數位家庭 - 讓家庭娛樂再進化 (本文作者為 KatDC 凱太數位股份有限公司架構長李孟恭) 從單一功能到串流整合，從家庭娛樂到數位生活，近年來數位家庭的概念在產、官、學及各界媒體的推波助瀾下已愈見成熟，尤其從近期消費性電子展當中更可明顯感受到數位家庭已是目前各大軟硬體廠商相爭搶攻的市場。若簡單定義「數位家庭」，可說是希望藉由嵌入式軟體技術來保留並簡化個人電腦的豐富娛樂功能，但在一穩定、一按即用的消費性電子裝置內，讓使用者可以隨意讀取、分享以及連結所希望讀取的內容，並在簡易、美觀的使用者界面上完成以上工作 。以家庭娛樂來說，任一消費性電子裝置都有機會在某個時間點成為娛樂中心的主軸，因此新世代的嵌入式軟體供應商，應打破過去垂直運用的設計思惟，也就是僅為單一產品而開發。以水平整合垂直運用的平台式軟體架構設計，來有效改善目前消費性電子市場遭遇軟硬體、標準整合的複雜性，以及圖形處理的效能問題。 雖然消費性電子產業被視為繼個人電腦、手機後下一波最具潛力的市場，各大廠商也積極搶進。然而除了少數產品大獲全勝，多數產品 仍舊無法以一個最適切的方式切入消費者的生活。到底其困難性以及消費者所期待的產品又應具備哪些條件？ 對消費性電子產品來說，過去標準太多以致缺乏互通性，因此，採取開放標準現成為發展架構的共同方向。另一則是消費性電子產品因其運算能力有限、使用行為不同，且無法提供如 個人電腦 一樣複雜的界面以及多功能應用。反觀 市面上產品發展趨勢，次世代的消費性電子產品對具有 3D 繪圖、數位影音高畫質的 HDMI 顯示介面，以及網路內容整合技術等功能有較強烈的期待與需求，也就是所謂多功能應用 (Hybrid)，如現在很受歡迎 Apple iPod Touch、Sony PlayStation 3 等。由此推論，次世代的消費性電子產品將著重於兩個特點發展：圖形介面以及網路多媒體資訊的擷取與瀏覽。但 在嵌入式的環境下，要如何保有電腦畫面所能呈現的豐富圖像畫質，卻又兼具嵌入式穩定以及低成本的特性？最重要的關鍵就在軟體能力，除了必備的 彈性、多元系統特色 的嵌入式軟體解決方案 ，還需能夠 符合目前數位多媒體影音主流的開放產業標準，如互動電視、數位家庭聯網、網路媒體播放器等，才能夠利用軟體能力協助廠商完成多功能的應用需求與設計。 以 MediaWalker® 嵌入式多媒體軟體平台而言，在起初的軟體架構設計規劃內建四大單元模組，包含結合硬體加速能力啟動 2D 或是 3D 圖形控制的 Graphics API 、整合系統 Codec 與 DSP 來完成媒體播放的 Media API 、用來達成數位家庭網路與網際網路溝通的 Networking API；以及對於上層應用程式開發者最重要的 - 2D、3D UI 軟體開發套件 (SDK)；藉此簡化圖像界面與影音多媒體的開發程序提升跨平台重複利用價值 。當所選擇的軟體平台具備開放標準模組化設計架構，產品開發商除了能更專注於市場需求縮短上市時程以及保持軟硬體升級能力外，也能有效降低硬體複雜度的控制用料成本 (BOM cost)。 ( 圖解：MediaWalker® 平台設計架構圖，凱太數位提供 ) 隨著數位匯流及電信網路 (3G、WiMAX) 基礎環境日漸成熟，家庭聯網控制標準亦逐漸普及 (DLNA、UWB、HomePlug) 。不久，我們的生活也會因陸續問世的數位化家用設備及各式消費性電子產品而帶來更多使用的便利性。接下來的數位生活，個人化的娛樂選擇及內容來源幾乎是垂手可得，透過數位家庭劇院或是媒體伺服器 (Home AV Server)，我們可以任意選擇想看的電視頻道、無時段限制的錄製節目並分享到其他房間的 數位媒體轉換器 (DMA)，或是可攜式媒體播放器 (PMP)，亦可與電腦連線存取、讀取各種多媒體內容格式 (MP3, MP4, H.264, WMV9 等 )，甚至直接連外收看各類網路來的媒體內容 (RSS Channels, Flickr, YouTube)。另外也可利用內建於大型液晶電視內的數位媒體控制器 (DLNA-DMC)，分享不同的視訊串流，讀取內建或外接磁碟、光碟、記憶卡與家人一同欣賞影片、相片、音樂。