Descrizione di EyA, sistema automatico di registrazione di lezioni e seminari, sviluppato dall'ICTP

1. EyA
sistema automatico
per il webcasting
accademico
E. Canessa, C. Fonda, M. Zennaro, K.R. Sreenivasan
the Abdus Salam International Centre for Theoretical Physics
Trieste, Italy
sdu@ictp.it

2. l’ICTP
fondato nel 1964, il
Centro Internazionale di
Fisica Teorica quot;Abdus
Salamquot; (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
Internazionale per
l'Energia Atomica (IAEA).

3. 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.

4. arch in physics
tics, especially
chers missione:
la from
untries. al progresso degli
Contribuisce
studi avanzati e della ricerca nelle
scienze fisiche e matematiche,
nternational in via di
soprattutto a beneficio dei
ricercatori dei paesi
exchange of
sviluppo.
mation ithrough
Favorisce contatti e lo scambio di
idee e informazioni fra gli
shops and
scienziati provenienti da tutte le
nazioni.
Mette a disposizione dei visitatori,
dei membri associati e dei titolari
xcellent research
di borse di studio le strutture
necessarie a un'attività di ricerca
isitors, associates
autonoma e originale.

5. 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

6. statistiche:
crescita del numero di visitatori
8.000
6.000
4.000
2.000
1964 2006
Visitatori di “Hosted Activities”
Visitatori da paesi industrializzati
Visitatori da paesi in via di sviluppo

7. uscire dal Centro
Per 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).

8. 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

9. 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.

10. pubblicare “Digital Lectures”
Queste tre soluzioni sono complementari!
live archivio archivio
materiale di registrazione
videoconferenza
supporto audio/video
o webcast
(pdf, ppt) + diapositive
Skype Web CMS pochi (post-processamento)
IE + PPT (databases) EyA (automatico)

11. esempi di “Digital Lectures”
MIT:
• Diverse opzioni di banda
• Solo video (con operatore)
• Post-processamento
• Download

12. esempi di “Digital Lectures”
ICTP-SDU (versione 2006):
• Hardware di basso costo
• Opzione “solo audio”
• Diapositive sincronizzate
• Minimo post-processamento
• Download

13. IL problema (il costo)
“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 ]

14. 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

15. le condizioni al
contorno
Lezioni e seminari tenuti da fisici
e matematici implicano l’uso (non
prevedibile in anticipo) di:
transparenze, lavagna,
PowerPoint, animazioni, etc.
Oltre a questo, la notazione
matematica è sempre presente, e
anche un punto ..può essere
. x ).
essenziale ( x , x’ , x,
Il Premio Nobel John Nash all’ICTP nel 2004

16. il nostro approccio
Costruire 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)

17. la soluzione innovativa

18. 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

19. 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

20. Lecture room
Digital camera iSight Microphone
do
sh wn
oo US loa FireWire
tc B di B
om ma US
ma ge
nd
- scheduler quot;Producerquot; - hourly data
(crontab) Mac mini acquisition (Applescript)
Photo:
scp
input from other rooms
- read EXIF data
- drop duplicates
- create thumbnails
- scheduler (shellscript, Applescript)
(crontab) quot;Masterquot; Movie:
- tasks queueing (Mac mini or better)
- synchronization (QT)
(shellscript)
if test $SLIDEOFFSET_ALLSEC -ge $T_LENGTH_SEC # when the slides are going after the end of the movie.. Web page:
. scp
- add zoom facility
then echo quot;* WARNING on image $A.jpg: Offset is $SLIDEOFFSET_ALLSEC sec, that is greater than the (secure copy)
leng - create zip file
th of the movie. This slide will be discarded.quot; >> quot;$LOG_FILEquot; (shellscript)
if [ $LASTA -eq $SLIDES ]
- expand zip file
Web
then LASTA=$A # if we did not changed it before (i.e. this is the first slide after the ned of t
- move to web dir
he movie), let's change it now Server (shellscript)
fi
rm -f quot;$S_PATH/$A.jpgquot; # delete the small image file HTTP
rm -f quot;$OUT_PATH/big/$A.jpgquot; # delete the big file
continue # go to the next iteration of the loop
fi HTTP Internet HTTP
SLIDEOFFSET_SEC=$(echo quot;scale=0; $SLIDEOFFSET_ALLSEC % 60quot; | /usr/bin/bc -l)
SLIDEOFFSET_SEC=quot;00$SLIDEOFFSET_SECquot; ; SLIDEOFFSET_SEC=${SLIDEOFFSET_SEC:${#SLIDEOFFSET_SEC}-2:2}
download zip file dynamically
SLIDEOFFSET_MIN=$(echo quot;scale=0; ($SLIDEOFFSET_ALLSEC/60) % 60quot; | /usr/bin/bc -l) or mirror
local repository generated web
SLIDEOFFSET_MIN=quot;00$SLIDEOFFSET_MINquot; ; SLIDEOFFSET_MIN=${SLIDEOFFSET_MIN:${#SLIDEOFFSET_MIN}-2:2}
burn CDROM/DVDROM page (PHP)
SLIDEOFFSET_HOURS=$(echo quot;scale=0; ($SLIDEOFFSET_ALLSEC/3600) % 60quot; | /usr/bin/bc -l)
SLIDEOFFSET_HOURS=quot;00$SLIDEOFFSET_HOURSquot; ; SLIDEOFFSET_HOURS=${SLIDEOFFSET_HOURS:${#SLIDEOFFSET_HOURS}

21. webcam +
macchine
fotografiche
digitali
microfoni
Computer,
alimentatori, etc

22. sistema ridondante

23. Enhance your Audience (EyA)
‣ durante la lezione/conferenza:
• registrazione audio/video
• si scattano anche foto del “muro”

25. 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!

26. “Quasi Real-Time”

27. “Quasi Real-Time”
REC on

28. “Quasi Real-Time”
REC off

29. “Quasi Real-Time”
copia i
files
server

30. “Quasi Real-Time”
http://www....
pubblicato
nel web
post-processing

31. quanto costa EyA?
• basso costo di • minimo costo di
sviluppo (già fatto) gestione e
manutenzione (vanno
• basso costo di sostituite le macchine
fotografiche digitali in
installazione
~ 2000 €/aula caso di rottura)
2 – 4000 € per servers

32. 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

33. opzioni e varianti
• sistema fisso oppure unità mobile (laptop)
• sistema base oppure ridondante (doppio)
• con o senza server separato per processing

34. uno sguardo al risultato

39. 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)

40. sito web: www.ictp.tv
( top 50 località per quantità di dati scaricati)

41. ICTP Diploma nel web
registrazioni 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

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

43. risposta degli studenti
benchmarking: 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

44. 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”

45. 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

46. 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: quot;Webcasting of Traditional Chalkboard Lectures:The EyA
Systemquot;, settembre 2007
• articolo su DE QUALITATE: Rivista Italiana della Qualità: quot;Come
Registrare Automaticamente e Pubblicare in Internet Conferenze e
Lezioni e Raggiungere un Milione di Scienziatiquot;, novembre 2007
• articolo su Physics World: “The Video Revolution Made Simple”,
dicembre 2007

47. EyA in action