點播影院系統數據接口標準化研究

王木旺

(中國電影科學技術研究所,北京 100086)

1 點播影院系統現狀

點播影院是近年來出現的一種新型電影放映模式,是對專業影院放映的一種有效補充,2018年國家頒布《點播影院、點播院線管理規定》后,將其納入管理。截至2021年6月,全國共累計注冊點播院線11 家,點播影院31 家,其中跨省院線1 家,省內院線10家。

點播影院系統是在參考專業影院管理的基礎上,為適應新的點播影院運營方式,并利用互聯網、信息化技術后,將原分散于多個管理系統的功能融合為一體的管理系統。2019年國家頒布的 《點播影院暫行技術規范》中明確了該系統的組成部分,并羅列出其包括的基礎功能,但由于該規范并不是一項行業標準,規范中僅對點播影院系統的一項基礎功能——計費系統數據上報,制定了詳細的基本規則、業務功能、安全保證等技術要求,其它功能并沒有做出詳細說明。這使得點播影院系統建設者,在進行系統其它功能的研制過程中,并沒有可借鑒和遵循的規范,只能按照各自的需求和理解來研制,所研制出的系統也必定是形態各異。

又由于《點播影院暫行技術規范》中規定的點播影院系統包含點播影院放映終端和點播院線運營平臺兩部分,在不同的系統之下,放映終端和運營平臺顯然也會千差萬別,兩者之間的數據通訊接口也自然自成體系,封閉獨立。這種情況會帶來幾個問題:一是系統廠商各自為戰,不同放映終端設備和運營平臺之間很難兼容;二是影院經營者嚴重依賴一家產品,缺乏產品的選擇主導權;三是容易促使行業無序發展,增加后期管理難度;四是不符合現代規模化、產業化發展理念。

為解決上述問題,需要提前制定好點播影院系統中,放映終端與運營平臺之間必須具備和遵從的數據通信接口,形成標準化文本,倡導點播影院系統開發人員使用。

本文根據《點播影院暫行技術規范》中羅列的點播影院系統基礎功能,詳細分析了運營平臺和放映終端分別承擔的功能角色,并對兩者之間的數據接口進行了梳理,最后提煉出可標準化的數據接口,并加以設計和說明。

2 系統功能分析

在《點播影院暫行技術規范》中的系統架構部分,規定了點播影院系統主要由點播影院放映終端和點播院線運營平臺組成,包括電影發行版制作和分發、授權密鑰制作和分發、數字證書管理、計費系統數據上報、影片放映、影院經營、節目存儲、設備運維八大功能。其中,電影發行版制作和分發、授權密鑰制作和分發、數字證書管理、節目存儲、設備運維五個功能是為影片放映功能做基礎保障,這五個功能是系統的基礎核心功能。系統研制中,要實現這五個功能,則需要運營平臺和放映終端之間數據通訊、相互協調、依次調度來完成,其功能聯系示意圖如圖1所示。

圖1 點播院線運營平臺和點播影院放映終端之間功能聯系示意圖

在點播影院放映終端部分,為完成影片的放映工作,需要具有電影發行版、影片授權密鑰和設備數字證書三個要素。其中電影發行版、影片授權密鑰都需要通過數據接口從運營平臺進行獲取,而獲取到的影片授權密鑰又需要通過設備數字證書進行解密后獲得音視頻內容密鑰,從而保障影片的放映。影片在放映過程中,放映終端還會記錄設備的狀態信息、影片播放信息等,并及時匯報到運營平臺,其詳細業務流程如下:

(1)點播院線運營平臺通過離線方式向點播影院放映終端頒發設備數字證書,點播影院放映終端植入數字證書后,通過在線方式向運營平臺注冊認證。

(2)點播院線運營平臺將制作完成的電影發行版通過網絡分發到點播影院放映終端,放映終端在接收過程中不斷匯報接收進度和接收狀態。

(3)點播影院放映終端將接收完成的電影發行版存儲到本地節目庫,并定時向平臺同步片庫信息,以確保放映終端和運營平臺的節目庫信息一致。

(4)影片放映前,運營平臺將制作完成的授權密鑰通過網絡分發到點播影院放映終端。

(5)點播影院放映終端調用數字證書、電影發行版和授權密鑰放映影片,同時記錄設備運行狀態。

(6)點播影院放映終端定時向點播院線運營平臺上報設備運行狀態和放映信息。

在《點播影院暫行技術規范》中規定的點播影院系統另外兩個功能——計費系統數據上報和影院經營中,計費系統數據上報的技術要求和接口標準已經在該規范中定義,本文不再贅述。影院經營功能則由于不同的運營商所采用不同的經營模式 (有的影院采用院線統一經營管理;有的影院采用獨立經營,院線加盟的方式),其管理范圍,業務涵蓋面也差異較大,目前難于歸納出統一的技術要求和接口標準,故該功能的分析暫不在本文中贅述。

