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电信IT行业 ---->行业宏观分析---->《流媒体技术在校园网中的应用及前景展望》
流媒体技术在校园网中的应用及前景展望 流媒体指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体,如:音频、视频或多媒体文件。流式媒体在播放前并不下载整个文件,只将开始部分内容存入内存,流式媒体的数据流随时传送随时播放,只是在开始时有一些延迟。流媒体实现的关键技术就是流式传输。 流式传输定义很广泛,现在主要指通过网络传送媒体(如视频、音频)的技术总称。其特定含义为通过Internet 将影视节目传送到PC机。实现流式传输有两种方法:实时流式传输(Realtime streaming)和顺序流式传输(progressive streaming)。一般说来,如视频为实时广播,或使用流式传输媒体服务器,或应用如RTSP的实时协议,即为实时流式传输。如使用HTTP服务器,文件即通过顺序流发送。采用那种传输方法依赖你的需求。当然,流式文件也支持在播放前完全下载到硬盘。 1.流媒体技术原理 流式传输的实现需要缓存。因为Internet以包传输为基础进行断续的异步传输,对一个实时A/V源或存储的A/V文件,在传输中它们要被分解为许多包,由于网络是动态变化的,各个包选择的路由可能不尽相同,故到达客户端的时间延迟也就不等,甚至先发的数据包还有可能后到。为此,使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响,并保证数据包的顺序正确,从而使媒体数据能连续输出,而不会因为网络暂时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大,因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据:通过丢弃已经播放的内容,流可以重新利用空出的高速缓存空间来缓存后续尚未播放的内容。 流式传输的实现需要合适的传输协议。由于TCP需要较多的开销,故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中,一般采用HTTP/TCP来传输控制信息,而用RTP/UDP来传输实时声音数据。 流式传输的过程一般是这样的:用户选择某一流媒体服务后,Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来;然后客户机上的Web浏览器启动A/VHelper程序,使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、A/V数据的编码类型或与A/V检索相关的服务器地址。 A/VHelper程序及A/V服务器运行实时流控制协议(RTSP),以交换A/V传输所需的控制信息。与CD播放机或VCRs所提供的功能相似,RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。A/V服务器使用RTP/UDP协议将A/V数据传输给A/V客户程序(一般可认为客户程序等同于Helper程序),一旦A/V数据抵达客户端,A/V客户程序即可播放输出。 需要说明的是,在流式传输中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP两种不同的通信协议与A/V服务器建立联系,是为了能够把服务器的输出重定向到一个不同于运行A/VHelper程序所在客户机的目的地址。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器,其基本原理如图1所示。 2.流媒体数字校园解决方案 需求分析: 建立规模适度、经济可行而且先进可靠的网络多媒体课件点播广播系统。它可以用很少 的附加投资,将教室改造为多媒体点播广播网络教室。老师点播时可以控制讲课的节奏,进一步提高了效率。由于所有的课件都在服务器上集中存放和管理,极大地减轻了老师的工作量。 通过校园网络,连接多媒体教室、图书馆、电教中心、学校办公楼、宿舍区,可在多个多媒体教室之间进行动态视频、语音和数据的教学、广播现场实况、进行学术研讨。也可向校园网上广播多媒体教室的实况动态图象和话音。将教师的现场讲课的实况动态视频图象,声音及文字进行采集压缩后由视频服务器通过先进的网络组播传播传送给每个网络上收看终端正在收看讲课的学生。校园网络上的用户还可在网上收看学校电教室、演播中心、外语多媒体中心的有线电视及教学节目;收看校领导的讲话;查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件;复习预习课程;查询并收看网上国内外学校的课程。校领导可在自己办公室直接向全校发送重要讲话。 网络拓扑结构 功能分析 这种数字校园解决方案可提供以下功能: ⑴ 多媒体课件课件制作:从多种信息源如卫星电视、光盘、录像带中取得教学素材,由教师自行编辑制作多媒体教学课件, 支持多种媒体的电子课件(如:音频、视频、图片、文本等)。录像带、VCD、电视节目等资料转成多种格式能在网络上发布的多媒体课件, 供学习者点播。(如:ASF格式、Real格式、PowerPoint 文档格式、Flash、VRML、FLASH、HTML/XML、SMIL等格式)。 可以将直播授课进行录像,并可进行二次加工,存入课件库中进行点播。 