NDI — это бесплатный открытый стандарт AVoIP (audio video over IP).
Первая версия протокола, представленная NewTek в 2015 году, позиционировалась как самое простое из существующих решений для передачи видео- и аудиосигналов по локальной сети. В 2024 году это утверждение по-прежнему справедливо.
NDI позволяет любым устройствам или устройству и программному обеспечению обмениваться видео, аудио, управляющими сигналами и метаданными в одном потоке с минимальной задержкой.
Новая версия протокола NDI 6 делает еще один шаг вперед — от локальной сети к глобальной. Утилита NDI Bridge позволяет пользователям подключать свои камеры к любой сети NDI из любой точки мира — и создавать контент в прямом эфире вместе с другими участниками распределенной команды.
NDI (network device interface, сетевой интерфейс устройства) — это протокол передачи сигналов по локальной (LAN) или глобальной сети (WAN, интернет), который позволяет устройствам обмениваться большими объемами данных с очень низкой задержкой.
Для обмена видео- и аудиосигналами NDI опирается на существующую сетевую инфраструктуру — не нужно прокладывать дополнительные кабели или настраивать сложную коммутацию. В одной сети могут бесконфликтно сосуществовать несколько IPпротоколов, и среди них — NDI.
С точки зрения пользователя, все предельно просто: NDI — это функционал, встроенный в сами устройства, то есть в камеры, смартфоны, ноутбуки и установленные на них веб-приложения (например, Zoom, Skype, Wirecast).
Бюджетная NDI-камера Telycam TLC-300-IP-12
PTZ-камера с разрешением Full HD и зумом 12x наряду с поддержкой NDI®|HX предлагает универсальную комбинацию видеовыходов: HDMI, 3G-SDI и USB 3.0. Простое решение для организации потокового вещания в самых разных условиях — от учебного класса до конференц-зала.
В самом упрощенном варианте, процесс передачи видеосигнала от источника к получателю можно разбить на три этапа.
NDI использует сжатие и кодирование видеосигнала камеры для эффективной передачи по IP-сети.
Чтобы стабильно транслировать видео в нагруженных сетях с ограниченной пропускной способностью «облегченная» версия протокола NDI HX3 применяет кодеки с пониженным битрейтом AVC (H.264) и HEVC (H.265) вместо стандартного кодека на основе DCT.
Задача кодека — обеспечить баланс скорости и качества: настолько низкую задержку и настолько высокое разрешение видео, насколько это возможно в конкретной сети.
Использование технологии mDNS (multicast DNS) снимает технические барьеры, связанные с настройкой сетевых устройств и сервисов для работы с NDI. В большинстве случаев не нужно вручную вводить IP-адреса или настраивать DNS-серверы для обнаружения устройств, обменивающихся NDI-трафиком.
mDNS автоматически регистрирует потоки NDI-камер, делая их доступными для других устройств в сети. То есть, все активные NDI-устройства в сети могут «видеть» все доступные видеопотоки, получать доступ к данным и декодировать их.
Передача NDI-трафика может быть реализована по схеме point-to-point (точка-точка, один к одному) или point-to-multipoint (один ко многим).
Все возможности NDI бесшовно встраиваются в действующую сеть Ethernet. Устройства обмениваются данными по стандартной витой паре Cat5 / Cat6.
Ноутбук, микшер, контроллер или программное обеспечение, поддерживающее NDI, на стороне получателя автоматически обнаруживает и подключается к доступному потоку NDI в IP-сети. Затем видеосигнал декодируется в стандартный формат для отображения или дальнейшей обработки видео.
В экосистеме NDI тысячи аппаратных и программных продуктов, способных принимать и декодировать сигнал c покадровой точностью.
Камеры и другие устройства NDI могут не только отправлять, но и получать видео- и аудиопотоки, то есть, активно участвовать в обмене медиаконтентом. Это упрощает совместную работу, позволяет использовать обратную связь, вести мониторинг и включать в трансляцию интерактивные элементы в реальном времени. С точки зрения сетевой инфраструктуры, двунаправленная передача экономит ресурсы — можно отказаться от дополнительных маршрутизаторов или переключателей сигналов.
NDI-камера Telycam TLC-300-IP-20 для онлайн-образования
PTZ-камера с разрешением Full HD и мощным зумом 20x для портретных планов поддерживает высокоэффективный протокол NDI | HX в комбинации с видеовыходами 3G-SDI / HDMI / USB 3.0. Фокусировку, баланс белого, экспозицию и апертуру можно настроить предварительно для разных сценариев вещания. Камера поддерживает до 128 предварительных настроек трансляции (пресетов).
До появления NDI лучшими вариантами для запуска потоковых трансляций считались HDMI (High-Definition Multimedia Interface) и SDI (Serial Digital Interface).
