Jak transmitować na żywo turniej robotyki lub dronów

Treść ta jest fragmentem filmu autorstwa Johna Holbrooka z West Virginia Robotics Alliance i została tutaj wykorzystana za jego zgodą. Możesz obejrzeć ten film tutaj.

Sprzęt i konfiguracja dla sieci Video &

Przegląd

Przyjrzyjmy się podstawowej konfiguracji wideo na potrzeby konkursu robotów VEX V5 z dwoma boiskami.

Na każde pole skierowana jest kamera.

Oprogramowanie Tournament Manager generuje grafikę, która uzupełnia transmisję na żywo o informacje o drużynach, czasie, numerze meczu i wyniku.

Dane wejściowe trafiają do przełącznika wideo, który nakłada grafikę z Tournament Managera na obraz z kamery.

Powstały film wideo jest przesyłany do wyjść, w tym do platformy transmisji strumieniowej na żywo (np. YouTube lub Twitch) oraz do telewizora lub projektora w miejscu wydarzenia, widocznego dla publiczności.

Przełącznik wideo

Podstawowe funkcje

• Nakładanie grafiki oprogramowania TM na wideo z terenu
• Przełączaj się między kamerami, aby zobaczyć aktualny mecz/boisko

Funkcje dodatkowe/zaawansowane

• Łącz ze sobą wiele kanałów kamery na różne sposoby
• Dodawaj przejścia/animacje pomiędzy kamerami lub scenami
• Zapewnij dodatkową personalizację i efekty według potrzeb

Sposoby radzenia sobie z przełączaniem wideo

• Dedykowany mikser wideo (sprzętowy)
  • Kamery podłączane do miksera
  • Przełączanie i inne opcje sterowane przyciskami i suwakami
  • Drogi i wymagający pewnej wiedzy specjalistycznej
  • Niepotrzebnie skomplikowane dla większości wydarzeń
  • Nie jest to tematem tego artykułu ani źródłowego filmu
• OBS (Open Broadcaster Software) Studio, dostępne na obsproject.com 
  • W tym artykule nie omówiono sposobu korzystania z oprogramowania do miksowania wideo OBS, jest ono jednak bardzo szeroko wspierane i zawiera wiele wyszukiwalnych informacji na temat jego konfiguracji i użytkowania
  • Działa na komputerach z systemem Windows, macOS lub Linux, obsługuje wyświetlacze zewnętrzne
  • Oprogramowanie wolne i o otwartym kodzie źródłowym
  • Szeroko stosowane i wspierane
  • Standardowe rozwiązanie dla amatorskich i półprofesjonalnych transmisji na żywo
  • Szeroka gama samouczków online
  • Łatwy do rozpoczęcia
  • Uproszczono zaawansowane funkcje, takie jak niestandardowe przejścia
  • Szeroka gama wtyczek zapewniających rozszerzone funkcje, w tym jedna dla oprogramowania Tournament Manager!
  • Wtyczka Tournament Manager do OBS Studio
    • Integruje wyświetlacze TM bezpośrednio z OBS bez konieczności zarządzania skomplikowanymi ustawieniami przechwytywania wideo lub kluczowania chrominancją
    • Automatyzuje przezroczystości w nakładce i „po prostu działa”
    • Najlepiej nadaje się do komputerów z systemem Windows
    • Niedostępne dla systemu macOS, ale właśnie stało się dostępne dla systemu Linux

Komputer do OBS Studio z wtyczką TM

• Windows lub Linux (wtyczka TM nie będzie działać na macOS)
• Obsługa zewnętrznego wyświetlacza umożliwiająca przesyłanie obrazu wideo z OBS do telewizora lub projektora w miejscu instalacji
• Nie musi to być komputer o wysokiej wydajności, ale powinien mieć mniej niż 5 lat, aby zapewnić przyzwoitą wydajność
  • Komputer stacjonarny do gier lub laptop bez problemu poradzi sobie z OBS
  • Powolny lub stary komputer nie jest dobrym wyborem
• Musi mieć dobry system chłodzenia, ponieważ będzie przetwarzał cały przebieg wydarzenia (nie jest to najlepsze zastosowanie dla laptopa, który ma tendencję do przegrzewania się)
• Wbudowany port Ethernet jest zaletą
• Dodatkowe porty USB w przypadku korzystania z kamer USB lub kart przechwytujących
• Oficjalne wytyczne: nie uruchamiaj transmisji strumieniowej z serwera TM, posiądź dedykowany komputer do transmisji strumieniowej (ale oprogramowanie na to pozwoli)

