流媒体技术在电大远程开放教育中的应用

由天下分享时间：2024/10/1 9:26:52 加入收藏我要投稿点赞

流媒体技术在电大远程开放教育中的应用

张鲁斌

（吐鲁番广播电视大学，新疆吐鲁番 838000）

摘要：随着 internet 教育应用的深入发展，大数据量的多媒体教案资源在网上的传输显得越来越重要和迫切。如何应用新技术为电大开放教育教案服务已成为广大电大教育工作者所关注的课题。我们只有在充分认识流媒体技术的基础、流媒体系统的构成、流媒体的主要技术方案、流媒体教案资源开发和流媒体技术在电大开放教育中的应用方式等问题的基础上，才能把流媒体技术更好地应用到开放教育的教案中去。

关键词：流媒体技术；电大；开放教育；应用

随着国际互联网的迅速普及，计算机正在经历着一场网络化的革命，人们不在只满足于文字和图片的网页内容，而是希望在网上看到形式多样的节目。在教育领域，通过互联网传送音频、视频信号来实现网上在线课堂教案，使学员和教师虽然远隔千里但却有身临其境、近在眼前的感觉，是学习者尤其是利用业余时间学习的人所期盼的。网上教案这种形式使得身处各地的学生都能得到一流教师的指导，且无时间、空间、地域的限制，是真正意义上的“远程教育”。因此，以计算机多媒体技术和计算机网络技术为基础的现代远程教育在世界各地的发展势头如火如荼。但是，由于传统多媒体手段具有大传输量的特点而与当今慢速的网络传输环境发生了矛盾。虽然高速的网络建设和使用者个体拥有成本等原因，短期内还不能大范围普及。“流”技术的出现使得在网络上传输多媒体内容成为可能，网上在线课堂得以实现。然而，当前的电大开放教育中教案资源建设却依然存在一对矛盾。一方面是网上多媒体教案资源的不足，另一面是众多的多媒体教案资源无法上网，究其原因可以归结为网络带宽始终有限。面对有限带宽，实现远程教育视频、音频、动画、多媒体课件和网络课程传输的最佳解决方案就是流媒体技术的应用。

一、流媒体的基础特征与结构

1、流媒体的基础概念

流媒体是从英文 Streaming Media 翻译过来的。它是一种可以使音频、视频和其它多媒体能在

Internet 及 Internet 上以实时的、无需下载等待的方式进行播放的技术。流媒体文件格式是支持

采用流式传输及播放的媒体格式。流式传输方式是将动画、视音频等多媒体文件经过特殊的压缩方式分成一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送。在采用流式传输方式的系统中，用户不必像非流式播放那等到整个文件全部下载完毕后才能看到其中的内容，而是只需要经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用相应的播放器或其它的硬件、软件对压缩的动画、视音频等流式多媒体文件减压后进行播放和观看，多媒体文件的剩余部分将在后台服务器内继续下载。

2、流媒体的基本特点

（1）启动延时大幅度地缩短

用户不能等待所有内容下载到硬盘上才开始浏览。我们曾经用 10M 到桌面的校园网络来浏览新丝路宽频电影，无论是上班时间还是晚上，速度都相当快。一般来说，一个放对播放速度几乎无影响，但快进、快倒时需要时间等待。

（2）对系统缓存容量的需求大大降低

由于 Internet 是以包传输为基础进行断续的异步传输，数据被分解为许多包进行传输，动态变化的网络使各个包可能选择不同的路由，故到达用户计算机的时间延迟也就不同。所以，在客户端需要缓存系统来弥补延迟和抖动的影响和保证数据包传输顺利的正确，使媒体数据能连续输出，不会因网络

45 分

钟的影片片段在一分钟之内就显示在客户端上，而且播放过程一般不会出现断续的情况。另外，全屏播

暂时拥堵而使播放出现停顿。虽然流式传输仍需要缓存，但由于不需要把所有的动画、视音频内容都下载到缓存中，因此，对系统缓存内容量的要求大大降低。

(3) 流式传输的实现有特定的实时传输协议

采用 RTSP 等实时传输协议，更加适应动画、视音频在网上的流式实时传输。

3、流媒体系统的基本结构流媒体系统由以下六个方面构成：

① 前端编码压缩工具包：用于创新、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体数据格式。 ② 流媒体数据：流媒体数据实体。

③ 流媒体服务器：存在和控制流媒体数据的硬件及软件平台。 ④ 传输网络：适合多媒体传输协议甚至是实时传输协议的网络。 ⑤ 客户端播放器：供客户端播放、浏览流媒体文件的应用程序。

⑥ 流媒体传输协议：几种主要支持流媒体传输的协议有针对多媒体数据流的实时传输

协议RTP( Real-time Tran sport Protocol );与 RTP 一起提供流量控制和拥塞控制服务的实时传输控制协议 RTCP( Real-time Transport Control Protocol )，以及定义了“一对多”的应用程序如何有效地通过 IP 网络传送多媒体数据的实时流式协议

RTSP( Real-time

Streaming Protocol )。

二、流媒体技术的主要解决方案

到目前为止， Real Networks 公司的 Real System、 Microsoft 公司的 Windows Media

Technology 和 Apple 公司的 Quick Time 仍然是网上流媒体系统的三大主力。

1、 Real System

Real System由媒体内容制作工具

Real Producer、服务器 Real Server、客户端 Real

Player 三部分组成。其流媒体文件包括 Real Audio Video 、 Real Presentation 和 Real Flash 四类文件，分别用于传送不同的文件。 Real System 采用 Sure Stream 技术，自动、持续

