張 勇

1 流媒體技術(shù)

在當(dāng)今社會,人們對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都有了一些感性的認(rèn)識,流媒體技術(shù)是一種依附于網(wǎng)絡(luò)的傳輸技術(shù)。早期的多媒體文件需要從服務(wù)器上下載后才能播放。由于多媒體文件一般比較大,一個典型的MPEG-1編碼視頻節(jié)目,1分鐘的數(shù)據(jù)為11.3 MB,由于受到網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,很難滿足視頻信息傳輸?shù)膶?shí)時性要求,從而限制人們在互聯(lián)網(wǎng)上使用多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行交流,導(dǎo)致難以推動Internet視頻信息的全面應(yīng)用。在這種情況下,更直觀、更豐富的信息表現(xiàn)形式-——流媒體技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。

流媒體是一種可以使音頻、視頻和其他多媒體在Internet上以實(shí)時的、無需下載等待的方式進(jìn)行播放的技術(shù)。流媒體文件格式是支持采用流式傳輸及播放的媒體格式。流式傳輸方式是將動畫、音頻、視頻等多媒體文件經(jīng)過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包,由視頻服務(wù)器向用戶計算機(jī)連續(xù)地、實(shí)時地傳送信息。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中,用戶不必像非流式播放那樣等到整個文件全部下載完畢后才能看到其中的內(nèi)容,而只需經(jīng)過幾秒或者幾十秒的啟動即可在用戶的計算機(jī)上利用相應(yīng)的播放器或者其他的硬件、軟件對壓縮的動畫、視頻、音頻等流式多媒體文件解壓后進(jìn)行播放和觀看,多媒體文件的剩余部分將在臺后從服務(wù)器繼續(xù)下載。

1.1 流媒體系統(tǒng)的組成流媒體是由不同的軟件組成的,這些軟件在各個不同的層面上互相通信?；镜牧髅襟w系統(tǒng)包括3個組件:編碼器(Encoder),用來將原始音頻視頻轉(zhuǎn)換為流格式數(shù)據(jù)的軟件;服務(wù)器(Server),用來向用戶發(fā)送流媒體的軟件;播放器(Player),用來觀看或者收聽流媒體的軟件。編碼器、服務(wù)器和播放器作為流媒體系統(tǒng)的3大基石,相互之間通過特定的協(xié)議互相通信,按照特定格式相互交換文件數(shù)據(jù)。

1)編碼器,在觀看或收聽流媒體之前,把原始的音頻、視頻文件先轉(zhuǎn)換為流格式,以便在因特網(wǎng)上傳播,這就是所謂的“編碼”。編碼過程包括兩部分工作。一是要在盡可能保證文件原有聲音影像質(zhì)量的情況下,降低文件的數(shù)據(jù)量;二是要按照容錯格式將轉(zhuǎn)換后的文件打包,以避免數(shù)據(jù)傳輸時發(fā)生丟失。

2)服務(wù)器,文件在編碼之后,即被存放在流媒體服務(wù)器上。流媒體服務(wù)器同普通的Web服務(wù)器一樣,都是在處理來自客戶端的請求。但是,與普通Web服務(wù)器不同的是,普通Web服務(wù)器在將網(wǎng)頁發(fā)送到瀏覽器上之后,彼此之間的通信便結(jié)束了。而流媒體服務(wù)器在流媒

體傳輸期間,則必須同用戶的播放器保持雙向通信。因?yàn)橛脩艉苡锌赡軙和；蛘呖旆旁撐募?因此,這種雙向通信是必須的。

3)播放器,流媒體播放器是一種能夠與流媒體服務(wù)器通信的軟件,這種軟件能夠播放或丟棄收到的流媒體。流媒體播放器既可以像應(yīng)用程序那樣獨(dú)立運(yùn)行,也可以作為Web瀏覽器的插件。流媒體播放器通常都提供對流的交互式操作,比如播放、暫停、快放等。某些播放器還提供一些額外功能,比如錄制、調(diào)整音頻或視頻,甚至提供文件系統(tǒng)記錄你喜歡的流媒體文件。

1.2 流媒體的傳輸過程流媒體傳輸?shù)亩x很廣泛,現(xiàn)在主要是指通過網(wǎng)絡(luò)傳送媒體(如音頻、視頻)的技術(shù)總稱。其特定含義為通過Internet將視、音頻節(jié)目傳送到PC機(jī)。由于在Internet上的信息傳輸是以包為基礎(chǔ)進(jìn)行斷續(xù)的異步傳輸,對一個實(shí)時視頻/音頻源或者存儲的視頻/音頻文件,在傳輸中它們要被分解為許多包,由于網(wǎng)絡(luò)是動態(tài)變化的,各個包選擇的路由可能不盡相同,故到達(dá)客戶端的時間延遲也就不等,甚至先發(fā)的數(shù)據(jù)包可能后到。為此,流式傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要使用緩存系統(tǒng)來彌補(bǔ)延遲和抖動的影響,并保證數(shù)據(jù)包的順序正確,從而使媒體數(shù)據(jù)能連續(xù)輸出,而不會因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)暫時擁塞使播放出現(xiàn)停頓。

