Daniela Peclová
Tento text vznikl na Hudební fakultě Janáčkovy akademie múzických umění v rámci projektu DIGITÁLNÍ TECHNOLOGIE V OBLASTI PRODUKCE KLASICKÉ HUDBY: využití nízkolatenčního streamingu (low latency streaming) podpořeného z prostředků účelové podpory na specifický vysokoškolský výzkum, kterou poskytlo MŠMT na rok 2023.
Úvod
Rozvoj informačních technologií ovlivňuje mimo jiné také oblast vzdělávání, kdy využívání technologií bylo urychleno pandemií covid-19, kdy se výuka přesunula do online prostředí. 1 Dle studií Mukhtara 2 a Rovaie 3 není kompletní přesun do zcela virtuálních tříd tím správným krokem, a to z důvodu ztráty osobní interakce mezi studenty a pedagogy. Proto se začíná od počátku 21. století hovořit o hybrid learning nebo blended learning, kdy jde o kombinaci osobní výuky s tou online. 4
Hudební vzdělávání, respektive výuka hry na hudební nástroj (a to nejen v terciárním stupni vzdělávání), je typicky založeno právě na výuce jednoho žáka jedním pedagogem, kdy mezi nimi dochází k přímé interakci, která není do online prostředí zcela přenositelná. Blended learning je tak vhodnou formou pro výuku hry na hudební nástroj. Kromě technologických schopností samotných pedagogů a studentů tento typ výuky dnes naráží především na omezenou dostupnost technologií s nízkou latencí zvuku a obrazu, jež by umožnily v online prostředí synchronní hru žáka a pedagoga. Především v domácí odborné diskuzi, jež by měla vést k překonání obou překážek, dnes nicméně absentuje jak systematičtější přehled o dosavadním vývoji, možnostech i limitech a pedagogickém využití blended learning, tak i zevrubnější znalost konkrétních technologických řešení. Cílem této studie je proto představit historii využívání informačních technologií v rámci hudebního vzdělávání, a to se zaměřením na bližší představení softwaru Low Latency Audio Visual Streaming (dále LoLa) a hardware Modular Video Transmission Platform (dále MVTP) jako dvou vhodných nástrojů pro blended learning v oblasti výuky hry na hudební nástroj v terciárním stupni vzdělávání, které umožňují synchronní hru.
Využití technologií LoLa a MVTP (respektive dalších technologických postupů založených na obdobných principech) může do budoucna výrazně zjednodušit výuku hry na hudební nástroj nejen v rámci blended learningu, ale obecněji v distančním módu, a tak mimo jiné učinit vzdělávání dostupnějším. Současně má potenciál usnadnit mezinárodní spolupráci studujících i pedagogů se zahraničními univerzitními i neuniverzitními pracovišti, což může vést k zintenzivnění i zkvalitnění internacionalizace terciárního hudebního vzdělávání, jež je jedním ze strategických pilířů nejen českých univerzit. Aktuálně nejvýraznější limitací těchto technologií je možnost propojení dvou stejných zařízení (např. MVTP s MVTP), kdy v ideálním případě jsou navázané na konkrétní místo, které je dostatečně vybavené nezbytnou audiovizuální technikou podporující nízkou latenci (kamery, displeje apod.) s dostatečnou konektivitou a vysokorychlostní internetovou sítí.
Použité metody a stav bádání
Předkládaná studie má věcně přehledový charakter. Jednak shrnuje zjištění existující odborné literatury, jež téma pokrývá, a jednak staví na expertním kvalitativním rozhovoru se Svenem Ubikem, vývojářem české společnosti CESNET, jež vyvíjí technologii MVTP.
Studie zařazené do shrnutí odborné diskuze jsou datovány od roku 2004 po současnost. Tematicky se zaměřují na teorii a praxi hudebního vzdělávání v terciárním sektoru vzdělávání Gies 5 a Blackburn 6 s fokusem na počátky blended learning 7 a využívání videokonferenčních technologií v oblasti vzdělávání, jež nabízí např. Cremata a Powell, 8 Gorman 9 nebo Riley. 10 Vzhledem k velkému vlivu pandemie covid-19 na využívání informačních technologií v rámci vzdělávání se téma technologií v terciárním stupni vzdělávání objevuje v odborných studiích publikovaných po roce 2020, které se zabývají výzkumem v rámci přístupu pedagogů k online výuce nejen v hudební oblasti. 11
Dále jsou v této stati představeny a diskutovány stěžejní studie Drioliho, 12 Davies 13 nebo Redmana, 14 jež se zabývají technologií LoLa a jejím využitím v rámci hudebního vzdělávání, kdy veškeré doposud realizované testy se shodují na pozitivním dopadu technologie LoLa na distanční vzdělávání, nicméně v některých případech byla technologie nespolehlivá.
Zásadní část článku pak tvoří představení technologie MVTP, pro který byla zdrojem nejen dostupná literatura, ale především primární data v podobě expertního strukturovaného rozhovoru s vývojářem technologie MVTP Svenem Ubikem. Rozhovor proběhl v červnu 2023 a zabýval se technologickou stránkou MVTP a dalším využitím této technologie a budoucím vývojem. Jelikož je technologie MVTP na trhu jen pár let, proběhlo zatím méně testů v rámci hudebního vzdělávání. Testy se zaměřily na využití technologie MVTP v rámci distribuce koncertů především klasické hudby, a to od roku 2018 do roku 2023, a na několik aplikací v rámci hudebního vzdělávání. 15
Klíčovost technologie MVTP v rámci předkládané studie souvisí s aplikací této technologie ve společném projektu Hudební fakulty Janáčkovy akademie múzických umění
a Královské konzervatoře v Haagu, kdy je cílem propojit prostřednictvím technologie MVTP tyto dvě spolupracující instituce, které mají společný sdílený studijní program EMEM – European Master of Early Music se zaměřením na interpretaci staré hudby.
