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バーチャルユニバーシティ関連機器の整備について

大西 淑雅 1
硴崎 賢一 2

1 はじめに本学の導入した，「バーチャルユニバーシティ推進システム」は，インターネット配信サブシステム（ インターネット配信装置，教材蓄積装置），在宅受講環境実験サブシステム（在宅受講環境実験装置），高速ネットワークサブシステム（ インターネット配信装置），教材作成支援サブシステム（教材開発装置），撮影支援サブシステムから構成される．

[1] インターネット 配信サブシステム

キャンパスネットワークのセキュリティを保ちつつ，十分な性能でインターネットに教材を配信するサーバ群から構成した．具体的には，動画用サーバ (MPEG2, MPEG1, Real8(RealVideo) 及び管理機能)，Web 用サーバ，教育用 DB サーバを導入した．

[2] 在宅受講環境実験サブシステム

近い将来に整備されると想定されるインターネット環境 (ネットワーク帯域) をキャンパス内ネットワークでシミュレートし，その環境における「インターネット教材」や運用方式の評価を行うために導入した．具体的には，端末パソコン (受講用)，プロジェクタ装置，ワイヤレスマイク装置を導入した．

[3] 高速ネットワークサブシステム

キャンパスネットワークとは独立したプロジェクト専用の高速ネットワークである．具体的には，インターネット配信サブシステムと在宅受講環境実験サブシステムとの関連を重視した上で，1Gbps 以上の高速ネットワークを構築した．また，電話回線による在宅受講を支援する INS1500 回線収容装置も導入した．なお，多種多様な利用形態を考慮して光ファイバ敷設もあわせて行った．

1
2情報科学センター，vu2000@isc.kyutech.ac.jp
情報工学部電子情報工学科，vu2000@isc.kyutech.ac.jp
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VU 特集[4] 教材作成支援サブシステム

マルチメディアを積極的に利用した高度な「 インターネット教材」を効率良く開発するサブシステムである．なお，メディア教育開発センター (NIME) が開発し提供する「オーサリングソフトウェア」の評価及び「インターネット教材」の作成環境についても検証を行う予定である．具体的には，各種エンコーダ機能を有する高性能ノンリニア編集装置，教材作成用パソコン，AV 機器等を導入した．

[5] 撮影支援サブシステム

素材の撮影に必要な機材を，撮影業者の意見を聞きながら，随時整備を行った．最終的には，撮影用カメラ，三脚，照明装置，音声用マイク，ミキサ等を導入した．

2 各サブシステムの詳細
2.1 インターネット 配信サブシステム
バーチャルユニバーシティをあらゆる角度から検証するために，バーチャルユニバーシティで使用する，「 インターネット教材」で用いられる動画形式については，なるべく多くの形式に対応できるように工夫した．現在のインターネットでもっとも一般的な，Real8(RealVideo) においては，150Kbps の転送レートにおいて，100 台の同時サービスが可能な構成とした．また，MPEG 形式に関しては，MPEG2（ 6Mbps の転送レート ）において 25 台の同時サービスを，MPEG1 （ 1.5Mbps の転送レート ）において 100 台の同時サービスを実現できる構成とした．
表 1: 動画用サーバ
種類

ベース OS台数

蓄積時間

実験対象

Real8 サーバ A

Windows-NT

1台

30 時間

学内外

MPEG2/1 サーバ A

Windows-NT

1台

30 時間

学内

Real8 サーバ B

Windows-NT

1台

60 時間

学内外

MPEG2/1 サーバ BWindows-NT

2台

60 時間

学内

Real8 サーバ C

Linux

1台

|

学内外

Real8 サーバ D

既存教育用 Web サーバ

1台(システムに依存)

戸畑教育システム

Real8 サーバ E

既存教育用 Web サーバ

1台(システムに依存)

飯塚教育システム

Real8 サーバと MPEG2/1 サーバは，それぞれ独立した動画の蓄積時間を保証し，「 インターネット教材」で必要とされる画質にあわせて，教材を作成する教官に自由に選択してもらった．なお，導入した
MPEG2/1 サーバは，再生側 PC に再生用ソフトウェアを必要とするため，実験対象としては学内のみとした．高画質な MPEG 形式を，インターネット上で自由に閲覧できるようにするためには，MPEGサーバとクライアント PC の組み合わせの自由度を高める必要がある．
Web サーバは，「 インターネット教材」の文字情報と静止画（図や表）の提供を行う．これは，「 イン29九州工業大学 情報科学センター
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VU 特集「イターネット教材」が，90 分講義をそのまま録画した，単純なビデオ教材ではないために必要である．
ンターネット教材」を作成する教官は，Web サーバ上に，講義の流れを組み立てていき，必要に応じて動画サーバを参照するという形式をとる．一方，教育用 DB サーバは，受講者管理や教材の参照度の統計処理等に利用する．教育用 DB サーバは，動画サーバの API と Web サーバからのアクセス情報を基に，情報を蓄積しインタラクティブな教材の提供を実現する．
表 2: 専用の Web サーバと教育用 DB サーバ
種類