Networking dla turniejów VEX i transmisji na żywo

• Komputer strumieniowy powinien mieć przewodowe (Ethernet) połączenie z internetem
• Uruchom własną sieć zamiast polegać na Wi-Fi obiektu!
• Tani router WiFi jest w porządku na początek
  • Podłącz port WAN na routerze do przewodowego łącza internetowego obiektu
  • Podłącz niezbędne urządzenia (komputer strumieniowy, serwer TM) do routera za pomocą kabla Ethernet
  • Urządzenia niebędące niezbędnymi (tabele wyników, wyświetlacze stanowisk) mogą łączyć się przez Wi-Fi
  • W przypadku urządzeń Pi w terenie zaleca się stosowanie przewodowej sieci Ethernet
• Każde miejsce ma inną konfigurację i zasady, ale prawie każdy dział IT jest pomocny i wyrozumiały, jeśli skontaktujesz się z nim wcześniej

Kamery

Ogólny

• Jedna kamera skierowana na każde pole
• Trzeba jakoś przesłać wideo z kamer do komputera/OBS
  • Jak? Zależy od rodzaju aparatu
• Każda kamera powinna mieć szerokie pole widzenia (FOV)
  • Pole widzenia (FOV) jest zazwyczaj podawane w stopniach; im większa liczba stopni, tym szersze pole widzenia (FOV).
  • Szersze pole widzenia pozwala umieścić kamerę bliżej pola widzenia i nadal objąć całe pole widzenia
  • Bardzo szerokie pole widzenia może powodować zniekształcenie obrazu (efekt rybiego oka)
• Powinien mieć rozdzielczość 1080p lub lepszą
  • Niższa wartość nie będzie dobrze wyglądać
  • 4K jest w porządku, ale nie jest konieczne, ponieważ transmisja na żywo prawdopodobnie będzie miała rozdzielczość 1080p
• Dobra ogólna jakość
  • Rozdzielczość to nie wszystko
  • Jeśli to możliwe, przeczytaj/oglądaj recenzje, przetestuj sprzęt itp.

