Видеотелефония (также известная как видеоконференция или видеозвонок ) — это использование аудио и видео для одновременной двусторонней связи . [1]
Существует много терминов для обозначения видеотелефонии. Видеофоны — это автономные устройства для видеозвонков (сравните с Телефон ). В настоящее время такие устройства, как смартфоны и компьютеры, способны осуществлять видеозвонки, что снижает потребность в отдельных видеофонах. Видеоконференцсвязь подразумевает групповое общение. [2] Видеоконференцсвязь используется в телеприсутствии , целью которого является создание иллюзии того, что удаленные участники находятся в одной комнате.
Концепция видеотелефонии была задумана в конце 19 века, а версии стали доступны публике, начиная с 1930-х годов. Ранние демонстрации были установлены на стендах в почтовых отделениях и показаны на различных всемирных выставках. В 1970 году AT&T запустила первую коммерческую систему персонального видеотелефона. В дополнение к видеофонам существовали имиджевые телефоны , которые обменивались неподвижными изображениями между устройствами каждые несколько секунд по обычным телефонным линиям . Разработка усовершенствованных видеокодеков , более мощных процессоров и высокоскоростного интернет-сервиса в конце 1990-х годов позволила цифровым видеотелефонам предоставлять высококачественные недорогие услуги цветной связи между пользователями практически в любой точке мира. Сегодня видеотелефония широко распространена.
Применение видеотелефонии включает в себя передачу языка жестов для глухих и людей с нарушениями речи , дистанционное образование , телемедицину и преодоление проблем с мобильностью . Организации новостных СМИ использовали видеотелефонию для вещания. [ необходима цитата ]
_(14756466975).jpg/1280px-Bell_telephone_magazine_(1922)_(14756466975).jpg)
Концепция видеотелефонии впервые возникла в конце 1870-х годов как в Соединенных Штатах, так и в Европе, хотя на разработку основных научных принципов, позволивших провести самые ранние испытания, ушло почти полвека. [ необходима ссылка ] Необходимые знания возникли в результате интенсивных исследований и экспериментов в нескольких областях телекоммуникаций, в частности, в области электрической телеграфии , телефонии , радио и телевидения .
Простая аналоговая видеотелефонная связь могла быть установлена еще с изобретением телевидения . Такой предшественник обычно состоял из двух систем замкнутого телевидения, соединенных коаксиальным кабелем или радио . Примером этого была немецкая почтовая видеотелефонная сеть Reich Postzentralamt (почтовое отделение), обслуживавшая Берлин и несколько немецких городов через коаксиальные кабели между 1936 и 1940 годами. [3] [4]
Развитие видеотелефонии как абонентской услуги началось во второй половине 1920-х годов в Великобритании и Соединенных Штатах, в частности, подстегнутое Джоном Логи Бэрдом и Bell Labs компании AT&T . Это произошло частично, по крайней мере, с AT&T, чтобы служить дополнением к использованию телефона. Ряд организаций считали, что видеотелефония будет превосходить обычную голосовую связь. Попытки использовать обычные телефонные сети для передачи видео с медленной разверткой, такие как первые системы, разработанные корпорацией AT&T , впервые исследованные в 1950-х годах, потерпели неудачу в основном из-за низкого качества изображения и отсутствия эффективных методов сжатия видео .
Во время первых пилотируемых космических полетов НАСА использовало две радиочастотные ( UHF или VHF ) видеосвязи, по одной в каждом направлении. Телеканалы обычно используют этот тип видеотелефонии при репортажах из отдаленных мест. Средства массовой информации должны были стать постоянными пользователями мобильной связи со спутниками с использованием специально оборудованных грузовиков, а гораздо позже — с помощью специальных спутниковых видеофонов в портфеле. Однако эта технология была очень дорогой и не была принята для таких приложений, как телемедицина , дистанционное обучение и деловые встречи.
Десятилетия исследований и разработок завершились коммерческим запуском в 1970 году услуги Picturephone от AT&T , доступной в некоторых городах. Однако система оказалась коммерчески неудачной, в основном из-за апатии потребителей, высокой стоимости подписки и отсутствия сетевого эффекта — при наличии всего нескольких сотен Picturephone в мире у пользователей было крайне мало контактов, которым они могли бы позвонить, а совместимость с другими системами видеофонов отсутствовала еще десятилетиями.
В 1980-х годах стали возможны сети цифровой телефонной связи, например, сети ISDN . В это время также проводились исследования других форм цифровой видео- и аудиосвязи. Многие из этих технологий, например, Media space , сегодня используются не так широко, как видеоконференции, но все еще являются важной областью исследований. [5] [6] Первые специализированные системы начали появляться по мере расширения сетей ISDN по всему миру. Одна из первых коммерческих систем видеоконференцсвязи, проданных компаниям, была выпущена PictureTel Corp. , которая провела первичное публичное размещение акций в ноябре 1984 года.
В 1984 году компания Concept Communication в США создала печатную плату для стандартных персональных компьютеров, которая удвоила частоту кадров видео типичных цифровых видеотелефонных систем с 15 до 30 кадров в секунду и снизила стоимость со 100 000 до 12 000 долларов США. [7] Компания также получила патент на кодек для полноэкранной видеоконференцсвязи, впервые продемонстрированный в AT&T Bell Labs в 1986 году. [7] [8]
Очень дорогие системы видеоконференций продолжали стремительно развиваться в течение 1980-х и 1990-х годов. Запатентованное оборудование, программное обеспечение и сетевые требования уступили место технологиям на основе стандартов, которые были доступны для покупки любому человеку по разумной цене.
