数码家庭——让家庭娱乐再进化

    从单一功能到串流整合，从家庭娱乐到数码生活，近年来数码家庭的概念在产、官、学及各界媒体的推波助澜下已愈见成熟，尤其从近期消费性电子展当中更可明显感受到数码家庭已是目前各大软硬件厂商相争抢攻的市场。

    若简单定义"数码家庭"，可说是希望通过嵌入式软件技术来保留并简化个人计算机的丰富娱乐功能，但在一稳定、一按即用的消费性电子装置内，让使用者可以随意读取、分享以及连结所希望读取的内容，并在简易、美观的使用者界面上完成以上工作。

    以家庭娱乐来说，任一消费性电子装置都有机会在某个时间点成为娱乐中心的主轴，因此新世代的嵌入式软件供应商，应打破过去垂直运用的设计思惟，也就是仅为单一产品而开发。以水平整合垂直运用的平台式软件架构设计，来有效改善目前消费性电子市场遭遇软硬件、标准整合的复杂性，以及图形处理的效能问题。

    虽然消费性电子产业被视为继个人计算机、手机后下一波最具潜力的市场，各大厂商也积极抢进。然而除了少数产品大获全胜，多数产品仍旧无法以一个最适切的方式点切入消费者的生活。到底其困难性以及消费者所期待的产品又应具备哪里些条件？

    对消费性电子产品来说，过去标准太多以致缺乏互通性，因此，采取开放标准现成为发展架构的共同方向。另一则是消费性电子产品因其运算能力有限、使用行为不同，且无法提供如个人计算机一样复杂的界面以及多功能应用。反观市面上产品发展趋势，次世代的消费性电子产品对具有3D绘图、数码影音高画质的HDMI显示界面，以及网络内容整合技术等功能有较强烈的期待与需求，也就是所谓多功能应用(Hybrid)，如现在很受欢迎Apple iPod Touch、Sony PlayStation 3等。

    由此推论，次世代的消费性电子产品将着重于2个特点发展：图形界面以及网络多媒体信息的撷取与浏览。但在嵌入式的环境下，要如何保有计算机画面所能呈现的丰富图象画质，却又兼具嵌入式稳定以及低成本的特性？最重要的关键就在软件能力，除必备的弹性、多元系统特色的嵌入式软件解决方案，还需能够符合目前数码多媒体影音主流的开放产业标准，如互动电视、数码家庭联网、网络媒体播放器等，才能够利用软件能力协助厂商完成多功能的应用需求与设计。

    以MediaWalker嵌入式多媒体软件平台而言，在起初的软件架构设计规划内建4大单元模块，包含结合硬件加速能力启动2D或是3D图形控制的Graphics API、整合系统Codec与DSP来完成媒体播放的Media API、用来达成数码家庭网络与网际网络沟通的Networking API，以及对于上层应用程序开发者最重要的- 2D、3D UI软件开发套件 (SDK)，借此简化图象界面与影音多媒体的开发程序提升跨平台重复利用价值。

    当所选择的软件平台具备开放标准模块化设计架构，产品开发商除能更专注于市场需求缩短上市时程以及保持软硬件升级能力外，也能有效降低硬件复杂度的控制用料成本(BOM cost)。

图 MediaWalker平台设计架构图

    随着数码汇流及电信网络(3G、WiMAX)基础环境日渐成熟，家庭联网控制标准亦逐渐普及(DLNA、UWB、HomePlug)。不久，我们的生活也会因陆续问世的数码化家用设备及各式消费性电子产品而带来更多使用的便利性。接下来的数码生活，个人化的娱乐选择及内容来源几乎是垂手可得，透过数码家庭剧院或是媒体服务器(Home AV Server)，我们可以任意选择想看的电视频道、无时段限制的录制节目并分享到其它房间的数码媒体转换器(DMA)，或是可携式媒体播放器(PMP)，亦可与计算机联机存取、读取各种多媒体内容格式(MP3, MP4, H.264, WMV9等)，甚至直接连外收看各类网络来的媒体内容(RSS Channels、Flickr、YouTube)。