Hudební vzdělávání
Hudební vzdělávání dříve v Evropě poskytovaly pouze konzervatoře, které nabízely veřejně přístupný program v oblasti hry na hudební nástroj. V 19. století se objevují tendence zestátnění dříve soukromých konzervatoří. První státní institucí se stala Mnichovská hudební škola spadající pod ministerstvo kultury a Königliche akademische Hochschule für Musik byla do roku 1920 jedinou školou univerzitního typu. Započala tak akademizace hudebního vzdělávání, kdy hraje svou úlohu vzdělání v oblasti hudby, ale také akademická oblast. Došlo ke zrovnoprávnění hudebního vzdělávání v rámci institucí univerzitního typu, jelikož dříve měly hudební školy status odborné školy. 16
Terciární sektor vzdělávání lze dělit na vysokoškolské vzdělávání a vyšší odborné. Vysokoškolské vzdělávání se uskutečňuje na vysokých školách, a to v rámci bakalářských, magisterských nebo doktorských studijních programů. Do terciárního sektoru patří také ukončení šestiletého nebo osmiletého studia na konzervatořích. 17
Hudební vzdělávání je charakterizováno jako hudební studium v rámci terciárního stupně vzdělávání, které je primárně zaměřeno na praktický a tvůrčí rozvoj studentů. Studium probíhá na specializovaných institucích, které jsou označované jako konzervatoře, hudební školy, hudební akademie a hudební univerzity. Primárním vzdělávacím prvkem je výuka jednoho studenta a jednoho pedagoga v rámci tvůrčího procesu, 18 která vychází z tradice evropských hudebních konzervatoří na přelomu 18. a 19. století, kdy šlo především o přípravu na sólovou, orchestrální nebo operní kariéru. 19 Kromě tohoto systému výuky zohledňuje také interdisciplinární povahu předmětů, kombinují se formální a neformální prvky vzdělávání a studium obsahuje také účast na praxi v rámci profesionálního nebo simulovaného prostředí, které napomáhá studentovi v orientaci ve jeho oboru. 20
Dle australského výzkumu Tertiary Music Education in Australia Task Force Report z roku 2011 by mělo být absolventům hudebních oborů nabídnuto takové vzdělání, které jim zajistí zisk zaměstnání, což klade nároky i na samotné pedagogy, již musí mít globální pohled na hudební průmysl a zkoumat úspěšnost absolventů v širším měřítku. 21 Technologie mají vliv nejen na metody výuky, ale i na samotné studenty, kteří již v současné době jsou generací, která vyrůstala s technologiemi, a využívají je běžně ve svém životě. 22
Blended learning
Mezi formy výuky, které nejsou omezeny geografickou polohou, lze řadit blended learning, jež kombinuje prvky osobní výuky s výukou skrze digitální technologie – nejčastěji videokonferenční hovory nebo další e-learningové nástroje. 23 Blended learning je formou výuky, která pomáhá studentům budovat jejich vztahy, dovednosti a podporuje diskusi a spolupráci. Zavedením moderních technologií a nástrojů lze vytvořit poutavější proces učení a zlepšit tak výukové aktivity. Tato forma výuky začala být aktuální a využívaná v období pandemie covid-19 od roku 2020, kdy nebylo možné, aby probíhala hromadná výuka. Tato forma výuky je také nazývána jako distance learning neboli distanční vzdělávání. 24
Dle Grahama online distribuované prostředí vzdělávání exponenciálně roste a s ním také příležitosti pro komunikaci a interakci. Dříve tyto systémy výuky (jeden na jednoho a online vzdělávání) fungovaly odděleně, využívaly jiná média a prostředky, nicméně rozšiřování technologických inovací má vliv na zasahování technologií i do samotné prezenční výuky, kdy technologie umožňují téměř totožný výsledek jako osobní interakce mezi žákem a pedagogem. 25
Výzvy, kterým vzdělávací instituce čelí v oblasti zavádění technologických inovací do hudební výuky, jsou dvojího charakteru:
- technické – kvalita audia, videa, kvalita sítě a samotného přenosu,
- práce a hodnocení – výzvy související s obsahem výuky a formou učení. 26
Jak bude v článku představeno, díky rozvoji nových technologií jsou všechny výzvy řešitelné. Přijetí nové formy výuky žáky a pedagogy ovlivňuje také několik proměnných, a to např. dostupnost technologií pro domácí použití nebo pokrytí vybraných oblastí internetovým připojením. Z pohledu pedagoga vedení online výuky není jen pouhé vedení prezenční výuky na kameru, ale jde také o změnu strategií, které se více zaměřují na žáka a kreativní využití technologií. 27
Technologie v rámci hudebního vzdělávání
Hudební komunity nejsou omezeny pouze na fyzické prostředí a vzniká „hudební třída“ v rámci kyberprostoru. Internet umožnil vznik nových inkluzivních učebních komunit, do kterých se mohou studenti zapojovat, a začlenění síťových vzdělávacích prvků mění způsob, jakým lze o výuce přemýšlet. 28 Využívanou terminologií v souvislosti s hudební interakcí skrze internet je např. Networked Music Performances nebo Distributed Immersive Performance. 29