Хотя изначально технология видеоконференций использовалась в основном во внутренних корпоративных сетях связи, одно из первых применений этой технологии в сфере общественных услуг началось в 1992 году благодаря уникальному партнерству с PictureTel и IBM, которые в то время продвигали совместно разработанный продукт для видеоконференций на базе настольных компьютеров, известный как PCS/1. В течение следующих 15 лет проект DIANE (Diversified Information and Assistance Network) разросся до использования различных платформ видеоконференций для создания многоштатной кооперативной сети государственных услуг и дистанционного образования, состоящей из нескольких сотен школ, библиотек, научных музеев, зоопарков и парков, а также многих других организаций, ориентированных на сообщества. [ необходима цитата ]
Достижения в области сжатия видео позволили передавать цифровые видеопотоки через Интернет, что ранее было затруднительно из-за непрактично высоких требований к полосе пропускания несжатого видео . Алгоритм DCT стал основой для первого практического стандарта кодирования видео , который был полезен для онлайн-видеоконференций, H.261 , стандартизированного ITU-T в 1988 году, и последующих стандартов кодирования видео H.26x . [9]
В 1992 году в Корнелле Тим Дорси и др. разработали CU-SeeMe . В 1995 году состоялась первая публичная видеоконференция между Северной Америкой и Африкой , связавшая техноярмарку в Сан-Франциско с техно-рейвом и кибердели в Кейптауне . На церемонии открытия зимних Олимпийских игр 1998 года в Нагано , Япония, Сэйдзи Одзава дирижировал «Одой к радости» из Девятой симфонии Бетховена одновременно на пяти континентах в режиме, близком к реальному времени.
Kyocera провела двухлетнюю кампанию по разработке с 1997 по 1999 год, результатом которой стал выпуск VP-210 Visual Phone, первого цветного мобильного видеофона, который также служил камерой для фотосъемки. [10] [11] Камерофон был того же размера, что и аналогичные современные мобильные телефоны , но имел большой объектив камеры и цветной TFT-дисплей размером 5 см (2 дюйма) , способный отображать 65 000 цветов, и мог обрабатывать два видеокадра в секунду. [11] [12]
Видеотелефония стала популярной в 2000-х годах благодаря бесплатным интернет-сервисам, таким как Skype и iChat , веб-плагинам, поддерживающим видеостандарты H.26x , и программам онлайн-телекоммуникаций, которые предлагали недорогие, хотя и более низкого качества, видеоконференции практически в любом месте, где было подключение к Интернету.
Видеотелефония стала еще более распространенной благодаря внедрению мобильных телефонов с поддержкой видео , таких как iPhone 4 2010-х годов , а также видеоконференций и компьютерных веб-камер , которые используют интернет-телефонию . В верхних эшелонах правительства, бизнеса и торговли технология телеприсутствия , усовершенствованная форма видеоконференцсвязи, помогла сократить необходимость поездок. [ необходима цитата ]
В мае 2005 года на выставке Interop в Лас-Вегасе , штат Невада , были представлены первые системы видеоконференцсвязи высокой четкости , произведенные Lifesize . Они обеспечивали передачу видео со скоростью 30 кадров в секунду при разрешении дисплея 1280 на 720 пикселей . [13] [14] Компания Polycom представила свою первую систему видеоконференцсвязи высокой четкости на рынке в 2006 году. Начиная с 2010-х годов, разрешение высокой четкости для видеоконференций стало популярной функцией, и большинство основных поставщиков на рынке видеоконференций предлагали ее.
Технологические разработки разработчиков видеоконференций в 2010-х годах расширили возможности систем видеоконференций за пределы зала заседаний для использования с портативными мобильными устройствами , которые объединяют использование видео, аудио и возможностей рисования на экране, транслируя в реальном времени по защищенным сетям, независимо от местоположения. Мобильные системы совместной работы теперь позволяют людям в ранее недоступных местах, например, рабочим на морской нефтяной вышке, просматривать и обсуждать проблемы с коллегами за тысячи миль. Традиционные производители систем видеоконференций начали предоставлять также мобильные приложения, например, те, которые позволяют транслировать живые и неподвижные изображения. [15]
Самый высокий видеозвонок (не считая звонков с самолетов и космических кораблей) состоялся 19 мая 2013 года, когда британский путешественник Дэниел Хьюз использовал смартфон со спутниковым модемом BGAN, чтобы совершить видеозвонок на BBC с вершины горы Эверест , на высоте 8848 метров (29 029 футов) над уровнем моря. [16]
Пандемия COVID-19 привела к значительному росту использования видеоконференций. Berstein Research обнаружила, что только за первые два месяца 2020 года Zoom добавил больше подписчиков, чем за весь 2019 год. По данным LogMeIn , использование GoToMeeting выросло на 20 процентов . [17] Базирующаяся в Великобритании StarLeaf сообщила о 600-процентном увеличении объемов звонков по стране. [18] Видеоконференции стали настолько распространены во время пандемии, что термин «усталость от Zoom» стал популярным, имея в виду утомительную природу траты длительных периодов времени на видеозвонки. [19] Эта усталость относится к психологическим и физиологическим эффектам участников, участвующих в видеоконференциях. [20] [21] [22] Одно экспериментальное исследование 2021 года выявило связь между использованием камеры во время видеоконференций и прогнозированием возникновения усталости у человека. [23] [24] Кроме того, в статье 2022 года в журнале « Компьютеры в поведении человека » было освещено исследование, связывающее негативное отношение с использованием «собственного взгляда» во время видеоконференций. [25] [26]
21 сентября 2021 года Facebook запустил две новые версии своих устройств для видеозвонков Portal, Portal Go и Portal Plus. Новые устройства для видеозвонков включают в себя первую портативную разновидность оборудования и ряд обновлений. [27]
Видеотелефонию можно классифицировать по ее функциональности и назначению, а также по способу передачи.
Видеофоны были самой ранней формой видеотелефонии, начиная с первых испытаний в 1927 году компанией AT&T. В конце 1930-х годов почтовые отделения нескольких европейских правительств создали общественные видеофонные службы для общения между людьми с использованием технологии двухкабельной телефонной передачи. В настоящее время для общения между людьми обычно используются отдельные видеофоны и мобильные телефоны с поддержкой видео UMTS .
Видеоконференции впервые были использованы в службе Picturephone компании AT&T в начале 1970-х годов. Передачи были аналоговыми на короткие расстояния, но преобразовывались в цифровые формы для более длинных звонков, снова используя технологию телефонной передачи. Популярные корпоративные системы видеоконференций в настоящее время перешли почти исключительно на цифровые режимы передачи ISDN и IP из-за необходимости передавать очень большие объемы данных, генерируемых их камерами и микрофонами. Эти системы часто предназначены для использования в режиме конференции, то есть многими людьми в нескольких разных местах, все из которых могут просматриваться каждым участником в каждом месте.
Системы телеприсутствия — это более новый, более продвинутый подвид систем видеоконференций, предназначенный для обеспечения более высокой степени точности видео и звука. Такие высококлассные системы обычно развертываются в корпоративных условиях.
