EyAsistema automatico per il webcasting

accademico

E. Canessa, C. Fonda, M. Zennaro, K.R. Sreenivasanthe Abdus Salam International Centre for Theoretical PhysicsTrieste, Italysdu@ictp.it

l’ICTP

fondato nel 1964, il Centro Internazionale di Fisica Teorica "Abdus Salam" (ICTP) fa parte dell'Organizzazione delle Nazioni Unite per l'Educazione, la Scienza e la Cultura (UNESCO) e d e l l ' A g e n z i a In ternaz iona le per l'Energia Atomica (IAEA).

Nel 2006 l’ICTP ha usufruito dei seguenti finanziamenti:Governo Italiano (€18.592.448),IAEA (€1.757.674),UNESCO (€392.793),CEE, ESA, MIUR, ENEA, etc.

The abdus salam international centre for theoretical physics

The Centre’s mandate

To foster the growth of advanced research in physics and mathematics, especially among researchers from developing countries.

To create an international forum for the exchange of scientific information through courses, workshops and seminars.

To maintain excellent research facilities for visitors, associates and fellows who participate in the Centre’s research and training activities

la missione:Contribuisce al progresso degli studi avanzati e della ricerca nelle scienze fisiche e matematiche, soprattutto a beneficio dei ricercatori dei paesi in via di sviluppo.

Favorisce i contatti e lo scambio di idee e informazioni fra gli scienziati provenienti da tutte le nazioni.

Mette a disposizione dei visitatori, dei membri associati e dei titolari di borse di studio le strutture necessarie a un'attività di ricerca autonoma e originale.

statistiche: attività

L’ICTP ospita ogni anno:

• più di 4000 scienziati

(quasi 6000 nel 2006)

• ~40 attività scientifiche (conferenze internazionali)

per un totale di più di 100.000 visitatori (dal 1964 al 2006), di cui

• 60% da paesi in via di sviluppo

• 40% da paesi industrializzati

statistiche:crescita del numero di visitatori

2.000

4.000

6.000

8.000

Visitatori da paesi in via di sviluppoVisitatori da paesi industrializzatiVisitatori di “Hosted Activities”

1964 2006

uscire dal CentroPer raggiungere i numerosi scienziati e studenti che non possono visitare di persona il Centro, alla fine del 2004 è stata costituita la Science Dissemination Unit (SDU), con l’incarico di disseminare nel mondo i contenuti scientifici e le attività dell’ICTP attraverso i moderni mezzi elettronici (media digitali, computers, Internet).

quanti scienziati possiamo raggiungere con Internet?

una stima per difetto si può ottenere così:

• 6.500.000.000 (popolazione mondiale)

di questi, il 5% circa è oggi connesso ad Internet (distribuzione non omogenea)

• totale connesso = 325.000.000

• quanti di essi sono (futuri) scienziati ?

circa 0,3% = ~1.000.000 scienziati connessi

comunicare scienza

• per condividere con questo milione di scienziati e studenti connessi ad Internet tutti i diversi contributi di alto livello scientifico (in fisica, matematica, etc.) che ogni giorno vengono discussi a Trieste, occorre un approccio innovativo e a basso costo.

live archivio archivio

videoconferenzao webcast

materiale di supporto(pdf, ppt)

registrazione audio/video+ diapositive

SkypeIE + PPT

Web CMS(databases)

pochi (post-processamento)

pubblicare “Digital Lectures”Queste tre soluzioni sono complementari!

EyA (automatico)

esempi di “Digital Lectures”

MIT:• Diverse opzioni di banda

• Solo video (con operatore)

• Post-processamento

• Download

ICTP-SDU (versione 2006):• Hardware di basso costo

• Opzione “solo audio”

• Diapositive sincronizzate

• Minimo post-processamento

• Download

esempi di “Digital Lectures”

“Our research so far has shown that making streaming video presentations accessible - increases staff time by an additional factor of up to fifty.

The cost of outsourcing this service at 100% content accuracy is about $250 to $350 per hour of video.”

[ Studio dell’Università del Texas: http://www.utexas.edu/computer/grants/di4/cit/cit.html ]

IL problema (il costo)

“...that the key problem of recording is that it is necessary to have one person in the room to follow the lecture/recording equipment or even 3 or more persons depending on the number of lectures going on simultaneously.”

All’ICTP abbiamo 3 aule per i corsi del “Diploma Programme”, oltre alle 6 principali sale conferenze (da 40 a 300 posti) divise fra i diversi edifici del Campus di Miramare.

