引言
ITU-TFGIPTV已于2007年底結束。其中WG6組的內容比較多,包括中間件、編解碼、多媒體應用平臺等內容;隨后,ITU-TSG16組新設立了一個“Question(問題):IPTV多媒體應用平臺和終端系統”,研究組準備在下一次SG16組會議上給出一個正式的推薦文檔。目前國際上已有的多媒體應用平臺標準多種多樣,基本上分為定義性多媒體應用平臺標準和程序性多媒體應用平臺標準,功能各不相同。本文簡單介紹了這兩類平臺包括哪些具體的標準,并對中國發展多媒體應用平臺提出了自己的看法。
定義性應用平臺
定義性應用平臺是一個框架,在這個框架上用標記語言(如HTML),有或者沒有腳本語言(如ECMAScript)編寫的應用都可以運行。下面介紹一些定義性應用平臺。
1、場景的二進制格式(BIFS)
BIFS[ISO/IEC14496-11]是一個由ISO標準化的場景描述語言,作為MPEG-4的一部分,被用于有效地表現動態和交互式的應用,包括二維/三維圖形、圖像、文本和音視頻部分。這種表現包括對不同的場景元素進行時間和空間、用戶交互和活動的描述。
2、廣播標記語言(BML)
BML[ARIBSTD-B24][ITU-TJ.201]是一種描述多媒體廣播的應用規范,由日本廣播工商業協會標準化。BML由XHTML、CSS、DOM和ECMAScript組成。BML已經做了修訂以包括一些額外的功能,比如對接收端增加了數字存儲,對陸地數字廣播增加了移動接收。陸地集成業務數字廣播(ISDB-T)多媒體編碼規范是第一個基于多媒體和超媒體信息編碼專家組(MHEG)的規范。而且自1999年3月以來,ARIB協會就開始了基于MHEG多媒體編碼機制的XML規范的制定。這有利于XML應用語言的開發,能夠將基于BML瀏覽器的XML文件進行展示。ARIB數據廣播系統標準在1999年10月頒布。像MHEG一樣,BML應用可以將多個媒體格式、結構化的要素、事件-動作關系、導航、用戶交互功能進行同步和空時關聯。BML用ECMAScript為廣播定義了附加的API和對象等。
3、消費電子協會(CEA)
CEA-2014是一個遠程用戶界面規范,它允許用戶界面展示在遠端的設備上。它基于現有的Web呈現技術,用W3C標記、XHTML1、ECMA-262、CSSTV框架和DOM2技術呈現在電子消費者的瀏覽器上。
CEA-2014定義的機制允許一個用戶界面在遠程展示,并且被設備或控制點而不是被主機的邏輯所控制;镜脑O備操作是基于通用的即插即用設備架構1.0版本(為家庭即插即用網絡和即插即用設備所制定)。標準也允許由第三方因特網服務為家庭提供在即插即用設備上的遠程展示,覆蓋了TV、移動電話和移動設備的用戶界面。CEA-2014的主要內容是CE-HTML框架,它使用XHTML內容去定義用戶的界面,可以用不同的分辨率和尺寸呈現在屏幕上,包括高清屏幕和移動電話屏幕。
4、層疊式樣式表(CSS)
層疊式樣式表是一個樣式表單語言,由W3C制定,用于描述由標記語言編寫的文檔的呈現(包括字體,顏色和間距)。CSS是一個人性化的可讀、可寫和表達的公共桌面出版術語。自1995年10月以一直就在使用。一個CSS既可以通過一個通用資源定位符連接到一個文檔,或者包含在文檔中。CSS1、CSS2的超集包括許多新的能力,比如元素絕對的、相對的和固定的位置,媒介的概念,支持聽覺樣式和雙向文本,以及陰影等新字體屬性。CSSTV框架定義了一個CSS2子集,比如經過裁剪的適合電視設備的顏色規范等。
5、文檔對象模型(DOM)
DOM2.0[DOM2]定義了一個2級核心文檔對象模型,它是一個與平臺和語言無關的界面,允許程序和腳本動態的讀取和更新內容和文檔結構。2級核心文檔對象模型基于文檔對象模型1級。2級核心文檔對象模型是由一套核心接口組成,以便生成和操控文檔的結構和內容。這個核心也包含了專用于XML的特定接口等。
6、數字視頻廣播超文本標記語言(DVB-HTML)
數字視頻廣播-超文本標記語言[ITU-TJ.201]是一個允許數字電視讀取互聯網內容的標準。它是更廣的DVBMHP1.1標準的一個可選部分。這個規范是一個基于XHTML1.1的模塊化的版本,也包括CSS2.0、DOM2.0和ECMAScript。其中,MHP1.1指定了因特網接入框架,要求應用能夠控制互聯網本地客戶端(Web瀏覽器、e-mail和新聞客戶端)的基本操作。