Мобильные системы совместной работы — еще одна недавняя разработка, объединяющая использование видео, аудио и возможностей рисования на экране с использованием новейших портативных электронных устройств , транслирующих по защищенным сетям, что позволяет проводить многосторонние конференции в режиме реального времени, независимо от местоположения. Чат Proximity — еще один альтернативный режим, ориентированный на гибкость разговоров в небольших группах.
Более поздняя технология, охватывающая эти функции, — это телевизионные камеры. Телевизионные камеры позволяют людям совершать видеозвонки с помощью сервисов видеозвонков, таких как Skype, на телевизоре, без использования подключения к ПК. Телевизионные камеры — это специально разработанные видеокамеры, которые передают изображения в реальном времени на другую телевизионную камеру или другие совместимые вычислительные устройства, такие как смартфоны, планшеты и компьютеры.
Веб-камеры — популярные, относительно недорогие устройства, которые могут обеспечивать прямую трансляцию видео и аудио через персональные компьютеры и могут использоваться со многими программными клиентами как для видеозвонков, так и для видеоконференций. [28]
Каждая из систем имеет свои преимущества и недостатки, включая качество видео , капитальные затраты , степень сложности, требования к пропускной способности и стоимость использования .
От самых дешевых до самых дорогих систем:
Эксперты по компьютерной безопасности показали, что плохо настроенные или недостаточно контролируемые системы видеоконференций могут позволить компьютерным хакерам и преступникам легко проникнуть в помещения компании и залы заседаний совета директоров. [29]
Более века футуристы рисовали в своем воображении будущее, в котором телефонные разговоры будут происходить как реальные личные встречи с использованием видео и аудио. Иногда просто невозможно или непрактично проводить личные встречи с двумя или более людьми. Иногда достаточно телефонного разговора или конференц-связи. В других случаях достаточно обмена электронными письмами . Однако видеоконференции добавляют еще один вариант и могут быть рассмотрены, когда:
Билл Гейтс сказал в 2001 году, что он использовал видеоконференции «три или четыре раза в год», потому что цифровое планирование было сложным, и «если накладные расходы очень высоки, то вы могли бы просто провести личную встречу». [30] Некоторые наблюдатели утверждают, что три нерешенных вопроса помешали видеоконференциям стать широко распространенной формой общения, несмотря на повсеместное распространение систем, поддерживающих видеоконференции. [31]
Вот некоторые из причин, по которым многие организации используют системы только внутри компании, где риск потери клиентов ниже. Альтернативой для тех, у кого нет выделенных помещений, является аренда конференц-залов, оборудованных для видеоконференций, в городах по всему миру. Клиенты могут забронировать помещения и явиться на встречу, при этом все технические аспекты будут заранее согласованы, а поддержка будет доступна в случае необходимости. Проблема зрительного контакта может быть решена с помощью передовых технологий, включая смартфоны, у которых экран и камера по сути находятся в одном месте. В развитых странах практически повсеместное распространение смартфонов , планшетных компьютеров и компьютеров со встроенным аудио и веб-камерами устраняет необходимость в дорогостоящем выделенном оборудовании.
Основная технология, используемая в системе видеотелефонии, — это цифровое сжатие аудио- и видеопотоков в реальном времени. Аппаратное или программное обеспечение , которое выполняет сжатие, называется кодеком (кодером/декодером). Можно достичь степени сжатия до 1:500. Полученный цифровой поток из единиц и нулей подразделяется на маркированные пакеты , которые затем передаются через цифровую сеть определенного типа (обычно ISDN или IP ).
Другие компоненты, необходимые для системы видеоконференцсвязи, включают в себя:
В основном существуют три вида систем видеоконференцсвязи и видеотелефонии:
Системы видеоконференцсвязи используют несколько методов для определения того, какой видеопоток или потоки отображать. [37] : 11–16
Функция Continuous Presence просто отображает всех участников одновременно, обычно за исключением того, что зритель либо не видит свою собственную ленту, либо видит свою собственную ленту в миниатюре.
Voice-Activated Switch выборочно выбирает канал для отображения на каждой конечной точке с целью показать говорящего в данный момент человека. Это делается путем выбора канала (кроме зрителя), который имеет самый громкий аудиовход (возможно, с некоторой фильтрацией, чтобы избежать переключения на очень кратковременные скачки громкости). Часто, если в данный момент не говорят удаленные стороны, канал с последним говорящим остается на экране.
Акустическое эхоподавление (AEC) — это алгоритм обработки , который использует знание аудиовыхода для мониторинга аудиовхода и фильтрации из него шумов, которые отражаются эхом с некоторой задержкой. Если их не контролировать, эти эхо могут быть повторно усилены несколько раз, что приводит к таким проблемам, как:
Эхоподавление — это ресурсоемкая задача, которая обычно выполняется в узком диапазоне задержек звука.
Видеофоны исторически использовали различные полосы пропускания передачи и приема, которые можно понимать как скорости передачи данных. Чем ниже полоса пропускания передачи/приема, тем ниже скорость передачи данных, что приводит к постепенному ограничению и ухудшению качества изображения (т. е. к снижению разрешения и/или частоты кадров). Скорости передачи данных и качество живого видеоизображения связаны, но также зависят от других факторов, таких как методы сжатия данных . Некоторые ранние видеофоны использовали очень низкие скорости передачи данных, что приводило к плохому качеству видео.
