摘 要 隨著計算機技術(shù)，多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)在教育教學(xué)中得到廣泛的應(yīng)用。多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為現(xiàn)代教育構(gòu)建了一個全新的教學(xué)環(huán)境一多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境。計算機網(wǎng)絡(luò)教學(xué)作為傳統(tǒng)教學(xué)模式的補充，擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)所受的時空限制，使教學(xué)資源得到更充分的利用，已經(jīng)成為現(xiàn)代教育教學(xué)中一種流行的教學(xué)模式，探討基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的教學(xué)模式和手段也在學(xué)校中引起越來越多的關(guān)注。

關(guān)鍵字 計算機網(wǎng)絡(luò)；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號G4 文獻標(biāo)識碼A 文章編號1673—9671—(2009)12—0081—01

1 引言

計算機技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的空前發(fā)展，為多媒體技術(shù)的發(fā)展奠定了堅定的基礎(chǔ)和創(chuàng)造了良好的運用環(huán)境。而多媒體技術(shù)的發(fā)展和進步又反過來促進了和推動了計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的更進一步的發(fā)展。多媒體技術(shù)在教育教學(xué)方面近年來得到了非常迅猛的發(fā)展。 隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及和廣泛應(yīng)用，各大院校都紛紛建設(shè)了校園計算機網(wǎng)絡(luò)，通過校園網(wǎng)實現(xiàn)教學(xué)資源和信息的共享。如何利用高帶寬的校園網(wǎng)絡(luò)，在提供高質(zhì)量的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的同時，進行或加強豐富多彩的多媒體應(yīng)用，更好的服務(wù)于教學(xué)和科研，提高教學(xué)效率和效果，已經(jīng)成為校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的中心任務(wù)之一。

2 多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境下的關(guān)鍵技術(shù)

基于校園網(wǎng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)建涉及到多種計算機技術(shù)，包括數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通信技術(shù)、多媒體技術(shù)、流媒體技術(shù)等等。在本系統(tǒng)中，多媒體技術(shù)、流技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)是系統(tǒng)實現(xiàn)的關(guān)鍵，這里主要介紹前兩種技術(shù)。

2.1 多媒體技術(shù)

多媒體的出現(xiàn)是計算機領(lǐng)域的一場革命，它利用計算機技術(shù)把多種媒體的功能，比如文本、圖像、動畫、音頻、視頻等信號有機的結(jié)合起來，提供給人們一個全方位的感知空間，大大改善人機界面，提高計算機的應(yīng)用水平。多媒體技術(shù)指的是多媒體的采集生成、傳輸、使用、存儲的全部處理過程中所涉及的技術(shù)，多媒體技術(shù)包括多媒體制作技術(shù)、多媒體信息處理技術(shù)等。

2.1.1 多媒體制作技術(shù)

多媒體制作技術(shù)主要是指通過多媒體制作工具，對各種多媒體素材進行處理和組織，使之成為系統(tǒng)的課件和教學(xué)資源。根據(jù)多媒體的呈現(xiàn)方式，多媒體制作技術(shù)包括了動畫制作技術(shù)、圖像處理技術(shù)、音頻處理技術(shù)、視頻編輯技術(shù)等等。

2.1.2 多媒體信息處理技術(shù)

一般情況下，多媒體信息的數(shù)據(jù)量要遠(yuǎn)比其他的信息要大，這使得不管是對多媒體信息的存貯，傳輸和處理都提出更高的要求。特別是在網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境下，如果不對多媒體信息進行處理，壓縮成容量更小的格式，將很難得到有效的傳輸。比如傳輸NTSC制式的視頻信號(640X480象素／24位／30幀)，如果不經(jīng)過壓縮處理，將需要211Nbps的傳輸速率。如果用磁盤保存，650MB的光盤只能記錄不到25秒的信號，對于音頻而言，兌情況與視頻類似。因此壓縮技術(shù)是非常重要和關(guān)鍵的。

