Projekt

Ziel des Projektes

Das Hauptziel des Projektes ist ein Anwendertest von ConferenceXP im Bereich Forschung und Ausbildung. Hierfür sollen die folgenden Arbeitspunkte durchgeführt werden:

• Installation von ConferenceXP und Integration in das Netzwerk der ETH Zürich
• Durchführung von Tests zur Systemleistungsfähigkeit im Unicast- und im Multicast-Modus
• Vorbereitung einer studentischen Übung
• Durchführung einer studentischen Übung
• Berichterstattung
• Verbreitung der Ergebnisse / Homepage

Implementation

Die Hard- und Software wurde in eine bestehende Kollaborationsumgebung integriert:

CLA G2

CLA D13

Beide Installationen stellen ein Mehrkanal-Display zur Verfügung sowie jeweils eine horizontale Interaktionsfläche. Um die Interaktionsaufgabe durchzuführen, ist es möglich, auf einem horizontal ausgerichteten Plasmabildschirm zu schreiben und zu skizzieren. Hiermit wird die intuitive Arbeitsweise des Schreibens auf einem grossen Stück Papier nachempfunden.  Die vertikale Anzeige wird genutzt, um das Bild der Gegenstation anzuzeigen.  Hier sind beide Installationen leicht unterschiedlich. Die eine Installation (CLA G2) nutzt einen vertikalen Plasmabildschirm, während bei der anderen Installation (CLA D13) eine Aufprojektion auf eine weisse Wand durchgeführt wird (siehe Abschnitt 'Implementation').
Bei beiden Installationen wurde ein identisches Audiosystem verwendet.  Es besteht aus einer Stereo-Wiedergabe und einem Mikrofon mit einer Rundstrahlcharakteristik. Das Mikrofon beinhaltet zudem ein Echo-Unterdrückungssystem, um eine akustische Rückkopplung zwischen der Audioeingabe und -ausgabe zu vermeiden. Hierdurch kann eine einwandfreie Audioverbindung zwischen beiden Gruppen sichergestellt werden.

Test der Systemleistungsfähigkeit

Screenshot einer 4-Kanal Multicast-Sitzung:

Vorbereitung einer studentischen Übung

Die studentische Übung sollte die folgenden Anforderungen erfüllen:

• Es sollte mögliche sein, die Aufgabe in der vorgegebenen Zeit zu bewältigen.
• Es sollten keine Vorkenntnisse notwendig sein.
• Die Aufgabe kann nicht von einer einzigen Person oder von einem lokalen Team gelöst werden, sondern sie erfordert die Zusammenarbeit über das Netzwerk.
• Die Aufgabe erfordert sowohl eine Audio- und Videoverbindung als auch auch ein gemeinsam genutztes Whiteboard. 

Um die obigen Anforderungen zu erfüllen, haben wir als Aufgabe das Planen einer Modelleisenbahnanlage gewählt. Mit  den Gleisen sollen einfach zwei Ortschaften miteinander verbunden werden. Aufgrund der unterschiedlichen Randbedingungen ist diese Aufgabe nicht ganz einfach zu lösen. Dies liegt insbesondere daran, dass in den jeweiligen Aufgabenbeschreibungen der Studierenden jeweils andere Randbedingungen angegeben werden. Einige dieser Randbedinungen sind relevant, andere dagegen nicht. Es ist somit ein intensiver Dialog zwischen den einzelnen Teilnehmern erforderlich, um zunächst herauszufinden, dass jeder unterschiedliche Randbedingungen in seiner Aufgabenstellung hat. Um diesen intensiven Dialog zu synchronisieren, ist auch eine Videoverbindung zwischen den beiden Teams erforderlich. Hierdurch wird die natürliche Art und Weise der Synchronisation, deren Strukturierung und Organisation unterstützt.
In einem nächsten Schritt müssen alle Anforderungen gesammelt und für alle Teammitglieder anschaulich dargestellt werden. Als nächstes werden erste Vorschläge entstehen, wie die gestellte Aufgaben zu lösen ist. Typischerweise wird aber dieser erste Vorschlag nicht sofort alle gestellten Anforderungen erfüllen, sondern es wird sich eine intensive Diskussion entwickeln, welche durch zweidimensionale Skizzen unterstützt werden wird.
Da die Planung einer Modelleisenbahnanlage typischerweise eine zweidimensionale Aufgabe ist, wird sie perfekt durch die zweidimensionale Interaktionsfläche unterstützt. Diese besteht aus einem Plasmabildschirm mit einer darübergelegten drucksensitiven Folie. Hierdurch wird es möglich, auf diesem Bildschirm gleichsam einem digitalen Stück Papier zu schreiben und zu skizzieren (siehe hierzu auch das Kapitel 'Implementation').

Durchführung einer studentischen Übung

Für die studentische Übung wurde versucht, das 'Virtual Room'-Konzept von Conference XP nachzubilden.  Es werden auch Netzwerke mit geringer Bandbreite unterstützt, d.h. die Video/Audio-Qualität ist abhängig von der Netzwerk-Bandbreite, die im Falle der durchgeführten Übung bei 100 MBit/s. Weiterhin werden ein Desktop-Sharing, eine Whiteboard-Funktion sowie eine Chat-Funktion zur Verfügung gestellt.
Dieses Virtual Room-Prinzip (Venues) sollte nun auch physisch durch gut ausgestattete Räume (Grossbildschirme, Interaktionsflächen, Soundsystem, etc.) abgebildet nachgebildet werden.