Широкополосную полосу пропускания часто называют высокоскоростной , поскольку она обычно имеет высокую скорость передачи данных. В общем, любое соединение со скоростью 256 кбит/с (0,256 Мбит/с) или выше более кратко считается широкополосным Интернетом. Рекомендация I.113 Международного союза электросвязи (ITU-T) определила широкополосную связь как пропускную способность от 1,5 до 2 Мбит/с. Определение широкополосной связи Федеральной комиссии по связи (США) составляет 25 Мбит/с. [38]
В настоящее время адекватное видео для некоторых целей становится возможным при скоростях передачи данных ниже, чем определение широкополосной связи ITU-T, со скоростями 768 кбит/с и 384 кбит/с, используемыми для некоторых приложений видеоконференций, и скоростями до 100 кбит/с, используемыми для видеотелефонов, использующих протоколы сжатия H.264/MPEG-4 AVC . Более новый формат сжатия видео и аудио MPEG-4 может обеспечить высококачественное видео на скорости 2 Мбит/с, что находится на нижнем пределе производительности кабельного модема и широкополосной связи ADSL . [ необходима цитата ]
Международный союз электросвязи (МСЭ) разработал три группы стандартов для видеоконференций:
Форум по совместимости унифицированных коммуникаций (UCIF), некоммерческий альянс поставщиков коммуникаций, запущенный в мае 2010 года. Видение организации заключается в максимизации совместимости UC на основе существующих стандартов. Членами-основателями UCIF являются HP , Microsoft , Polycom , Logitech / Lifesize и Juniper Networks . [41] [42]
Видеоконференции в конце 20-го века были ограничены протоколом H.323 (в частности, реализация SCCP от Cisco была исключением), но более новые видеофоны часто используют SIP , который часто проще настроить в домашних сетевых средах. [43] Это текстовый протокол, включающий многие элементы протокола передачи гипертекста (HTTP) и простого протокола передачи почты (SMTP). [44] H.323 все еще используется, но чаще для деловых видеоконференций, в то время как SIP чаще используется в персональных потребительских видеофонах. Ряд методов установления вызова, основанных на протоколах обмена мгновенными сообщениями , таких как Skype , теперь также предоставляют видео.
Другой протокол, используемый видеотелефонами, — это H.324 , который смешивает установку вызова и сжатие видео. Видеотелефоны, работающие на обычных телефонных линиях, обычно используют H.324, но пропускная способность ограничена модемом примерно до 33 кбит/с, что ограничивает качество видео и частоту кадров. Слегка измененная версия H.324, называемая 3G-324M, определенная 3GPP , также используется некоторыми сотовыми телефонами, которые позволяют осуществлять видеозвонки, обычно для использования только в сетях UMTS . [45] [46]
Существует также стандарт H.320 , который определяет технические требования к узкополосным визуальным телефонным системам и терминальному оборудованию, как правило, для видеоконференций и видеотелефонных услуг. Он применяется в основном к выделенным коммутируемым сетевым соединениям на основе схем (точка-точка) со средней или высокой пропускной способностью, например, через цифровой телефонный протокол ISDN со средней пропускной способностью или дробные линии T1 с высокой пропускной способностью. Современные продукты на основе стандарта H.320 обычно поддерживают также стандарт H.323. [47]
Протокол IAX2 также поддерживает видеотелефонные вызовы изначально, используя собственные возможности протокола для транспортировки альтернативных медиапотоков. Несколько любителей приобрели Nortel 1535 Color SIP Videophone дешево в 2010 году в качестве излишков после банкротства Nortel и развернули наборы на платформе Asterisk (PBX) . В то время как для соединения нескольких видеопотоков для конференц-звонков или преобразования между разнородными видеостандартами требуется дополнительное программное обеспечение, SIP-вызовы между двумя идентичными телефонами в пределах одной PBX были относительно простыми. [48]
Компоненты системы видеоконференцсвязи можно разделить на несколько различных уровней: пользовательский интерфейс, управление конференцией, плоскость управления или сигнализации и плоскость медиа.
Пользовательские интерфейсы видеоконференций (VUI) могут быть графическими или голосовыми. Многие в отрасли сталкивались с обоими типами интерфейсов, и обычно графический интерфейс встречается на компьютере. Пользовательские интерфейсы для конференций имеют ряд различных применений; их можно использовать для планирования, настройки и совершения видеозвонков. Через пользовательский интерфейс администратор может управлять тремя другими уровнями системы.
Conference Control выполняет распределение ресурсов, управление и маршрутизацию. Этот уровень вместе с пользовательским интерфейсом создает встречи (запланированные или незапланированные) или добавляет и удаляет участников из конференции.
Плоскость управления (сигнализации) содержит стеки, которые сигнализируют различным конечным точкам для создания вызова и/или конференции. Сигналами могут быть, но не ограничиваются, протоколы H.323 и Session Initiation Protocol (SIP). Эти сигналы управляют входящими и исходящими соединениями, а также параметрами сеанса.
Media Plane управляет микшированием и потоковой передачей аудио и видео. Этот уровень управляет протоколами Real-Time Transport Protocols, пакетами пользовательских датаграмм (UDP) и протоколом Real-Time Transport Control Protocol (RTCP). RTP и UDP обычно несут информацию, такую как тип полезной нагрузки, который является типом кодека, частотой кадров, размером видео и многим другим. RTCP, с другой стороны, действует как протокол контроля качества для обнаружения ошибок во время потоковой передачи. [37]
Одновременная видеоконференция между тремя или более удаленными точками возможна в аппаратной системе с помощью многоточечного блока управления (MCU). Это мост, который соединяет вызовы из нескольких источников (аналогично аудиоконференц-вызову). Все стороны звонят в MCU, или MCU также может звонить сторонам, которые собираются участвовать, последовательно. Существуют мосты MCU для видеоконференций на основе IP и ISDN. Существуют MCU, которые являются чисто программным обеспечением, и другие, которые представляют собой комбинацию аппаратного и программного обеспечения. MCU характеризуется в соответствии с количеством одновременных вызовов, которые он может обрабатывать, его способностью проводить транспонирование скоростей передачи данных и протоколов, а также такими функциями, как непрерывное присутствие, в котором на экране одновременно могут быть видны несколько сторон. MCU могут быть автономными аппаратными устройствами или они могут быть встроены в выделенные блоки видеоконференций.
MCU состоит из двух логических компонентов:
MC управляет конференцией, пока она активна на плоскости сигнализации, где система просто управляет созданием конференции, сигнализацией конечной точки и управлением внутри конференции. Этот компонент согласовывает параметры с каждой конечной точкой в сети и управляет ресурсами конференции. В то время как MC управляет ресурсами и согласованием сигнализации, MP работает на плоскости медиа и получает медиа с каждой конечной точки. MP генерирует выходные потоки с каждой конечной точки и перенаправляет информацию на другие конечные точки в конференции.
