基于遠程教育中流媒體直播技術(shù)的應(yīng)用

張國梅

【摘要】遠程教育是現(xiàn)代新型教育模式之一。在網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制條件下，如何將動畫、課件、影音視頻等信息從教師端傳遞到遠程的學(xué)生端而不出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，流媒體技術(shù)是當前解決音視頻同步問題最好的選擇，用點播技術(shù)和交互直播技術(shù)能達到更好的交互式教學(xué)目的。

【關(guān)鍵詞】遠程教育;流媒體技術(shù);交互直播

一、流媒體技術(shù)

流媒體就是指采用流式傳輸技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上連續(xù)實時播放的媒體格式，如音頻、視頻或多媒體文件。流媒體技術(shù)也稱流式媒體技術(shù)，所謂流媒體技術(shù)就是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放上網(wǎng)站服務(wù)器，由視頻服務(wù)器向用戶計算機順序或?qū)崟r地傳送各個壓縮包，讓瀏覽者一邊下載一邊觀看或收聽，而不需要等到整個多媒體文件下載完成。流媒體技術(shù)涉及多種網(wǎng)絡(luò)以及音視頻技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)中要使用流媒體技術(shù)需要經(jīng)過流媒體制作、編碼、解碼、發(fā)布、傳播以及播放等環(huán)節(jié)。

二、流媒體系統(tǒng)組成

流媒體系統(tǒng)通過開發(fā)工具，完成文件壓縮生成，經(jīng)過服務(wù)器發(fā)布，然后在客戶端完成流媒體文件解壓播放的整個過程。一個流媒體一般由3部分組成：流媒體開發(fā)工具，用于生成流式格式的媒體文件;流媒體服務(wù)器組件，用來通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器發(fā)布流媒體文件;流媒體播放器，用于客戶端對流媒體文件的解壓和播放。流媒體系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛的有Windows Media系統(tǒng)、Real System系統(tǒng)和Quick Time系統(tǒng)等。

三、流媒體的關(guān)鍵技術(shù)

流媒體的傳輸一般是采用建立在用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP上的實時傳輸協(xié)議和實時流協(xié)議RTP/RTSP來傳輸實時的影音數(shù)據(jù)。流式文件格式編碼的目的是為了在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中邊下載邊播放。將壓縮文件編碼成流式文件，還必須增加許多附加信息，以便使客戶端接收到的數(shù)據(jù)包可以重新有序地播放。不同的流媒體系統(tǒng)具有不同的流式格式，與當前幾大系統(tǒng)相關(guān)的格式：Real System系統(tǒng)支持的文件格式有RM、RA、RP、RT;Windows MeSa系統(tǒng)支持的文件格式有ASF、ASX、3GP、SWF等。

采用Web服務(wù)器和流放服務(wù)器，將影音文件直接傳送給媒體播放器，Web服務(wù)器用于Web頁面服務(wù)，流放服務(wù)器用于影音文件服務(wù)。媒體播放器按流放服務(wù)器要求傳送文件，媒體播放器和流放服務(wù)器之間使用流式播放協(xié)議進行通信，影音文件使用UDP直接從流放服務(wù)器傳送到媒體播放器。

四、流媒體技術(shù)在現(xiàn)代遠程教育中的應(yīng)用

現(xiàn)代遠程教育是隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一種新型教育方式。遠程教育是學(xué)生與教師、學(xué)生與教育組織之間采取多種媒體方式進行系統(tǒng)教學(xué)和通信聯(lián)系的教育形式，是將課程傳送給校園外一處或多處學(xué)生的教育?，F(xiàn)代遠程教育則是指通過音頻、視頻（直播或錄像）以及包括實時和非實時在內(nèi)的計算機技術(shù)把課程傳送到校園外的教育。它是一種跨學(xué)校、跨地區(qū)的教育體制和教學(xué)模式，它的特點是：學(xué)生與教師分離;采用特定的傳輸系統(tǒng)和傳播媒體進行教學(xué);教學(xué)內(nèi)容豐富，包含動畫、圖文、課件以及名師上課的課堂錄像;學(xué)習(xí)的場所和形式靈活多變?，F(xiàn)代遠程教育突破了時空限制，讓學(xué)生可以隨時隨地的學(xué)習(xí)，增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)機會，有利于擴大教學(xué)規(guī)模、提高教學(xué)質(zhì)量、降低教學(xué)成本。

點播即是實現(xiàn)非實時課件點播。網(wǎng)上的教程內(nèi)容豐富，需要學(xué)習(xí)哪方面的內(nèi)容只需搜索相關(guān)視頻點播即可播放，且可自由控制視頻播放進度。這種形式是采用視頻捕獲裝置對事件進行錄制，對獲取的內(nèi)容進行編輯，然后利用視頻編輯硬件和軟件對它進行數(shù)字化處理，經(jīng)過數(shù)字化處理的視頻和音頻內(nèi)容被編碼為流媒體（.SWF）格式。媒體文件或?qū)崨r數(shù)據(jù)流被保存在安裝了流媒體服務(wù)器軟件的宿主計算機上，用戶點擊網(wǎng)頁請求視頻流或訪問流內(nèi)容的數(shù)據(jù)庫，宿主服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)向最終用戶提交數(shù)字化內(nèi)容，最終用戶利用桌面或移動終端上顯示媒體內(nèi)容的播放程序（如Realplayer或暴風(fēng)影音播放器）進行回放和觀看。因為版權(quán)問題，更多的宿主服務(wù)器會要求用戶購買播放權(quán)，文件依然也是在服務(wù)器上，只是需要通過特定的播放器才能播放該教程。

直播又分為泛娛樂化直播與實時互動直播，泛娛樂化直播主要有音頻、視頻、聊天、打賞等功能，直播平臺主要保障主播的視頻與聲音保持同步，直播平臺主要有花椒、映客等娛樂直播，還有斗魚、熊貓等游戲直播。實時互動直播除了具有音頻、視頻、聊天、打賞功能外，一般還包括文檔共享、桌面共享、白板共享等功能，例如，音視頻會議、教育直播等。而實時互動直播的要求則是在傳輸語音過程中延遲低于300毫秒，這樣實時互動的體驗效果則能更好。直播所采用的技術(shù)一般都分為五大步：數(shù)據(jù)采集、編碼、傳輸、解碼和渲染。然后是IM聊天，這主要是服務(wù)端的工作。IM主要解決的問題是大負載問題以及消息丟失和消息重復(fù)問題。桌面共享可以用視頻技術(shù)實現(xiàn)，也可以用優(yōu)勢更大的VNC技術(shù)實現(xiàn)。文檔共享，是將各種文檔都轉(zhuǎn)成jpg格式，更好點的可以轉(zhuǎn)成矢量圖。對于實時性不高的產(chǎn)品進行傳輸可以使用RTMP，對于實時性比較高的必須使用UDP，一般會選用RUDP（可靠性UDP），既可以保證傳輸速度，又可以防止丟包。目前，也有很多高校讓學(xué)生自行在網(wǎng)上選擇直播課程來完成學(xué)校要求的學(xué)分選修課程。

結(jié)語

大力發(fā)展現(xiàn)代遠程教育，對于促進我國教育的普及和建立終生學(xué)習(xí)體系，實現(xiàn)教育的跨越式發(fā)展，具有重大的現(xiàn)實意義。流媒體的交互直播技術(shù)越來越成熟，對解決網(wǎng)絡(luò)傳輸中音視頻同步問題起著至關(guān)重要的作用。