支持多种数据格式并利用智能流技术支持多种带宽,利用独特的视频、音频、FLASH、图片、文字同步技术,真正实现理想的网络教学 。 ⑵ 多媒体教室:在多媒体教室里,学生通过网络终端从课件库中随意点播自己感兴趣的内容进行自学,可以实现暂停,快进,快倒等. ⑶ 辅助教学:将与学习内容相关的视音频节目预先准备好存储在服务器里,教师授课时在教室里点播给全体学生观看,可以显示在电视机或投影仪上,支持多个教室的同时点播。 ⑷ 广播授课:广播服务器内置视频捕捉卡,辅以摄象头、麦克风等设备,可以将教师的授课内容在网络上实时广播,所有连接在网络上的客户端都可以收看,带宽允许的话还可以实现远程教学。而且,实时广播的内容还可储存下来制作成课件供以后点播使用。点播用户可以自行选择观看不同的节目并随意控制播放过程(进、退、停等)。 ⑸ 在线答疑:利用多媒体技术,实现“面对面”答疑。 ⑹ 数字图书馆:除实现一般的书目查询、查询、预订和借阅外,未来多媒体视听资料的增多,使得传统的图书馆走向数字化,通过多媒体网络,教师、学生可以查询图书馆的多媒体视听资料和教学录像课件,并在网上直接借阅收看。 3.流媒体技术最新发展以及展望 ⑴ Windows Media: 最新的Windows Media Encode 8,不仅压缩比率又有新的突破,而且支持更多不同的网络数据传输速率和压缩比率:可以用48Kbps速率播放接近CD音质的音频数据流,用64Kbps速率,播放与CD音质等同的音频数据流;最新发布的视频编码则明显优化了动态效果的处理。不管它是否和官方所称的比WindowsMediaFormat7提高了30%一致,但我们都可以肯定的是它确实使人的期待得到了答复,WMV8还是目前惟一能够提供TrueMotion-Picture-ReadyVideoCodec的视频格式,用低档的DSL/Cable连接速率(250Kbps)下能够达到近乎VHS的视频品质(Near-VHSQuality,分辨率为320×240,每秒24帧)。 用DSL/Cable连接速率(500Kbps)下能够达到与DVD差不多的视频品质(Near-DVDQuality,分辨率为640×480,每秒24帧)。 ⑵ REAL : Real Audio Encode 8 大大增加了Real对音频的压缩处理能力。顺便插一句:在甚低码流下的音频传输,Real要比WM要强一些。 在Server端:iPoint-PrincetonVideoImage为RealSystem8提供了适合广播人士的广告插播PVI技术,iPoint可以在RealSystem8中无缝插入预先定制的广告节目。(流媒体也是一种有效的方法。研究发现,流媒体的广告效果比条幅广告的效果至少好5倍。) RichFX-RealPlayer8可以以原始文件1/20大小的传输显示3D效果。RichFX视频技术可以为窄带电子商务带来新的商业机会。 RealNetworks还推出RealSystemiQ建立新一代的网上广播神经中枢系统 RealNetworks,Inc.(Nasdaq:RNWK)今天推出全新技术RealSystemiQ,为数码媒体之传播定下新的基础。RealSystemiQ在提升网上广播的稳定性与可靠性,令广播信息可传播至更多观众的同时,也为媒体传播带来更佳的成本效率并弹性。 以往,媒体的流播是透过一个中央的服务器把流播的媒体分派出去其它的流播服务器,然后再传送出去用户。技术的RealSystemiQ就是把这个单向的流播模式扭转。RealSystemiQ建立起一个蜂巢式的服务器组群,让每一个服务器均可以向网络作出广播,以及从其它服务器接收内容,并把数码媒体传送给用户。Neuralcast技术建立一个对等的基础,让数码媒体可透过标准的网络协议由一个服务器传送出其它多个服务器当中。此外,RealSystemiQ的架构是容许用来传送各种格式的媒体。为达至更完美的传送效果,RealSystemiQ的区域传送功能(TerrestrialMediaDelivery)更加入了卫星传送技术的整合支持。 ⑶ 其他厂商: RealNetworks得到Nokia及其它移动电话制造商的的支持,开发其流式声音和影象。我们可以看到最新的NOKIA 9210已经支持REAL。 美国在线时代华纳、BertelsmannAG、EMI集团和RealNetworks周一宣布了一项极具冒险性的合作计划,那就是RealNetwork将要推出在线音乐服务网--MusicNet,以上三家美国主要的音乐出版商则授权将其子公司(华纳音乐集团、BMG娱乐公司、和EMI唱片公司,它们会以非卖断的方式授权自己的出版物给MusicNet)出版的音乐提供给该网站。 但同样我们可以看到:2000 年5月英特尔公司宣布鉴于流媒体市场的需求,该公司将为流媒体供应商提供Internet 服务业务. 旨在为一些公司提供流媒体基础设施,此外还使媒体和内容供应商将诸如音乐会、电影、广播、简报等内容通过Internet,以高品质传播。 而在2001 年2月英特尔却宣布将逐步退出流媒体领域的经营. 他强调公司相信网上的流音频和视频的发展前景是好的,只不过现在还不是时机。 谁都想成为这个行业的主流,因为看到了流媒体发展的广阔前景,于是有媒体统计说REAL在家庭用户中的领先优势进一步增加,又有媒体说WM的增长速度是REAL的4倍。有关数字表明,到2004年流媒体市场有着巨大的收入潜能,其中为消费者服务创收90亿美元,内容提供商创收28亿美元,全球将有1000多个流媒体网站,2亿多小时视频流。 万罡 周洞汝