3 接口標準化

要實現點播影院系統的各項功能,需要影院放映終端和院線運營平臺之間相互協同配合,協同的前提是兩者之間必須實現數據共享和信息通信,但由于放映終端和運營平臺通常分別安裝部署于不同的物理地點和網絡環境中,兩者之間只能通過數據接口的方式進行信息交互。按照前述章節的分析,可將其數據接口按功能劃分為三類,分別為:設備管理類、影片管理類和播放授權類。

3.1 設備管理類接口

點播影院放映終端的數字證書是由點播院線運營平臺來頒發,一般通過線下方式植入到放映終端,放映終端在部署到影院時,需要通過在線方式向運營平臺進行身份驗證。只有通過身份驗證的設備,才能夠和運營平臺建立通訊,并實時匯報其運行狀況,所以在設備管理類中,應包含:

(1)設備認證接口

新安裝的點播影院放映終端初次運行時,需要與運營平臺之間進行設備認證,將自身的證書序列號和數字證書摘要值上報至運營平臺,平臺將上報數據與存儲的數據進行比對驗證,根據比對結果驗證設備是否合法。

(2)設備狀態信息接口

點播影院放映終端在運行過程中,需要通過設備狀態信息接口向運營平臺上報其設備運行時的狀態和信息。其中設備運行狀態信息主要包括設備告警狀態、設備故障狀態、放映機開機時長、設備溫度、存儲空間大小、已用存儲大小等。

(3)放映狀態信息接口

點播影院放映終端在放映影片的過程中,還需要通過放映狀態信息接口向運營平臺上報其放映狀態和信息。其中放映狀態信息主要包括播放狀態、放映影片、影片時長、播放時長等。

3.2 影片管理類接口

電影發行版的制作通常由點播院線運營平臺來完成,主要是制作符合 《點播影院暫行技術規范》的電影發行版。電影發行版的分發則是將存儲于運營平臺片庫的電影發行版,根據經營需要,通過網絡的方式分發至放映終端,并且在電影發行版分發的過程中,平臺能夠掌握其向每個放映終端所分發的進度和狀態。所以在影片管理類中,應包括:

(1)發行版信息接口

為完成電影發行版的分發功能,需要運營平臺和放映終端都要具有發行版的相關信息,以便雙方會話和各自展示信息時能夠保持信息同步。通常相關信息的錄入維護工作由運營平臺進行,然后通過發行版信息接口將信息同步至各個放映終端。電影發行版的相關信息包括必要信息和附加信息兩部分,其中影片名稱、影片唯一編碼、影片發行版的UUID 等信息屬于必要信息,如果這些信息有缺項的話,會直接影響電影放映;其它則屬于附加信息,如影片導演、影片類型、影片時長、影片上映時間等,這些信息是為了給觀眾選擇觀看時提供參考,有的話對用戶來說比較友好,沒有的話也不影響其電影放映功能。

(2)發行版任務接口

在電影發行版分發前,放映終端還需要通過發行版任務接口從平臺獲取電影發行版分發任務列表,在任務列表中,每條任務信息應包括影片發行版UUID、文件數量、分發路徑、文件大小等,如果終端為驗證文件的完整性,任務信息中還可以增加文件的完整性校驗值等。

(3)分發進度接口

在放映終端獲取到電影發行版任務列表后,開始啟動任務接收功能,這時放映終端需要通過分發進度接口不斷向運營平臺上報接收進度和接收狀態,其中接收進度中包括文件分發的數量、大小、進度百分比等,狀態包括任務接收、任務開始、任務異常、任務成功等。

(4)影片庫接口

點播影院放映終端將接收完成的電影發行版存儲至本地片庫,但由于本地片庫的存儲空間有限,在本地片庫空間不夠的時候,需要按照某些策略來刪除部分電影發行版,這時候,就需要放映終端將本地片庫的信息通過影片庫接口向運營平臺進行上報,以確保運營平臺能準確掌握放映終端的片庫數量和清單,所上報的數據就是放映終端存放的所有電影發行版列表,通常是影片發行版UUID 列表。

