筑波大学技術報告

24: 15-18, 2004

計算物理学研究センターにおけるインターネットライブ中継システムの構築と運用○富田雅、神谷紀彦
筑波大学 研究協力部研究協力課（計算物理学研究センター)〒305-8577 茨城県つくば市天王台 1-1-1り採取する．これらをビデオキャプチャカードを通じて encoder 用 PC に入力し，Helix Producer9.0 ソフ
トウェアにて RealMediaTM 形式に encode する．
このデータをネットワーク経由で本センター計算機室に設置した Helix Universal Server に送信し Broadcast 配信を行う．ユーザは RealPlayer にてリアルタイムでプレゼンテーションを見ることが可能である．
ディスカッション形式では PolycomⓇViewstationTM
FX BRI(以下 Viewstation)で会議を行う．Viewstation
で会議を行う場合は複数名の参加者がカメラに映る席に座り，IP あるいは ISDN を介して遠隔地と接続する．相手の映像は Viewstation と接続した液晶プロ
ジェクタよりスクリーンに投影される．音声はViewstation 内蔵のスピーカまたは液晶プロジェクタのスピーカを利用する．
ただし，Viewstation 単体では接続拠点数に制限があり，相手が Access Grid や MBONE で接続してくる
場合にはカリフォルニア工科大学を中心に開発運用されている会議システムである VRVS を用いる．この場合，音声と映像の送信については高画質である
Viewstation を利用し，受信については MBONE で接続した PC より映像を液晶プロジェクタに送る．

１．はじめに計算物理学研究センターでは，インターネットライブ中継システムを構築し，平成１４年１２月から運用している．このシステムは，目的の第一として，センターで開催されるセミナーやシンポジウムをインターネットを介して世界中に配信すること，第二として，研究者がその場にいながら国際会議を行える仕組みを，構築・運用することを目指した．ここでは，構築したシステムの詳細を述べ，現在までの運用実績を紹介する．

２．システムについてシステムを構築する上でセミナーやシンポジウムなどの用途にはインターネット上で単一方向の１対多のブロードキャスト配信を，国際会議などの用途
では多対多の双方向通信を行う必要がある．このシステムは以下の技術や製品を用いて構築した．

2.1 全体構成
システムは，図１に示すように，講演を配信するだけのセミナー形式と，双方向の会話を行うディスカッション形式の二つの形態で使い分ける．
セミナー形式では RealNetworksⓇの RealSystemⓇを使いライブ配信を行う．天井に設置した可動型のカメラで映像を撮影し，音声はワイヤレスマイクによ2.2

RealSystem

RealSystemⓇはインターネットを使用して音声・映像を配信するシステムである．配信に必要なのは，encoder と 呼 ば れ る 映 像 と 音 声 を マ ー ジ し て

セミナー形式
encoder

ディスカッション形式
VRVS client

オーディエンス用
ワイヤレスマイクSony WRT-804
講演者

平面図

ピン型
ワイヤレスマイクSony WRT-824

可動式カメラSony チューナ
Canon VC-C4R
ベース MB-806
ユニット WRU-806x3
XLR-RCAケーブル3m

encoder
encoder

PCスペック:
Windows XPDual Xeon 2.2GHz
Mem 1024MB
DualHead Video
ViewCast Osprey-210
Helix Producer 9.0
VRVS 3.0

Polycom
ViewStationFX BRIVRVS client
ネットワーク接続

ネットワーク接続
ネットワーク接続

VGAケーブル 20m

カメラ制御用RS-232C 30m
RCA-BNCケーブル20m

図 1 システム構成図-15-

液晶プロジェクター
Epson
ELP-715

側面図

RealMediaTM 形式に変換するマシンと，Helix Server と呼ばれる配信を行うマシンである．encoder には映像を入力する為のビデオキャプチャカードにカメラが接続されており，音声入力としてマイクが必要である．カメラは USB 接続のカメラでも代用が可能である．
PC に入力された映像と音声は Helix Producer 9.0 でインターネットに配信できる形に encode し，同時にネットワーク経由で配信用の Helix server にデータを送信する．この配信と同時に Helix server では NFS
ファイル共有している File server へも配信データの録画ファイルを作成する．
インターネット越しにこの配信を見る為にはRealPlayerⓇが必要である．

2.3

Viewstation

Viewstation は IP 接続及び ISDN 接続の両方に対応したシステムで，IP 接続の場合 H.323，ISDN の場
合は H.320 と呼ばれるプロトコルに準拠している．
H.323 に準拠したものとしては他に Windows 上のNetMeeting がこれに該当するので相互に接続が可能である．また，Viewstation はマルチポイント（多地点会議機能）の中継機能を持っており，IP の場合でも ISDN の場合でも，当該サイトを含め最大４拠点の画像と音声をマージして他の全拠点に放送でき，４拠点を 384Kbps で接続することができる．（３拠点の場合は 512Kbps）．ただし，IP 接続と ISDN 接続を混在させたマルチポイント会議は行えない．
ま た ， 最 近 で は H.323 よ り 新 し い SIP(Session
Initiation Protocol)が IETF により標準化され，Windows
XP の Windows Messenger ではこのプロトコルを採用している．

