摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐漸普及開(kāi)來(lái)，流媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直播因其便捷性，正在占據(jù)生活的每個(gè)角落。流媒體的網(wǎng)絡(luò)視頻系統(tǒng)的出現(xiàn)，讓身處不同地區(qū)的教師以及學(xué)生，可以借助移動(dòng)終端平臺(tái)實(shí)現(xiàn)互動(dòng)交流，共同討論需要解決的問(wèn)題。在傳統(tǒng)意義上，流媒體只能是錄播視頻，單方講演，不能實(shí)時(shí)互動(dòng)。但是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，直播系統(tǒng)的建立，使得流媒體的網(wǎng)絡(luò)視頻互動(dòng)變得觸手可及，筆者設(shè)計(jì)出一種基于流媒體的網(wǎng)絡(luò)直播系統(tǒng)，打破傳統(tǒng)模式，供相關(guān)研究者作參考。

關(guān)鍵詞：流媒體；網(wǎng)絡(luò)視頻直播；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

前言

新世紀(jì)以來(lái)，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)突飛猛進(jìn)，移動(dòng)終端設(shè)備走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。新一代流媒體的出現(xiàn)，很大程度上改變了人們的生活學(xué)習(xí)方式，傳統(tǒng)PC端正在逐漸向著移動(dòng)端過(guò)渡，通過(guò)移動(dòng)端流媒體進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)視頻直播的需求日益劇增[1]。通過(guò)直播系統(tǒng)，學(xué)習(xí)者可以與老師實(shí)現(xiàn)自由互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果，提高學(xué)習(xí)效率。筆者設(shè)計(jì)的直播系統(tǒng)，借助云服務(wù)平臺(tái)，經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)化之后送達(dá)到用戶(hù)的終端。

1基于流媒體的網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系

1.1支撐技術(shù)簡(jiǎn)介

（1）流媒體直播技術(shù)。與傳統(tǒng)的PC端多媒體相比較，流媒體使用便捷、適用性強(qiáng)。在日常教學(xué)、專(zhuān)題報(bào)告講座等主題活動(dòng)中均可應(yīng)用。流媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)主要由幾個(gè)部分組成：數(shù)據(jù)收集、形成代碼、媒體推動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)分配、終端輸送等。

（2）流媒體直播云服務(wù)技術(shù)。云服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展的產(chǎn)物，一方面避免了較高的運(yùn)行使用成本，同時(shí)安全性較高。當(dāng)下，云服務(wù)主要有基礎(chǔ)設(shè)施、平臺(tái)以及軟件這三項(xiàng)服務(wù)，借助開(kāi)發(fā)工具迅速搭建直播平臺(tái)。

1.2直播系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

整個(gè)流媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)由四個(gè)子程序構(gòu)成，分別是基礎(chǔ)支撐層、服務(wù)層、應(yīng)用層以及展現(xiàn)層。四個(gè)層面之間相互關(guān)聯(lián)，基礎(chǔ)層主要是確保系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的穩(wěn)定；服務(wù)層是直播功能實(shí)現(xiàn)的保障；應(yīng)用層則是使得目錄、音頻等對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，數(shù)據(jù)傳輸；展示層則是將數(shù)據(jù)內(nèi)容轉(zhuǎn)化為視頻傳輸?shù)接脩?hù)終端平臺(tái)。

1.3系統(tǒng)運(yùn)行架構(gòu)

直播模塊是流媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)中最核心的部分，直播方使用符合條件的終端啟動(dòng)直播客戶(hù)端，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)檢測(cè)合格之后，自動(dòng)連接云服務(wù)平臺(tái)進(jìn)行推流[2]。推流成功之后，會(huì)對(duì)直播音頻視頻等進(jìn)行代碼轉(zhuǎn)換，傳輸?shù)接脩?hù)端，進(jìn)行播放，實(shí)現(xiàn)流媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直播功能。

1.4優(yōu)化流媒體直播弱網(wǎng)問(wèn)題

當(dāng)用戶(hù)移動(dòng)終端在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)，會(huì)占用一定的寬帶通道，從而接受不到高清視頻內(nèi)容。因此，在本系統(tǒng)中，針對(duì)網(wǎng)絡(luò)的波動(dòng)，直播系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)視頻清晰度和畫(huà)面幀數(shù)，以適應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)。

2、基于流媒體的網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1基于流媒體的網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)直播采集