1.3 流媒體的播送根據(jù)客戶端從流媒體服務(wù)器接收數(shù)據(jù)包的方式可以分為單播和多播,根據(jù)客戶端與流媒體服務(wù)器之間的關(guān)系可以分為點(diǎn)播和廣播。

1)單播。單播是客戶端與服務(wù)器之間建立一個點(diǎn)到點(diǎn)的單獨(dú)數(shù)據(jù)通道,在流媒體播放的過程中,從一臺服務(wù)器送出的數(shù)據(jù)包只能傳遞給一個客戶機(jī),所以,只有當(dāng)客戶端發(fā)出請求時,流媒體服務(wù)器才向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。

2)多播。多播也稱為組播,多播是一種多地址廣播,服務(wù)器與客戶端之間是一對多的關(guān)系,在流媒體播放的過程中,服務(wù)器只向一組特定的用戶發(fā)送一個數(shù)據(jù)包,組中的各個用戶可以共享這個數(shù)據(jù)包,而組外的用戶則無法接收。在使用多播方式時,原來由服務(wù)器承擔(dān)的重復(fù)的數(shù)據(jù)分發(fā)工作被轉(zhuǎn)移到路由器中完成,路由器將從服務(wù)器接收的數(shù)據(jù)包向一組特定的用戶轉(zhuǎn)發(fā),每個用戶組只有一個多播流。在這種方式下,客戶端在接收多播流時只需要向本地的路由器發(fā)送請求就可以了。

3)點(diǎn)播。點(diǎn)播是客戶端與服務(wù)器之間的主動連接,是用戶的主動行為。在點(diǎn)播的過程中,用戶可以對影音文件進(jìn)行開始、停止、快放等控制。點(diǎn)播是通過單播的方式從服務(wù)器接收數(shù)據(jù)。

4)廣播。與點(diǎn)播中用戶的主動行為不同,廣播是一種客戶端被動接收數(shù)據(jù)的播放方式。在廣播的過程中,用戶不可以對影音文件進(jìn)行開始、停止、快放等控制。廣播可以分為兩類,分別是廣播單播和廣播多播,兩種都是被動的。

2 流媒體技術(shù)在教育中的應(yīng)用

2.1 網(wǎng)上在線直播課堂 流媒體技術(shù)可以利用網(wǎng)絡(luò)來直播課堂教學(xué)現(xiàn)場的內(nèi)容,學(xué)生可以在網(wǎng)絡(luò)的任何一個接入點(diǎn)都能實(shí)時觀看到現(xiàn)場直播教學(xué)?；诹髅襟w的在線直播教學(xué)不需要事先錄制媒體文件,而是采用實(shí)時生成的多媒體流的方式直接進(jìn)行廣播,而且還可以實(shí)時直播電子文檔和電子屏幕信息,做到視頻/音頻信息和電子文檔直播信息完全同步。

2.2 網(wǎng)上點(diǎn)播自主學(xué)習(xí)對于不能參加網(wǎng)上在線直播課堂參加學(xué)習(xí)的學(xué)生,可以將各種教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)換成流式媒體文件并存儲在流媒體服務(wù)器中,組成教學(xué)資源庫。學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況,選擇合適的時間,通過上網(wǎng)瀏覽進(jìn)行自主學(xué)習(xí),方便、快捷地調(diào)用所需的流媒體教學(xué)信息。同時,學(xué)生可以根據(jù)自己的具體情況控制個人的學(xué)習(xí)進(jìn)程,例如對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行快倒、快進(jìn)、暫停等多種交互控制。

2.3 雙向視頻交流在傳統(tǒng)的遠(yuǎn)距離教育中,因?yàn)闀r間與空間的間隔,教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間無法進(jìn)行有效的交流與討論,與一般的在校教育相比教學(xué)效果會受到很大的限制。而利用流媒體的視頻會議或可視電話功能,使得異地教師、學(xué)生也可以進(jìn)行網(wǎng)上交流、討論等活動,教師與學(xué)生之間可以進(jìn)行實(shí)時的交互式學(xué)習(xí),從而營造良好的學(xué)習(xí)氛圍,激發(fā)他們的創(chuàng)造性靈感,培養(yǎng)他們的創(chuàng)造性思維。

3 小結(jié)

流媒體技術(shù)作為一種新的媒體傳播技術(shù),給我們生活帶來了新的變化。而其在教育領(lǐng)域特別是遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用,已給傳統(tǒng)教育注入新的生命力?，F(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育是現(xiàn)代教育的重要手段,而網(wǎng)絡(luò)、流媒體技術(shù)則是現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育必不可少的應(yīng)用技術(shù)。相信隨著寬帶流媒體技術(shù)的發(fā)展,流媒體這種集多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)優(yōu)勢于一體的新型媒體技術(shù),必將成為重要的現(xiàn)代教育媒體傳輸技術(shù),對推動現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育的發(fā)展普及起到重要的作用。