2.4

３．システム運用
3.1

RealSystem

RealSystemⓇの運用は特に難しい点はないが，インターネットの先にいる各々のユーザが，自分のネットワーク環境に適した最適な通信速度で接続できるように支援するため，encode の際に SureStreamTM を作成するよう適宜設定を行うのが望ましい．また，
encoder が NAT の内側から配信を行う際は，Helix
Producer の Server Destination を開き Advanced Option
内の Listen Address に，FW 外側の NAT 変換と対になる Global IP Address を指定する必要がある．

3.2

Viewstation (H.323 または H.320)

Viewstation 単体で使用する場合は比較的少人数の会議に適しており H.323 または H.320 で通信を行う相手も同じプロトコルである必要がある．(MPPlusの場合は別のプロトコル同士の通話が可能)最低限
Viewstation とテレビがあれば会議を行うことが可能である．会議には相手の電話番号もしくは IP addressが分かれば通話を開始することができる．相手の映像はテレビモニターに出力される．もし，マルチポイント会議の場合は複数のサイトの映像が表示されることになるが，画像は Voice Switch 機能で音声発信中のサイトへ自動的に切り替わる．
テレビ(プロジェクター)
会議映像出力研究者

VRVS

Viewstation

カメラ
VRVS(The Virtual Room Videoconferencing System
http://www.vrvs.org/)はカリフォルニア工科大学を中ネットワーク
心に 1995 年から開発がはじめられ，1997 年から本格
図 2 Viewstation
的に運用が開始された，高エネルギー物理学のコミュニティで発展してきたビデオカンファレンスシス
テムである．VRVS は WEB ベースのインターフェイ
3.3 VRVS+MBONEスを持ち，様々なタイプのビデオカンファレンスシVRVS で MBONE ソフトウェアパッケージを利用
ステム（H.323,SIP,MBONE,QuickTime）を中継するビ
した場合の特徴は，接続拠点に制限がないことが挙
デオ会議システムで Windows,Linux,MacOS X,Unix なげられる．会議に必要な機材は PC 1 台と PC に接続
ど多くのプラットホームに対応している．VRVS を利用するには，最初にアカウントを取得し，使用す できるカメラである．PC には予め VRVS 接続用のソる PC に VRVS ソフトウェアパッケージ（VRVS 3.0） フトウェアパッケージがインストールされている必をインストールすれば誰でも利用することが可能でカメラある．現在では７千人の利用者がいる．

いずれのシステムでも，学内ネットワークのfirewall の特定のポートをオープンする必要がある為，筑波大学の学内ネットワーク運用ポリシーに従いポートのオープン申請が必要である．

PC

研究者

ネットワーク

図 3 VRVS+MBONE
要があり，これには MBONE ソフトウェアも含まれている．接続の方法としては PC から WEB ブラウザ
で VRVS に接続し任意の Virtual Room(Meeting room)を指定する．映像と音声の入出力の設定では VRVS

-16-

続の方法としては，3.3 節と同様に PC から WEB ブ
にて VIC(video application) と RAT(audio application)を選択し，CONNECT で接続が開始される．しばら ラウザで VRVS に接続し任意の Meeting room を指定する．さらに，client type として H.323 を指定し，こくして video と audio のコントロールパネルが起動されるので適宜マイクやカメラを ON し，他サイトの れに対して Viewstation の IP アドレスを指定する．
画像が全てプレビューウィンドウに表示されるので， CONNECT で接続が開始され，こちらの音声と映像そこから任意の画像をオープンする．まれに，RAT4 は Viewstation を通して VRVS に送信される．相手のが使えない場合があるのでその際は RAT3 を使用す 映像は Viewstation からモニタに出力される．マルチポイント会議の場合の映像の切り替え方法は VRVSる．
また，Viewstation 単体の会議とこれを比較すると， では４つの動作を選択できるが，3.2 節で述べた方法
PC に接続するカメラは比較的性能が悪い為，解像度 と同じ Voice Switch 機能が最適である．
が低い事が欠点と言える．
表 1 VRVS 接続可否

3.4

VRVS+Viewstation (H.323)
H.323
テレビ(プロジェクター)接続方法

会議映像出力

会議相手
MBONE

AG
映像受信
のみ NG

○
○

H.323

○

映像受信
のみ NG

MBONE
AG

○
○

○
○

研究者
Viewstation

ネットワーク

欠点としてこの方法で接続した場合は表１の通り相手が全て H.323 でないとうまく接続ができないことがあげられる．

カメラ
H.323デバイス

3.5

PC
VRVS client
ネットワーク
図 4 VRVS+Viewstation(H.323)

VRVS と Viewstation を組み合わせて使用する場合の特徴は，接続拠点に制限がなく，入力デバイスとして Viewstation を使用する為，高解像度である．接

Access Grid via VRVS ( + Viewstation)