7歐洲計算機制造商協會腳本(ECMAScript)
ECMAScript是一個腳本編程語言,由歐洲計算機制造商協會標準化,是一個國際化[ECMA-262]規范。這個語言被應用于Web,經過兩個主要的應用后被稱為JavaScript或者Jscript。
ECMAScript被許多應用支持;它也被包含在諸如BML和DVB-HTML中,作為許多表現引擎的一部分。一些應用可能有一套完全不同的庫,使得以一種ECMAScript寫成的應用不一定適用于另一種情況。ECMAScript是一個面向對象的編程語言,用于在一個主機環境中計算和控制可計算的對象。它起初被設計為一個Web腳本語言,在基于Web的客戶/服務器架構中提供一種機制,使得基于瀏覽器的Web頁面生動活潑,并實現服務器端的計算。Web瀏覽器為客戶端的計算提供一個ECMAScript主機環境,包括呈現窗戶、按鈕、對話框、文本區域、畫面、歷史等,以及輸入/輸出這些對象。而且,主機環境提供一種方式將腳本代碼與事件綁定,比如焦點的變化,頁面和圖片的裝載、上傳、選擇,表單提交和鼠標動作等。
8、輕量級應用場景表示(LASeR)和簡單聚合格式(SAF)
MPEG-4Part20[ISO/IEC14496-20]是一個規范,用來表示和遞送富媒體業務到諸如移動電話這些資源受限的設備上。它定義了兩個二進制格式:一個是LASeR,它是一種二維場景的二進制格式,包括矢量圖形和對場景的定時修改;另一個是SAF,用于在一個包含音視頻內容的LASeR流中用于聚合的二進制格式。
9、多媒體和超媒體編碼專家組(MHEG-5)
MHEG-5[ITU-TT.170][ITU-TT.172][ITU-TT.175][ISO/IEC13522-5][ETSIES202184]代表一種應用,作為一套場景,包含了對所有場景都通用的對象。一個多媒體應用可以被看作是一套獨立的基于同步和空時關系的對象,具有多個媒體格式、結構化的要素、事件-行為關聯、導航以及用戶交互的能力。能夠控制與時間相關的內容的回放,如多個音視頻數據流一樣,這些流需要視頻錄像機的控制功能(如播放、暫停、快進等)以及在播放時的事件管理能力。MHEG-5的總目標是定義一套對象級的語義和語法,能夠在具有最小資源的平臺之間實現多媒體應用的交互
10、嵌套的關聯語言(NCL)
NCL[ABNTNBR15606-2]是為制作超媒體文檔定義的語言。它基于XML,關注媒體對象的結構化,并且與時空關聯。作為一個\"粘\"語言,NCL沒有限定或描述媒體對象內容的類型,而且它能包括基于XHTML的媒體對象,就像定義在其它公共DTV標準中那樣。一個NCL文檔通過一個合成的節點來表達,這個節點可以包含一套媒體節點或其它遞歸的要素節點。
11、可伸縮的矢量圖形(SVG)
SVG[SVG1.1]是一個在XML中用于描述二維圖形和圖形應用的語言。SVG考慮了三類圖形對象:矢量圖形、圖片和文本。圖形對象可以通過分組、樣式化、轉換或者合成為以前呈現的對象。其特征集包括嵌套轉換、剪貼路徑、字符掩飾、濾波效應和模板對象。
程序性應用平臺
程序性應用平臺是一個框架,在這個框架中用API(基于程序語言,如Java)編寫的應用能夠運行。包括以下幾個平臺:
1、基于GEM的應用平臺
全球執行的MHP(GEM)[ETSITS102819]指定了OCAP、MHP等的核心。對于廣播,MHP和OCAP標準在交互式電視方面是重疊的。對于交互式內容和應用來說,它是一個基于Java平臺的正式標準。GEM由DVB來制定,并且被ETSI、ITU、CableLabs、ARIB、ACAP、Ginga和藍光光盤協會采納。
2、多媒體家庭平臺(MHP)
MHP[ETSITS102812]是由DVB項目組為多媒體廣播開發的一套規范。MHP包括兩類功能。版本1.0系列包括執行引擎環境,并且在執行引擎環境中使用了Java技術。版本1.1系列除了包括1.0版本的內容外,還包括表現引擎。1.1版本的表現引擎不是單獨的,它要求有執行引擎環境的存在。DVBMHP1.0系列在2000年5月第一次發布。
3、先進的通用應用平臺(ACAP)