Od poloviny 90. let 20. století se digitální nástroje a internet využívají v rámci spolupráce na kompozicích, jako byly Metcomm, MICNet apod., které propojily studenty z několika kontinentů a usnadnily tak mezikulturní kompoziční spolupráci. 30 V roce 1996 Manhattan School of Music byla první americkou institucí, která se stala průkopníkem v rámci distančního vzdělávání, kdy Pinchas Zukerman byl fascinovaný potenciálem videokonferenčních hovorů a skrze internet vedl svou výuku pro své žáky, zatímco byl na turné po USA, prostřednictvím systému PolyCom. 31
Mnohé hudební konzervatoře využívaly před rokem 2000 také systém PolyCom pro videokonferenční hovory. Cleveland Institute of Music tento systém používal k propojení různých míst pro vzdálenou výuku. 32 Tato technologie nebyla zcela dokonalá, jelikož rychlý pohyb zhoršoval vizuální kvalitu přenosu a způsoboval pixelaci obrazu a celkové zpoždění bylo příliš vysoké pro synchronní spolupráci. 33
Využití videokonferencí se ukázalo jako úspěšné k propojení pedagogů a studentů v geograficky vzdálených oblastech. Nicméně latence definovaná jako zpoždění mezi vznikem zvuku a jeho doražením na druhé místo k přijímači 34 skrze klasické videokonferenční platformy je tak vysoká, že neumožňuje synchronní práci pedagoga s žákem a nemá kvalitní zvuk a obraz. 35
V rámci výzkumu na Stanford University v USA byla změřena ideální jednosměrná latence, která dle výzkumu je 11,5 milisekund. Při kratší latenci hudebníci zrychlovali, při latenci okolo 14 milisekund a vyšší se výkon zpomaloval. Jako prahové hodnoty byly stanoveny hodnoty mezi 25 a 30 milisekundami jako přijatelné pro vnímání synchronizace. Synchronní interakce je definována jako schopnost současně sdílet a cítit rytmus. Je třeba dodat, že tyto experimenty probíhaly v laboratorních podmínkách a neodráží skutečnost na větší vzdálenosti a technické parametry, kdy např. dvě vzdálená místa se od sebe liší rychlostí sítě, ve které jsou připojeni, ovlivňuje rozptyl či ztrátu paketů. 36
LoLa (low latency audio visual streaming)
Odpovědí na tyto technologické nedostatky klasických videokonferenčních platforem byl vývoj audiovizuálního streamovacího softwaru LoLa (low latency audio visual streaming), jež v roce 2005 začala vyvíjet Conservatorio di Musica Giuseppe Tartini v Terstu a mezi lety 2008 a 2010 vyvinula ve spolupráci s organizací GARR, jež je konsorciem italských výzkumných a vzdělávacích institucí, které řídí internetovou síť umožňující nízkolatenční přenosy. Systém LoLa byl navržen a vyvinut k řešení problému latence tím, že nabízí vysoce kvalitní audiovizuální streamovací systém s nízkou latencí, který umožňuje synchronní interakci v reálném čase na velké vzdálenosti. 37
LoLa je softwarový balík, který běží ve specializované síti na tzv. speciálně určeném počítači s operačním systémem Windows, se speciální grafickou a zvukovou kartou. Byl navržen tak, aby umožnil vzdáleným stranám vzájemně komunikovat v reálném čase. 38
Komunikace v reálném čase a možnost společné hry, kterou LoLa zaručuje, přinesl jeden z nových rozhodujících faktorů pro praxi distančního vzdělávání v oblasti hudby, respektive výuky na nástroj či zpěv, kdy pedagog může žáka doprovázet v reálném čase, označuje rytmus, frázování či kontrolu gesta při hraní. Z profesního hlediska jde nejen o rozvoj žáka, ale také pedagoga, kdy kvalitní zvukové ztvárnění umožňuje vypořádat se s témbrovými aspekty. 39
První veřejné představení této technologie proběhlo v roce 2010 v rámci Network Performing Arts Production Workshop ve formě živého koncertu klavírního dua Zaccaria a Trevisan – pedagogů Tartiniho konzervatoře v Terstu, kde byla LoLa vyvinuta, a IRCAM v Paříži na vzdálenost 1 300 km. V roce 2011 v rámci stejné akce proběhl houslový koncert opět mezi Tartiniho konzervatoří a Gran Teatre del Liceu v Barceloně na vzdálenost 2 700 km. Rozhodující test byl proveden ještě v roce 2011, kdy se uskutečnil koncert mezi NIU v Chicagu (USA) a Congress Center v Raleigh v USA, kdy se daní umělci předtím nikdy nepotkali. V roce 2012 proběhlo několik dalších projektů v rámci Network Performing Arts Production Workshop nebo v rámci výroční konference AEC, Next International festival v Terstu a mnoho dalších. 40
Davies v rámci své studie prezentuje hned několik případových studií z let 2012–2015, které využívaly technologii LoLa jak pro veřejný koncert, tak zkoušku nebo masterclass. Participující univerzitou byla vždy Edinburgh Napier University (dále ENU), která jako první měla možnost v roce 2012 vyzkoušet technologii LoLa s londýnskou Royal College of Music na území Velké Británie. Závěr této studie shrnoval názor hudebníků, pro které byl důležitější zvuk než obraz, díky kterému ale měli možnost koordinovat začátek své produkce. Druhá studie z roku 2013 propojila ENU s Keele University, kdy předmětem produkce byla zkouška a veřejný koncert jazzové improvizace. V rámci této studie hudebníci využívali LCD displeje, díky kterým se mohli navzájem pozorovat. Tuto studii provázely problémy se zvukem i obrazem, což ovlivnilo i vnímání samotných hudebníků a jejich názor na technologii LoLa. Další studie se odehrála také v roce 2013 mezi ENU a opět Royal College of Music