Rodzaje aparatów

• Aparaty fotograficzne: TL;DR
  • Kamery NDI: Najlepszy ogólny wybór
    • Najlepszy balans między kosztami, niezawodnością i wydajnością
  • Kamery USB: dobre rozwiązanie, jeśli chcesz zminimalizować koszty
    • Nieodłączne problemy związane z prowadzeniem kabli USB na duże odległości oznaczają, że NDI jest prawdopodobnie lepszym wyborem, jeśli możesz sobie na to pozwolić
  • Kamery HDMI i SDI: Nie najlepszy wybór
    • Świetne, jeśli chcesz użyć sprzętu, który już posiadasz…
    • …ale nie jest to najlepsze miejsce do szukania, jeśli zaczynasz od zera
• Kamery internetowe USB
  • Zalety
    • Tani
    • Łatwo dostępny
    • Wiele różnych modeli
    • Być może masz już dostęp do niektórych
  • Wady
    • Wymagane są kable USB o stosunkowo dużej odległości (30–40 stóp), co nie jest niezawodne
    • Przepustowość USB w komputerze może być problemem, a każda kamera powinna być podłączona do osobnego portu USB (podłączenie wielu kamer do koncentratora USB może powodować przerwy w transmisji)
  • Opcje obsługi USB na duże odległości
    • Kable przedłużające USB
      • Przewód przedłużający łączy komputer z kablem USB aparatu
      • Stosunkowo tani, łatwo dostępny i łatwy w użyciu
      • Może być niestabilny w zależności od modelu, a USB nie jest zaprojektowany do pracy na dużych odległościach
      • Niektóre kable przedłużające mają duże wzmacniacze lub repeatery na środku kabla, które mogą tworzyć fizyczne przeszkody na podłodze między komputerem a kamerą
      • W przypadku rozdzielczości 1080p zazwyczaj sprawdzają się porty bez zasilania i USB 2, ale należy je przetestować z kamerami. W tym zastosowaniu port USB 3.0 z zasilaniem zewnętrznym nie jest zazwyczaj potrzebny.
      • Podobno przedłużacze USB marki Monoprice są dobrym wyborem
    • Kabel USB przez Cat5 (Ethernet)
      • Kabel Cat5 jest bardziej niezawodny niż alternatywy
      • Tanie, łatwe w obsłudze i zaprojektowane do długich tras kablowych
      • Dodatkowy koszt zestawu nadajnika, odbiornika i zasilacza sieciowego
      • Nadajnik na końcu komputera łączy się z portem USB
      • Odbiornik na końcu kamery zasilany jest za pomocą zasilacza sieciowego i kabla USB kamery
• Kamery sieciowe
  • Zalety
    • Kabel sieciowy Cat5 jest tani i przeznaczony do pracy na dużych odległościach
    • Wiele kamer sieciowych może być zasilanych i połączonych z siecią za pomocą jednego kabla Power-over-Ethernet (PoE)
    • Dostępne są wersje bezprzewodowe z WiFi zasilane bateryjnie, jednak żywotność baterii może budzić obawy
    • Ponieważ wideo przesyłane jest do komputera strumieniowego przez sieć, nie ma potrzeby stosowania kart przechwytujących ani przepustowości USB
  • Wady
    • Wyższy koszt w porównaniu do kamer internetowych USB
  • Czego unikać
    • Wiele tanich kamer sieciowych jest przeznaczonych do stosowania w systemach bezpieczeństwa
      • Jakość obrazu wideo często nie jest priorytetem w systemach bezpieczeństwa
      • Kilkusekundowe opóźnienie jest wystarczające w przypadku zastosowań związanych z bezpieczeństwem, ale w przypadku transmisji pożądane jest opóźnienie możliwie najbliższe 0
  • Lepsza opcja
    • Kamera sieciowa NDI
      • Protokół wideo sieciowego przeznaczony do zastosowań transmisyjnych
        • Niskie opóźnienie
        • Możliwość pracy przez sieć przewodową lub Wi-Fi z wysokiej jakości obrazem
        • Wtyczka do OBS ułatwia wprowadzanie źródeł NDI do transmisji na żywo
    • Dobra kamera NDI w czasie tworzenia tej treści
      • HuddleCamHD Pro IP, 329 USD
  • Zasilanie przez Ethernet (PoE)
    • Do zasilania urządzeń PoE potrzebne są wtryskiwacze lub przełącznik PoE
      • Podłącz przełącznik PoE do źródła zasilania
      • Podłącz urządzenia PoE do przełącznika
    • Istnieje wiele standardów, ale prawdopodobnie potrzebujesz PoE+ (IEEE 802.3at)
• Kamery HDMI
  • Zalety
    • Być może posiadasz już odpowiednie kamery z wyjściem HDMI i dobrym polem widzenia (np. GoPro)
  • Wady
    • Przeprowadzenie sygnału HDMI na duże odległości nie jest trywialne
      • Dostępne są kable HDMI o długości 30, 50 i 100 stóp, ale są one nieporęczne, a niektóre wymagają zewnętrznego zasilania po stronie aparatu
    • Kamery wideo lub aparaty fotograficzne z wyjściem HDMI prawdopodobnie nie są dobrym wyborem, ponieważ pole widzenia jest zbyt wąskie
  • Wprowadzanie obrazu wideo HDMI do OBS
    • Karty przechwytujące USB
      • Konwertuje wejście HDMI do komputera przez port USB
      • Jeden na kamerę
      • Takie same problemy z przepustowością USB jak w przypadku kamer internetowych USB
      • Może być niedrogi (nawet $10-$USD za sztukę), ale markowy model w nieco wyższej cenie może być wart swojej ceny
    • Wewnętrzne karty przechwytujące
      • Zapewnij wejście HDMI dla określonej liczby kamer
      • Pasuje do gniazda PCI Express w komputerze stacjonarnym
      • Można umieścić w zewnętrznej obudowie PCI-E, jeśli Twój laptop ją obsługuje
      • Brak obaw o przepustowość USB
    • Koder NDI
      • Konwertuje wejście HDMI na NDI
      • Umożliwia połączenie dekodera z komputerem za pomocą Ethernetu zamiast długich kabli HDMI
      • Możliwość zasilania PoE
      • Przykładem jest ZowieBox za 185 dolarów
• Kamery SDI
  • Serial Digital Interface to standard transmisji cyfrowego obrazu wideo
  • Używa kabli koncentrycznych ze złączami BNC
    • Działa na duże odległości
    • Długie kable są tańsze niż inne kable wideo, choć nie tak tanie jak kable sieciowe
  • W przeciwieństwie do NDI, wymaga oddzielnego kabla zasilającego
  • Ponieważ są profesjonalne i mają jakość transmisyjną, są drogie
  • Wymaga zewnętrznych kart przechwytujących, takich jak kamery HDMI, ale wiąże się z wyższym kosztem

