流媒体技术在校园网上的应用

来源:用户上传      作者: 张生花　谢水珍

　　摘要：该文详细论述了流媒体的概念及特征，并结合流媒体实际制作，叙述了流媒体在校园网中的几种应用：浓郁校园文化、实现远程监控、建设教学资源库。
　　关键词：流媒体技术；流媒体；校园网
　　中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009-3044(2007)17-31445-01
　　The Application of Streaming Media Technology in Campus Network
　　ZHANG Sheng-hua1,XIE Shui-zhen2
　　(1.IT Center,Jiujiang Universitiy,Jiujiang 332005,China;2.Department of Electronic Engineering College of Communication,iujiang Universitiy,Jiujiang 332005,China)
　　Abstract:this paper detailedly introduced the concept of Streaming Media and the characteristic,and integrated the producing of Streaming Media,described the application of Streaming Media technology in campus network: plenty campus culture,remote monitoring and teaching resource warehouse.
　　Key words:Streaming Media Technology;Streaming Media;campus network
　　随着计算机网络及多媒体技术的飞速发展,尤其是宽带网络的广泛应用, 使我们的教学形式又增加了一种快捷且方便的现代化手段，校园网正改变着我们的教育模式。如何让学术报告、专家讲学、精品课程、校园新闻等的音视频优质资源满足我校4万师生的工作、学习的需要，仅通过校内电视台定点播放的服务方式已很难满足时代发展的要求。充分利用互联网和流媒体技术实现节目点播,就可以让这些优质资源在这个被称为第四媒体的互联网上得以延伸和发展。流媒体技术应用于现代电教服务已成为必然，同时,流媒体技术也是多媒体资源数字化的最有效工具。
　　
　　1 流媒体技术简介
　　
　　1.1流媒体技术
　　所谓流媒体技术就是把连续的视频、音频或动画信息经过压缩处理后放到服务器上，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等到整个多媒体文件下载到本地计算机就可以即时观看的技术。该技术先在客户端创造一个缓冲区，在播放前预先下载一段资料作为缓冲，在网路实际连线速度小于播放所耗用资料的速度时，播放程序就会取用这一小段缓冲区内的资料，避免播放的中断，也使得播放品质得以维持。实际上流媒体技术是网络音视频技术发展到一定阶段的产物，流媒体技术并不是单一的技术，它是融合很多网络技术之后所产生的技术。它需要涉及到流媒体数据的采集、压缩、存储、传输以及网络通信等多项技术。
　　从字面上可以看出，流媒体技术的核心就是流媒体本身，那么，什么又是流媒体呢?所谓流媒体是指在网络中使用流式传输技术传输音频、视频、计算机动画或其他多媒体文件的媒体形式。流媒体文件通过流式传输技术进行传输， 即使在网络非常拥堵的情况下, 也能向用户提供画面清晰、不间断的影音， 实现了网上动画、影音等多媒体的实时播放。我们经常在上网时看到的Flash动画就是一种形式的流媒体。
　　流媒体给互联网带来的变化是巨大的，流媒体只需经过几秒甚至十几秒的启动延时即可欣赏到精彩的多媒体影像。而对于师生来讲，观看流媒体文件不受时空的限制，在自己方便的时间、适合的地点在一台联网的计算机上进行观看，还可自己进行控制播放速度等。而电视台定点播放节目则需要师生定时守候在电视机旁，对于在宿舍没有电视的学生来讲，根本就看不到，学术报告、精品课程、校园新闻等的流媒体化可显其重要性。
　　1.2流媒体的技术特征
　　流媒体的主要技术特征就是采用流式传输，即通过互联网将音视频节目传送到客户端。实现流式传输有两种方法：顺序流式传输（Progressive streaming）和实时流式传输（Real-time streaming）。
　　1.2.1顺序流式传输
　　顺序流式传输采用顺序下载方式，用户可以在线观看媒体节目。但是在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的部分；它不能根据用户的连接速度做调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输；顺序流式传输方式适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告。顺序流式文件放在标准HTTP 或 FTP服务器上，易于管理，基本上与防火墙无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频、讲座、演说与演示，它也不支持现场广播。准确说来，它是一种点播技术。
　　1.2.2实时流式传输
　　实时流式传输保证媒体信号带宽与网络连接相匹配，使媒体可被实时观看到。实时流与HTTP流式传输不同，需要专用的流媒体服务器与传输协议。实时流式传输特别适用于现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退方式观看前面或后面的内容。理论上，实时流一经播放就可不停地收看，但实际上，可能会发生周期暂停。
　　
　　2 流媒体文件格式
　　
　　在客户端，用户通过相应的解码器接收音视频流。目前市场上主流的流媒体技术有三种, 分别是RealNtworks公司Realplayer、Microsoft的Windows Media和Apple公司的QuickTime。
　　Microsoft公司推出的Windows Media是一种数据格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容发布。其中，在网络上传输的内容就称为ASF Stream，ASF支持任意的压缩/解压/编码方式,并可以使用任何一种底层网络传输协议，具有很大的灵活性。Windows Media产品的一大特点是其制作、发布和播放软件与Windows NT／2000／9x集成在一起，不需要额外购买，这也是它拥有众多用户的原因之一。
　　该软件具有自动检测客户端是否安装解码软件，在没有的情况下，会自动下载解码软件进行安装，以保证正常浏览，并能与Realplayer一样，根据网络速率自动调整以获得最佳播放效果。它不仅能播放流式视音频，而且能播放所有的音频和视频点播格式。目前我国较多的网络课程采用这套解决方案。
　　
　　3 流媒体技术在校园网上的应用
　　
　　我校的校园网从2001年开始建设基础平台，到2005年三期工程已经竣工，主干千兆，百兆到桌面，出口十兆，2006年5月又对校园网作了进一步的优化，现在网络硬件建设已达到一个新的水平。开展了包括Web访问、信息发布、网上办公、电子邮件、FTP服务、教务、科研管理系统、网上选课等应用，网络的共享连续性得到了广泛的应用，但多媒体信息资源辅助教学仍未完全发掘出来。作为学校的电教中心，在校园网上采用Windows Media技术，将高质量的数字化视频信息传送给全校师生。