s klarinetovým kvartetem. Tuto studii opět provázely technické těžkosti, vyžádala si několik zkoušek, které ale napomohly k tomu, aby se hudebníci s technologií sžili. Další studie z roku 2013 se zaměřila na jazzový kvintet mezi ENU a Maastricht Exhibition and Congress Centre. Tato studie potvrdila, že lze skrze technologii LoLa hrát synchronně a zvuková kvalita byla na vysoké úrovni. Technický problém byl na úrovni vyrovnávací paměti, která ovlivnila latenci a kvalitu zvuku. V roce 2013 došlo ještě k další spolupráci mezi ENU a Country Hall v Londýně s účastí jednoho violoncellisty a jednoho houslisty. Tato studie byla z pohledu obou hudebníků jako při reálném koncertu na jednom místě. Další studie v roce 2014 propojila ENU a Tartiniho konzervatoř v Terstu, kdy se zkoumala kvalita obrazu a propojení s novou sítí. HD kvalita obrazu v tomto případě byla 60 snímků za sekundu a vylepšila celý zážitek pro zúčastněné hudebníky. Poslední studií byl masterclass v roce 2015 vedený Hebrides Ensemble a studenty hry na lesní roh z Royal College of Music v Londýně a Tartiniho konzervatoře v Terstu. 41
Další test proběhl mezi Royal Conservatoire of Scotland a ENU v roce 2014, kde došlo k selhání sítě. Další test byl pak veden k tomu, aby se zjistila minimální šířka pásma, jež je potřebná a umožní synchronní hudební spolupráci v reálném čase na větší vzdálenosti. Test i v tomto případě potvrdil, že technologii LoLa lze využít jak pro pedagogickou, tak koncertní činnost a latence umožňuje synchronní spolupráci mezi dvěma body včetně kvalitního přenosu zvuku i obrazu. I když je technologie dokonalejší, nelze nahradit blízkost druhého hudebníka a možnost „napojit“ se na něj. 42
Riley se ve své studii zaměřila na využití technologie LoLa v rámci distančního vzdělávání, kdy synchronní stránka hry je integrální aspekt procesu vzdělávání. V rámci této studie se uskutečnily tři lekce klasické hudby, jazzové lekce a old time fiddle session. V rámci lekcí byla využita jak technologie LoLa, tak Skype a PolyCom. Obecně byla LoLa velmi kladně přijata v rámci synchronní spolupráce pro výuku. Účastníci studie navrhli, aby pro lepší vnímání prostoru bylo využito více kamer, které by snímaly prostory z více úhlů. 43
Jedním z dalších projektů byl výzkumný projekt iniciovaný Association Européenne des Conservatoires, Académies de Musiqueet Musikhochschulen (AEC). Projekt SWING (Synergic WorkIncoming New Goals for Higher Education Music Institutions) byl strategický partnerský projekt probíhající od září 2018 do září 2021, financovaný z programu Evropské komise Erasmus (program Evropské unie na podporu studia a odborné přípravy studentů v zahraničí). Cílem projektu SWING bylo experimentovat a vytvářet nadnárodní vzdělávací příležitosti prostřednictvím nasazení technologií, jako je LoLa. První testy proběhly v roce 2019 mezi konzervatořemi v Rakousku, Slovinsku a v Itálii. Jednalo se o kvalitativní případovou studii, která označila systém LoLa jako novou příležitost pro synchronní interakci mezi pedagogy a studenty z různých univerzit. Jedním z požadavků účastníků bylo zlepšení zvuku, který by měl znít reálně s cílem dosáhnout prostorového zvuku. Další výzvu pro tuto technologii představuje jednodušší užívání bez nutnosti technických pracovníků a možnost operovat na standardní síti. Další nevýhodou LoLa systému je stále vysoká pořizovací cena. Obecně v rámci projektu SWING byli účastníci překvapeni kvalitou systému, ale shodují se, že využití technologie nenahradí výuku jeden na jednoho, ale že se jedná o doplněk k této formě výuky. 44
Modular video transmission platform – MVTP
Druhou technologií umožňující synchronní spolupráci, jež vyvinula česká firma CESNET, je Modular video transmission platform – MVTP. Jedná se o ultra low latency technologii síťového přenosu zvuku a videa. 45 Sven Ubik, vývojář společnosti CESNET, během rozhovoru sdělil, že se jedná o zařízení pro audiovizuální přenosy přes internet s co nejmenším přidaným zpožděním dohromady mezi vysílačem a přijímačem, které je v současnosti cca 3 milisekundy. K tomuto zpoždění je potřeba připočítat zpoždění signálu v optických kabelech a celkově v počítačové síti, které se liší dle lokalit. V rámci Evropy se zpoždění pohybuje okolo 10–20 milisekund. Tato latence umožňuje synchronní hru ve vzájemně vzdálených místech, která jsou propojená pomocí MVTP. Dle Svena Ubika byl motiv k vytvoření této technologie jak ze strany hudebníků, kteří chtěli nástroj pro distanční spolupráci, tak ze strany CESNETu, kteří v začátku vývoje pracovali na vývoji technologie programovatelných hradlových polí 46 a zajímala je možnost aplikace v různých prostředích. Výzvou při vývoji bylo především dosažení spolehlivého spojení mezi vysílačem a přijímačem. Kromě využití v oblasti hudby byla technologie použitá také pro přenosy lékařských operací nebo distanční spolupráci při práci s digitálními 3D modely, jak sdělil Sven Ubik. U tohoto míra latence není tak klíčová jako v případě hudebních přenosů.