Некоторые системы способны проводить многоточечные конференции без MCU, автономно, встроенно или иным образом. Они используют основанную на стандартах технологию H.323, известную как децентрализованная многоточечная связь , где каждая станция в многоточечном вызове обменивается видео и аудио напрямую с другими станциями без центрального менеджера или другого узкого места. Преимущества этой технологии в том, что видео и аудио, как правило, будут более высокого качества, поскольку их не нужно ретранслировать через центральную точку. Кроме того, пользователи могут совершать специальные многоточечные вызовы, не беспокоясь о доступности или управлении MCU. Это дополнительное удобство и качество достигается за счет некоторого увеличения пропускной способности сети, поскольку каждая станция должна передавать данные на каждую другую станцию напрямую. [37]
Облачные видеоконференции могут использоваться без оборудования, обычно требуемого другими системами видеоконференций, и могут быть разработаны для использования малыми и средними предприятиями [ 49] или крупными международными или многонациональными корпорациями, такими как Facebook . [50] [51] Облачные системы могут обрабатывать как 2D, так и 3D видеотрансляцию. [52] Облачные системы также могут реализовывать мобильные звонки, VOIP и другие формы видеозвонков. Они также могут поставляться с функцией видеозаписи для архивирования прошлых встреч. [53]
Высокоскоростное подключение к Интернету стало более доступным и недорогим, как и высококачественное оборудование для захвата и отображения видео. Следовательно, персональные системы видеоконференций на основе веб-камер, персональных компьютерных систем, программного сжатия и Интернета стали постепенно более доступными для широкой публики. Доступность бесплатного программного обеспечения (часто как часть программ чата ) сделала программные видеоконференции доступными для многих.
Самое широкое распространение видеотелефонии сейчас происходит в мобильных телефонах . Почти все мобильные телефоны, поддерживающие сети UMTS , могут работать как видеотелефоны, используя свои внутренние камеры, и могут совершать видеозвонки по беспроводной связи другим пользователям UMTS в любом месте. [ требуется цитата ] По состоянию на второй квартал 2007 года насчитывалось более 131 миллиона пользователей UMTS (и, следовательно, потенциальных пользователей видеотелефонов) в 134 сетях в 59 странах. [ требуется цитата ] Мобильные телефоны также могут использовать широкополосный беспроводной Интернет, как через сотовую телефонную сеть, так и через локальное соединение Wi-Fi , наряду с программными приложениями видеотелефонии, чтобы совершать звонки любому пользователю Интернета с поддержкой видео, как мобильному, так и стационарному.
Глухие, слабослышащие и немые люди играют особую роль в развитии доступной высококачественной видеотелефонии как средства общения друг с другом на языке жестов . В отличие от Video Relay Service , которая предназначена для поддержки общения между абонентом, использующим язык жестов, и другой стороной, использующей устную речь, видеоконференцсвязь может использоваться напрямую между двумя глухими сурдопереводчиками.
Видеофоны все чаще используются для предоставления телемедицины пожилым людям, инвалидам и людям в отдаленных районах, где простота и удобство быстрого получения диагностических и консультативных медицинских услуг очевидны. [54] В одном единственном случае, процитированном в 2006 году: «Клиника под руководством медсестры в Летеме получила положительный отзыв об испытании видеосвязи, которая позволила 60 пенсионерам пройти оценку состояния здоровья у врачей без необходимости посещать кабинет врача или медицинскую клинику». [54] Дальнейшим улучшением телемедицинских услуг стала разработка новой технологии, встроенной в специальные видеофоны, для обеспечения удаленной диагностики, такой как уровень сахара в крови , артериальное давление и мониторинг основных показателей жизнедеятельности . Такие устройства способны передавать как обычные аудио-видео, так и медицинские данные как по стандартному телефону (POTS), так и по новым широкополосным линиям. [55]
Видеотелефония также была развернута в корпоративных телеконференциях , также доступных через использование комнат видеоконференций общего доступа. Более высокий уровень видеоконференций, который использует передовые телекоммуникационные технологии и дисплеи высокого разрешения, называется телеприсутствием .
Сегодня принципы, если не точные механизмы, видеофона используются многими пользователями по всему миру в форме видеозвонков с помощью веб-камеры с использованием персональных компьютеров, с недорогими веб-камерами, микрофонами и бесплатными программами- клиентами для видеозвонков . Таким образом, деятельность, которая была разочаровывающей как отдельная услуга, нашла свою нишу в качестве второстепенной функции в программных продуктах, предназначенных для других целей.
По данным Juniper Research, к 2015 году число пользователей смартфонов с видеотелефонией во всем мире достигнет 29 миллионов. [56]
Исследование, проведенное Pew Research в 2010 году, показало, что 7% американцев совершали мобильные видеозвонки. [57]
В Соединенных Штатах видеоконференцсвязь позволила использовать показания для лица, которое не может или предпочитает не присутствовать на физическом судебном заседании или подвергнется сильному психологическому стрессу при этом, однако существуют разногласия относительно использования показаний иностранных или недоступных свидетелей посредством видеопередачи, в связи с нарушением пункта об очной ставке Шестой поправки к Конституции США. [58]
В ходе военного расследования в Северной Каролине афганские свидетели давали показания посредством видеоконференцсвязи.
В округе Холл, штат Джорджия , системы видеоконференцсвязи используются для первоначальных судебных выступлений. Системы связывают тюрьмы с залами суда, сокращая расходы и риски безопасности при транспортировке заключенных в зал суда. [59]
Администрация социального обеспечения США (SSA), которая контролирует крупнейшую в мире административную судебную систему в рамках своего Управления по рассмотрению и рассмотрению дел об инвалидности (ODAR), [60] широко использовала видеоконференции для проведения слушаний в удаленных местах. [61] В 2009 финансовом году (FY) Администрация социального обеспечения США (SSA) провела 86 320 слушаний в режиме видеоконференции, что на 55% больше, чем в 2008 финансовом году. [62] В августе 2010 года SSA открыла свой пятый и крупнейший Национальный центр слуха (NHC), работающий только в режиме видеоконференции, в Сент-Луисе , штат Миссури . Это продолжает усилия SSA по использованию видеослушаний в качестве средства для устранения существенного отставания в слушаниях. С 2007 года SSA также открыла NHC в Альбукерке , Нью-Мексико , Балтиморе , Мэриленде , Фоллс-Черч , Вирджиния и Чикаго . [60]
Видеоконференции предоставляют студентам возможность учиться, участвуя в двусторонних коммуникационных форумах. Поскольку это живое общение, видеотелефония позволяет учителям получать доступ к удаленным или иным образом изолированным учащимся. Студенты из разных сообществ и слоев общества могут собираться вместе, чтобы узнать друг о друге с помощью практик, известных как телесотрудничество [63] [64] (в образовании на иностранных языках) и виртуальный обмен , хотя языковые барьеры будут по-прежнему присутствовать. Такие студенты могут исследовать, общаться, анализировать и делиться информацией и идеями друг с другом.