2.2 流媒體技術(shù)

2.2.1 流媒體定義

流媒體的概念來自英語Streaming Media的翻譯，流技術(shù)的開發(fā)創(chuàng)意是從傳統(tǒng)的TCP／IP協(xié)議對通過網(wǎng)絡(luò)傳遞信息的方法中獲得的。當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)中通過TCP／IP協(xié)議下載文件時，服務(wù)器會按照一定的次序?qū)⑽募殖扇舾蓚€獨立的數(shù)據(jù)包，然后依次發(fā)送出去。在客戶端再將這些數(shù)據(jù)包重新組裝起來，最終形成和原來完全一樣的完整文件。傳統(tǒng)的下載方式下，只有當(dāng)文件被完整下載后，才能對文件進行操作。流技術(shù)也是按照特定的順序?qū)⑽募殖扇舾刹糠诌M行發(fā)送，而在客戶端則不用等到文件完全被下載后才能操作。這個技術(shù)對于音頻、視頻這樣龐大的文件的傳輸而言是非常高效的，因為在音頻、視頻文件的下載過程中，播放程序就可以播放它們，也就是說，可以一邊下載一邊播放，而不需要等到整個文件都被下載到本地才能播放。為了使播放的過程更加穩(wěn)定連貫，通常客戶端會為數(shù)據(jù)的接收開辟一個緩存區(qū)，用戶只需要在緩存充滿前等待很短的時間(通常是幾秒鐘)就可以播放和欣賞音頻、視頻文件了。這種在Intemet／Intranet中使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)實時媒體就稱為流媒體。

2.2.2 流媒體的傳輸協(xié)議 MMS協(xié)議(Multiple l ledia Sever Protocl)是微軟公司的流傳輸協(xié)議，它主要用于在互聯(lián)網(wǎng)上連續(xù)傳輸多媒體廣播、視頻文檔、音頻文檔、現(xiàn)場直播以及所有實時或預(yù)先錄制好的節(jié)目素材。通過該協(xié)議，用戶可以通過電腦，使用微軟公司免費提供的播放軟件(目前最新版本是klediaP]ayer 10)來播放位于專用流服務(wù)器上的視頻、音頻等多媒體文件。 MMS協(xié)議是建立在UDP~TCP傳輸協(xié)議之上的應(yīng)用層協(xié)議，被廣泛的應(yīng)用在WindowsNTServer和Windows2000Server平臺的流式服務(wù)上。 RTP協(xié)議(Real Time Protoc01)是用于IntemetJz~對多媒體數(shù)據(jù)流的一種傳輸協(xié)議。R耶被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作，其目的是提供時間信息和實現(xiàn)流同步。RTP通常使用UD睞傳送數(shù)據(jù)，但RTP也可以在TCP，~ATM等其他協(xié)議之上工作。UDP傳輸是無時間順序的，通過RTP協(xié)議可以達到時間同步的目的。RTP議主要完成對數(shù)據(jù)包進行編號、加蓋時間戳、丟包檢查、安全與內(nèi)容認(rèn)證等工作

RTCP(RealTimeControlProtoc01)通常和RTP一起協(xié)同工作，提供網(wǎng)絡(luò)流量控制和擁塞控制服務(wù)。當(dāng)應(yīng)用程序開始一個RTP會話時將使用兩個端口：一個給RTP一個給RTCP。RTP本身并不能為接順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機制，也不提供流量控制或擁塞控制，它依靠RTCP提供這些服務(wù)。通常R胛算法并不作為一個獨立的網(wǎng)絡(luò)層來實現(xiàn)，而是作為應(yīng)用程序代碼的一部分。RTP會話期間，各參與者周期性地傳送RTCP包，RTC咆中含有已發(fā)送的數(shù)據(jù)包的數(shù)量、丟失的數(shù)據(jù)包的數(shù)量等統(tǒng)計資料。