Sven Ubik dodává, že technologie MVTP je hardwarové zařízení, kde je deska plošného spoje, na kterém je jako hlavní součástka programovatelné hradlové pole. Jde o procesor, který je potřeba naprogramovat kódem. Programovatelné hradlové pole pak zpracovává obrazové a zvukové signály a pakety. 47 V tomto se MVTP liší od softwaru v počítači (nebo systému LoLa), kdy hardware dosáhne konstantního malého zpoždění na rozdíl od softwaru. Uvnitř programovatelného hradlového pole je zabudovaný procesor, na kterém běží software s operačním systémem Linux, který řídí zařízení a umožňuje komunikaci s uživatelem. Zpracování signálu je čistě hardwarové. Dále technologie umožňuje kvalitu videa až ve 4K a 8kanálový analogový zvuk přenášený v nekomprimovaném kódování. 48 Ubik dále dodává, že hlavní výhodou zařízení je především nízká latence, malá velikost, kde navíc není v rámci konstrukce žádný ventilátor, a proto je zařízení vhodné pro hudební aplikace, jelikož je zařízení velmi tiché. Dále má velmi vysokou kvalitu přenosu obrazu, kdy využívá kodek JPEG XS, 49 který poskytuje kvalitní obraz před i po kompresi a dekompresi, což je důležité z pohledu diváků. Nedochází ke kompresi zvuku, jelikož jde o malý objem dat. Na propojených místech je vždy potřebný symetrický objem dat. Obvykle se jedná o desítky megabitů za sekundu. Pokud však hraje důležitou roli kvalita obrazu pro diváky v sále, je nutné se spolehnout na vyšší rozlišení 50 a nižší kompresi. 51 V takovém případě je třeba pro přenos využít rychlost až sto megabitů za sekundu. Pro přenos např. v rozlišení 4K se 60 snímky za sekundu s nízkou mírou komprese je možné se dostat až na gigabit za sekundu. Pro přenos je důležité, aby nebyla síť přetížená, měla dostatečnou kapacitu přes celou trasu směrovače a aby nedocházelo ke ztrátám paketů s nepřiměřenou velkou změnou zpoždění. Aby se předešlo ztrátám datových balíčků a jejich nesprávnému uspořádání, zařízení MVTP využívá odlišné formy protokolů než například TCP, který se běžně používá při videokonferencích. TCP sice minimalizuje ztráty, ale zároveň způsobuje výrazné zpoždění, což jej vylučuje z oblasti hudebního přenosu. Proto také je důležité mít co nejkvalitnější síť, kde nedochází ke ztrátám a přehození pořadí paketů. U přenosu zvuku je možné např. zvuk přenášet duplikovaně – když dojde ke ztrátě jednoho paketu, dojde k nahrazení druhým paketem. V případě obrazu jde o řešení, které dokáže zmenšit vizuální efekt výpadku paketu, který se ale projeví jen v jednom snímku a další je zase v pořádku.
Vždy je potřeba přípojka k ethernetu, který má zmíněnou kapacitu, a ideální je, když je otevřený internet bez firewallu. 52 Samotné přenosové zařízení není potřeba nijak chránit a není možné se do něj dostat. Data jsou pak přenášena otevřeně, nedochází k žádnému šifrování, jelikož v aplikacích, které doposud byly provedeny, nebylo potřeba data šifrovat. Zařízení je konfigurované a je potřeba se do něj přihlásit standardním způsobem přes uživatelské jméno a heslo.
MVTP technologie za sebou nemá zatím tolik testů v rámci distančního vzdělávání, ale využívala se hojně v rámci distribuovaných hudebních spoluprací na velké vzdálenosti. Mimo jiné se do těchto aktivit zapojila Akademie múzických umění v Praze, Royal College of Music in London, Royal Danish Academy of Music in Copenhagen, Konic Thtr in Barcelona, NTNU University in Trondheim, Akadémia múzických umění v Bratislavě a další místa v Evropě, Asii a Severní Americe. Jedním z příkladů je varhanní koncert mezi Brnem a Trondheimem, které jsou od sebe 2 000 km vzdálené. Publikum tohoto koncertu bylo ale přítomno v Praze. 53
V roce 2018 dále proběhl koncert v rámci udílení cen Václava Havla, kdy byla propojená Praha a Bratislava technologií MVTP. Na obou místech bylo přítomné publikum a přenos se přenášel také na České televizi. Dalším příkladem je koncert mezi Prahou a Vídní v roce 2020, kdy byly propojeny dva hudební festivaly. Díky vzdálenosti cca 250 km vzdušnou čarou nebyla latence v tomto případě žádný problém. 54
Další využití technologie MVTP proběhlo v roce 2023 mezi Divadlem na Orlí (divadelní scénou Janáčkovy akademie múzických umění), Prahou (Akademie múzických umění) a Zlínem (Univerzita Tomáše bati ve Zlíně), kde v tomto roce bylo dokončeno studio FÉNIX. Projekt Art Bridge propojil poprvé mezi sebou tři místa za využití MVTP technologie. 55 Dále se v roce 2023 v rámci mezinárodního setkání Network Performing Arts Production Workshop podařilo úspěšně propojit Hudební a taneční fakultu Akademie múzických umění v Praze a Rudi E. Scheidt School of Music v Memphisu v rámci jazzové performance klavíristy Jana Pudláka, Leeho Andrewa Davisona a Davida Spencera. 56
V rámci distančního vzdělávání proběhlo prostřednictvím technologie MVTP několik testů, kterých se účastnili studenti nebo absolventi konzervatoří či hudebních akademií, kteří měli rozdílné zkušenosti s využitím nízkolatenční streamingové technologie. Experimentovalo se s různými úrovněmi latence a hudebníci si mohli vybrat, zda použijí sluchátka, či reproduktory. Mezi klíčové poznatky patří zjištění, že latence vyšší než 20 milisekund má negativní vliv na hudební projev. Při použití běžných zobrazovacích zařízení, místo těch s nízkou latencí, došlo ke zpozorování rozdílu mezi zvukem a obrazem, jenž ale neměl vliv na hudební výkon. Hudebníci, kteří se již s technologií seznámili, se také rychleji adaptovali na tuto situaci. 57
Ubik v rámci rozhovoru zmínil další aplikace využití technologie MVTP, kdy byla realizována celá řada koncertů mezi hudebními akademiemi a koncertními sály v rámci Evropy. Kromě testů samotného zařízení došlo také na experimenty vzhledem k používanému hardwaru, jako jsou např. mikrofony, reproduktory, kamery, monitory apod. Experimenty se týkaly např. umístění reproduktorů, aby nedocházelo ke zpětné vazbě. Běžné videokamery mají zpoždění až 60 milisekund, proto nejsou vhodné pro toto použití a používají se kamery s nízkou latencí, které mají zpoždění okolo 4 milisekund a používají se např. pro záběry klavíristů na ruce, kde je zpoždění kritické vzhledem k druhé straně, jež tento záběr pozoruje. Zpětná vazba od zapojených hudebníků je vesměs pozitivní a taková, že zpoždění je stejné, jako kdyby byli hudebníci vedle sebe na pódiu. Dále jako pozitivum zmiňovali např. i možnost sledovat detail rukou klavíristy. Dále je vhodné myslet na to, aby i při těchto přenosech přicházel zvuk ze směrů, jak jsou hudebníci zvyklí z uspořádání hudebních těles na pódiu. To platí i pro diváky a posluchače, aby i vizuálně a zvukově vše sedělo tak, jak bývá v při běžném koncertě.