С помощью видеоконференций студенты могут посещать другие части света, включая музеи и другие культурные и образовательные объекты. Такие виртуальные экскурсии могут предоставить обогащенные возможности обучения студентам, особенно тем, кто географически изолирован или экономически неблагополучен. Небольшие школы могут использовать эти технологии для объединения ресурсов и предоставления курсов, например, иностранных языков, которые в противном случае не могли бы быть предложены.
Вот некоторые преимущества, которые видеоконференции могут дать образованию:
Видеоконференцсвязь является очень полезной технологией для телемедицины в реальном времени и телеухода , таких как диагностика , консультирование, профилактика, лечение и передача медицинских изображений . [70] С помощью видеоконференцсвязи пациенты могут связываться с медсестрами и врачами в экстренных или обычных ситуациях; врачи и другие специалисты по оказанию парамедицинской помощи могут обсуждать случаи на больших расстояниях. Сельские районы могут использовать эту технологию для диагностических целей, тем самым спасая жизни и более эффективно используя деньги на здравоохранение. Например, сельский медицинский центр в Огайо использовал видеоконференцсвязь, чтобы успешно сократить количество переводов больных младенцев в больницу, расположенную в 70 милях (110 км). Ранее это стоило почти 10 000 долларов за перевод. [71]
Специальные периферийные устройства, такие как микроскопы , оснащенные цифровыми камерами , видеоэндоскопы , медицинские ультразвуковые устройства визуализации, отоскопы и т. д., могут использоваться в сочетании с оборудованием для видеоконференций для передачи данных о пациенте. Недавние разработки в области мобильного сотрудничества на портативных мобильных устройствах также расширили возможности видеоконференций в местах, которые ранее были недоступны, таких как удаленное сообщество, учреждение долгосрочного ухода или дом пациента. [72]
Видеоконференции могут позволить людям, находящимся в отдаленных местах, участвовать в совещаниях в короткие сроки, экономя время и деньги. Такие технологии, как VoIP, могут использоваться в сочетании с настольными видеоконференциями для обеспечения недорогих личных деловых встреч, не покидая рабочего стола, особенно для предприятий с широко распространенными офисами. Эта технология также используется для удаленной работы . Один исследовательский отчет, основанный на выборке из 1800 корпоративных сотрудников, показал, что по состоянию на июнь 2010 года 54% респондентов, имеющих доступ к видеоконференциям, использовали их «все время» или «часто». [73] [74]
Корпорация Intel использовала видеоконференции для сокращения расходов и воздействия своей деятельности на окружающую среду. [75]
Видеоконференции также в настоящее время внедряются на веб-сайтах онлайн-сетей, чтобы помочь компаниям быстро и эффективно формировать прибыльные отношения, не покидая своего рабочего места. Это было использовано банками для связи занятых банковских специалистов с клиентами в различных местах с помощью технологии видеобанкинга .
Видеоконференции на портативных мобильных устройствах ( технология мобильного сотрудничества ) используются в таких отраслях, как производство, энергетика, здравоохранение, страхование, государственное управление и общественная безопасность. Живое визуальное взаимодействие устраняет традиционные ограничения расстояния и времени, часто в ранее недоступных местах, например, на производственном участке за тысячи миль. [76]
В условиях все более глобализированной киноиндустрии видеоконференции стали полезным методом, с помощью которого творческие таланты во многих разных местах могут тесно сотрудничать над сложными деталями кинопроизводства. Например, для отмеченного наградами анимационного фильма 2013 года Frozen , расположенная в Бербанке студия Walt Disney Animation Studios наняла нью -йоркскую команду авторов песен, состоящую из мужа и жены Роберта Лопеса и Кристен Андерсон-Лопес, для написания песен, что потребовало двухчасовых трансконтинентальных видеоконференций почти каждый будний день в течение примерно 14 месяцев. [77] [78] [79] [80]
С развитием недорогих конечных точек, интеграцией видеокамер в персональные компьютеры и мобильные устройства, а также такими программными приложениями, как FaceTime , Skype, Teams , BlueJeans и Zoom, видеоконференции превратились из простого предложения для бизнеса в предложение для бизнеса, включив в себя использование в отношениях «бизнес-потребитель» (и «потребитель-потребитель»).
Хотя видеоконференции часто доказывали свою ценность, исследования показали, что некоторые сотрудники, не занимающие руководящие должности, предпочитают не использовать их из-за нескольких факторов, включая беспокойство. [81] Некоторые из таких беспокойств часто можно избежать, если менеджеры используют технологию как часть обычного хода бизнеса. Удаленные работники также могут перенять определенные модели поведения и передовые методы, чтобы оставаться на связи со своими коллегами и компанией. [82] [ требуется лучший источник ]
Исследователи также обнаружили, что участники деловых и медицинских видеоконференций должны прилагать больше усилий для интерпретации информации, предоставленной во время конференции, чем если бы они присутствовали лицом к лицу. [83] Они рекомендуют тем, кто координирует видеоконференции, внести коррективы в процедуры и оборудование для проведения конференций.
Концепция пресс-видеоконференций была разработана в октябре 2007 года Ассоциацией панафриканской прессы (APPA), неправительственной организацией со штаб- квартирой в Париже, Франция , чтобы позволить африканским журналистам участвовать в международных пресс-конференциях по вопросам развития и надлежащего управления .
Пресс-видеоконференция позволяет проводить международные пресс-конференции посредством видеоконференцсвязи через Интернет. Журналисты могут участвовать в международной пресс-конференции из любого места, не покидая своих офисов или стран. Им нужно только сесть за компьютер, подключенный к Интернету, чтобы задать свои вопросы.