RTSP協(xié)議(Real Time Stream Protoc01)是由美國RealNetwork公司和Netscape公司共同提出的，該協(xié)議定義了一對多的應(yīng)用程序如何有效地通過IP網(wǎng)絡(luò)傳送多媒體數(shù)據(jù)。目前微軟最新版本的流媒體服務(wù)平臺已經(jīng)提供了對RTSP的支持。

RTSP協(xié)議也是應(yīng)用級協(xié)議，用于控制實時數(shù)據(jù)的傳送。RTSP在體系結(jié)構(gòu)上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成數(shù)據(jù)傳輸，使用RTSP時，客戶機和服務(wù)器都可以發(fā)出請求，即RTSP可以是雙向的。RTSP還提出了一個可擴展的框架，使實時數(shù)據(jù)(視頻、音頻等)的受控、點播成為可能。

2.2.3 流媒體的文件格式

為了便于多媒體文件在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸，通常除了根據(jù)不同的壓縮標(biāo)準(zhǔn)進行壓縮外，還可以經(jīng)過特殊的編碼，轉(zhuǎn)換成流式媒體文件格式再網(wǎng)上進行流式傳輸。用戶經(jīng)過短暫的緩存填充等待后，便可以邊下載邊播放多媒體文件，還可以實現(xiàn)拖動進度條和實現(xiàn)快進、快退等操作。

2.2.4 流媒體文件格式

在網(wǎng)上以流的方式傳輸標(biāo)準(zhǔn)媒體文件，但是因為文件巨大，效率不高，一般都是將壓縮媒體文件編碼成流式文件，加入一些特定的附加信息，比如計時、版本和壓縮信息等。流式文件格式經(jīng)過特殊編碼，使其可以在網(wǎng)絡(luò)中邊下載邊播放。

2.2.5 流媒體發(fā)布格式

媒體發(fā)布格式是視聽數(shù)據(jù)安排的唯一途徑，物理數(shù)據(jù)無關(guān)緊要，我們只需要知道數(shù)據(jù)類型和安排方式。媒體發(fā)布格式不是壓縮格式，也不是傳輸協(xié)議，其本身并不描述視聽數(shù)據(jù)，也不提供編碼方法。媒體發(fā)布格式文件可以包含不同類型的媒體的信息，實際的視聽數(shù)據(jù)可以位于多個文件當(dāng)中，而由媒體發(fā)布文件包含的信息控制流的播放。以特定方式安排數(shù)據(jù)有助于流式媒體的發(fā)展，因為我們希望有—個開放媒體發(fā)布格式為所有的商品流式產(chǎn)品使用，為使用不同壓縮標(biāo)準(zhǔn)和媒體文件格式的媒體發(fā)布提供一個事實上的標(biāo)準(zhǔn)。

3 小結(jié)

構(gòu)造多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)所涉及到的主要技術(shù)，包括多媒體技術(shù)，流媒體技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等。所用到的多媒體技術(shù)主要包括多媒體制作技術(shù)和多媒體處理技術(shù)。多媒體處理技術(shù)主要是對多媒體信息的編碼和壓縮技術(shù)，目前常見的多媒體信息的編碼和壓縮方法有圖像壓縮常用的JPEG，數(shù)字音頻壓縮常用的時域壓縮、子帶壓縮、變換壓縮、混合壓縮和數(shù)字視頻壓縮常用的MPEG-I、MPEC-2、MPEG--4、MPEG-7等。流媒體技術(shù)是多媒體教學(xué)系統(tǒng)中采用的另一項主要技術(shù)，它有其獨特的文件格式和傳輸方式，適用于在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行數(shù)據(jù)的傳輸。常用流媒體傳輸協(xié)議有MMS、RTP、RTCP、RTSP等。目前使用最廣泛的流媒體技術(shù)和解決方案有MicrosoftMediaTechnology、Real system~QuickTime等，它們各有不同的特點和應(yīng)用范圍。