Diskuze a závěr
Hudební vzdělávání v rámci terciárního sektoru je stále založeno na výuce jednoho pedagoga a jednoho žáka a jejich vzájemné interakci, kdy pedagog má přímou možnost studenta opravovat, pomáhat mu v rámci interpretace a dalších aspektech důležitých při výuce hry na hudební nástroj. Současné online technologie nicméně přinášejí další formy výuky založené jak na technologicky zprostředkované interakci a na sdílení znalostí a zkušeností mezi samotnými studenty, tak i na principech blended learningu, které kombinují osobní přístup prezenční výuky s dalšími formami využívajícími technologie (jako jsou e-learning, virtuální třídy nebo videokonferenční hovory). Pro výuku hry na nástroj nejsou tradiční videokonferenční systémy jako Zoom, MS Teams apod. vhodné, jelikož disponují vysokou latencí, která neumožňuje synchronní spolupráci. Pro překonání tohoto omezení byl vyvinutý software LoLa a hardwarové řešení MVTP, jež díky nízké latenci umožňují synchronní spolupráci na tisíce kilometrů.
V rámci teoretické diskuze se hovoří především o benefitech blended learningu. Tyto benefity platí také v rámci hudebního vzdělávání, kdy současné kohorty studentů jsou technologicky vybaveny a běžně obsah konzumují skrze informační technologie, což usnadňuje využití online technologií i v rámci jejich vzdělávacího procesu. Blended learning byl doposud nicméně vhodný spíše pro teoreticky orientované předměty, a nikoli pro stěžejní část jejich studia spočívající ve zdokonalování se ve hře na hudební nástroj, zpěvu a dalších oborech. Období pandemie covid-19 ukázalo, že i když je transformace výuky do online prostředí možná, pro výuku hry na hudební nástroj, zpěvu a dalších příbuzných oborů jsou konvenční technologie nedostačující a nespolehlivé. Posun v této oblasti mohou přinést technologie pro nízkolatenční streaming s cílem rozšíření technologií LoLa nebo MVTP v rámci univerzitní sítě pro rozvoj blended programů. Nicméně i tyto technologie s sebou nesou jistá negativa, která však jsou řešitelná v rámci blended learningu a prezenční výuky.
Jak technologie LoLa, tak MVTP potřebují mít na protější straně tutéž technologii, aby bylo propojení možné. Obě technologie jsou na pořízení velmi finančně náročné, a proto je v současném stavu financování vysokých škol potřeba hledat další zdroje z grantů a dotací, díky kterým je případně možné technologie pořídit. K samotným technologiím je potřeba brát v potaz i další hardware, ke kterému řadíme kamerové vybavení, displeje pro zobrazení, mikrofony a další, které podporují nízkou latenci přenosu. Dostáváme se tak k tomu, že nejen pořízení je finančně nákladné, ale také samotná obsluha je náročná z pohledu lidských zdrojů nejen finančně, ale také odborně. Vybavení musí být také někde umístěno nejlépe trvale, kdy je místo dedikované přímo pro potřeby přenosů. V rámci samotné výuky, která je díky nízké latenci synchronní, je osobní interakce v určitých ohledech omezena – pedagog nemůže případně upravit studenta v rámci držení nástroje, postoje či dechu. Současné technologie nicméně nemají ambici tuto interakci nahradit. Proto se hovoří o blended learningu, kdy tento aspekt výuky je řešen v rámci prezenčních seminářů.
U technologie MVTP dochází k neustálému vývoji, aktuálně pak především v rovině rozšiřování její síťové kapacity – relativně nově je tak možné propojit několik uzlů dohromady, což umožňuje distanční spolupráci až tří míst najednou. To přináší další benefity pro rozvoj mezinárodních spoluprací mezi univerzitami a rozvoji blended programů. Pokud by ovšem technologie MVTP měla sehrát roli průlomové inovace v oblasti nízké latence, je nezbytné, aby její vývojáři naplnili svůj příslib a přinesli takové řešení, které mohou obsluhovat samotní studenti „pouhým“ zapnutím zařízení a příslušného hardwaru, případně mít danou technologii i pro domácí použití. V takovém případě by se celý proces technologicky zprostředkované hudební výuky výrazně zjednodušil a spolupráce na dálku by se stala mnohem dostupnější.