Но у преимуществ HDMI и SDI есть обратная сторона — эти стандарты позволяют передать только тот объем данных, который может пропустить кабель, а дальность передачи ограничена кабельной сетью. Например, пассивные HDMI-кабели передают сигнал без потерь до 10 м, оптоволоконные — до 100 м.
NDI — это, в первую очередь, программное обеспечение для передачи видео по IP, а не физические кабели или чипы. Если камеры поддерживают протокол, достаточно загрузить инструменты NDI с официального сайта NewTek — и можно запускать трансляцию.
Там, где для NDI нужна только витая пара Cat5 / Cat6, использование HDMI может потребовать гораздо больших вложений: как минимум, понадобится HDMI-кабель, удлинитель сигнала, коммутатор HDMI для маршрутизации входов и выходов устройств.
Последние версии NDI 5.5 (2022 год) и 6 (2024 год) стали удобной альтернативой SDI в профессиональных сценариях применения: прямые трансляции спортивных мероприятий, онлайн-образование, студийные многокамерные съемки.
В пользу NDI говорят низкая стоимость внедрения, доступ к множеству источников видеосигнала через один порт LAN, программное управление и маршрутизация сигналов (можно исключить из сметы SDI-кабели, SDI-маршрутизатор, аппаратный конвертер сигнала).
Если SDI и NDI — конкурирующие технологии в сегменте потокового вещания, то NDI и HDMI могут решать разные задачи в одной сети. Например, NDI — для управления видеопотоками из разных источников, HDMI — для вывода видео с рабочей станции на большой экран в конференц-зале.
Премиальная PTZ-камера Telycam TLC-700-IP-30(NDI)-AB/B
PTZ-камера с разрешением Full HD и зумом 30x — первоклассное решение для видеопроизводства и прямых трансляций. Поддержка NDI | HX3 обеспечивает доставку сжатого видео в режиме реального времени с чрезвычайно низкой задержкой и без визуальных потерь. Камера поддерживает самые востребованные протоколы потоковой передачи видео — NDI | HX3 и SRT.
С развитием стандарта NDI сценарии применения NDI и SRT (Secure Reliable Transport) пересекаются все чаще.
До версии 5 и появления утилиты NDI Bridge протокол NDI рассматривали как удобный инструмент для передачи видеосигнала по локальной сети (условно, в масштабах здания), а SRT — как рациональный выбор для работы в публичной сети. На стороне SRT были эффективные механизмы восстановления потерянных пакетов данных и надежные алгоритмы шифрования (вплоть до 256-битного шифрования AES).
NDI 5 позволил пользователям удаленно связывать локальные сети через NDI Bridge, а NDI 6 сблизил возможности двух стандартов в плане работы в глобальной сети и шифрования данных.
Новая версия NDI Bridge, которая уже доступна для аппаратных устройств на Linux, позволяет камерам с поддержкой NDI 6 подключаться к любой удаленной локальной сети в режиме хоста (в качестве независимых источников сигнала, без настройки локальной сети, дополнительного оборудования и ПО).
Принципиальное отличие между SRT и NDI — подход к кодированию видеосигнала. SRT — это транспортный протокол. Он передает данные, но не кодирует видео. То есть, понадобятся совместимые с протоколом энкодер и декодер (аппаратные или программные). NDI — решение «все в одном», которое управляет и кодированием, и доставкой видео. Это может быть удобно не только для быстрого запуска потоковых трансляций по локальным сетям, но и в более масштабных сценариях применения (например, в облачных процессах удаленного видеопроизводства).
Актуальная версия протокола доступна в двух форматах — NDI High Bandwidth (высокопропускной) и NDI HX3 (HX — high efficiency, высокоэффективный). Обе версии оптимизируют видеосигнал для передачи по IP-сети с минимальной задержкой без видимых артефактов сжатия.
Разница заключается в способности передавать данные в определенных диапазонах полосы пропускания.
Аудио передается без сжатия в обеих версиях протокола NDI.
Что сравниваем | NDI High Bandwidth | NDI HX3 |
Кодек | Сжатие SpeedHQ (на основе DCT) | AVC (H.264) HEVC (H.265) |
Пропускная способность при Full HD 1080p60 | ~ 130 Мбит/с | H.264: ~ 62 Мбит/с H.265: ~ 50 Мбит/с |
Пропускная способность при 4K 2160p60 | ~ 250 Мбит/с | ~ 250 Мбит/с H.265: ~ 84 Мбит/с |
Задержка | Очень низкая | Очень низкая |
Возможность интеграции | CPU, ПЛИС | CPU, GPU, ПЛИС |
Качество видео | Почти без потерь | Без видимых артефактов сжатия* |
* По сравнению с NDI High Bandwidth
NDI разворачивается в гигабитных сетях. Если планируете работать с несколькими источниками видео, учитывайте, что пять и более потоков на скорости ~ 130 Мбит/с могут перегрузить сеть и привести к задержкам дольше одного кадра. Проблема может быть решена двумя способами — либо выделением линии с пропускной способностью 1 Гбит/с, либо апгрейдом сети до 10 Гбит/с. Альтернативой апгрейду может стать переключение на NDI HX3 вместо NDI High Bandwidth.