В 2004 году Международный валютный фонд представил Online Media Briefing Center — защищенный паролем сайт, доступный только профессиональным журналистам. Сайт позволяет МВФ проводить пресс-конференции по всему миру и позволяет задавать пресс-секретарям прямые вопросы. С момента своего создания сайт копировали и другие международные организации. В настоящее время в МВФ зарегистрировано более 4000 журналистов по всему миру.
Одна из первых демонстраций способности телекоммуникаций помогать пользователям языка жестов общаться друг с другом произошла, когда видеофон AT&T ( торговая марка Picturephone ) был представлен публике на Всемирной выставке в Нью-Йорке в 1964 году — два глухих пользователя смогли свободно общаться друг с другом между выставкой и другим городом. [84] Различные университеты и другие организации, включая предприятие British Telecom в Мартлшеме , также провели обширные исследования жестов с помощью видеотелефонии. [85] [86] [87]
Использование языка жестов посредством видеотелефонии было затруднено в течение многих лет из-за сложности его использования по медленным аналоговым медным телефонным линиям [ 86] в сочетании с высокой стоимостью более качественных телефонных линий ISDN (данных) . [85] Эти факторы в значительной степени исчезли с появлением более эффективных и мощных видеокодеков и появлением недорогих высокоскоростных услуг передачи данных ISDN и IP (Интернет) в 1990-х годах.
Значительные улучшения в качестве обслуживания видеозвонков для глухих произошли в Соединенных Штатах в 2003 году, когда Sorenson Media Inc. (ранее Sorenson Vision Inc.), компания, занимающаяся программным обеспечением для сжатия видео, разработала свою модель автономного видеофона VP-100 специально для сообщества глухих. Он был разработан для вывода видео на телевизор пользователя, чтобы снизить стоимость приобретения и предложить дистанционное управление и мощный кодек сжатия видео для непревзойденного качества видео и простоты использования с услугами видеореле. Положительные отзывы быстро привели к его популярному использованию в образовательных учреждениях для глухих, а оттуда и в более широком сообществе глухих. [88]
В сочетании с аналогичными высококачественными видеофонами, представленными другими производителями электроники, доступностью высокоскоростного Интернета и спонсируемыми услугами видеорелейной связи, разрешенными Федеральной комиссией по связи США в 2002 году, услуги VRS для глухих быстро развивались в этой стране. [88]
Используя такое видеооборудование в настоящее время, глухие, слабослышащие и люди с нарушениями речи могут общаться между собой и со слышащими людьми с помощью языка жестов . Соединенные Штаты и несколько других стран компенсируют компаниям предоставление услуг видеорелейной связи (VRS). Телекоммуникационное оборудование может использоваться для общения с другими людьми через переводчика языка жестов, который одновременно использует обычный телефон для общения с группой глухого человека. Видеооборудование также используется для перевода языка жестов на месте с помощью удаленного видеоперевода (VRI). Относительно низкая стоимость и широкая доступность технологии мобильной связи 3G с возможностями видеозвонков предоставили глухим и людям с нарушениями речи большую возможность общаться с той же легкостью, что и другим. Некоторые операторы беспроводной связи даже запустили бесплатные шлюзы языка жестов.
Услуги перевода жестового языка через VRS или VRI полезны в настоящее время, когда одна из сторон глухая , слабослышащая или имеет проблемы с речью (немая) . В таких случаях поток перевода обычно осуществляется в пределах одного и того же основного языка, например, с французского языка жестов (LSF) на разговорный французский, с испанского языка жестов (LSE) на разговорный испанский, с британского языка жестов (BSL) на разговорный английский и с американского языка жестов (ASL) также на разговорный английский (поскольку BSL и ASL полностью отличаются друг от друга), с немецкого языка жестов (DGS) на разговорный немецкий и так далее.
Переводчики многоязычного языка жестов , которые также могут переводить между основными языками (например, многоязычный переводчик, переводящий звонок глухого человека, использующего ASL, чтобы забронировать номер в отеле в Доминиканской Республике , персонал которого говорит только на испанском языке, поэтому переводчику приходится использовать ASL, разговорный испанский и разговорный английский, чтобы облегчить звонок глухому человеку), также доступны, хотя и реже. Такая деятельность требует значительных усилий по умственной обработке со стороны переводчика, поскольку языки жестов являются отдельными естественными языками со своей собственной конструкцией , семантикой и синтаксисом , отличными от слуховой версии того же основного языка.
При видеопереводе сурдопереводчики работают удаленно с живыми видео- и аудиопотоками, так что переводчик может видеть глухую или немую сторону и разговаривать со слышащей стороной, и наоборот. Подобно телефонному переводу , видеоперевод может использоваться в ситуациях, когда на месте нет доступных переводчиков . Однако видеоперевод не может использоваться в ситуациях, когда все стороны говорят только по телефону. Для перевода VRS и VRI требуется, чтобы у всех сторон было необходимое оборудование . Некоторое современное оборудование позволяет переводчикам удаленно управлять видеокамерой, чтобы увеличивать и уменьшать масштаб или направлять камеру на сторону, которая подписывает.
Название видеофон никогда не было таким же стандартизированным, как его более ранний аналог телефон , в результате чего во всем мире и даже в пределах одного региона или страны использовались различные названия и термины. Видеофоны также известны как видеофоны , видеотелефоны (или видеотелефоны ) и часто по раннему торговому названию Picturephone , которое было первым в мире коммерческим видеофоном, произведенным в больших объемах. Составное название видеофон медленно вошло в общее употребление после 1950 года, [90] хотя видеотелефон, вероятно, вошел в лексикон раньше, после того как видео было придумано в 1935 году. [91]
Видеотелефонные звонки (также: видеозвонки , видеочат ) [92] , а также Skype и Skype в глагольной форме [93] отличаются от видеоконференций тем, что они рассчитаны на обслуживание отдельных лиц, а не групп. [2] Однако это различие становится все более размытым с технологическими усовершенствованиями, такими как увеличение пропускной способности и сложные программные клиенты , которые могут позволить нескольким сторонам участвовать в звонке. В общем повседневном использовании термин видеоконференция теперь часто используется вместо видеозвонка для звонков точка-точка между двумя устройствами. И видеотелефонные звонки, и видеоконференции теперь также обычно называют видеолинком .