　　3.1流媒体文件的制作
　　(1)准备节目源：我校的节目源主要来自名家大师做客我校《濂溪讲坛》的学术报告、专家讲学、精品课程、校园新闻、转录我校与九江电视台合办的《白鹿讲坛》及购买的VCD、DVD等。我们选用了SONYDVCAM格式作为数字视频存储格式，通过水平分辨率高达850线/英寸的SONYDSR570摄像机、SONY 1900摄像机等摄制节目，这样保证了前期采集到的节目源信号质量高，并且适合数字传输。
　　(2)节目源采集和压缩编码。
　　(3)素材编辑：采集到非线性编辑系统的音视频素材，粗编、精编，制作片头、片尾，最后合成完整的一个节目。
　　(4)压缩为流媒体格式：在将编辑后合成的avi文件视频压缩为ASF格式时，我们用非线性编辑系统DV Storm来转换，DV Storm可转换成VCD格式、ASF格式等，有时也用Premiere来转换成ASF格式。
　　(5)发布：将《濂溪讲坛》、《精品课程》等流媒体文件用FTP上传到视频服务器，再发布到网页供全校师生点播收看。
　　我校师生将近有4万，每次到现场听学术报告的人数有限，这就对我们制作节目的实时性提出了要求，在实际工作中，如何简化工作流程，提高效率就显得尤为重要。经过一段时间的摸索，我们逐步形成了一整套流水线式的工作模式，包括前期摄制、非线性编辑采集、粗编、精编、压缩，上传服务器等步骤，今后还可通过网络实时录播系统直接采集为流媒体文件，进一步提高工作效率。
　　3.2流媒体在学校校园网上的应用
　　(1)浓郁校园文化。在校园网上推出了《白鹿讲坛》、《学术讲座》、《九江学院精品课程》、《校园电视》等专题栏目，并将其制作成的流媒体文件及时发布到是视频服务器上，师生只要鼠标轻轻一点，即可欣赏到所有的内容，这样为不能到现场的师生丰富了获取信息的途径。
　　(2)实现远程监控。可用于教学质量评估和校园安全监控。利用流媒体技术能辅助学校教学质量评估, 在每个教室中布置一台带有云台的摄像头,可方便从上下左右方位移动察看教师授课和学生听课情况,这能在最大程度上起到监督与察看授课、听课质量的作用;另外近年来发生在校园的犯罪案件也给校园安全敲响了警钟,在校园适当位置安装摄像头,监控整个校园情况，并把监控的情况实时录制下来以供备查。
　　(3)建设教学资源库。由我中心搭建流媒体教学资源库平台及日常的维护工作，学校与各二级学院联合建设流媒体教学资源库，将图片、声音、动画、视频、教学课件等流媒体文件按院系分门别类放到目录中，为教师提供丰富的教学资源，也有利于学生课后拓展专业知识。
　　
　　4 结束语
　　
　　我们可以看到流媒体技术的开发和应用在学校教育中的前景广阔。它给我们带来了一种全新的教学模式，代表了现代教育手段发展的新趋势。文章着重叙述了流媒体技术在校园网中的三类应用：浓郁校园文化、实现远程监控、建设教学资源库。但是流媒体技术在学校中的应用远不止这些，它还可以用于交互教学、电视转播、在线视频点播、视频会议等等。所有这些仅仅是计算机网络技术向各行各业快速渗透的一个方面。电教中心作为高校辅助教学的重要部门,流媒体技术的应用无疑会使电教中心的发展和服务更上一个台阶。
　　
　　参考文献：
　　[1]张丽.编著.流媒体技术大全[M].北京:青年出版社,2001.
　　[2]唐天虹,冯宝坤,胡晓鹏.编著.实战流媒体[M].北京:科学出版社,2003.

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