PTZ-камера Telycam TLC-700-IP-30-4K(NDI)-AB для видео сверхвысокой четкости
PTZ-камера с разрешением 2160p60 (4K) и зумом 30x обеспечивает превосходную четкость и детализацию портретных планов, лекционных материалов на доске или дисплее, студийной видеосъемки. Комбинация видеовыходов NDI | HX, HDMI, SDI и USB2.0 позволяет одновременно транслировать видео с разрешением 4KUHD и Full HD при работе с профессиональными приложениями прямой потоковой передачи.
Это камера, в которую производитель уже интегрировал технологию NDI для передачи видео и аудио высокой четкости по IP-сети без дополнительных видеокарт или преобразователей сигнала. NDI-камеры поддерживают передачу видео, аудио, управляющих сигналов и питание PoE по одной витой паре Cat 5 / Cat 6.
Технология NDI прочно ассоциируется с PTZ-камерами для видеоконференций, но ее используют и веб-камеры, и камеры для стриминга, и профессиональные камеры для студийной съемки. Наибольшую гибкость в рабочих процессах дает одновременная поддержка NDI, HDMI и SDI.
Некоторые камеры и устройства могут поддерживать переключение между NDI High Bandwidth и NDI HX3, позволяя выбирать нужный режим в зависимости от доступной пропускной способности сети, но большинство камер для видеоконференций работают только с одним из вариантов стандарта.
Какую версию стандарта поддерживает конкретная камера, сразу видно по маркировке на корпусе.
Для начала работы камера должна быть подключена к локальной сети и иметь IP-адрес, совместимый с настройками маршрутизатора. В большинстве случаев все, что нужно сделать пользователям, — включить NDI в настройках устройства.
Если подходящее оборудование уже установлено, следующий шаг — загрузить программное обеспечение для потоковой передачи NDI: OBS Studio, vMix, Wirecast.
Камера будет отображаться как доступный источник видеосигнала в любом программном или аппаратном решении, когда вы выберете опцию «Добавить источник NDI».
Как только протокол встроен в систему, NDI работает почти автоматически.
Топовая PTZ-камера Telycam TLC-900-IP-30-4K(NDI)-AB с универсальным функционалом
NDI-камера с разрешением 2160p60 (4K), зумом 30x и 1/1,8″ матрицей Sony снимает видео сверхвысокой четкости с реалистичной цветопередачей и молниеносной фокусировкой. Благодаря функции Genlock камера может выступать основным устройством в сложных многокамерных системах видеопроизводства, синхронизировать видеопотоки и транслировать видео в 4K по протоколу NDI | HX.
NDI позволяет строить легко управляемые и хорошо масштабируемые видеосети с программным или аппаратным управлением. Протокол превосходно работает в локальных сетях и сложных процессах распределенных команд со множеством источников сигнала.
Простое программное управление
NDI-камеры могут контролироваться с любой рабочей станции, на которой установлено программное обеспечение для управления потоковым вещанием NewTek или сторонних разработчиков.
Аппаратное управление камерами NDI
В более сложных сценариях применения камеры и другое оборудование с поддержкой NDI может управляться через AV-контроллеры / коммутаторы Crestron, Extron, AMX, Elgato, iCast 10NDI. Аппаратное управление позволяет систематизировать преобразование сигналов (принимать аналоговые или другие цифровые сигналы, преобразовывать их в NDI и наоборот), исключить рассинхронизацию аудио-и видеопотоков при микшировании сигналов с нескольких камер, оптимизировать наложение графических элементов.
NDI использует протоколы многоадресной рассылки для отправки и получения видео и аудио по IP-сети. Это могло вызывать беспокойство при работе с предыдущими версиями стандарта (были случаи, когда Zoom распознавал посторонние NDI-камеры как веб-камеры). Проблема решалась настройкой VLAN и использованием NDI Access Manager (это бесплатный инструмент, который входит в пакет NDI Tools).
Новая версия протокола NDI 6 использует зашифрованную двунаправленную передачу данных для безопасного подключения к сетям NDI через общедоступный интернет. Контент и метаданные невозможно перехватить или использовать без правильного ключа. Это расширяет потенциал коммерческого и корпоративного применения NDI.