9 x $300 = 2700 $/ora

IL problema (il costo)

le condizioni al contorno

Lezioni e seminari tenuti da fisici e matematici implicano l’uso (non prevedibile in anticipo) di:

t ransparenze, lavagna, PowerPoint, animazioni, etc.

Oltre a questo, la notazione matematica è sempre presente, e anche un punto può essere essenziale ( x , x’ , x, x ).

. ..

Il Premio Nobel John Nash all’ICTP nel 2004

il nostro approccioCostruire un sistema di Digital Lectures che abbia queste caratteristiche:

• nessun intervento umano durante la registrazione, il post-processing e la pubblicazione nel web

• nessuna costrizione o richiesta particolare per il docente/oratore

• basso costo di implementazione e manutenzione

• immagini ad alta risoluzione

• architettura scalabile (da una sola aula fino ad un campus intero)

• fruibilità in condizioni di connettività limitata (download come archivio zip + distribuzione tramite CD/DVD)

la soluzione innovativa

2007: il sistema EyA

• “Enhance your Audience”

• 6 mesi di sviluppo e test

• registra, processa e pubblica in web:audio+video+diapositive

• automaticamente, senza intervento umano

• a basso costo di costruzione e gestione

• di uso versatile e scalabile

come funziona?

• EyA ha tre componenti:

• hardware (computer, webcam, macchina fotografica, microfono, ...)

• software (aperto, gratuito o di basso costo, in parte sviluppato da noi)

• integrazione tramite rete locale

if test $SLIDEOFFSET_ALLSEC -ge $T_LENGTH_SEC # when the slides are going after the end of the movie... then echo "* WARNING on image $A.jpg: Offset is $SLIDEOFFSET_ALLSEC sec, that is greater than the length of the movie. This slide will be discarded." >> "$LOG_FILE" if [ $LASTA -eq $SLIDES ] then LASTA=$A # if we did not changed it before (i.e. this is the first slide after the ned of the movie), let's change it now fi rm -f "$S_PATH/$A.jpg" # delete the small image file rm -f "$OUT_PATH/big/$A.jpg" # delete the big file continue # go to the next iteration of the loop fi

SLIDEOFFSET_SEC=$(echo "scale=0; $SLIDEOFFSET_ALLSEC % 60" | /usr/bin/bc -l) SLIDEOFFSET_SEC="00$SLIDEOFFSET_SEC" ; SLIDEOFFSET_SEC=${SLIDEOFFSET_SEC:${#SLIDEOFFSET_SEC}-2:2} SLIDEOFFSET_MIN=$(echo "scale=0; ($SLIDEOFFSET_ALLSEC/60) % 60" | /usr/bin/bc -l) SLIDEOFFSET_MIN="00$SLIDEOFFSET_MIN" ; SLIDEOFFSET_MIN=${SLIDEOFFSET_MIN:${#SLIDEOFFSET_MIN}-2:2} SLIDEOFFSET_HOURS=$(echo "scale=0; ($SLIDEOFFSET_ALLSEC/3600) % 60" | /usr/bin/bc -l) SLIDEOFFSET_HOURS="00$SLIDEOFFSET_HOURS" ; SLIDEOFFSET_HOURS=${SLIDEOFFSET_HOURS:${#SLIDEOFFSET_HOURS}-2:2} SLIDETIME=$SLIDEOFFSET_HOURS:$SLIDEOFFSET_MIN:$SLIDEOFFSET_SEC.00

Lecture room

Digital camera iSight Microphone

"Producer"

Mac mini

"Master"(Mac mini or better)

Web

Server

- hourly data

acquisition (Applescript)- scheduler

(crontab)

- scheduler

(crontab)- tasks queueing

(shellscript)

input from other rooms Photo:- read EXIF data

- drop duplicates

- create thumbnails

(shellscript, Applescript)Movie:- synchronization (QT)Web page:- add zoom facility

- create zip file

(shellscript)

- expand zip file

- move to web dir

(shellscript)

Internet

dynamically

generated web

page (PHP)

download zip file

local repository or mirror

burn CDROM/DVDROM

FireWire

download imageUSB

scp

HTTP

HTTP HTTP

scp(secure copy)

shoot command

USB

Computer, alimentatori, etc

webcam +macchine

fotografiche digitali

microfoni

sistema ridondante

Enhance your Audience (EyA)

‣ durante la lezione/conferenza:

• registrazione audio/video

• si scattano anche foto del “muro”

Enhance your Audience (EyA)

‣ durante la lezione/conferenza:

• registrazione audio/video

• si scattano anche foto del “muro”☞ nessun intervento umano!