3.3 播放授權類接口

影片在放映時,除了電影發行版,還需要授權密鑰,所以播放授權類接口中應該包含授權密鑰接口。

點播影院放映終端在影片放映前通過授權密鑰接口獲取授權密鑰,由于授權密鑰需要根據放映終端、電影發行版、放映時間或放映次數來生成,故該接口中需要具備這幾項請求數據參數,運營平臺根據這幾項數據參數,生成并返回一條授權密鑰。授權密鑰本身已具備安全保護能力,但為保證授權密鑰數據完整性,也可以附帶上完整性校驗數據。

綜上所述,在點播影院系統中必要的標準化接口分三類共八個,分別如圖2所示。

圖2 點播影院系統各數據接口

4 接口設計

要實現數據接口的標準化,首先需要規定點播影院運營平臺和放映終端之間數據接口的通訊方式。目前常用的通訊方式有兩類,一類是用于建立持久連接的Socket(套接字)方式,另一類是稱之為“一次性連接”的HTTP (超文本傳輸協議)或HTTPS (超文本傳輸安全協議)方式。

Socket方式的優點是:傳輸數據為字節級,數據結構可自定義;傳輸數據量小,時間短,效率高;客戶端和服務端之間數據可實時交互。缺點是:傳輸數據需要客戶端和服務端均對數據進行解析,開發工作量大;服務端要保持與所有客戶端的長連接,對自身的資源要求比較高。

HTTP或HTTPS方式的優點是:接口使用方便,容錯性強,開發工作量小; 客戶端不用長期占用服務端資源。缺點是:同樣的傳輸量,效率要低于Socket方式;客戶端和服務端實時交互時,對服務端性能壓力較大。

在點播影院系統中,管理平臺和放映終端之間的數據通訊多屬于在一定時間范圍內能保持信息同步的需求,所有數據通訊都不用必須實時交互。同時,系統開發過程中也需要考慮接口對接的便利性,以及運營使用中接口調用的容錯性,故本文在選擇數據接口的通訊方式時,采用了 “一次性連接”的方式。另外,在 “一次性連接”方式中,HTTP 協議是數據未加密的,傳輸重要數據時不安全。HTTPS協議是由SSL (安全套接字協議)和HTTP協議構建的可進行加密傳輸、身份認證的網絡協議,比HTTP協議安全。在點播影院系統的實際應用中,還需要兼顧數據通訊過程中的數據安全性等因素,所以最終選擇的數據接口通訊方式是HTTPS。

確定了通訊方式后,接口之間通訊的數據格式也需要確立,目前常用的數據格式有JSON (JavaScript 對象表示法)、XML (可擴展標記語言)、CSV (字符分割值)等數據格式。其中,JSON 的優點是數據格式比較簡單,占用帶寬小,易于讀寫,易于解析,支持多種開發語言,缺點是對數據的描述性比XML較差;XML的優點是格式統一、容易交互,缺點是文件格式復雜龐大,服務端和客戶端都需要花費大量代碼解析,耗資源;CSV 優點是結構簡單,缺點是不支持多層遞進的數據結構。在點播影院系統中,管理平臺和放映終端之間數據通訊時,要求數據格式易于解析,并盡量多地支持系統集成,故采用JSON 的數據格式更適用此需求。

點播影院系統的接口內容按照上述章節的功能分析,羅列如表1所示。

表1 點播影院系統接口列表

其中,第一個終端設備認證接口 (search Authority)的請求和返回參數如表2所示。

表2 終端認證接口參數列表

接口在實際使用時,通過請求接口的URL 鏈接地址,并按照JSON 的格式輸入請求參數,再通過JSON 的格式解析返回的參數即可。

由于本文的篇幅限制,其它數據接口的請求和返回參數則不在此詳細羅列。

5 結束語

隨著點播影院的規模和數量進一步增大,以點播影院為模板,服務于社區、校園、部隊等各種應用形式不斷出現。未來幾年,點播影院系統在大規模建設和應用方面都有著統一規劃、統一標準的管理需求。與點播影院發展初期的建設模式相比,通過標準化引導后的系統建設,既可以降低建設成本,還可以降低管理成本,能夠持續推動點播影院行業良性發展。?