當(dāng)直播端向業(yè)務(wù)服務(wù)器發(fā)起用戶(hù)請(qǐng)求時(shí)，業(yè)務(wù)服務(wù)器會(huì)立即向SDK要求建立起直播流的請(qǐng)求，SDK收到請(qǐng)求時(shí)則會(huì)通過(guò)實(shí)時(shí)流的網(wǎng)絡(luò)將JSON返回給業(yè)務(wù)服務(wù)器，隨后將播放地址返回給直播端并在本地記錄好播放地址。直播調(diào)用代碼如下：

{

" credentials"∶ {

" accessKey"∶ " < Your AK > " / /用于驗(yàn)證訪(fǎng)問(wèn)是否合法

的密鑰

" secretKey"∶ " < Your SK > " / /匹配密鑰

} ，

" id"∶ " z1. Realaddress-1. class-99" / /用戶(hù)直播間ID

" createdAt"∶ " 2016-11-24T14： 23： 33. 474Z" / /創(chuàng)建新直

播間

" updatedAt"∶ " 2016-11-24T14： 23： 33. 474Z" / /直播間更新

時(shí)間

" title"∶ " class-99" ，/ /直播間名稱(chēng)

" hub"∶ "Realaddress-1" ，

" publishKey"∶ " a32498a5f43a7237" ，

" publishSecurity"∶ " static" ，

" disabled"∶ false，

" profiles"∶ null，

" hosts"∶ {

" publish"∶ {

" rtmp"∶ " test-publish. Realaddress. cn" / /發(fā)布直播推流

地址

} ，

" live"∶ { / /直播中各種編碼格式對(duì)應(yīng)的推流地址

" hdl"∶ " test-live-hdl. Realaddress. cn" ，

" hls"∶ " test-live-hls. Realaddress. cn" ，

" http"∶ " test-live-hls. Realaddress. cn" ，

" rtmp"∶ " test-live-rtmp. Realaddress. cn" ，

" snapshot"∶ " test-live-snapshot. Realaddress. cn"

} ，

" playback"∶ { / /直播反饋地址

" hls"∶ "100029c. playback1. z1. test. qiniucdn. com" ，

" http"∶ "100029c. playback1. z1. test. qiniucdn. com"

} ，

" play"∶ { / /播放實(shí)時(shí)地址

" http"∶ " test-live-hls. Realaddress. cn" ，

" rtmp"∶ " test-live-rtmp. Realaddress. cn"

}

}

}

2.2基于流媒體的網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)

網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)的主要功能是通過(guò)移動(dòng)客戶(hù)端的APP實(shí)現(xiàn)的。該系統(tǒng)主要有九大功能：

（1）課程直播。老師可以通過(guò)移動(dòng)客戶(hù)端進(jìn)行實(shí)時(shí)講課，并與學(xué)生進(jìn)行實(shí)時(shí)的課堂互動(dòng)；

（2）課程瀏覽。學(xué)生可以在老師的直播列表中進(jìn)行選擇，也可以在直播界面發(fā)送文字消息進(jìn)行交流，或者通過(guò)連麥的方式，實(shí)時(shí)的進(jìn)行音視頻的互動(dòng)交流；

（3）課程點(diǎn)播。視頻直播系統(tǒng)會(huì)對(duì)課程進(jìn)行實(shí)時(shí)同步的刻錄，并存儲(chǔ)到云服務(wù)的平臺(tái)，以便用戶(hù)隨時(shí)的回看課程內(nèi)容；

（4）課程筆記。系統(tǒng)會(huì)同步的保存課程中的學(xué)習(xí)筆記、課程要點(diǎn)以及視頻截圖等；

（5）課程交流。直播期間，學(xué)生老師之間可以添加為好友，課后可以通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)置的交流功能進(jìn)行課程的交流與討論；

（6）設(shè)置用戶(hù)信息?？梢赃M(jìn)行個(gè)人信息設(shè)置，例如修改頭像、修改登錄密碼、關(guān)注或取消課程的關(guān)注、綁定手機(jī)號(hào)等；

（7）系統(tǒng)設(shè)置。設(shè)置課程直播信息提示、直播課程的同步刻錄、清理緩存等；

（8）問(wèn)題幫助模塊。對(duì)于系統(tǒng)中常見(jiàn)的問(wèn)題，給出相應(yīng)的解決方法，也可以通過(guò)目錄檢索的方式快速查詢(xún)問(wèn)題的解決方案；

