流媒体在远程教育中的作用

虞少敏

摘要：本文介绍了流媒体的概念、流媒体技术及在多媒体和远程教育中的作用。

关键词：流媒体、流媒体技术、多媒体、远程教育。

近年来，随着网络技术的飞速发展，网络上的信息不再只是文本、图像或者简单的声音文件，为解决文件下载时间过长的问题，适应网络多媒体化的发展趋势，一种新兴技术应运而生，这就是遵守特定网络协议的流媒体技术。流媒体（streaming  media）作为一个完美的、真正的“第五媒体”，是未来互联网发展的一个标志，将彻底改变传统互联网只能表现文字和图片的缺陷，而可集音频、视频及图文于一体，成为未来互联网应用的主流，并将有力地推动远程教育的革新。

一、 流媒体技术

流媒体技术是一个综合的技术，它包括采集、编码、传输、储存、解码等多项技术。流媒体应用系统一般由分编码端、服务器和用户终端三部分组成。传统的多媒体文件需要从服务器上下载之后才能播放，而流媒体和常规视频媒体不同，可边下载边播放。流媒体是运用可变带宽技术，以“流”的传输方式在因特网上播放的媒体格式，如音频、视频或多媒体文件，使人们可以从28kbit/s到1200kbit/s的带宽环境下在线欣赏连续的高品质音频和视频节目。与单纯的下载方式相比，这种对多媒体文件边下载边播放传输方式使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低。流媒体不仅可以进行单向的视频点播，还能够提供真正互动的视频节目，如互动游戏、三维动画等，可以实时观看电影或收听广播，给网上生活增添色彩。在流媒体技术中，需对A/V、3D等多媒体文件数据文件数据进行预处理后才能进行流式传输，包括降低质量和采用先进高效的压缩算法等。尽管流式传输对于系统缓存容量的要求大大降低，但仍需要缓存，使用缓存系统是用来弥补延迟和抖动的影响，并保证数据传输顺序的正确，使媒体数据能连续输出，不会因网络暂时拥堵而使播放出现停顿。流式传输的实现要合适的传输协议，如实时传输协议（RTP）、实时传输控制协议（RTCP）、实时流协议（RTSP）

1.流媒体传输和普通传输的区别

流媒体的本质是信息的使用者根据自己的需求主动获得多媒体的信息，它区别于传统信息发布的最大不同：一是主动性，二是选择性。从某种意义上说这是信息的接受者根据自身需要进行自我完善和自我发展的方式，这种可以说流媒体方式在当今的信息社会中将越来越符合信息资源消费者的深层需要，通过流媒体传输获取信息是未来信息获取的主流。流媒体的概念将会在信息获取的领域快速扩展，与普通媒体是不同的，具有无限广阔的发展前景。

1.流媒体的应用前景

流媒体传输是近年来新兴的传媒方式，该技术是计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、电视技术和数字压缩技术等多学科、多领域融合交叉结合的产物。流媒体技术使人们可以根据自己的兴趣，不用借助录像机、影碟机、有线电视而在电脑或电视上自由地点播节目库中的视频节目和信息，是可以对视频节目内容进行自由选择的交互式系统，是世界各国的软件研发人员近年来重点研究的应用领域。在未来世界里，尤其是远程教育中有着无限广阔的利用空间。

二.流媒体在远程教育中的作用

互联网的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大的市场动力，流媒体业务正变得日益流行。流媒体技术广泛用于多媒体新闻发布、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，对人们的工作和生活将产生深远的影响。

1. 流媒体在远程教育中的作用

一个完整的流媒体解决方案是相关软硬件的完美集成，它大致包括下面几个方面内容：内容采集、音频捕获和压缩编码、内容编辑、内容存储和播放、应用服务器内容管理发布及用户管理等。

