流媒体技术在网络远程教学中的应用

                                                                       流媒体技术在网络教程中的应用

 

一、流媒体技术

　　流媒体技术是为解决以Internet为代表的中低带宽网络上多媒体信息传输问题而产生、发展起来的一种网络新技术。流媒体是通过网络传输的音频、视频或多媒体文件，流媒体在播放前并不下载整个文件，流媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。当流式媒体文件传输到客户的计算机时，在播放之前该文件的部分内容已存入内存。

1、流媒体

　　流是连续传输的数据，流可以分为音频流和视频流。流媒体的特点是即时播放，不占用客户硬盘空间，但要求有一定的网络带宽的支持，当网络带宽低于流媒体带宽时或网络堵塞时会造成图像和声音的停顿。为了达到流畅的效果，通常采用压缩编码工具对音频和视频进行压缩编码，降低影音的品质以减小文件，在影音品质可以接受的情况下，保证流媒体传播的顺畅。在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续实时媒体称为流媒体。

2、三种流式视频格式

　　目前Internet上使用较多的流式视频格式主要是以下三种：RealNetworks公司的RealMedia、Apple计算机公司的QuickTime以及Microsoft公司的Advanced Streaming Format。

　　（1）. RealMedia RealNetworks公司所制定的音频视频压缩规范称为RealMedia，是目前在Internet上相当流行的跨平台的客户/服务器结构的多媒体应用标准，它采用音频/视频流和同步回放技术来实现在Intranet上全带宽地提供最优质的多媒体，同时也能够在Internet上以28.8Kbps的传输速率提供立体声和连续视频。RealMedia包括三类文件：

　　RealAudio、RealVideo及RealFlash。RealAudio用来传输接近CD音质的音频数据，RealVideo用来传输连续视频数据，而RealFlash则是RealNetworks公司与Macromedia公司新近合作推出的一种高压缩比的动画格式。专用播放器是Realplayer。

　　　（2）. QuickTime Apple计算机公司的QuickTime是数字媒体领域事实上的工业标准，可以通过Internet提供实时的数字化信息流、工作流与文件回放功能，它由三个不同部分所组成：QuickTime电影 (Movie)文件格式、QuickTime媒体抽象层以及QuickTime内置媒体服务系统。QuickTime 电影文件格式定义了存储数字媒体内容的标准方法，使用这种文件格式不仅可以存储单个的媒体内容(如视频帧或音频采样) ，而且能保存对该媒体作品的完整描述；QuickTime媒体抽象层是一种综合性的媒体软件架构，它定义了软件工具和应用程序如何访问QuickTime内置媒体服务系统，以及如何通过硬件提升QuickTime的关键性能；而QuickTime内置媒体服务系统则可作为软件开发工具的基础，帮助软件开发商和用户充分利用QuickTime的技术优势。

　　（3）. Advanced Streaming Format Microsoft公司推出的Advanced Streaming Format (ASF，高级流格式)，是一个独立于编码方式的，在Internet上实时传播多媒体的技术标准，Microsoft公司希望将ASF用作将来的Windows版本中所有多媒体内容的标准文件格式。ASF的主要优点包括：本地或网络回放、可扩充的媒体类型、部件下载、可伸缩的媒体类型、流的优先级化、多语言支持、环境独立性、丰富的流间关系以及扩展性等。

　　3、流媒体的传输

压缩处理后的视音频或多媒体文件被分成一些小片段，当用户端发出请求后，由服务器向用户端连续、实时传送这些小片段，用户端利用解压设备（播放器）对压缩过的片段解压后进行播放观看。流式传输不仅使启动延时成十倍、百倍地缩短，而且不需要太大的缓存容量。

流媒体在网络中的传输需要服务器的支持，搭建服务器通常有两种方法：一种是采用Http协议的普通Web服务器，另一种是采用RTP/RTSP协议的流式媒体服务器。Web服务器的优点是：简单便利，无需特殊要求，只要将流媒体文件放在服务器的相应位置，用户通过服务器就可以访问了。不足之处是不利于直播和不利于文件的安全性。使用流媒体服务器的优点是：可以提高传输效率，很好的利用带宽且可以实现直播。