Access Grid(以下 AG)とは，1999 年より米 Argonne
国立研究所 Futures Laboratory の The Access Grid
Project(http://www.accessgrid.org/)によって開発された，グリッド技術を用いたビデオ会議システムで，これを使うには専用のハードウェア・ソフトウェア・ツール・ネットワークが必要であり，現在では世界で１５０以上の機関で利用されている．
VRVS では AG との中継機能があり，VRVS から
AG の Virtual Venue(meeting room)へ参加することもその逆も可能である．
プロジェクター(テレビ)

Video出力(setup時のみ)
H.323デバイス

Viewstation

会議映像出力PC
VRVS client(H.323)

ネットワークAudio switcher

カメラ
VNC (+PPT)
ネットワーク（配信系＋プレゼン）プレゼンモードスピーカ
マイク

ノーマルモードPC
VRVS client(MBONE)

研究者
ネットワーク（受信系）図 5 Access Grid via VRVS( + Viewstation)-17-

VRVS を使い AG 側と会議を行う為には，表１のように MBONE を使用する必要がある．ただし，上述のように MBONE で利用するカメラでは解像度が低い為に以下のような構成で接続を行う．必要な機材 は PC 2 台 と Viewstation を 使 い ， 配 信 に はViewstation を利用し（配信系），受信には MBONEを利用する（受信系）．配信系では，VRVS の Meetingroom で AG を選択し，ビデオ会議クライアントとして H.323 機器である Viewstation を指定すると，こちらの映像と音声が配信できる．受信系でも同様に，
VRVS の Meeting room で AG を選択し，ビデオ会議クライアントとして MBONE を指定し映像と音声の受信を行う．ただし，会議の際プレゼンターがこちら側にいる場合は，オーディオスイッチャーでスピーカを配信系である Viewstation のオーディオ出力に切り替える．（表１の通り，音声のみの受信については，配信系である H.323 で受けることが可能である）この時，音声入力が Viewstation で音声出力がMBONE の場合にはエコーバックが発生してしまうが，これを防ぐ為に Viewstation で音声の入力と出力を行うことでエコーキャンセラー機能を使うことにより解決できる．ただし，Viewstation と MBONE の音声出力を比較すると，クオリティが高いのはMBONE の為，上記のように適宜切り替えて利用する．
さらに，配信系ではもう一つ別の機能として，プレゼンテーション中の PowerPoint を VNC サーバで公開する．これは，会議に参加している人がリモートから直接ネットワークを介してこの PC にアクセスし，プレゼンテーションを見ることが可能である．

４．運用実績
計算物理学研究センターでは，本システムを平成
14 年 12 月から運用している．運用実績は以下のとおりである：
セミナー形式・Asia-Pacific Mini-Workshop on Lattice QCD（平成15 年 1 月 23 日，24 日）
・計算物理学研究センター計算科学コロキウム（隔月）・外国人研究員等によるセミナー，連続講演等（不定期）

ディスカッション形式
・International Lattice Data Grid (ILDG) Workshop(http://www.lqcd.org/ildg/)第一回（平成 14 年 12 月19 日），第二回（平成 15 年 5 月 2 日），第三回（平成 15 年 12 月 5 日）
・Viewstation 単体によるテレビ会議（週１回程度，日常的に使用）
特に第三回 ILDG Workshop（平成 15 年 12 月 5 日）
では，EPCC（Edinburgh，英国），FNAL（シカゴ近郊，米国），JLAB（バージニア，米国），Boston 大学（ボストン，米国），Utah 大学（ソルトレーク，米国），Zeuthen（ベルリン，ドイツ），本センター（つくば，日本）の世界７地点を結んだ国際ワークショップが実現したことは顕著な実績である．その風景を図６に示す．

５．まとめ
このシステムを構築したことにより，従来 text ベースや音声ベースでしかコミュニケーションをとれなかった遠隔地の研究者と，直接部屋の中で会話を行っているような自然なディスカッションが可能となり，以前と比べより研究者間で密接なコミュニケーションを図ることが可能となった．また，センターで開催されるセミナーやコロキウムをセンターに来なくても見ることができ，アーカイブされた録画を見ることによりいつでも必要な時に閲覧が可能となった．
今後の課題は以下のことが挙げられる．RealSystem
で Broadcast 配信を行う際に配信データの録画ファイルを保存するが，正常に書き出されないケースがある．具体的には一時ファイルの状態のままとなってしまうので，正しく書き出されるようにする．
RealSystem でオーディエンスの声の入力をハンドマイクを使用しているが，ハンドマイクを意識しないで普通に会話をして音がひろえるようにしたい．
ディスカッション形式で利用する場合，今まではカメラが１台で全体を映していたが，今後は全体と講演者だけの２台で運用できないか検討中である．
（旧式の H.320 ビデオ会議システムの video 出力でMBONE カメラとして利用できないか検討中である．）

図 6 世界７ヶ所を結んだ第三回 ILDG Workshop の風景（平成１５年１２月５日）-18-