I přes veškerý posun a rozvoj v rámci informačních technologií jsou stále oblasti, ve kterých technologie nenarušily běh života jako v jiných oblastech. Touto oblastí je hudební vzdělávání nejen v rámci terciárního sektoru, které je v případě výuky hry na hudební nástroj, zpěvu a dalších oborů založené na přímé interakci mezi studentem a pedagogem v rámci prezenční výuky. Technologie v tomto případě rozšiřují možnosti forem výuky v rámci blended learningu a díky technologiím, jako je LoLa a MVTP, je možná synchronní spolupráce na dálku mezi univerzitami vzdálenými tisíce kilometrů. V rámci rozvoje hudebního vzdělávání a zapojení technologií do samotného procesu může do budoucna hrát roli nejen další rozvoj technologie streamingu, ale především virtuální nebo rozšířené reality a vytváření tříd v rámci metaverse. Tyto technologie jsou již běžně využívané ve výuce medicíny, respektive jako simulace operací a dalších zákroků. 58 Jelikož dochází také k rozvoji hardwaru, jako jsou brýle pro virtuální realitu nebo haptické rukavice, může mít i tento vývoj vliv na hudební vzdělávání, kdy budou vytvářené virtuální třídy, orchestry, a díky tomu bude celý zážitek ještě autentičtější.
Aplikace rozšířené reality pak mohou přinést prvek gamifikace do hudebního vzdělávání, kdy např. existují aplikace, která na jednotlivé klávesy piana přidávají notové označení. 59
Vysokoškolské instituce v rámci hudebního vzdělávání neexistují proto, aby vyvíjely další výukové technologické aplikace. Jejich cílem je příprava co nejkvalitnějších absolventů, kteří najdou uplatnění v rámci své profese. Nicméně sledování aktuálních technologických trendů a snaha o jejich aplikaci v rámci hudebního vzdělávání budou do budoucna důležité pro udržení konkurenceschopnosti nejen absolventů, ale také samotné vysoké školy.
Shrnutí
Článek se zabývá tématem využití digitálních technologií v rámci terciárního sektoru hudebního vzdělávání se zaměřením na technologii nízkolatenčního streamingu. Práce sleduje historický vývoj digitálních technologií v oblasti hudebního vzdělávání až k technologii nízkolatenčního streamingu, která umožňuje synchronní hru dvou od sebe vzdálených míst. Nízkolatenční streaming momentálně umožňují dvě technologie, a to Low Latency Audio Visual Streaming a Modular Video Transmission Platform. Na příkladech je představeno využití obou technologií, které mohou být do budoucna stěžejní pro rozvoj blended programů v rámci hudebního vzdělávání a potenciálně usnadnit mezinárodní spolupráci v oblasti internacionalizace, jako jednoho z pilířů nejen českého vysokého školství.
Summary
This article explores the use of digital technologies in the tertiary music education sector, focusing especially on low-latency streaming technology. The contribution traces the historical development of digital technologies in music education to low-latency streaming technology, which enables the synchronous play of two distant locations. Low-latency streaming is currently enabled by two technologies, namely Low Latency Audio Visual Streaming and Modular Video Transmission Platform. The examples presented showcase both technologies, which may be crucial for the future development of blended programmes in music education and potentially facilitate international cooperation in the field of internationalisation as one of the pillars of higher education not only in the Czech Republic.
Klíčová slova
terciární sektor, blended learning, nízkolatenční streaming, hudební vzdělávání
Přehled zdrojů
AEC. Quality assurance and accreditaion in higher music education. Online. 2010. Dostupné z: https://aec-music.eu/userfiles/File/aec-framework-document-quality-assurance-and-accreditation-in-higher-music-education-en.pdf. [citováno 2023-10-15].
BIASUTTI, Michele; ANTONINI PHILIPPE, Roberta a SCHIAVIO, Andrea. Assessing teachers’ perspectives on giving music lessons remotely during the COVID-19 lockdown period. Online. Musicae Scientiae. 2022, vol. 26, no. 3, s. 585–603. ISSN 2045-4147. Dostupné z: https://doi.org/10.1177/1029864921996033. [paywall]. [citováno 2023-10-15].
BLACKBURN, Alana. Performing online: Approaches to teaching performance studies in higher education within a fully online environment. Australian Journal do Music Education. 2017, vol. 51, s. 63. ISSN 0004-9484.
BONK, Curtis Jay a GRAHAM, Charles Ray (eds.). The handbook of blended learning: global perspectives, local designs. Pfeiffer essential resources for training and HR professionals. San Francisco: Pfeiffer, 2006. ISBN 978-0-7879-7758-0.
BOUILHERES, Frederique et al. Defining student learning experience through blended learning. Online. Education and Information Technologies. 2020, vol. 25, no. 4, s. 3049–3069. ISSN 1573-7608. Dostupné z: https://doi.org/10.1007/s10639-020-10100-y. [citováno 2023-10-15].
CESNET. CESNET propojil Prahu a Mephis pomocí nízkolatenční technologie MVTP. Online. 8. 9. 2023. Dostupné z: https://www.cesnet.cz/sdruzeni/zpravy/tiskove-zpravy/cesnet-propojil-prahu-a-mephis-pomoci-nizkolatencni-technologie-mvtp/. [citováno 2023-10-15].
CESNET. MVTP. Online. 2023. Dostupné z: https://mvtp.cesnet.cz. [citováno 2023-10-15].
CESNET. Workshop „ART Bridge“ Praha – Brno – Zlín. Online. 2. 5. 2023. Dostupné z: https://www.cesnet.cz/2023/05/workshop-art-bridge-praha-brno-zlin/. [citováno 2023-10-15].
CREMATA, Radio a POWELL, Bryan. Online music collaboration project: Digitally mediated, deterritorialized music education. Online. International Journal of Music Education. 2017, vol. 35, no. 2, s. 302–315. ISSN 1744-795X. Dostupné z: https://doi.org/10.1177/0255761415620225. [citováno 2023-10-15].