Веб-камеры — популярные, относительно недорогие устройства, которые могут обеспечивать прямую трансляцию видео и аудио через персональные компьютеры и могут использоваться со многими программными клиентами как для видеозвонков, так и для видеоконференций. [28]
Система видеоконференций обычно стоит дороже видеофона и предоставляет больше возможностей. Видеоконференция (также известная как видеотелеконференция ) позволяет двум или более местам общаться посредством прямой, одновременной двухсторонней видео- и аудиопередачи. Это часто достигается с помощью многоточечного блока управления (централизованной системы распределения и управления вызовами) или аналогичной нецентрализованной многоточечной возможности, встроенной в каждый блок видеоконференций. Опять же, технологические усовершенствования обошли традиционные определения, позволив проводить многосторонние видеоконференции через веб-приложения. [94] [95]
Система телеприсутствия — это высококачественная система видеоконференцсвязи и услуга, обычно используемая корпоративными офисами на уровне предприятия . Конференц-залы телеприсутствия используют самые современные конструкции помещений, видеокамеры, дисплеи, звуковые системы и процессоры в сочетании с высокой и очень высокой пропускной способностью передачи данных.
Типичные варианты использования различных технологий, описанных выше, включают звонки один на один или конференции один со многими или многие со многими для личных, деловых, образовательных, видеорелейных служб для глухих , а также для телемедицинских, диагностических и реабилитационных целей. [96] Персональные видеозвонки заключенным, находящимся в пенитенциарных учреждениях , и видеоконференции для решения технических проблем авиакомпаний на объектах технического обслуживания создаются или развиваются на постоянной основе.
Другие названия видеофона , которые использовались в английском языке: Viewphone ( эквивалент Picturephone от British Telecom ), [97] и visiophone , распространенный французский перевод, который также проник в ограниченное использование английского языка, а также более двадцати менее распространенных названий и выражений. Переводы видеофона на латинском языке на другие языки включают vidéophone (французский), Bildtelefon (немецкий), videotelefono (итальянский), оба videoófono и videoteléfono (испанский), оба beeldtelefoon и videofoon (голландский) и videofonía (каталонский).
Робот телеприсутствия (также телеробототехника ) — это роботизированный и моторизованный дисплей видеоконференций, помогающий создать лучшее ощущение удаленного физического присутствия для общения и совместной работы в офисе, дома, школе и т. д., когда человек не может присутствовать там лично. Роботизированное устройство-аватар может перемещаться и осматриваться по команде удаленного человека, которого он представляет. [98]
В научно-фантастической литературе названия, обычно связанные с видеофонами, включают telephonoscope , telephote , viewphone , vidphone , vidfone и visiphone . Первым примером, вероятно, был мультфильм «Телефоноскоп Эдисона» Жоржа Дюморье в Punch 1878. [99] В «В году 2889», опубликованном в 1889 году, французский писатель Жюль Верн предсказывает, что « Передача речи — это старая история; передача изображений с помощью чувствительных зеркал, соединенных проводами, — это дело вчерашнего дня » . [100] Во многих научно-фантастических фильмах и телепрограммах, действие которых происходит в будущем, видеофоны использовались в качестве основного метода связи. Одним из первых фильмов, где использовался видеофон, был « Метрополис » Фрица Ланга (1927). [101]
Другие известные примеры видеофонов в популярной культуре включают культовую сцену из фильма 1968 года « Космическая одиссея 2001 года», действие которого происходит на космической станции V. Фильм был выпущен незадолго до того, как AT&T начала попытки коммерциализировать свою услугу Picturephone Mod II в нескольких городах, и изображает видеозвонок на Землю с использованием усовершенствованного видеофона AT&T, который, по прогнозам, будет стоить 1,70 доллара за двухминутный звонок в 2001 году (меньшая часть реальных расценок компании на Земле в 1968 году). Кинорежиссер Стэнли Кубрик стремился к научной точности, полагаясь на интервью с учеными и инженерами в Bell Labs в Соединенных Штатах. Доктор Ларри Рабинер из Bell Labs, обсуждая исследования видеофонов в документальном фильме «2001: Создание мифа », заявил, что в середине и конце 1960-х годов видеофоны «... захватили воображение публики и ... мистера Кубрика и людей, которые ему подчинялись». В одной из сцен фильма 2001 года центральный персонаж, доктор Хейвуд Флойд, звонит домой, чтобы связаться со своей семьей, социальная особенность, отмеченная в Making of a Myth . Флойд разговаривает со своей дочерью и наблюдает за ней с космической станции на орбите над Землей , обсуждая, какой подарок он должен привезти ей домой. [102] [ ненадежный источник ] [103] [104]
Портативный видеофон также занимает видное место в научно-фантастическом фильме 2009 года «Луна» , где главный герой истории, Сэм Белл, также звонит домой, чтобы пообщаться с близкими. Беллу, одинокому обитателю шахтерской станции на дальней стороне Луны, наконец удается сделать видеозвонок после длительного периода работы, но он получает травму, увидев свою дочь. [105]
Другие более ранние примеры видеофонов в популярной культуре включают видеофон, показанный в мультфильме Warner Bros. « Самолет Даффи» , в котором женщина-шпион Хатта Мари использовала видеофон для связи с Адольфом Гитлером (1944), а также устройство с той же функциональностью использовал персонаж комиксов Дик Трейси , который часто использовал свой «двусторонний наручный телевизор» для связи с полицейским управлением. [106] (1964–1977).
К началу 2010-х годов видеотелефония и видеофоны стали обычным явлением и непримечательны в различных формах медиа, отчасти из-за их реального и повсеместного присутствия в обычных электронных устройствах и ноутбуках. Кроме того, телевизионные программы все чаще использовали видеофоны для интервьюирования интересующих субъектов и для представления прямой трансляции новостными корреспондентами через Интернет или по спутниковым каналам. В массовых медиа популярная американская ведущая телевизионного ток-шоу Опра Уинфри включила видеотелефонию в свою телевизионную программу на регулярной основе с 21 мая 2009 года, с первым эпизодом под названием Where the Skype Are You?, как часть маркетингового соглашения с интернет-телекоммуникационной компанией Skype . [107] [108]
Кроме того, видеофоны использовались в:
{{cite web}}: CS1 maint: bot: original URL status unknown (link), Кафедра социальных наук, Университет Ноттингем Трент , 16 июня 2002 г. Обсуждаются социальные вопросы, связанные с видеотелефонией.