    另外也可利用内建于大型液晶电视内的数码媒体控制器(DLNA-DMC)，分享不同的视讯串流，读取内建或外接磁盘、光盘、记忆卡与家人一同欣赏影片、相片、音乐。也可使用自动查找及管理个人储存媒体中的档案来建立个人专属媒体库，让使用者能轻松利用此媒体库来查找自己所喜爱的偶像照片或是专辑中的任何歌曲资料！

    这些有趣、独特的功能，都需要在软件平台中具备支持方案，提供相关对应技术及应用模块。当然，不论产品技术多进步，具备多少好用的功能，产品是否有机会大卖，最终关键都将取决于使用者界面图象呈现的精致度与操作流程定义。

图 家庭联网关系图

    以开发环境来看，嵌入式图形一直以来不论在2D或3D图象领域，由于软、硬件的限制，各自都有其较难突破的瓶颈，如2D里的Alpha Blending以及Smooth Scrolling问题，3D图象在没有硬件支持下仅能模拟类3D的效果。过去因为成本的考虑，在消费性电子产品内无法置入图形芯片供软件使用的问题目前已有逐渐被解决的趋势。少数嵌入式芯片大厂已陆续推出整合精简架构、低成本的3D多媒体芯片，因此，透过软件来启动芯片内的3D引擎，即可在使用者界面上呈现高流畅度且让人眼睛为之一亮的3D效果。

    OpenGL ES是目前最受注目的3D绘图界面，除了footprint小、低耗电等适合嵌入式使用外，由软件至硬件的绘制（rendering）高密合性更是特色之一。继OpenGL ES 1.1后，随着OpenGL ES 2.0逐渐成熟，开发者也逐渐将眼光转向2.0。但事实上开发者并不需将ES2.0视为1.1的进阶版且非用不可，而是确认在一个3D界面上所想要强调以及呈现的效果为何，再决定采用哪里种版本。

    OpenGL ES 2.0大幅改善1.1在效能、图层与pipeline弹性上的多数问题，但即使2.0的功能更完整，最后仍会取决于是否有适合的硬件可支持2.0的应用开发。当处理器内具备3D加速引擎，不需具备复杂、高耗电的独立GPU即可发挥OpenGL ES 1.1/2.0良好的视觉效果，包括阴影、倒影、光源、景深、镜头、反锯齿以及结合硬件加速能力的动态特效。

        2者最大的差异莫过于1.1为fixed function pipeline，而2.0则是运用programmable pipeline，并且因为 2.0中shader-based的特性，材质的表现也就更加突出。但相对的挑战则是需要图形引擎的调整以及与硬件初期的整合，以及耗电问题。凯太数码(KatDC)为解决这些问题，而发展MediaWalkerR3D GUI整合开发工具以提供便利的3D SDK、Layout/Effect Editor、模拟环境等，让应用开发者享有友善的开发经验。

图 3D Photo Viewing图示

    除3D图形外，在与网络内容整合应用上，MediaWalkerR Java-based Application Framework因支持RSS技术，能将网络上受欢迎的内容信息通过XML Data Feed转换成Widget，可针对不同网络资源设计特定应用，例如Internet Radio、Flickr、RSS Channel等；而嵌入式Java的跨平台、可移植性的特色，除在手机应用外亦被广泛使用于下一代消费性电子设备，包括互动电视、蓝光播放机、车用多媒体导航。MediaWalkerRApplication Framework的生命周期管理机制，更可有效管理、分配系统应用资源以及支持在线软件升级。

    随着嵌入式软、硬件技术与规格的进步，新世代产品除大幅扩展并提升使用者的家庭娱乐经验，同时也将带给消费者更多使用上的便利。数码家庭是整体概念，需要技术与服务应用的整合才能发展出符合市场所期待的产品。凯太数码(KatDC)期待在数码家庭产业链中，透过MediaWalkerR这个嵌入式多媒体软件平台将最底层的硬件到最上层的应用，做全方位的整合与串连，实现数码化的家庭娱乐全新优质环境。