地调整数据流的流量以适应不同的网络宽带，轻松地在网上实现视音频和三维动画的回放。

Real 流媒体文件采用 Real Producer 软件进行制作，首先把源文件或实时输入变为流媒体文

件，再把流媒体文件传输到服务器上供用户点播。由于其成熟、稳定的技术性能，互联网巨人一美国在线(AOL )、ABC、AT&T、Sony和Time life等公司和网上主要电台都使用 Real System 系统

2、 Windows Media Technology

Windows Media Technology 是 Microsoft 提出的流媒体技术应用解决方案。目前，中央电大

及其它高校网络课程开发均采用这种方案。 Windows Media Technology 的核心是 ASF ( Advanced

Stream Format )文件。 ASF 是一种包含音频、视频、图像以及控制命令、脚本等多媒体信息在内

的数据格式，通过分成一个个的网络数据包在

媒体多媒体内容发布。因此，我们把在网络上传输的内容就称为成，

Internet 上传输。实现流 ASF 流。

Windows Media Technology 由 Media Tools 、 Media Server 和 Media Player 等软件构Media Tools 是整个方案的重要组成部分，它提供了一个系列的工具软件以帮助用户生成 ASF格式的

多媒体数据流。 Media Tools按照功能的不同分为创建工具和编辑工具两种。

创建工具主要用于生成 ASF 格式的多媒体流。它包括以下一些工具软件： ①

Encoder： Windows Media Technology 流媒体格式的编号器，用于把各种信号源和其它类型的文

件转换为 Win dows Media Tech no logy流媒体格式。② Author :将现有的声音文件、图片、影片文件等一起合成、制作成一个

编辑工具主要对

ASF文件。③vid To ASF :实现视频文件与 ASF流媒体

ASF

文件之间的转换。④ Wav To ASF:实现音频文件与 ASF流媒体文件之间的转换。

ASF格式的多媒体流信息进行编辑与管理，包含以下工具①

Indexer 编辑制作工具。网上常见的左上方是教师授课视频，左下方是交互区域，右边是教师讲义的

内容。我们熟悉的中央广播电视大学的 IP 课件，就是利用这个工具编辑制作的。

②ASF Chop :流媒体的后期制作编辑工具。③ 误。

ASF Check :对ASF流进行检查并改正错

众多的工具形成的工具集是 Windows Media Technology 的一大优点，这些工具对流媒体文件产生很大的扩展功能。由于它所独特的各种优点，

HP、TI、 General Instruments 等

公司和组织均表示加入 Microsoft 的 Windows Media Broadband Jumpstart Initiative 方案。

3、 Apple Quick Time

Apple公司于1991年开始发布 Quick Time,它几乎支持所有主流的个人计算机平台和各种格式的静态图像文件、视频和动画格式。 Quick 包括服务器 Quick Time Streaming Server、带编辑功能的播放器 Quick Time Player、制作工具 Quick Time 4 Pro、图像浏览器 Picture Viewer ,以及使 Internet 浏览器能够播放 Quick Time 影片的 Quick Time 插件。目

前，FOX新闻在线、FOX体育在线、BBS World、气象频道(Weather Channel)等机构都加入了

Quick Time 内容供应商行列,使用其技术制作实况转播节目。

除了上述流媒体技术的三种主要格式外,在多媒体课件和动画方面的流媒体技术还有

Macro media 的 Shock wave 技术和 Meata Creation 公司是 Meta Stream 技术。

通过 Shockwave 技术可以方便地在 Web 页面中加入图像、动画以及交互式界面等操作。利用这种 Streaming Shock wave ,即通过流的方式使用户在客户端实现边下载边播放的功能,节省了等待的时间。 Shock wave for Author ware 、 Shock wave for Director 等技术。

Meta Stream 3D的图形设计软件是 Ray Dream Ssudio5以及 Ray Dream 3D，可以方便地在

网上创建、发布及浏览被缩放的 3D 图形,它具有小文件量及传输的特点,比其它任何一种已存在的

Ieternet3D 技术压缩率都高。主要应用于游戏开发厂商、页面设计者、电子商务、科学研究者、专

业设计者等。

三、电大远程开放教育中流媒体课件开发应用工具流媒体在传输过程中是分段传送,用户不必等待整个内容传输完毕,就可以观看到即时的连续的内容。但由于不同的公司发展的文件格式不同,传输的方式也有所差异。下面是远程教育中利用流媒体技术开发的几种常见的流式教案资源。

1、 Real的rm视频资源和ra音频资源

rm 和 ra 格式分别是 Real Networks 公司所开发的一种流式视频和流式音频文件格式, 主要用

来在低速率的网络上实时传输视、音频信息。它可以根据不同的网络带宽而采用不同的压缩比率,在数据传输过程中边下载边播放视频影像,从而实现影像数据的实时传送和播放。客户端通过 Real

Player 播放器进行播放。

2、 Microsoft 的 ASF 也是一种网上流媒体格式,在远程教育中颇受欢迎。这种流媒体

文件的使用与 windows操作系统是分不开的，使用的播放器是前 Microsoft 还提出 wmv 等新的流媒体文件格式。

Microsoft Media Player。目