Montaż kamery & Umiejscowienie

Montaż kamer

• Większość aparatów ma wbudowane śruby mocujące statyw
• Prawdopodobnie będziesz potrzebować/chciał użyć statywu wyższego niż przeciętny statyw
  • Zależy to od pola widzenia kamery i rozmiaru pola (np. IQ kontra V5) oraz od tego, czy pole jest podniesione czy na ziemi
• „Statyw oświetleniowy” to dobry termin wyszukiwania w serwisie Amazon.com; są one podobne do statywów, ale wyższe
• Obciążenie podstawy statywu workami z piaskiem to dobry pomysł, jeśli chcesz zapewnić stabilność, jeśli musisz ustawić statyw bardzo wysoko i/lub mieć ciężki aparat
• „Magiczne ramię” ma elastyczne przeguby i jest przydatne do mocowania kamer pod nietypowymi kątami lub do innych obiektów. Na obu końcach ma standardowe śruby statywowe, dzięki czemu można je zamontować między kamerą a zaciskiem.

Lokalizacja/umiejscowienie kamery

• Najlepsza jest strona boiska widoczna dla publiczności
  • Zwykle nie ma drużyn ani wolontariuszy stojących tam podczas meczu
  • To jest widok, do którego przyzwyczajona jest publiczność
  • Ale to oznacza dłuższe odcinki kabli, więc tylna część boiska obok głównego sędziego jest przyzwoitym kompromisem
• Upewnij się, że całe pole jest w kadrze!
  • Upewnij się również, że grafika TM nie będzie zasłaniać części pola
• Najlepiej jest oglądać mecz prosto, ponieważ oglądanie boiska z narożnika lub pod kątem może wyglądać dziwnie
  • Funkcja Straight-on pozwala także uniknąć drużyn blokujących widok kamery na boisko
• Utrzymuj wszystko w odległości kilku stóp od boiska, aby zespoły i wolontariusze mieli nadal możliwość poruszania się po boisku.
  • Znaczenie tego jest różne w zależności od gry
• Zobacz wideo z licznymi przykładami (zaczyna się od 48:15)

Sprzęt i konfiguracja audio

Przegląd

Przyjrzyjmy się podstawowej konfiguracji audio na potrzeby wydarzenia, zaczynając od różnych źródeł dźwięku. Mamy jeden lub więcej mikrofonów, do których będą przemawiać nasi konferansjerzy; oprogramowanie Tournament Manager wygeneruje dźwięki, które chcemy, aby usłyszała publiczność i drużyny, na przykład początek i koniec meczu; a może chcemy, aby między meczami lub w tle odtwarzała się jakaś muzyka.

Wszystko to trafi do naszego miksera audio, który zmiksuje względne głośności wszystkich źródeł, tak aby brzmiały dobrze.

Mikser audio prześle zbalansowany, zmiksowany dźwięk do kilku miejsc: do głośników w miejscu wydarzenia, aby mogła go usłyszeć publiczność i zespoły, oraz do OBS na komputerze strumieniowym, aby został dodany do transmisji na żywo.

Ogólne uwagi dotyczące dźwięku w transmisjach na żywo

• Nie polegaj wyłącznie na systemie nagłośnieniowym obiektu; możesz skorzystać z mikrofonu, miksera i/lub głośników, ale do transmisji strumieniowej na żywo potrzebujemy czegoś bardziej skomplikowanego niż tylko ogłaszanie komunikatów na siłowni.
• Przygotuj i przetestuj wszystko przed wydarzeniem!