流媒体技术在远程教育中，可用于课件点播、交互教学、电视传播、远程监控、视频会议等。

课件点播，生动活泼。课件点播是远程教育的主要形式。它的优势是多媒体课件具有更丰富的表现力，而且，学生可以在方便的时候学习，形式更加灵活自由。

课件点播的实现方式是先制作课件，将教师讲的课程用摄像机拍摄下来，并用采集卡采集进计算机后编码成流媒体格式，之后，将教材输入计算机，利用FLASH制作动画演示。.然后，利用SMIL语言将教师讲课的录像、教材文本、FLASH演示和搜集到的其它素材集成在一起，制作出表现力丰富的多媒体课件。将多媒体课件放在流媒体服务器上再集成网站里，如果需要对学生收费，还要加上身份认证、计费的功能。

交互教学、冲破障碍。

为了实现交互教学，需将一台摄像机放在授课的教室，摄像机拍摄的教师授课过程实时地被传输到流媒体编码机，经过采集卡的采集、编码后再实时地上传给流媒体服务器，再由流媒体服务器实时发布到其它教室的终端计算机，并利用投影仪将名师的授课过程实时地播放出来，供这个教学的学生观看。

知识经济时代需要人们不断的学习新的知识、技能，才能跟上时代的步伐。学习必须变成一个伴随每个人一生的过程。网上教育突破了传统“面授”教学的局限，为求知者提供了时间分散、资源共享、地域广阔、交互式的教学新方式，因而广受人们关注。

2. 流媒体在规程教育中的用途

从远程教育的定义可以看出它有下列三方面的内涵：学生与教师的分离，学生与学生的分离，利用传播媒体和传输系统组织教学。从技术上讲，远程教育系统是建立在现代传媒体基础上的多媒体应用系统，它通过现代的通信网络将教师的图像、声音和电子教案传给学生，也可以根据需要将学生的图像、声音回送给教师，从而模拟出学校教育的授课方式；同时还可以利用现有的网络条件建立虚拟的班级，加强学生之间的交流。

鉴于远程教育的空间隔离，我们的远程多媒体教学系统所要实现的功能有：实现教学课件的点播（VOD），教学直播，网络课堂等等。

在IP网上开发远程教育教学活动，需要解决两个基本问题：音频、视频流信息的传送以及它们数据之间的同步。由于音频、视频信息的带宽比较宽，不可能让学生将所有的节目下载到本地计算机上后再播放，必须要采用先进网络播放技术来实现边发送边播放。此外，由于在教学过程中教师会经常使用电子教案来辅助教学，比如用Powerpoint,而电子教案的展示与音频、视频流之间有严格的时间同步关系，这就要求在传输过程中我们仍然要保持它们之间的同步的关系。

在远程教学过程中，最基本的要求是将信息从教师端传递到远程的学生端，需要传递的信息可能是多元化的，这其中包括各种类型的数据：如视频、音频、文本、图片等。将这些资料从一端传递到另一端是远程教学需要解决的问题，而如何将这些信息资料有效的组合起来以达到更好的教学效果更是我们思考的重要方面。

由于当前网络带宽的限制，流媒体无疑最最佳的选择，学生可以在家里通过一台计算机、一条电话线、一只Modem就可以参加到远程教学中来。对于教师来讲，也无须做过多的准备，授课方法基本与传统授课方法相同，只不过面对的是摄像头和计算机而已。

就目前来讲，能够在互联网上进行多媒体交互教学的技术多为流媒体，像Real System、Flash、Shockwave等技术就经常应用到网络教学中。远程教育是对传统教育模式的一次革命。它能够教学和管理于一体，突破了传统面授的局限，为学习者在空间和时间上都提供了便利。

除去实时教学以外，使用流媒体中的VOD（视频点播）技术，更可以达到因材施教、交互式的教学目的。学生也可以通过网络系统作为共享自己的学习经验和成果。大型企业可以利用基于流媒体技术的远程教育系统作为对员工进行培训的手段，这里不仅可以利用视频和音频，计算机屏幕的图形捕捉也可以被用流的方式传送给学员。现在微软公司自己内部就大量使用了其自己的流技术产品作为其全球各分公司间员工培训和交流的手段。

流媒体技术在远程教育的应用前景广阔，可用于课件点播、交互教学、电视转播、远程监控、视频会议等，随着时间的推移和技术的不断完善，必将产生更大的影响。