ロボットやドローンのトーナメントをライブストリーミングする方法

この記事では、VEX Robotics または Aerial Drone Competition トーナメントのライブストリームを設定するための基本的な側面について説明します。 VEX IQ、VEX V5、または航空ドローン競技イベントのいずれを実行する場合でも、ライブストリーミングの技術的な側面はほぼ同じです。 次のセクションでは、購入または使用する可能性のあるさまざまな種類のカメラ、ビデオ ミキシング、オーバーレイ、オーディオ、および推奨される機器に関する情報を提供します。 ライブストリーミングは、標準のトーナメント ソフトウェアを使用してイベントを企画および実行する能力にすでに自信がある経験豊富なイベント パートナーに推奨されます。

このコンテンツは、ウェストバージニア ロボティクス アライアンスの John Holbrook 氏のビデオから抜粋したもので、彼の許可を得て使用されています。 そのビデオはここで見ることができます。

ビデオ & ネットワークの機器とセットアップ

概要

2 つのフィールドを持つ VEX V5 ロボット競技会の基本的なビデオ セットアップを見てみましょう。

各フィールドにはカメラが向けられています。

トーナメント マネージャー ソフトウェアは、チーム、時間、試合番号、スコアに関する情報をライブ ストリームに追加するグラフィックを生成します。

これらの入力はビデオ スイッチャーに送られ、トーナメント マネージャーからのグラフィックがカメラ フィードにオーバーレイされます。

生成されたビデオは、ライブストリーム プラットフォーム (YouTube や Twitch など) や、観客が見ることができる会場内のテレビやプロジェクターなどの出力に送信されます。

ビデオスイッチャー

基本機能

• 現場ビデオにTMソフトウェアグラフィックを重ねる
• カメラを切り替えて現在の試合/フィールドを表示します

追加/高度な機能

• 複数のカメラフィードをさまざまな方法で組み合わせる
• カメラやシーン間のトランジションやアニメーションを追加する
• 必要に応じて追加のカスタマイズと効果を提供します

ビデオ切り替えの処理方法

• 専用ビデオミキサー（ハードウェア）
  • カメラをミキサーに接続します
  • ボタンとスライダーで制御される切り替えやその他のオプション
  • 高価で専門知識が必要
  • ほとんどのイベントでは不必要に複雑
  • この記事やソースビデオの焦点ではない
• OBS (Open Broadcaster Software) Studio、 obsproject.comで入手可能 
  • この記事では、OBSビデオミキシングソフトウェアの使い方については説明しませんが、セットアップ、構成、使用方法に関する検索可能な情報が多数あり、非常に幅広くサポートされています。
  • Windows、macOS、Linuxコンピュータで実行可能、外部ディスプレイをサポート
  • 無料のオープンソースソフトウェア
  • 広く使用され、サポートされている
  • アマチュアまたはセミプロのライブストリーミングの標準ソリューション
  • 幅広いオンラインチュートリアル
  • 簡単に始められます
  • カスタムトランジションなどの高度な機能を簡素化
  • トーナメント マネージャー ソフトウェア用のプラグインを含む、拡張機能用の幅広いプラグイン!
  • OBS Studio 用トーナメント マネージャー プラグイン
    • ビデオキャプチャやクロマキーの面倒な設定を管理することなく、TMのディスプレイをOBSに直接統合します。
    • オーバーレイの透明度を自動化し、「そのまま機能する」
    • Windowsコンピュータに最適
    • macOSでは利用できませんが、Linuxでは利用できるようになりました

TM プラグインを搭載した OBS Studio 用コンピューター

• Windows または Linux (TM プラグインは macOS では実行されません)
• OBS からオンサイトのテレビやプロジェクターにビデオを送信するための外部ディスプレイのサポート
• 高性能なコンピュータである必要はありませんが、十分なパフォーマンスを確保するには、おそらく5年未満のものを使用してください。
  • ゲーミングデスクトップまたはラップトップはOBSを簡単に処理します
  • 遅いコンピューターや古いコンピューターは良い選択ではありません
• イベント全体を処理するため、優れた冷却システムが必要です (過熱しやすいラップトップには適していません)
• 内蔵イーサネットポートはプラス
• USBカメラやキャプチャカードを使用する場合は追加のUSBポートが必要です
• 公式ガイダンス: TM サーバーからストリームを実行しないでください。専用のストリーム コンピューターを用意してください (ただし、ソフトウェアによって可能になります)