（9）退出模塊。關(guān)閉進(jìn)程，清空數(shù)據(jù)，退出系統(tǒng)程序。

2.3基于流媒體的網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)播放端的實(shí)現(xiàn)

用戶(hù)在觀(guān)看直播時(shí)，需要從服務(wù)器上獲取所有房間的播放地址，然后在選定直播間時(shí)，播放端會(huì)自動(dòng)匹配流媒體的編碼格式，從而播放直播視頻。業(yè)務(wù)服務(wù)器只需要對(duì)房間進(jìn)行創(chuàng)建和調(diào)度，從而保證直播的順利進(jìn)行。具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

{

" publish" " rtmp： / /test-publish. Realaddress. cn /Realaddress-1 /

class-1？ key = 0ec27ba231c0a90c" ，

" play"∶ { / /播放端從業(yè)務(wù)服務(wù)器中獲取到的播放地址列表

" ORIGIN "∶ " rtmp： / /test-live-rtmp. Realaddress. cn /

Realaddress-1 /class-1"

} ，

" id"∶ " z1. Realaddress-1. class-1" / /獲取直播間ID

" title"∶ " class-1" / /直播間名稱(chēng)

}

3、基于流媒體的網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)測(cè)試

經(jīng)過(guò)初步系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成之后，筆者設(shè)置了多種使用環(huán)境，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了全面性測(cè)試，以期找出不足之處進(jìn)一步改進(jìn)，主要對(duì)推流、轉(zhuǎn)碼等數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)做了修正。

3.1視頻與音頻測(cè)試

授課教師或者網(wǎng)絡(luò)主播在打開(kāi)直播系統(tǒng)客戶(hù)端之后，可以看到在直播界面上呈現(xiàn)直播畫(huà)面、講授內(nèi)容、直播間流量等。直播方可以控制文字發(fā)送功能，也能夠?qū)τ脩?hù)所發(fā)表的言論進(jìn)行篩選，有選擇地接受[3]。當(dāng)直播方打開(kāi)音頻，在麥克風(fēng)正常使用的情況下，可以實(shí)現(xiàn)與用戶(hù)的互動(dòng)，此時(shí)，用戶(hù)的畫(huà)面則是小窗口的方式出現(xiàn)在屏幕一角，從而進(jìn)行交流，交流內(nèi)容可以被所有用戶(hù)查看與聆聽(tīng)。

3.2弱網(wǎng)優(yōu)化功能測(cè)試

筆者借助ATC軟件程序，在WiFi以及3G、4G以及Gprs等多種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中進(jìn)行切換，測(cè)試流媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)的弱網(wǎng)優(yōu)化功能，通過(guò)視頻顯示軟件進(jìn)行查看，并記錄下視頻播放過(guò)程中的卡頓情況，多次測(cè)試下來(lái)，筆者發(fā)現(xiàn)該軟件流暢系數(shù)比當(dāng)前市場(chǎng)上常用直播軟件要高出6%左右。

4、結(jié)論

綜上所述，筆者設(shè)計(jì)的基于流媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)不僅使用方便，適用性強(qiáng)，而且成本不高，這主要得益于云服務(wù)平臺(tái)。本文從流媒體當(dāng)前的發(fā)展情況講起，接著介紹了系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)、結(jié)構(gòu)體系、設(shè)計(jì)依據(jù)、實(shí)現(xiàn)方式等方面，并對(duì)它進(jìn)行了一系列改善測(cè)試。社會(huì)的快速發(fā)展，無(wú)疑給人們生活帶來(lái)了巨大的改變，提高了生活水平。流媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)的研發(fā)，主要給教育領(lǐng)域帶來(lái)了新的方向與平臺(tái)，相關(guān)科研人員應(yīng)該對(duì)流媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直播系統(tǒng)進(jìn)行不懈的研究與創(chuàng)新，最大化對(duì)當(dāng)前教育的變革創(chuàng)造條件，為各個(gè)地區(qū)建設(shè)智慧校園提供強(qiáng)有力的保障。

參考文獻(xiàn)：

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[3]孫恒. 基于多終端的移動(dòng)流媒體直播系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 實(shí)驗(yàn)室研究與探索， 2018， 37（08）：322-327.

作者簡(jiǎn)介：付長(zhǎng)鈞（1996-），男，滿(mǎn)，遼寧省開(kāi)原市，本科，研究方向：網(wǎng)絡(luò).