多媒體實時交互技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用研究

李成亞

摘 要：在明確多媒體交互系統(tǒng)在遠(yuǎn)程教育中重要性的基礎(chǔ)上，分析了系統(tǒng)的概要設(shè)計，并探討了系統(tǒng)主要功能的實現(xiàn)，以期為多媒體實時交互技術(shù)的應(yīng)用提供一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：多媒體；實時交互；遠(yuǎn)程教育

多媒體是融合兩種或者兩種以上媒體的交互式傳播媒體，具有良好的人機交互性能，在電子商務(wù)、視頻點播、遠(yuǎn)程教育、遠(yuǎn)程醫(yī)療以及網(wǎng)絡(luò)游戲等領(lǐng)域應(yīng)用普遍。其中，遠(yuǎn)程教育是在多媒體技術(shù)基礎(chǔ)上建立起來的一個應(yīng)用系統(tǒng)，可以借助于網(wǎng)絡(luò)將圖像、聲音、電子教案等在師生之間互傳；構(gòu)建虛擬班級實現(xiàn)師生在線交流答疑，很好地實現(xiàn)了學(xué)生自主控制的異步網(wǎng)上學(xué)習(xí)模式。本文重點探討的就是多媒體實時交互技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用研究。

一、多媒體實時交互子系統(tǒng)的概要設(shè)計

1.需求分析

遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)中的多媒體實時交互子系統(tǒng)可以為師生提供不同層次的交互服務(wù)，滿意教學(xué)、培訓(xùn)以及演示等需求。為了營造良好的教學(xué)氛圍，多媒體實時交互子系統(tǒng)的功能需求主要體現(xiàn)在以下幾個方面：能實現(xiàn)語音、視頻、白板、數(shù)據(jù)的綜合；教學(xué)過程中可實現(xiàn)主播端與N個客戶端之間的實時多點交互；具有會議功能，主會場與分會場間能夠進(jìn)行視音頻的交互；管理員可以為某一終端指定交互權(quán)限等。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計

考慮到用戶終端網(wǎng)絡(luò)帶寬的不同，對于帶寬大的終端，系統(tǒng)可進(jìn)行實時音視頻的雙向傳輸；對于帶寬窄的終端，系統(tǒng)給出提示，且只能進(jìn)行實時音頻的雙向傳輸。若老師開始遠(yuǎn)程教育服務(wù)時，可以先創(chuàng)建一個交互實例，也就是在系統(tǒng)服務(wù)器端創(chuàng)建一個師生用戶列表，師生與生生間的多媒體數(shù)據(jù)傳播由服務(wù)器端的應(yīng)用程序加以管理，用戶可以動態(tài)加入或者退出。為了確保交互系統(tǒng)的安全性，用戶進(jìn)入遠(yuǎn)程教育服務(wù)平臺時必須通過用戶名與密碼的驗證才可正常加入。

二、多媒體實時交互子系統(tǒng)主要功能的實現(xiàn)

1.實現(xiàn)工具

本子系統(tǒng)實現(xiàn)采用的是JAVA媒體架構(gòu)API軟件。該工具軟件為系統(tǒng)音頻與視頻等多媒體內(nèi)容的捕獲、回放、流轉(zhuǎn)以及編輯轉(zhuǎn)換提供了統(tǒng)一的架構(gòu)，而且能夠通過SCSL進(jìn)行發(fā)布，將JMF的便捷性與可縮放性從服務(wù)器擴(kuò)展到桌面以及各種消費類器件中。

2.實時多媒體數(shù)據(jù)的傳輸

用戶終端實時多媒體數(shù)據(jù)上傳時，系統(tǒng)必須對上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；而用戶終端要從服務(wù)器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)播中心接收RTP包與RTCP包時，系統(tǒng)同樣要對數(shù)據(jù)包進(jìn)行預(yù)處理。其中，RTP不能為數(shù)據(jù)包的順序傳送提供可靠的機制，也不能很好地控制流量與擁塞現(xiàn)象，而是借助于RTCP實現(xiàn)這些控制功能的。同時，RTCP包中有已經(jīng)發(fā)送數(shù)據(jù)包的詳細(xì)信息，服務(wù)器可以根據(jù)這些信息調(diào)整多媒體數(shù)據(jù)包的傳輸參數(shù)，從而保證以有效的反饋與最小的開銷完成多媒體數(shù)據(jù)包的傳輸。

3.系統(tǒng)實時白板交互功能

遠(yuǎn)程教育服務(wù)系統(tǒng)中的電子白板功能是指登陸的用戶可以書寫、更改、共享白板上的信息，但白板的分配權(quán)是由老師掌握的。而對于實時白板操作的權(quán)限標(biāo)識，是和遠(yuǎn)程教育發(fā)言標(biāo)識一樣直接封裝在控制數(shù)據(jù)中的。

在本系統(tǒng)中，白板上的實時數(shù)據(jù)都是有特殊標(biāo)識的多媒體數(shù)據(jù)，并與RTP打包后通過ServerSocket發(fā)送到用戶終端的。所有用戶的Client Socket必須與多媒體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)播服務(wù)器的ServerSocket保持TCP連接，才可捕獲白板上的實時數(shù)據(jù)。每次進(jìn)行實時白板交互時，包括白板數(shù)據(jù)的RTP數(shù)據(jù)包都是轉(zhuǎn)發(fā)到具有白板權(quán)限的用戶終端。若接收白板數(shù)據(jù)的用戶終端在該時刻更改了白板信息，更新的白板信息將會自動更新。若用戶終端沒有使用實時白板功能，則系統(tǒng)將白板數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為圖片顯示在用戶終端的GUI界面上。

4.系統(tǒng)實時多媒體的播放功能

遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)平臺中的用戶終端不但可以播放從服務(wù)器端下載的多媒體數(shù)據(jù)，而且還可以播放用戶間互傳以及本地的媒體數(shù)據(jù)，支持的格式主要有：MP3、avi、au、MPEG等。該播放功能的實現(xiàn)主要是通過控制器Controller、播放器Player、處理器Processor來實現(xiàn)的。其中，Controller實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)流的監(jiān)聽，而Player與Processor實現(xiàn)多媒體播放對象的創(chuàng)建與多媒體數(shù)據(jù)的編解碼處理。

綜上所述，多媒體實時交互子系統(tǒng)是個較龐大的子系統(tǒng)，涉及信息傳輸技術(shù)、視頻與音頻壓縮技術(shù)等。該系統(tǒng)可以很好地實現(xiàn)師生遠(yuǎn)程教學(xué)過程中的溝通，突破了時間與空間的限定，極大地促進(jìn)了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

陳麗.遠(yuǎn)程教育中教學(xué)媒體的交互性研究[J].中國遠(yuǎn)程教育，2011.

（作者單位 江蘇省鹽城市響水職業(yè)教育中心校）