ACAP[ITU-TJ.201]是基于ACAPAPIs、內容格式和語義保證的標準規范。ACAP應用分為兩類,這種分類基于對應用內容的初始處理是程序性的還是定義性的,分別被稱為程序性應用(ACAP-J)和定義性應用(ACAP-X)。ACAP-J應用的一個例子是JavaTVTMXlet,是由編輯性的JavaTM字節代碼再結合其它多媒體內容,比如圖形、視頻和音頻來完成的。ACAP-X應用的例子是多媒體文檔,由XHTML標記、樣式規則、腳本、嵌入式圖片、視頻和音頻組成。
應用環境根據它們的過程是程序性的還是定義性的也分為兩類,分別被稱為ACAP-J和ACAP-X環境。ACAP-J環境的一個例子是Java虛擬機以及它的相關API的實施;ACAP-X環境的一個例子是XHTML多媒體文檔瀏覽器,也稱為用戶代理。
ACAP標準的靈活性和架構適于廣播系統和陸地空中接收機廣播和有線電視系統。ACAP主要基于GEM和DASE,包括來自OCAP的附加功能。
4、開放的電纜應用平臺(OCAP)
OCAP[ANSI/SCTE90-1]是為數字CATV制定的交互式多媒體業務系列規范,它是由OpenCable項目部開發的。OCAP1.0基于MHP1.0.2,并且包括了為美國有線電視系統所做的擴展。
5、Ginga巴西人選擇的中間件稱為Ginga,它是巴西為陸地數字電視制定的正式標準,其核心采用了GEM3。
其他相關標準
MPEG多媒體中間件(MPEGM3W)。M3W[ISO/IEC23004]MultimediaMiddleware即除了有架構&元素模型描述和參考軟件外,還提供了兩套APIs,即多媒體平臺APIs、功能APIs以及支持平臺APIs和非功能APIs。
思考和看法
隨著寬帶網絡技術的不斷成熟和發展,寬帶網絡上的業務應用呈現多樣化和多媒體化的發展趨勢。各種標準化組織都將多媒體應用作為研究和開發方向,同時,將自己的多媒體平臺標準推向國際標準化組織,形成了眾多的多媒體應用平臺標準。特別是程序性的多媒體應用平臺,比如GEM和MHP經過不斷的修訂和完善,已經被很多的公司采用,基于這些標準的機頂盒產品至少有兩千萬臺以上。
在2006年成立的ITU-TFGIPTV會議上,筆者提出了業務平臺中間件的體系架構及其API的分類和定義,這些內容大部分被接受。在第六次會議上,WG6組主席(日本NTT公司的專職標準人)曾經向筆者詢問,“中國是否有類似的多媒體應用平臺標準?”其言外之意,既然中國在會議上積極主動地提出體系架構定義和功能描述(包括終端和業務平臺),以及API的分類和定義,也應該有一套多媒體應用平臺的標準規范,而這個問題需要得到國家有關部門的幫助才能回答。
筆者尚不了解中國的多媒體應用平臺開發進程,但不管怎樣,國外的多媒體應用平臺及其中間件產品已漸成氣候,它們的做法和取得的成果值得我們思考和借鑒。如日本的運營商和設備制造商,均派出全職的標準跟蹤和制定人員,參與國際上所有標準化組織和協會的工作。在參與的過程中,這些人員將學到的最先進的思想和方法帶回國內,經過消化吸收后將自己的研究成果推向國際,形成了一批國際標準。研究日本在影像設備和技術方面的成功,就可以發現它們對標準的高度重視。
目前國內的有關標準化組織和協會還沒有良好的合作關系。在標準的制定方面各自為陣,不愿意設立專門的從事和跟蹤國際標準的技術人員,缺少與國際的有效交流和溝通,缺乏應有的人力和財力,最重要的是缺乏有效、系統的管理--這種條塊分割的管理方式是不會做大做強一個產業的機頂盒都是為數字電視而開發的;后來電信運營商需要開展基于電信網絡的IPTV,廠商們才對這些機頂盒進行技術改造,如改變機頂盒的接入認證方式等。隨著國內網絡融合的進行,未來的機頂盒應不僅要適用于數字電視,還應適用于各種網絡,具有開放的體系架構和可擴展性,能夠提供豐富多彩的多媒體業務應用的機頂盒。
因此,建議相關的標準化組織和協會能夠取長補短,共同在機頂盒的體系架構設計、標準規范的制定以及產業化方面進行廣泛合作;同時,國家應該鼓勵有實力的企業投入更多的人力和財力,培育專門的標準技術人員,制定中國的基于融合網絡的下一代多媒體應用平臺標準。目前,留給中國的標準化組織和制造商的機會和空間還是很大的,關鍵是我們有沒有這樣的需求,有沒有一支隊伍來完成這樣的工作。