VEXトーナメントとライブストリームのネットワーキング

• ストリーミングコンピュータはインターネットへの有線（イーサネット）接続が必要です
• 会場の WiFi に頼るのではなく、独自のネットワークを実行しましょう。
• 最初は安いWiFiルーターで十分
  • ルーターのWANポートを会場の有線インターネットに接続します
  • 重要なデバイス（ストリーミングPC、TMサーバー）をイーサネットケーブル経由でルーターに接続します
  • 必須ではないデバイス（スコアテーブル、ピットディスプレイ）はWiFi経由で接続できます
  • フィールドPiデバイスには有線イーサネットが推奨されます
• 会場ごとに設定やポリシーは異なりますが、事前に連絡しておけば、ほとんどのIT部門が親切に対応してくれます。

カメラ

一般的な

• 各フィールドに1台のカメラを向ける
• 何らかの方法でカメラからのビデオをコンピューター/OBSに取り込む必要がある
  • どうやって？ カメラの種類によって異なります
• 各カメラは広い視野（FOV）を持つ必要がある
  • FOVは通常度数で表示され、度数が大きいほどFOVが広くなります。
  • 視野が広いため、カメラをフィールドに近づけてもフィールド全体を撮影できます。
  • 視野が広すぎると、物が歪んで見えることがあります（魚眼効果）
• 1080p以上の解像度が必要です
  • それより低いと見栄えが悪くなります
  • 4Kでも問題ありませんが、ライブストリームはおそらく1080pで終わるので必須ではありません。
• 全体的に品質が良い
  • 解像度がすべてではない
  • 可能であればレビューを読んだり見たり、機器をテストしたりする

カメラの種類

• カメラ: TL;DR
  • NDIカメラ: 総合的に最良の選択
    • コスト、信頼性、パフォーマンスの最適なバランス
  • USBカメラ: コストを最小限に抑えたい場合に最適
    • USBケーブルを長距離配線する際の固有の問題を考えると、予算に余裕があればNDIの方が良い選択となるだろう。
  • HDMIとSDIカメラ：最良の選択ではない
    • すでに持っている機器を使いたい場合に最適です…
    • …ですが、ゼロから始める場合は最適な場所ではありません
• USBウェブカメラ
  • 長所
    • 安い
    • 簡単に入手可能
    • さまざまなモデル
    • すでにアクセスしているものがあるかもしれません
  • 短所
    • 比較的長い距離（30～40フィート）にわたってUSBケーブルを配線する必要があるが、これは万全ではない。
    • コンピュータの USB 帯域幅が問題になる場合があり、各カメラを別々の USB ポートに接続する必要があります (USB ハブに複数のカメラを接続すると、ドロップアウトが発生する可能性があります)
  • 長距離USB接続のオプション
    • USB延長ケーブル
      • 延長ケーブルはコンピュータとカメラのUSBケーブルの間を通ります
      • 比較的安価で、入手しやすく、使いやすい
      • モデルによっては不安定になる可能性があり、USBは長距離伝送用に設計されていない
      • 一部の延長ケーブルには、ケーブルの途中に大きなリピーターやブースターが付いており、コンピューターとカメラの間の床に物理的な障害物を作り出す可能性があります。
      • 1080p 解像度では、非電源および USB 2 で十分ですが、カメラでテストする必要があります。このアプリケーションでは、通常、外部電源付きの USB 3.0 は必要ありません。
      • MonopriceブランドのUSB延長ケーブルは良い選択だと報告されている
    • USB over Cat5 (イーサネット) ケーブル
      • Cat5ケーブルは他のケーブルよりも信頼性が高い
      • 安価で、簡単に実行でき、長いケーブル配線用に設計されています
      • 送信機、受信機、ACアダプターキットの追加費用
      • コンピュータ側の送信機はUSBポートに接続します
      • カメラ側の受信機はACアダプターとカメラのUSBケーブルを介して電源が供給されます。
• ネットワークカメラ
  • 長所
    • Cat5ネットワークケーブルは安価で長距離を走れるように設計されています
    • 多くのネットワークカメラは、1本のパワーオーバーイーサネット（PoE）ケーブルを介して電源とネットワーク接続を取得できます。
    • ワイヤレス、バッテリー駆動のWiFiバージョンも利用可能だが、バッテリー寿命が懸念されるかもしれない
    • ビデオはネットワーク経由でストリーミングPCに送信されるので、キャプチャカードやUSB帯域幅は必要ありません。
  • 短所
    • USBウェブカメラに比べてコストが高い
  • 避けるべきこと
    • 安価なネットワークカメラの多くはセキュリティシステム用に設計されている
      • ビデオ品質はセキュリティシステムにとって優先度が高くないことが多い
      • セキュリティアプリケーションでは数秒の遅延は問題ありませんが、ブロードキャストでは可能な限り0に近い遅延が求められます。
  • より良い選択肢
    • NDIネットワークカメラ
      • 放送アプリケーション向けに設計されたネットワークビデオプロトコル
        • 低遅延
        • 高品質のビデオで有線またはWiFiセットアップで動作可能
        • OBSのプラグインを使用すると、NDIソースをライブストリームに簡単に取り込むことができます。
    • このコンテンツが作成された時点では優れたNDIカメラ
      • HuddleCamHD Pro IP、329ドル
  • パワーオーバーイーサネット (PoE)
    • PoEデバイスに電力を供給するには、インジェクタまたはPoEスイッチが必要です。
      • PoEスイッチを電源に接続する
      • PoEデバイスをスイッチに接続する
    • 複数の規格がありますが、おそらくPoE+（IEEE 802.3at）が必要です。
• HDMIカメラ
  • 長所
    • HDMI出力と良好な視野角を備えた適切なカメラをすでにお持ちかもしれません（例：GoPro）
  • 短所
    • HDMIを長距離で配線するのは簡単ではない
      • 30フィート、50フィート、100フィートのHDMIケーブルが販売されていますが、かさばり、カメラ側に外部電源が必要なものもあります。
    • HDMI出力付きのビデオカメラや写真カメラは、視野が狭すぎるため、おそらく良い選択ではない。
  • HDMIビデオをOBSに取り込む
    • USBキャプチャカード
      • USBポート経由でHDMI入力をコンピューターに変換します
      • カメラ1台につき1台
      • USBウェブカメラと同じUSB帯域幅の問題
      • 安価（1個あたり $10-$ドル程度）だが、少し高いブランドモデルでも価値がある。
    • 内部キャプチャカード
      • 一定数のカメラにHDMI入力を提供する
      • デスクトップコンピュータのPCI Expressスロットに挿入します
      • ノートパソコンがサポートしている場合は、外部PCI-Eエンクロージャに挿入できます。
      • USB帯域幅の心配なし
    • NDI エンコーダー
      • HDMI入力をNDIに変換します
      • 長いHDMIケーブルの代わりにイーサネットを使用してエンコーダボックスからコンピュータに接続できます。
      • PoE電源対応
      • 一例としては、ZowieBox（185ドル）
• SDIカメラ
  • シリアルデジタルインターフェースはデジタルビデオの放送規格である
  • BNCコネクタ付き同軸ケーブルを使用
    • 長距離でも機能
    • 長いケーブルは他のビデオケーブルより安価ですが、ネットワークケーブルほど安くはありません。
  • NDIとは異なり、別途電源ケーブルが必要
  • プロ仕様で放送品質なので高価です
  • HDMIカメラのように外付けキャプチャカードが必要ですが、コストが高くなります。