Dźwięk: Mikser

• Wymagania
  • Wejścia XLR dla dowolnej liczby mikrofonów
  • Wejścia stereo dla dźwięków pola TM i muzyki
  • Wyjście na głośniki (XLR lub ¼”, w zależności od głośników)
  • Drugie wyjście do OBS (¼” lub USB, w zależności od miksera)
    • Można go oznaczyć jako „Control Room”/”CR”, „Monitor”, „AUX” lub wyjście słuchawkowe
    • Miło jest mieć osobną regulację głośności dla tego wyjścia
  • Przykład: Mackie 802VLZ4, 220 USD

Audio: Mikrofony

• Przewodowy
  • Tani
  • Niezawodny
• Bezprzewodowy
  • Brak długiego kabla, o który można się potknąć
  • Najlepiej trzymać się znanych marek z dobrymi opiniami
  • Najlepiej mieć przewodowy mikrofon jako zapas na wypadek problemów

Dźwięk: Głośniki

• Być może będziesz mógł wykorzystać istniejące głośniki w obiekcie
  • Poszukaj gniazd XLR w ścianie lub podłodze i w razie potrzeby skontaktuj się z personelem obiektu
  • Przetestuj je przed wydarzeniem, aby upewnić się, że działają
  • Zwróć uwagę na głośność; czasami gniazda ścienne są przeznaczone do mikrofonu, a między gniazdem a głośnikami znajduje się inny mikser lub wzmacniacz
• Jeśli rozważasz zakup głośników, dobrym terminem wyszukiwania jest „głośniki PA”
  • Szeroka gama modeli, rozmiarów, poziomów mocy i cen

Audio: Zestawy PA

• Gotowe zestawy PA mogą być dobrym rozwiązaniem
  • Często zawiera parę głośników i mikser, które można połączyć w przenośną całość
  • Niektóre modele są również wyposażone w mikrofony i statywy mikrofonowe
• Zwykle zaprojektowane jako przenośne
• Upewnij się, że mikser ma wszystkie potrzebne Ci funkcje

Audio: Muzyka i dźwięki TM

• Najlepiej, jeśli pochodzą one z dwóch oddzielnych źródeł, dzięki czemu będą różnymi kanałami na mikserze, ale *mogą* pochodzić z tego samego komputera
  • Dostosuj względną głośność muzyki i dźwięków pola w oprogramowaniu
• Jeśli zamierzasz odtwarzać muzykę przez strumień, musi ona posiadać odpowiednią licencję, w przeciwnym razie strumień zostanie wyciszony, zatrzymany lub usunięty z archiwum
  • Jedno z polecanych źródeł: pretzel.rocks ma odpowiednią darmową wersję; wersja płatna zapewnia dostęp do większej liczby list odtwarzania
• Wprowadzanie dźwięku do OBS
  • Komputer stacjonarny może już mieć gniazdo wejściowe dźwięku
  • Jeśli nie (laptopy itp.), użyj karty dźwiękowej USB

Demonstracja i przewodnik po konfiguracji

ten film, zaczynający się od 1:01:42, aby zapoznać się z demonstracją konfiguracji i użytkowania sprzętu oraz oprogramowania potrzebnych do transmisji strumieniowej na żywo od początku do końca.

Prace cytowane

Informacje zawarte w tym artykule pochodzą z filmu autorstwa Johna Holbrooka z West Virginia Robotics Alliance i zostały tutaj wykorzystane za jego zgodą. Możesz obejrzeć ten film tutaj.

West Virginia Robotics Alliance wspiera wydarzenia poświęcone robotyce dla wielu różnych programów robotyki w Zachodniej Wirginii, organizując średnio 30–40 wydarzeń w ciągu roku w szerokim zakresie miejsc. Transmisje na żywo wydarzeń odbywają się już od kilku lat. Zaczęli od mistrzostw stanu Wirginia Zachodnia w 2018 roku. W sezonie 2021 zorganizowano szereg zdalnych wydarzeń, w których można było wyłącznie ćwiczyć umiejętności, a gdy w 2022 r. wznowiono wydarzenia stacjonarne, rozszerzono możliwość transmisji na żywo na wszystkie wydarzenia. Przeprowadzili już ponad sto transmisji na żywo, które są dostępne na ich kanale w serwisie YouTube. Więcej informacji na temat West Virginia Robotics Alliance można znaleźć na stronie internetowej: wvrobot.org.