システムソフトウェア

台数容量

備考

Web サーバ A

Windows-NT Apache1.3.20

1台

36Gbyte

物理容量

Web サーバ B

Windows-NT Apache1.3.20

1台

36Gbyte

物理容量

教育用 DB サーバ A

Windows-NT

1台

54.6Gbyte

RAID 構成

教育用 DB サーバ B

Windows-NT

1台

54.6Gbyte

RAID 構成

図 1 にインターネット配信サブシステムのネットワーク構成図を示す．各サーバは 100Base-TX のインターフェースを持ち，スイッチで集線しキャンパスネットワークに接続している．なお，在宅受講サブシステムまでの物理配線は光ファイバを用い，ギガビットネットワークで結合している．

MPEG2/1サーバA

学内へ

MPEG2/1サーバB

学内へ

スイッチ

Real8サーバB

スイッチ

Real8サーバA

WebサーバA

WebサーバB

教育用DBサーバB

教育用DBサーバA

Real8サーバC

受講室A1

小倉サテライトキャンパスへ

受講室A2

戸畑キャンパス用

受講室B

飯塚＆小倉キャンパス用

図 1: インターネット配信サブシステムの構成

2.2 在宅受講環境実験サブシステム
本学の情報教育システムは，Unix を主体としたものであり，一般家庭や各種教育現場での利用が想定される Windows パソコンとは大きく異なる．バーチャルユニバーシティが，理工系大学にとどまらず多くの大学で実現されるためには，在宅受講を視野に入れた教材の作成が必要不可欠となる．そのため，クライアント PC としては，次のような一般的な PC を導入した．

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VU 特集表 3: クライアント PC の性能
演算性能

PentiumIII667MHz

主記憶128Mbyte

ハードデ ィスク

10.2Gbyte

ビデオカード1677 万色表示（ SXGA ）表示装置

15 インチ TFT

OS とネットワーク

Windows98，100Base-TX

アプリケーションOce2000，MPEG 再生ソフト，Real8 再生ソフト，Java 動作ソフト等

学内における受講環境の実験施設は，表 4 に示すような配置とした．図 2 に示す受講室 A1 には，集合教育用の AV 機器が不足していたため，プロジェクタ装置（ 2400lm ），ワイヤレス音響装置（マイク，チューナ，スピーカ，アンプ ），電動スクリーン（ 120 インチ）等もあわせて整備した．なお，受講室
A2，受講室 B，受講室 C 等で使用するための可動式プロジェクタ装置 (2400lm) もそれぞれ 1 台づつ整備した．
表 4: 受講環境の実験施設
キャンパス名

教室名

端末台数

備考

戸畑キャンパス

受講室 A1(図書館演習室)

22 台

新規に AV 機器の整備

戸畑キャンパス

研究個室 (図書館 3F)

1 台× 3

研究個室

戸畑キャンパス

受講室 A25台主として教材確認

飯塚キャンパス

受講室 B(マルチメディア講義室)

50 台

既存の AV 機器を利用

小倉サテライトキャンパス

受講室 C

20 台

別予算 10 台を含む

図 2: 受講室 A1(図書館演習室) の様子

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VU 特集また，受講室 C は学外利用者を想定して，交通の便がよいサテライトキャンパス（小倉サテライトキャンパス）に設置した．サテライトキャンパスでは，「 情報技術セミナー」も実施されているため，社会人の再教育の一環としての，バーチャルユニバーシティの検証とその効果を実験する予定である．

2.3 高速ネットワークサブシステム
政府の e-japan 戦略の実現を考慮し，表 5 に示すスイッチを中心にキャンパス内に高速なネットワーク環境を整備した．これは，日本の高速インターネット時代における，バーチャルユニバーシティを検証するための基本環境である．また，郵政省の JGN(Japan Gigabit Network) を使った，本学と NIME( メ表 5: ネットワークスイッチ種類

名称

主な用途

台数

ギガポート

ギガビット A1

Summit4サーバ用

1台

6 ポート

ギガビット A1

Summit4

地域ネット接続用

1台

6 ポート

ギガビット B1

Summit4

サーバ用

1台

6 ポート

ギガビット B1

Summit4

地域ネット接続用

1台

6 ポート

ギガビット A2

Summit48

受講室 A1 用

1台

2 ポート

ギガビット B2

Summit48

受講室 B 用

1台

2 ポート

ギガビット A3

Summit24

受講室 A2 用

1台

1 ポート

ギガビット C1

Summit24

受講室 C 用1台

1 ポート

ディア教育開発センター) と北陸先端大学院大学との，「 インターネット教材」の相互評価にも必要不可
欠である．さらに，北九州市が計画している 1Gbps の「地域情報ネットワーク」や福岡県が計画している 2.5Gbps の「県域高速ネットワーク構想」への接続も可能である．ネットワークスイッチ同士を結ぶ，