カメラの取り付け & 配置

カメラの取り付け

• ほとんどのカメラには三脚ネジマウントが内蔵されています
• おそらく平均的な三脚よりも高いものが必要になるでしょう
  • カメラの視野とフィールドのサイズ（例：IQ vs V5）、フィールドが高所にあるか地上にあるかによって異なります。
• 「ライトスタンド」はAmazon.comで検索するのに適したキーワードです。三脚に似ていますが、高さがあります。
• 非常に高い位置に設置する必要がある場合や、重いカメラを搭載する必要がある場合は、三脚のベースに砂袋を載せて重くすると安定性が高まります。
• 「マジックアーム」には柔軟なピボットジョイントがあり、カメラを奇妙な角度で取り付けたり、他の物体に取り付けたりするのに便利です。両端に標準的な三脚ネジが付いているので、カメラとクランプの間に取り付けることができます。

カメラの位置/配置

• 観客側が最高
  • 試合中は通常、チームやボランティアがそこに立っていません
  • これは観客が慣れている見方だ
  • しかし、これはケーブル配線が長くなることを意味するので、審判長の隣のフィールドの裏側が妥当な妥協案である。
• フィールド全体が撮影範囲内に入るようにしてください。
  • また、TMグラフィックがフィールドの一部を隠さないように注意してください。
• 正面から撮影するのがベストです。フィールドを角や角度から撮影すると奇妙に見えることがあります。
  • 正面から撮影することで、フィールドのカメラの視界を妨害するチームも回避できる。
• チームやボランティアがフィールドを歩き回れるスペースを確保するために、フィールドから数フィート離れた場所に設置してください。
  • この重要性はゲームによって異なります
• 多数の例についてはビデオをご覧ください（48:15 から始まります）

オーディオの機器とセットアップ

概要

さまざまなオーディオ ソースから始めて、イベントの基本的なオーディオ設定を見てみましょう。 MC が話すためのマイクが 1 本以上あります。トーナメント マネージャー ソフトウェアは、試合の開始と終了など、観客やチームに聞かせたいサウンドを生成します。また、試合の合間やバックグラウンドで音楽を流したい場合もあります。