4、流媒体的播放

流媒体的播放需要相关的服务程序以及制作软件和播放软件的支持。Microsoft公司、RealNetworks公司、Apple公司三家公司的软件需求和付费情况如下表所示：

二、网络多媒体课件中流媒体技术的应用

1、Real流式文件是采用RealProducer软件工具进行制作的，先把源文件或实时输入进行压缩编码（encoder）变成流媒体，再把流媒体传输到服务器上供用户点播

2、Windows Media Technology 我们制作的远程课件主要采用的是这一技术。Windows Media Technology由Media Tools 、Media Server和Media Player三部分组成。

●Media Encoder是Media Tools提供的工具软件之一。它的主要任务是对模拟的音频视频信号进行编码产生ASF（advanced streaming format）文件。在编码过程中需要声卡、视频采集卡的支持。首先在机器上安装Media Encoder工具，并启动该软件，选择自定义设置，点击"OK"，在出现的对话框中有两个选项live source选项和avi/wav/mp3选项，live source选项可以进行现场直播，avi/wav/mp3选项可以将现有的avi文件、wav文件进行压缩处理成asf文件。制作课件时可根据需要选择live source选项或avi/wav/mp3选项，接着按操作程序提示选择输出的文件名及存储路径、文件输出的带宽、视音频压缩的编码。在音频框中的Codec栏里选择Windows Media Audio V2。在视频框中的Codec栏里选择Microsoft Mpeg4 Codec V3。ASF文件就初步制作出来了。

●Media Author是Media Encoder的辅助工具。它的用途是将录制好的音频信息和图片等媒体信息编辑成一个单一的ASF流。使老师上课时的录音和多张在上课时展示的图片，在播放器播放该ASF文件时，实现自动切换。

●Windows Media ASF Indexer 是Media Tools提供的对ASF文件进行编辑管理的工具，给ASF流增加流的名称(Title)、描述(Description)、作者（Author）、版权（Copyright）、速率（Rating）等信息，

ASF Indexer一个非常重要的功能是在ASF流中添加标记（Marker）和描述（Script）。

将教师的PowerPoint讲义按需要的尺寸制作成网页添加在制作好的ASF流中，做标记

（Marker），类型为URL，播放器播放该ASF文件时，当播放位置到达了网页Script所指定的时刻时，播放器会自动地启动Internet的浏览器并连接到指定的网页Script，同时视频窗口会显示相应的录像片段。

三、多媒体网络教学课件的应用前景及其完善

●网上课件的特点：它是教材的一个组成部分，采用的是超媒体结构，学习者可以跳着看，挑着看，交互性强，具有及时性和很强的示范性；网上课件是面向学习者的，用于个别化学习的，生动的教学内容和丰富的表现形式以适应不同层次的学习者。

●多媒体教学课件的受众群体：学校围墙外，各类成人学习群体（系统课程学习者、不同专业培训者、因个体需要补充学习者等等），学校围墙内，大、中、小学生学习群体。

●流媒体技术应用在网络课件中大大丰富了教学课件的内容和表现形式，但也存在一些不足，当鼠标点击内容菜单进行跳转的时候视频窗口的画面出现延迟现象；当带宽达不到流媒体课件的最低要求时，课件质量不能令人满意，这些问题有待于进一步解决。

●在课件开发制作方面努力做到不断改进和完善，比如使页面动态化，即与教师讲课的视音频同步的教师讲义的页面能够根据讲课内容的需要以动态的形式呈现，表现形式更加方便有效；更好地运用多媒体和网络新技术，发掘教学内容中生动的内容，可交互的因素，努力做到教学内容、艺术、和技术最好的结合。

信息技术的发展把人类带入了知识经济时代，终身化学习正在成为人们生活的需要，以网络和多媒体技术为主要手段的，以开放教育为特征的远程教育越来越显示出它的优势，制作出更多的内容丰富、交互性强、功能齐全的教学课件作为网络教学资源已经成为社会的需要