MPEG2/1サーバA

学内へ

MPEG2/1サーバB

学内へ

スイッチ

スイッチ

Real8サーバA

WebサーバA

Real8サーバBWebサーバB

教育用DBサーバB

教育用DBサーバA

Real8サーバC

受講室A1

小倉サテライトキャンパスへ

受講室A2

戸畑キャンパス用

受講室B

飯塚＆小倉キャンパス用

図 3: 高速ネットワークサブシステムの構成
光ファイバ網は，それぞれの受講室（ A1，A2，B ）とサーバ室 (戸畑キャンパス：図書館計算室，飯塚32

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VU 特集キャンパス：研究棟 (西 1F) サーバ室3を結ぶように整備した．その他にも，既存教室での臨時利用を想定して，記念講堂，500 人講義室，160 人講義室（戸畑の 201 教室と飯塚の 1201 教室）にも光ファイバを整備した．また，現在のインターネット速度を考慮し，INS 回線による接続も整備した．具体的には，INS1500 回線を用意し，ISDN64Kbps やアナログ 56Kbps の接続による受講も検証できるようにした．

2.4 教材作成支援サブシステム「 インターネット教材」を作成するための環境は，作成する教材の種類や作成方法によって異なる．
そこで，ボードやハードディスクを追加することで，ノンリニア編集機にもなる，教材作成用 PC を 14台整備した．
表 6: 教材作成用 PC の性能
演算性能

PentiumIII733MHz × 2

OSWindowsNT

主記憶

256Mbyte

ハードディスク

9.1Gbyte（ SCSI ）ビデオカードMillennium G400

表示装置

17 インチ CRT

ネットワーク100Base-TX

補助記憶

CDROM 装置

この教材作成用 PC をノンリニア編集機として使用した教官は，カノープス社の DVRex-RT ボードや DVRaptor ボードを追加して編集を行った．また，大容量のデータを移動を容易にするために，外部ハードディスク装置（ 36Gbyte,SCSI ）を 8 台，外部バックアップ装置（ DDS3 ）を 2 台整備した．
表 7: ノンリニア編集専用機 (iFINISH80DV)
機能

主な内容

取込制御

複数の IN 点 OUT 点間の自動取り込み

素材の取込

静止画（ JPEG，GIF，TIF，Photoshop ），ビデオ（ DV，QuickTime，AVI 形式），オーディオ（ QuickTime，WAV ）編集リスト

EDL の入出力管理

映像編集

カラーコレクション，プレビュー，エフェクト，クロマキー，ルミナンスキー

オーディオ編集

ミキシング，EQ

タイトル

テンプレートを持ち，エフェクト，装飾，色

画像効果

レイヤを有し，変形移動，2 次元形状，曲線フィルタ等

MPEG2 エンコード

リアルタイムで，CBR，VBR をエンコードしハードディスクに結果を出力

また，教材作成用 PC をプログラム開発に利用し，ノンリニア編集機として利用しない教官のために，ノンリニア編集専用機も 2 式整備した．この編集機は，DV，SDI，AES/EBU デジタル音声，アナログコンポジット，アナログコンポーネント（ Y/C ），アナログ音声といった多彩な入出力端子を持つ．
DVCAM デッキを制御し，素材の画質を落とすことなくノンリニア編集が可能である．表 7 に，ノンリニア編集機の基本性能を示す．
その他，共有の編集装置としては，以下のものを整備した．
3

平成 13 年 4 月現在は情報科学センター (飯塚) 計算機室に仮設置している．
33

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表 8: 共有編集装置
品名形式

台数

主な用途

DVCAM デッキ

DSR-404台

DVCAM テープの再生

DVCAM デッキ

DSR-112台

DVCAM テープの録画

民生用 DV デッキ

WV-DR93台

S-VHS・民生 DV の再生

2.5 撮影支援サブシステム
本学では，「 インターネット教材」の素材となる，映像や音声の収録は，撮影業者に委託した．しかし，撮影コストを抑えるために，撮影用カメラ（ DSR-300F ）は本学で整備した．その他，照明や三脚等の装置は，素人でも使いこなせる機器を検討し，最終的に以下のものを整備した．
表 9: 主な撮影機材
品名

メーカ (形式)台数

主な用途

DVCAM カメラSONY DSR-300F

1式

撮影用カメラDV カメラCanon XL-1

2式

簡易撮影用カメラ

レンズリモコン

DSR-300F 用

1式

DVCAM カメラ用

三脚

ミラー アロー 50twostageCF

1式

撮影用カメラ固定50 型 LCD リアプロジェクタ

SONY KL-X9200J

1台

簡易合成撮影14 型ビデオモニタ

SONY PVM-14M4J

3台

確認用モニタ

照明キット (5 個) ＆電源ドラム

アールディス UK-30

1式

撮影用照明

DVD レコーダ

PIONNER DVR-2000

1式

素材確認用

音声トランスミッタ

SONY WRR-855

1式

撮影用音声

マイク，ヘッドホン

SONY ECM-66B,SHURE SM63-LC

1式

撮影用音声

フィールド ミキサ

PROTECH FS305

1式

撮影用音声

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VU 特集3 構成図一覧
最後に実証システムの構成図を以下に示す．

図 4: 戸畑 VU システム35

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VU 特集図 5: 飯塚 VU システム36

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VU 特集図 6: 小倉 VU システム37

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