也可使用自動搜尋及管理個人儲存媒體中的檔案來建立個人專屬媒體庫，讓使用者能輕鬆利用此媒體庫來搜尋自己所喜愛的偶像照片或是專輯中的任何歌曲資料！這些有趣、獨特的功能，都需要在軟體平台中具備支援方案，提供相關對應技術及應用模組。當然，不論產品技術多進步，具備多少好用的功能，產品是否有機會大賣，最終關鍵都將取決於使用者界面圖像呈現的精緻度與操作流程定義。 ( 圖解：家庭聯網關係圖，凱太數位提供 ) 以開發環境來看，嵌入式圖形一直以來不論在 2D 或 3D 圖像領域，由於軟、硬體的限制，各自都有其較難突破的瓶頸，如 2D 裡的 Alpha Blending 以及 Smooth Scrolling 問題，3D 圖像在沒有硬體支援下僅能模擬類 3D 的效果。過去因為成本的考量，在消費性電子產品內無法置入圖形晶片供軟體使用的問題目前已有逐漸被解決的趨勢。少數嵌入式晶片大廠已陸續推出整合精簡架構、低成本的 3D 多媒體晶片，因此， 透過軟體來啟動晶片內的 3D 引擎，即可在使用者界面上呈現高流暢度且讓人眼睛為之一亮的 3D 效果。 OpenGL ES 是目前最受注目的 3D 繪圖介面，除了 footprint 小、低耗電等適合嵌入式使用外，由軟體至硬體的繪製（rendering）高密合性更是特色之一。繼 OpenGL ES 1.1 後，隨著 OpenGL ES 2.0 逐漸成熟，開發者也逐漸將眼光轉向 2.0 。但事實上開發者並不需將 ES2.0 視為 1.1 的進階版且非用不可，而是確認在一個 3D 界面上所想要強調以及呈現的效果為何，再決定採用哪種版本。OpenGL ES 2.0 大幅改善 1.1 在效能、圖層與 pipeline 彈性上的多數問題，但即使 2.0 的功能更完整，最後仍會取決於是否有適合的硬體可支援 2.0 的應用開發。當處理器內具備 3D 加速引擎，不需具備複雜、高耗電的獨立 GPU 即可發揮 OpenGL ES 1.1/2.0 良好的視覺效果，包括陰影、倒影、光源、景深、鏡頭、反鋸齒以及結合硬體加速能力的動態特效。兩者最大的差異莫過於 1.1 為 fixed function pipeline，而 2.0 則是運用 programmable pipeline，並且因為 2.0 中 shader-based 的特性，材質的表現也就更加突出。但相對的挑戰則是需要圖形引擎的調整以及與硬體初期的整合，以及耗電問題。凱太數位 (KatDC) 為解決這些問題，而發展 MediaWalker® 3D GUI 整合開發工具以提供便利的 3D SDK、Layout/Effect Editor、模擬環境等，讓應用開發者享有友善的開發經驗。 ( 圖說：3D Photo Viewing 圖示，凱太數位提供 ) 除了 3D 圖形外，在與 網路內容整合 應用上，MediaWalker® Java-based Application Framework 因支援 RSS 技術，能將網路上受歡迎的內容資訊藉由 XML Data Feed 轉換成 Widget，可針對不同網路資源設計特定應用，例如 Internet Radio、Flickr、RSS Channel 等；而嵌入式 Java 的跨平台、可移植性的特色，除在手機應用外亦被廣泛使用於下一代消費性電子設備，包括互動電視、藍光播放機、車用多媒體導航。MediaWalker® Application Framework 的生命週期管理機制，更可有效管理、分配系統應用資源以及支援線上軟體升級。 隨著嵌入式軟、硬體技術與規格的進步，新世代產品除 大幅擴展並提升使用者的家庭娛樂經驗，同時也將帶給消費者更多使用上的便利 。數位家庭是整體概念，需要技術與服務應用的整合才能發展出符合市場所期待的產品。凱太數位 (KatDC) 期待在數位家庭產業鏈中，透過 MediaWalker® 這個嵌入式多媒體軟體平台將最底層的硬體到最上層的應用，做全方位的整合與串連，實現數位化的家庭娛樂全新優質環境。