網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉紅云

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件的進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)能力越來越強(qiáng)，多媒體技術(shù)由當(dāng)初的單一媒體形式逐漸發(fā)展到目前的計(jì)算機(jī)動(dòng)畫、超文本網(wǎng)頁、數(shù)字音頻、數(shù)字視頻、互動(dòng)娛樂等多種媒體形式。但是在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音頻、視頻等多媒體信息的文件一般比較大，由于網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制，下載文件的等待時(shí)間太長，如果采用流式傳輸方式，聲音、影像等時(shí)基媒體由音頻視頻服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送，用戶不必等到整個(gè)文件全部下載完畢，而只需經(jīng)過幾秒或者十幾秒的啟動(dòng)延時(shí)即可進(jìn)行觀看，這些也已經(jīng)開始被應(yīng)用到現(xiàn)代教育中。

一、流媒體技術(shù)原理

1流媒體技術(shù)

流媒體(streaming Media)，簡單來說就是應(yīng)用流式傳輸技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)亩嗝襟w文件，而流式傳輸技術(shù)就是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放在網(wǎng)站服務(wù)器里面，讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽，而不需要等整個(gè)壓縮文件下載到用戶電腦后才可以觀看的一種網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。

2流媒體技術(shù)原理

對(duì)每一個(gè)實(shí)時(shí)音、視頻源或者存儲(chǔ)的音、視頻文件，傳輸時(shí)要分解成許多個(gè)分組，但因特網(wǎng)中傳輸時(shí)異步傳輸分組的，由于網(wǎng)絡(luò)的不確定性。每個(gè)分組選擇路由可能不盡相同．每個(gè)分組到達(dá)客戶端時(shí)間延遲也就不同，后發(fā)送的分組也可能先到，所以流傳輸需要緩存。緩存系統(tǒng)能夠彌補(bǔ)時(shí)間延遲和抖動(dòng)的影響，并保證分組順序正確，使得音、視頻數(shù)據(jù)連續(xù)輸出，不至于受網(wǎng)絡(luò)影響使播放停頓。一般緩存都采用環(huán)形鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，通過丟棄已播放的內(nèi)容，用釋放出的空間存儲(chǔ)后續(xù)尚未播放的內(nèi)容。

二、視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的構(gòu)成及功能設(shè)計(jì)

1視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的構(gòu)成

視頻點(diǎn)播(VOD)系統(tǒng)的基本原理是將編碼、檢索后的多媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)介質(zhì)中，服務(wù)器根據(jù)用戶的需求通過網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)傳送到用戶端，經(jīng)過解碼還原后供用戶觀看和使用。

一個(gè)完整的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)應(yīng)由視頻服務(wù)器、視頻點(diǎn)播網(wǎng)站、客戶端三部分組成?？蛻舳诵枰邆湟韵聴l件(1)能夠以較高的帶寬登錄到視頻服務(wù)器，并發(fā)出播放請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)播節(jié)目的“播放”、“快進(jìn)”、“快倒”、“暫?！薄ⅰ叭痢钡裙δ?。(2)在播放高質(zhì)量的視頻時(shí)，屏幕大小既可隨意拉動(dòng)，也可以隨意定位，充分體現(xiàn)人性化設(shè)計(jì)。(3)點(diǎn)播界面美觀大方，操作簡單，功能齊全。

系統(tǒng)能夠?yàn)槎嗝襟w網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)系統(tǒng)及其它的視頻節(jié)目的“制作”、“發(fā)布”與“點(diǎn)播”提供一系列完全解決方案。并建立涵蓋“客戶中心”、“數(shù)據(jù)處理中心”和“管理員控制”三個(gè)層面的基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播應(yīng)用平臺(tái)。

2視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的功能

視頻點(diǎn)播系統(tǒng)具體功能主要包括：(1)制作功能：能將錄制好的模擬信號(hào)視頻節(jié)目轉(zhuǎn)換成rmvb格式的流媒體文件i能將DVD、VCD等教學(xué)音像資料壓制成質(zhì)量較好的rmvb格式的流媒體文件。(2)發(fā)布功能：能通過Internet發(fā)布、校園網(wǎng)絡(luò)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)平臺(tái)或者FTP的方式將視頻文件上傳至遠(yuǎn)端的視頻點(diǎn)播服務(wù)器為師生提供更方便的多媒體應(yīng)用服務(wù)。(3)點(diǎn)播功能：能為用戶提供操作方便、結(jié)構(gòu)清晰、外觀時(shí)尚的點(diǎn)播平臺(tái)。(4)客戶層面根據(jù)用戶要求發(fā)布相關(guān)節(jié)目和提供節(jié)目內(nèi)容簡介，提供客戶資料、需求、查詢、預(yù)約等更人性化管理。(5)數(shù)據(jù)層面：建立可靠的安全的穩(wěn)定的視頻文件庫、視頻信息庫及其他相關(guān)的多媒體素材，為用戶點(diǎn)播、查詢和資料歸檔提供支持。(6)管理層面建立易于操作的后臺(tái)維護(hù)系統(tǒng)，為網(wǎng)絡(luò)中心管理人員提供新聞發(fā)布、編輯信息、刪除添加文件、版本更新及數(shù)據(jù)分析等功能。

三、視頻點(diǎn)播系統(tǒng)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用

1在遠(yuǎn)程課堂教學(xué)上的應(yīng)用

利用流媒體技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的課堂廣播遠(yuǎn)程課堂教學(xué)是現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在Interne讓利用流媒體技術(shù)能較好地實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)廣播。學(xué)習(xí)者可以不受地點(diǎn)的限制，在任何一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)上接受課堂教育，創(chuàng)建一種“面對(duì)面”的教學(xué)環(huán)境，縮短教學(xué)雙方的空間距離，教師采用的教學(xué)手段也不僅局限于語言、文字，而是更多地輔之以圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻等多媒體信息，給學(xué)習(xí)者提供多重感官刺激，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的深層次思維，加深對(duì)所學(xué)內(nèi)容的理解，從而學(xué)會(huì)某種知識(shí)，掌握某種技能。

2實(shí)現(xiàn)在線點(diǎn)播

采用流媒體技術(shù)后，只需在播放前下載約幾秒的多媒體信息后即可播放，并不需要下載整個(gè)文件，即可實(shí)現(xiàn)在線播放。流媒體技術(shù)可以針對(duì)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境生成不同數(shù)據(jù)傳輸速率的流文件，一臺(tái)普通的服務(wù)器可允許100人左右并發(fā)點(diǎn)播。

另一方面，在播放過程中，它還可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)帶寬的變化而動(dòng)態(tài)地調(diào)整，確保始終處于最佳播放速率，避免信息流的中斷。因此，利用流媒體技術(shù)可以很容易地在遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)多媒體課件點(diǎn)播功能。我們可以將教師上課的過程壓縮編碼成多媒體流文件，然后放置到相應(yīng)的服務(wù)器。供學(xué)習(xí)者瀏覽點(diǎn)播。

本文提供了一個(gè)基于流媒體技術(shù)的多媒體教學(xué)點(diǎn)播系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方案，隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)帶寬的擴(kuò)展和計(jì)算機(jī)硬件的飛速發(fā)展，視頻點(diǎn)播與流媒體越來越廣泛地應(yīng)用在教學(xué)、娛樂、辦公等諸多領(lǐng)域。