‣ sposta i files al server per processarli

‣ immediatamente dopo la lezione:

• sincronizzazione delle foto (slides, lavagna, ...) con il video

• creazione pagina web (+ zip file)

• creazione di eventuale CD/DVD☞ nessun intervento umano!

“Quasi Real-Time”

“Quasi Real-Time”

REC on

“Quasi Real-Time”

REC off

copia i files

“Quasi Real-Time”

server

“Quasi Real-Time”

post-processing

http://www....

pubblicatonel web

quanto costa EyA?• basso costo di

sviluppo (già fatto)

• basso costo di installazione~ 2000 €/aula2 – 4000 € per servers

• minimo costo di gestione e manutenzione (vanno sostituite le macchine fotografiche digitali in caso di rottura)

le tecnologie

• Apple computers (OSX)

➡ QuickTime, Flash, Applescript, shell scripts, ...

• ottimizzazione di banda

➡ comparazione delle immagini per eliminare ridondanza

• dati EXIF dalle fotografie

➡ per sincronizzare foto e video

opzioni e varianti

• sistema fisso oppure unità mobile (laptop)

• sistema base oppure ridondante (doppio)

• con o senza server separato per processing

uno sguardo al risultato

statistiche EyA 2007

ICTP Diploma Programme (3 set ’07 - 10 gen ’08)

• numero di aule attrezzate per la registrazione: 3

• aree tematiche: 5 (BP, HEP, CMP, ESP, MTH - livello pre-PhD)

• numero di corsi registrati: 25

• ore totali registrate: 1100

• ore mancanti per problemi tecnici: 4

• numero di studenti in loco (da paesi in via di sviluppo): 52

• numero di computers utilizzati: 8 (costo: <5000 euro)

sito web: www.ictp.tv

( top 50 località per quantità di dati scaricati)

ICTP Diploma nel webregistrazioni viste dal web (dic 2007)

• 708,83 GBytes (~3540 ore di lezione) in 1 mese

• visite uniche (esclusi utenti locali): 1600 in 1 mese

100 visits 125GB bandwidth

cerimonia di apertura dell’Anno Accademico 2007/2008 dell’ICTP Diploma Programme

risposta degli studentibenchmarking: questionario proposto ai 52 studenti ICTP al termine del 1º semestre (3 set - 21 dic 2007)

• tempo dedicato alla fruizione delle registrazioni on-line: ~10 ore/settimana

• il 20% degli studenti diffonde le registrazioni a colleghi nel proprio paese di origine

• metà studenti seguono on-line anche lezioni di altre aree tematiche di loro interesse

• la disponibilità delle lezioni on-line ha modificato il metodo di studio del 97% degli studenti

commenti degli studenti

gli studenti hanno dichiarato che le registrazioni on-line delle lezioni sono state loro utili per:

• “review/revise missing points and concepts”

• “clarify handwritten notes”

• “to recover missed classes”

• “to understand concepts when lecturers go too fast”

• “to prepare for exams”

• “to adapt with the english environment”

• “to avoid writing notes and concentrate on the blackboard”

• “to mark it for possible long-term research”

test di EyA nel mondo

• America latina e Caraibi (unità mobile)

• Olanda (NIKHEF, sviluppo OpenEyA)

• Belgio (IODE, centro UNESCO)

• Trento (UNITN, sviluppo software, tesi)

• Trieste: FEST 2007, G8-UNESCO meeting

• SISSA (seminari congiunti SISSA-ICTP)

• Collegio del Mondo Unito dell’Adriatico

riconoscimenti• presentazioni e proceedings presso conferenze internazionali

• poster selezionato a WWDC07: Apple Developers Conference, USA, giugno 2007

• articolo su EURODL European Journal of Open and Distance Learning: "Webcasting of Traditional Chalkboard Lectures: The EyA System", settembre 2007

• articolo su DE QUALITATE: Rivista Italiana della Qualità: "Come Registrare Automaticamente e Pubblicare in Internet Conferenze e Lezioni e Raggiungere un Milione di Scienziati", novembre 2007

• articolo su Physics World: “The Video Revolution Made Simple”, dicembre 2007

EyA in action