Обзор программного обеспечения

Visual Audio Tool

Е.В. Миронов, Февраль 6, 1998.

Приложение Visual Audio Tool (VAT) разработано в Network Research Group, Lawrence Berkeley Laboratory (LBL), в Калифорнийском университете и на сегодняшний день является самым распространенным приложением для проведения голосовых конференций через MBONE. Приложение доступно для всех основных марок сетевых рабочих станций под управлением операционных систем семейства Unix, а также для персональных компьютеров под управлением ОС Windows-95 и Windows NT.

VAT позволяет проводить конференции в режимах "один-с-одним", "один-со-многими" и "многие-со-многими". В режиме "один-с-одним" соединение между участниками может устанавливаться либо обычным способом (unicast), либо с использованием технологии IP Multicast. В двух других режимах использование IP Multicast является обязательным.

Протоколы и форматы данных

VAT обеспечивает прием/передачу звуковых данных по сети с использованием протоколов RTP v.1 и RTP v.2, а также RTCP.

VAT поддерживает следующие аудио-кодеки:

Более предпочтительным на мой взгляд является использование кодека DVI, который при нормальном качестве звука позволяет вести обмен данными на скорости до 32 Кбит/с. Нагрузка на процессор при этом незначительная. Кодек GSM неплохо передает голосовую информацию, но требуется больше вычислительных ресурсов для кодирования и декодирования данных. Качество звука при использовании кодека LPC настолько низкое, что использование его приемлемо только в крайних случаях.

Для кодеков PCM и DVI в VAT предусмотрен выбор размера пакета по времени воспроизведения. Возможно использование пакетов по 20, 40 и 80 мс. Чем меньше размер пакета, тем больше нагрузка на процессор и маршрутизаторы сети, т.к. для передачи данных требуется большее число пакетов. В тоже время при потере маленького пакета разборчивость голоса на принимающей стороне снижается незначительно, по сравнению с потерей пакета (пакетов) большего размера.

Интерфейс и функциональные возможности

При запуске VAT на экран выводится главное окно в заголовок которого прописывается название конференции (передается параметром '-C'). Главное окно VAT содержит список участников, переключатели приема ("listen"), передачи ("talk"), кнопки выбора звукового входа и выхода, движки контроля уровня громкости и входного уровня, индикаторы уровней и кнопки вызова меню конфигурации ("Menu"), краткой справки ("Help"), и выхода из программы ("Quit").

Список участников конференции

В списке участников конференции указываются их имена (та информация, которая введена участниками в поле "Name:" конфигурационного меню) и индикаторы состояния. Если имя указано черным шрифтом, то это означает, что участник на данный момент подсоединен к конференции. Когда участник отсоединяется от конференции или информация от него не поступает в течении 30 секунд его имя в списке прописывается серым цветом. Если информация от участника не будет поступать и далее, то его имя удаляется из списка (если не был включен режим "Keep all sites"). Имя участника подсвечивается белым фоном, если этот участник в данный момент передает данные.

Индикаторы (квадратики слева от имени участника) могут иметь следующий вид:

• Пустой квадрат - участник еще не передавал данные.
• Квадрат с маленьким черным квадратом внутри - участник передавал данные недавно.
• Квадрат с маленьким серым квадратом внутри - участник закончил передавать данные минуту назад.
• Квадрат зачеркнут крестом - данные от этого участника воспроизводиться не будут.

Указанием на индикатор участника мышью и нажатием левой кнопки возможно отключение или включение воспроизведения звука принимаемого от этого участника.

При указании на имя участника и нажатии левой кнопки мыши выводится меню из которого можно выбрать окно с дополнительной информацией об участнике, статистику приема данных от этого участника, а также посмотреть маршрут прохождения пакетов (для этого необходимо отдельное приложение - mtrace).

Если указать на имя участника и нажать среднюю кнопку мыши, то будет установлено двустороннее соединение только с этим участником, при том условии что удаленный участник таким же образом инициирует соединение со своей стороны.

Выбор звукового входа и выхода

Выбор входа и выхода осуществляется последовательным нажатием на кнопки с пиктограммами на которых изображены Динамик, Наушники, Микрофон и значки соответствующие линейному входу и выходу звукового адаптера. Набор возможных входов и выходов зависит от конфигурации звукового адаптера компьютера.

Управление передачей и воспроизведением

VAT имеет два переключателя для включения приема и передачи звука. Когда переключатель "listen" находится в нажатом положении, данные поступающие из сети будут воспроизводиться в соответствии с заданным уровнем громкости. Переключатель "talk" служит для включения постоянного режима передачи. В режим передачи можно также перейти нажатием правой кнопки мыши. При этом передача будет производиться до тех пор пока кнопка будет удерживаться в нажатом состоянии.

Уровни громкости и чувствительности на входе устанавливаются двумя движками и контролируются по индикаторам находящимся слева от движков. Входной уровень рекомендуется устанавливать таким образом, чтобы индикатор показывал около 80% шкалы и не часто заходил за красную отметку.

Захват аудио-адаптера

В том случае, когда одновременно загружено несколько приложений VAT (например для участия в нескольких конференциях) каждое приложение будет автоматически пытаться использовать аудио-адаптер при поступлении данных из сети. Для резервирования аудио-адаптера только за одним приложением VAT предназначен переключатель "Keep Audio". При нажатии этого переключателя аудио-адаптер захватывается данным приложением VAT, при этом остальные приложения его автоматически освобождают, а надпись "LBL Visual Audio Tool v...", находящаяся внизу их окон, переписывается наклонным шрифтом. В том окне, которое на данный момент использует аудио-адаптер эта надпись указывается нормальным шрифтом.