これらはすべてオーディオ ミキサーに送られ、すべてのソースの相対的な音量がミックスされて、良いサウンドが実現されます。

オーディオ ミキサーは、バランスのとれたミックスされたサウンドを、観客やチームが聞けるように会場のスピーカーに、そしてライブ ストリームに追加されるようにストリーム コンピューターの OBS に、いくつかの場所に送信します。

ライブストリームのオーディオに関する一般的な注意事項

• 会場の PA システムだけに頼らないでください。会場のマイク、ミキサー、スピーカーを使用できる場合もありますが、ライブ ストリーミングに必要なのは、体育館でアナウンスするだけよりも複雑です。
• イベント前にすべてをセットアップしてテストしてください。

オーディオ: ミキサー

• 要件
  • 必要な数のマイクを接続できるXLR入力
  • TMフィールドサウンドと音楽用のステレオ入力
  • スピーカーへの出力（スピーカーに応じてXLRまたは¼インチ）
  • OBS への 2 番目の出力 (ミキサーに応じて 1/4 インチまたは USB)
    • 「コントロールルーム」/「CR」、「モニター」、「AUX」、またはヘッドフォン出力と表示されることがあります
    • この出力に個別のボリュームコントロールがあるのは良いことだ
  • 例: Mackie 802VLZ4、220 ドル

オーディオ: マイク

• 有線
  • 安い
  • 信頼性のある
• 無線
  • つまずくような長いケーブルはありません
  • 評判の良い有名ブランドにこだわるのがベスト
  • 問題が発生した場合に備えて、有線マイクをバックアップとして用意しておくのがベストです。

オーディオ: スピーカー

• 会場の既存のスピーカーを使用できる場合があります
  • 壁や床にあるXLRジャックを探し、必要に応じて会場スタッフと調整してください。
  • イベント前にテストして、動作するか確認しましょう
  • 音量に注意してください。壁のジャックはマイク用である場合もありますが、ジャックとスピーカーの間に別のミキサーやアンプがある場合もあります。
• スピーカーの購入を検討している場合は、「PAスピーカー」という検索語が適しています。
  • 多様なモデル、サイズ、パワーレベル、コスト

オーディオ: PAキット

• あらかじめパッケージ化された「PAキット」は良い選択肢となる
  • 多くの場合、ポータブルフォームファクタにスナップ留めされたスピーカーとミキサーが2つ含まれています。
  • マイクとマイクスタンドが付属しているものもあります
• 通常は持ち運びできるように設計されている
• ミキサーに必要な機能がすべて備わっていることを確認する

オーディオ: 音楽とTMサウンド

• これらが2つの別々のソースから来ていて、ミキサー上の異なるチャンネルになっているのがベストですが、同じコンピューターから来ることも可能です。
  • ソフトウェアで音楽とフィールドサウンドの相対的な音量を調整する
• ストリームで音楽を再生する場合は、適切なライセンスを取得する必要があります。そうしないと、ストリームがミュートされたり、停止されたり、アーカイブから削除されたりします。
  • 推奨ソースの1つ：pretzel.rocksには十分な無料層があり、有料層ではより多くのプレイリストにアクセスできます。
• OBSにオーディオを取り込む
  • デスクトップコンピュータにはすでにサウンド入力ジャックがある場合があります
  • そうでない場合（ラップトップなど）、USBサウンドカードを使用してください

セットアップのデモンストレーションとウォークスルー

ライブ ストリームに必要な機器とソフトウェアの設定と使用方法を最初から最後までデモンストレーションするには、このビデオの 1:01:42 からご覧 。

引用文献

この記事の情報は、ウェストバージニア ロボティクス アライアンスの John Holbrook 氏のビデオから抜粋したもので、彼の許可を得て使用しています。 そのビデオはここで見ることができます。

ウェストバージニア州ロボット連盟は、ウェストバージニア州全域のさまざまなロボット プログラムのロボット イベントをサポートしており、通常、さまざまな会場で年間 30 ～ 40 件のイベントを開催しています。 彼らは何年も前からイベントのライブストリーミングを行っており、2018年のウェストバージニア州選手権から始めました。 2021年シーズンには、リモートスキルのみのイベントを多数開催し、2022年に対面イベントが再開された際には、ライブストリーミング機能をすべてのイベントに拡張しました。 彼らはこれまでに 100 回以上のライブストリームを行っており、YouTube チャンネルで視聴可能です。 West Virginia Robotics Alliance の詳細については、次の Web サイトをご覧ください: wvrobot.org。