DAVIES, Gill. The effectiveness of LOLA (LOw LAtency) audiovisual streaming technology for distributed music practice. Diplomová práce. Edinburgh: Edinburgh Napier University, 2015.
DRIOLI, Carlo; ALLOCCHIO, Claudio a BUSO, Nicola. Networked Performances and Natural Interaction via LOLA: Low Latency High Quality A/V Streaming System. In: NESI, Paolo a SANTUCCI, Raffaella (eds.). Information Technologies for Performing Arts, Media Access, and Entertainment. Lecture Notes in Computer Science. Springer, Berlin, Heidelberg, 2013, vol. 7990. ISBN 978-3-642-40050-6. Dostupné z: https://doi.org/10.1007/978-3-642-40050-6_21. [citováno 2023-10-15].
EVROPSKÁ KOMISE. Terciární vzdělávání. Online. 31. 8. 2023. Dostupné z: https://eurydice.eacea.ec.europa.eu/cs/national-education-systems/czech-republic/terciarni-vzdelavani. [citováno 2023-10-15].
GIES, Stefan a SAETRE, Jon H. Becoming Musicians: Student involvement and teacher collaboration in higher music education. Online. Oslo: NMH Publications, 2019. ISBN 978-82-7853-272-0. Dostupné z: https://aec-music.eu/userfiles/File/customfiles/lt-anthology_20200528145833.pdf#page=3. [citováno 2023-10-15].
GORMAN, Tom; SIRJÄ, Tiina a KANNINEN, Mikko. Immersive Telepresence: A framework for training and rehearsal in a postdigital age. Online. In: UBACHS, George a JOOSTEN-ADRIAANSE, Fenna (eds.). Blended and online education within European university networks. Madrid, Spain, 16–18 Oct 2019. European Association of Distance Teaching Universities (EADTU), 2019, s. 237–252. ISBN 9789079730414. Dostupné z: https://pure.coventry.ac.uk/ws/portalfiles/portal/26713532/Proceedings_OOFHEC2019.pdf. [citováno 2023-10-15].
GUCLU, Hatice; KOCER, Sabri a DUNDAR, Ozgur. Application of Augmented Reality in Music Education. Online. In: The Eurasia Proceedings of Science, Technology, Engineering & Mathematics (EPSTEM). 2020, vol. 14, s. 45–56. Dostupné z: http://www.epstem.net/en/download/article-file/2163847. [citováno 2023-10-15].
MUKHTAR, Khadijah et al. Advantages, Limitations and Recommendations for online learning during COVID-19 pandemic era: Online learning during COVID-19 pandemic era. Online. Pakistan Journal of Medical Sciences. 2020, vol. 36, no. COVID19-S4. ISSN 1681-715X. Dostupné z: https://doi.org/10.12669/pjms.36.COVID19-S4.2785. [citováno 2023-10-15].
POTTLE, Jack. Virtual reality and the transformation of medical education. Online. Future Healthcare Journal. 2019, vol. 6, no. 3, s. 181–185. ISSN 2514-6653. Dostupné z: https://doi.org/10.7861/fhj.2019-0036. [citováno 2023-10-15].
REDMAN, Benjamin. Evaluating the use of LoLa in European conservatoires: The SWING project. Online. Journal of Music, Technology and Education. 2020, vol. 13, no. 2, s. 199–217. ISSN 1752-7074. Dostupné z: https://doi.org/10.1386/jmte_00023_1. [paywall]. [citováno 2023-10-15].
REDMAN, Benjamin a IMPETT, Jonathan. The potential of videoconferencing and low-latency (LoLa) technology for instrumental music teaching. Online. Music & Practice. 2020, vol. 6. ISSN 1893-9562. Dostupné z: https://doi.org/10.32063/0610. [citováno 2023-10-15].
RILEY, Holly; MACLEOD, Rebecca B. a LIBERA, Matthew. Low Latency Audio Video: Potentials for Collaborative Music Making Through Distance Learning. Online. Update: Applications of Research in Music Education. 2016, vol. 34, no. 3, s. 15–23. ISSN 1945-0109. DOI: https://doi.org/10.1177/8755123314554403. [paywall]. [citováno 2023-10-15].
ROVAI, Alfred P. a JORDAN, Hope. Blended Learning and Sense of Community: A Comparative Analysis with Traditional and Fully Online Graduate Courses. Online. The International Review of Research in Open and Distributed Learning. 2004, vol. 5, no. 2. ISSN 1492-3831. Dostupné z: https://doi.org/10.19173/irrodl.v5i2.192. [citováno 2023-10-15].
TREGEAR, Peter. Enlightenment or entitlement: rethinking tertiary music education. Online. Platform Papers. Strawberry Hills NSW: Currency House, 2014, no. 38. ISSN 1449-583X. Dostupné z: https://search.informit.org/doi/10.3316/aeipt.203319. [paywall]. [citováno 2023-09-06].
UBIK, Sven; HALÁK, Jakub; KOLBE, Martin; MELNIKOV, Jiří a FRIČ, Marek. Lessons Learned from Distance Collaboration in Live Culture. Online. In: AHRAM, Tareq; TAIAR, Redha a GROFF, Fabienne (eds.). Human Interaction, Emerging Technologies and Future Applications IV. 1378. Advances in Intelligent Systems and Computing. Cham: Springer International Publishing, 2021, s. 608–615. ISBN ISBN 978-3-030-74009-2. Dostupné z: https://doi.org/10.1007/978-3-030-74009-2_77. [paywall]. [citováno 2023-10-15].
UBIK, Sven. MVTP. Online rozhovor, červen 2023.
Strany 48-62/2023