Шифрование данных

VAT позволяет шифровать данные перед посылкой их в сеть. Для этого используется алгоритм шифрования DES. Участники конференции должны при этом ввести один и тот же пароль в поле "Кey" конфигурационного меню и активировать этот пароль.

Меню конфигурации

Меню конфигурации VAT состоит из нескольких частей:

Общие настройки, где указывается имя участника (поле "Name"), дополнительная информация (поле "Note"), пароль для шифрования (поле "Key"). В этом разделе также указываются IP адрес конференции ("Dest:"), порт ("Port:") и TTL.

Network. В этом разделе производится выбор кодека (PCM, DVI, GSM, LPC4) для передачи данных и установка режимов приема данных.

• RecvOnly - передача данных производиться не будет.
• Lecture - режим лекции. В этом режиме VAT будет пытаться уменьшить число потерянных пакетов за счет буферизации принимаемых данных.

PCM, PCM2, PCM4 - означают, что будут установлены размеры пакетов 20, 40 и 80 мс.

Audio Tests. Используется для настройки уровня громкости и тестирования звукового входа (режим Loopback).

Priority - устанавливает приоритет данного приложения VAT для доступа к звуковому устройству компьютера (используется когда запущено несколько приложений VAT).

Output Mode - параметры влияющие на воспроизведение и другие настройки такие, как:

• "Disable meters" - убрать индикаторы уровней воспроизведения и микрофона;
• "Suppress Silence" - если этот параметр включен, то очень низкий входной уровень (например на микрофоне) не будет приводить к передаче данных в сеть;
• "Mute New Sites" - при подсоединении к конференции новых участников, звук от них не будет воспроизводиться;
• "Keep All Sites" - при отсоединении участников от конференции информации о них не будет удаляться из списка в главном окне;
• "Keep Sites Sorted" - список участников в главном окне будет отсортирован по алфавиту, иначе участники будут располагаться в списке по мере их добавления.

В этом разделе имеется таблица установки режима воспроизведения в зависимости от выбранного выхода. В колонках таблицы представлены выходы:

• "spkr" - внутренний динамик компьютера;
• "jack" - выход на головные телефоны (наушники);
• "lineout" - линейный выход аудио-адаптера;

Строки таблицы соответствуют режиму воспроизведения:

1. "Mike mutes net" - при поступлении сигнала на звуковой вход (например микрофон) данных поступающие из сети не воспроизводятся;
2. "Net mutes mike" - при поступлении данных из сети они воспроизводятся, но локальный звуковой вход отключается и данные в сеть не передаются;
3. "Full duplex" - данные, поступающие из сети, воспроизводятся одновременно с передачей в сеть звуковой информации имеющейся на входе.

В первом режиме вы не сможете слышать других участников конференции, когда говорите в микрофон. Во втором режиме вы не сможете передавать свой голос, пока говорит хотя бы один из участников.

В третьем режиме вы можете передавать свой голос в любом случае, но если ваш микрофон находится слишком близко к динамику, то голоса других участников будут передаваться в сеть с вашего компьютера еще раз, т.е. возникает "эхо". Для того, чтобы избежать возникновения "эхо" необходимо так настроить входной уровень и уровень громкости, а также расположить микрофон и динамик, чтобы ваш собственный голос был выше предела чувствительности VAT, а звук воспроизводимый динамиком и попадающий в ваш микрофон был ниже чувствительности. При этом необходимо включить параметр "Supsress silence". Для подавления "эхо" возможно также использование специальных внешних устройств.

Обычно режим Full Duplex используют, когда нет необходимости в приеме данных из сети, когда входным устройством является не микрофон (например магнитофон) или когда вы используете наушники для воспроизведения принимаемых данных.

Дополнительные возможности

Шлюз прикладного уровня

VAT может быть использован в качестве шлюза, преобразующего потоки данных из одного формата в другой. Например, если станции А необходимо участвовать в конференции использующей формат PCM и соответственно высокую скорость (64 Кбит/с), но станция А соединена низкоскоростным каналом связи (например 28 Кбит/с), тогда возможно запустить VAT с в режиме "mixer" (опция '-m') на одной из станций в локальной сети - GW, которая будет преобразовывать аудиопотоки в формат GSM и посылать их на станцию A (и наоборот).

Например конференция имеет адрес 224.100.1.1/44442 и формат PCM.

На станции GW (gateway) запускается VAT:

           vat -m station-a/55552/gsm 224.100.1.1/44442/pcm

На станции А (station-a):

           vat gateway/55552/gsm

Conference Bus

VAT имеет интерфейс к шине контроля конференций (Conference Bus), которая позволяет различным приложениям взаимодействовать между собой.

Например, когда VAT используется совместно с приложением видеоконференций VIC, и в конференции принимают участие несколько человек, появляется следующая интересная возможность. В VIC открывается только одно активное окно с видео-потоком какого-либо участника. Как только один из участников начинает говорить (т.е. предавать аудио-данные) VAT посылает сигнал для VIC и в активном окне автоматически появляется изображение говорящего участника. Это позволяет снизить нагрузку на процессор (выводится только одно активное окно), а также концентрирует внимание участника.

Conference Bus также используется приложением confcntlr (Conference Controller) для централизованного управления конференцией.