Терминология
Далее в курсе будут встречаться слова, которые могут оказаться незнакомыми вам. Если вы хорошо разбираетесь хотя бы в бытовой технике, новых слов будет немного, но если вы описываете кабель VGA как “провод с синими наконечниками”, то вам пригодится небольшое введение.
Начнем с основных понятий, применимых к этому курсу.
Сигнал и поток
То и другое – про видео или звук, разница в том, что сигнал – это электрическое понятие, а поток – информационное. Вы можете найти разные толкования, в этом курсе мы будем опираться на следующие:
Сигнал формируется изменяющимся напряжением в проводе. Не будем углубляться в радиопередачу, ограничимся проводами.
Поток – это закодированная медиа-информация, передаваемая по каналу связи. По тем же проводам. Но изменение напряжения в проводе не прямо описывает содержание передаваемой информации.
Возьмем для примера телефон как средство связи: ему скоро 150 лет. Обычный аналоговый телефон передает сигнал по проводу. Звук преобразуется телефонным аппаратом в изменяющееся во времени напряжение. Была механическая звуковая волна, стала электромагнитная, передающаяся по проводу. Это – сигнал.
А теперь возьмем IP-телефон. Он включается в компьютерную сеть. Выполняет ту же функцию, что аналоговый, но работает совсем по-другому. Провод, по которому передаётся сигнал, одновременно может обслуживать множество устройств, обменивающихся сетевыми пакетами. При этом само по себе соединение сетевых устройств установлено постоянно. В кабеле, их соединяющем, это всё ещё обмен электрическими сигналами, которые интерпретируются устройствами как нули и единицы, а те – в сетевые пакеты, собирающиеся в потоковую передачу. Но нам эти электрические сигналы неинтересны. Интересно содержание пакетов -- поток.
Появляются новые понятия, которые нам будут часто встречаться:
кодирование, сжатие, шифрование и протокол.
Кодирование, сжатие, шифрование и протокол
- Кодирование и декодирование необходимы для того, чтобы вашу информацию передать по каналу связи. Цель кодирования не в том, чтобы вас не подслушали, а чтобы обменяться с получателем вашей информацией – файлом или медиапотоком.
Если бы вы хотели передать свои мысли по обычной почте, вам бы пришлось закодировать их в письменный вид – написать буквами на бумаге. Вы для этого используете алфавит и знания грамматики, пунктуации, синтаксиса языка, на котором пишете. Поставите не там запятую, или перепутаете букву – вас могут не так понять. Важно, чтобы пишущий и читающий понимали написанное одинаково.
В случае с медиаданными программа, которая занимается кодированием и декодированием, так и называется: КО-ДЕК. Вы наверняка слышали про кодеки MP3, AAC, H.264 и так далее. Обычно кодирование тесно связано со сжатием. - Сжатие необходимо, чтобы передать медиаданные по каналам связи. Одно дело, когда ваш компьютер передает изображение на монитор по короткому многожильному проводу и там можно посылать десятки гигабит в секунду, другое – когда вы хотите это же изображение передать через интернет и хочется уложиться в несколько мегабит в секунду – разница в скорости передачи будет в тысячи раз.
- Шифрование – это защита передаваемой информации от подслушивания и несанкционированного внесения изменений.
- Протокол – это правила, по которым передающая и принимающая стороны договариваются между собой о взаимодействии. Мы не будем сейчас погружаться в сетевые технологии, но вот известные вам слова “TCP/IP” – это как раз протоколы, на которых основана работа Интернет и локальных сетей. Они так и расшифровываются Transport Control Protocol, Internet Protocol. А веб-странички передаются по HTTP – Hyper Text Transfer Protocol, то есть, протокол передачи гипертекста.
Когда по сетям стали передавать медиаданные, появились специальные протоколы. Например, мы будем работать с RTSP, RTMP и еще с несколькими протоколами. RTSP – это Real Time Streaming Protocol. А IP-телефон, про который был пример выше, использует протокол SIP.
Интерфейсы
Возьмем кодер HDMI. Это устройство, которое принимает на входе видеосигнал, а на выходе формирует видеопоток. Под видео я понимаю также и звук – вот вход для аналогового звука, а еще, если интерфейс позволяет, можно передать звук вместе с видео. У нас кодер HDMI – тут встроенный звук поддерживается.
Вот опять новое слово: интерфейс.
Сигнал от источника, например, с видеовыхода компьютера, отправляется через HDMI. А может отправляться через VGA, DVI, Display Port и так далее. Много их напридумывали. Что это?
Мы будем называть аппаратным интерфейсом входы, выходы, кабели и те сигналы, которые используются для передачи сигналов.
Интерфейсы бывают не только для видео или звука.
USB – универсальный интерфейс: там передаются и любые данные, и команды, и даже питание.
Ethernet – тоже универсальный интерфейс.
Есть более специфические:
HDMI или VGA – они для видео, причем HDMI цифровой, VGA аналоговый.
При этом, по HDMI можно передавать не только видео и звук.
Остановимся подробнее на видеоинтерфейсах:
Сигнал бывает аналоговым и цифровым.
Самый известный для вас аналоговый сигнал, скорее всего, -- VGA в компьютере или композитное видео в бытовой технике. Кто подключал старый видеомагнитофон – это желтый “тюльпан”. Правильное название – CVBS.
Как примеры цифрового сигнала можно привести
Устройства могут подключаться друг к другу напрямую проводами или по сети.
Если вы включаете устройство по USB или вставляете плату расширения в компьютер, то это периферийное устройство. Почему оно так называется: в компьютере есть центральный процессор, память, остальное – на периферии, то есть, в отдалении. С ними процессор обменивается данными через специальные контроллеры, например, USB. При этом устройство физически подключается к компьютеру.
Альтернативный вариант – подключаться по сети. Здесь устройство подключено к удаленному сетевому оборудованию и обмен данными маршрутизируется. В компьютер эти данные приходят через сетевое соединение – проводное или Wi-Fi.
Итого, по типу подключения мы различаем периферийное и сетевое оборудование. Например, веб-камера или мышка – это периферийное устройство, IP-камера – сетевое, а принтер, у которого есть поддержка USB и Ethernet, – и периферийное, и сетевое: как подключите, таким и будет.