ndiclosedcaptions" .
  44. ^ "NDI Source Multi" .
  45. ^ http://www.sienna-tv.com/ndi/universalcaptions.html
  46. ^ "Midioverndi" .
  47. ^ "NDIProcessor" .
  48. ^ "Ndiixml" .
  49. ^ "Ndiptpsync" .
  50. ^ «Регионы NDI» .
  51. ^ "Описание NDI HDR" .
  52. ^ "GPI через NDI" .
  53. ^ http://www.sienna-tv.com/ndi/ndiprocessor.html
  54. ^ https://jlcooper.com/_php/product.php?prod=ebox
  55. ^ "DMX через NDI" .
  56. ^ http://www.sienna-tv.com/ndi/ndiprocessor.html

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный веб-сайт