Einige Erklärungen zum Beginn der Übung.

Einige Impressionen aus der Übung:

CLA G2

CLA D13

Berichterstattung

Software-Installation

Die Implementation der ConferenceXP Clients auf den Rechnern verlief ohne Probleme, nicht nur auf den zur Verfügung gestellten Dell Dimension XPS 600, sondern auch auf anderen Maschinen, z.B. HP xw4300.

Hardware-Erkennung

An die verfügbaren Rechner wurde unterschiedliche Video-Hardware angeschlossen. Es wurde unterschiedliche Kameras getestet (Sony EVI-D31 an Framegrabber Winnov Videum 4400; Philipps PCVC690K an USB-Schnittstelle; AVT Marlin F080C CCD FireWire mit entsprechender FireWire Karte). In allen Fällen war eine problemlose Erkennung der Hardware möglich.

Handhabung von ConferenceXP

• Video: Aus der Durchführung der Übungen (siehe 'Durchführung einer studentischen Übung') ergab sich, dass insbesondere für die Zusammenarbeit in Gruppen eine Rückprojektion unbedingt zu empfehlen ist (siehe Aufbau CLA G2), da andernfalls ein unliebsamer Schattenwurf zu bemerken ist (siehe Aufbau D13). Auch die Positionierung der Kamera sollte an der Stelle erfolgen, an der sich das Bild der Gegenstation befindet. Während der studentischen Übungen konnte diese optimale Position aufgrund der verfügbaren Platzverhältnisse nicht überall realisiert werden. Wichtig erschien den Teilnehmern vor allen Dingen die Möglichkeit des Vollbildmodus, so dass die Gegenstation ohne störende Menüstruktur dargestellt werden konnte, was das Gefühl der Immersion wesentlich verstärkte.
  

• Audio: Beide Station wurden mit Echocancellation-Mikrofonen ausgestattet, um eine Audio-Rückkopplung zu vermeiden. Zusammen mit einem 5+1 Audiosystem war somit eine ungehinderte Gruppendiskussion sowohl in den lokalen Teams als auch mit den netzbasierten Teams möglich. Nach dem ersten Aufstarten der Clients war jedoch das Audiosignal unbrauchbar, was jedoch durch ein Ändern der Default-Einstellungen von ConferenceXP beseitigt werden konnte. Hier musste bei allen Clients die Audioeinstellung auf 1 Kanal und 44100 Hz stellen.

• Whiteboard Sharing (Start Presentation): Die Funktionalität des Whiteboards kann zum gemeinsamen Schreiben und Skizzieren verwendet werden. Es handelt sich jedoch bei dieser Applikation nicht um ein echtes sogenanntes 'Joint Editing', da nicht beide Stationen gleichzeitig arbeiten können. Die Rollenverteilung erfolgt derart, dass derjenige, der als erster mit dem Schreiben oder Zeichnen beginnt, die Rechte erhält und seine Daten auch übertragen werden. Startet eine andere Station kurz danach, so sind die von ihr erzeugten Daten zwar dort lokal sichtbar, werden aber nicht übertragen.
  Der Presentation Modus bietet auch die Möglichkeit, erstellte Text oder Skizzem wieder zu löschen. Bei dieser Funktion stellte sich jedoch heraus, dass sie nicht sehr stabil läuft. Im wesentlichen waren hier zwei Fehler zur erkennen: die gelöschten Objekte wurden nicht synchronisiert, d.h. sie wurden nur auf einer Seite gelöscht; und es traten Systemabstürze auf, wenn der Inhalt des kompletten Whiteboards gelöscht wurde.
  In den Presentation-Modus kann auch eine PPT-Präsentation geladen werden. Hierbei wird aus der Originaldatei *.ppt eine weitere Datei *.rtd (RT Document File) erzeugt, während die ursprüngliche PPT-Datei unverändert bleibt. Nun können zwar zu jeder Folie Annotation durchgeführt werden, welche beim Vor- und Zurückblättern weiterhin vorhanden bleiben, jedoch kann das so veränderte RTD-File nicht abgespeichert werden. Diese Funktionalität könnte aber insbesondere interessant sein, wenn zusätzliche weisse Folien für weitere Annotationen eingeblendet wurden. Störend ist weiterhin, dass das erzeugte RTD-File nach Beenden von ConferenceXP auf der Festplatte verbleibt.
  Der Presentation Modus wird zudem instabil, wenn sehr grosse PPT-Präsentationen geladen werden. Tests mit einer 20 MB grossen PPT-Datei führten zum Absturz des Clients. Weiterhin ist zu beachten, dass animierte PPT-Präsentation unanimiert übertragen werden. Der Presentation-Modus ist somit kein Ersatz für ein 'echtes' Application-Sharing, welches der entfernten Station die volle Funktionalität des Programms zur Verfügung stellt.
  

• Screen-Streaming: Die Screen-Streaming Funktionalität bietet aufgrund ihrer geringen zeitlichen Auflösung (1 frame/s) keine wirkliche Alternative, um animierte PPT-Präsentationen zu übertragen. Auch das Screen-Streaming bietet keinen Ersatz für ein 'echtes' Application-Sharing.