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摘要：隨著Internet教育的深入發(fā)展,大數(shù)據(jù)量多媒體教學(xué)資源在網(wǎng)上的傳輸顯得越來越重要和必須,如何應(yīng)用新技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)教育資源建設(shè)與應(yīng)用服務(wù)已成為人們所關(guān)注的課題。本文闡述了流媒體技術(shù)的基礎(chǔ)、流媒體系統(tǒng)的構(gòu)成、流媒體的主要技術(shù)方案、流媒體教學(xué)資源開發(fā)和流媒體技術(shù)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用方式,以期對(duì)媒體技術(shù)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的應(yīng)用作一些初步探討。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育;流媒體技術(shù);多媒體數(shù)據(jù);協(xié)議

多媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展對(duì)Internet產(chǎn)生了極大影響,教育、商務(wù)、娛樂已成為網(wǎng)絡(luò)近期增長最快的三大應(yīng)用領(lǐng)域。基于Internet的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育,即在教育領(lǐng)域建立互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái),學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)習(xí)的一種全新的教育方式。然而,當(dāng)前的遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)卻依然存在一對(duì)矛盾。一方面是網(wǎng)上多媒體教學(xué)資源嚴(yán)重匱乏,另一方面是眾多的多媒體教學(xué)資源無法上網(wǎng),究其原因可以歸結(jié)為網(wǎng)絡(luò)帶寬始終有限。面對(duì)有限的帶寬,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教育視頻、音頻、動(dòng)畫、多媒體課件和網(wǎng)絡(luò)課程傳輸?shù)淖罴呀鉀Q方案就是流媒體技術(shù)的應(yīng)用。

1.流媒體的基本特征與結(jié)構(gòu)

1.1流媒體的基本概念。

流媒體(StreamingMedia)是一種可以使音頻、視頻和其它多媒體在Internet及Intranet上以實(shí)時(shí)的、無需下載等待的方式進(jìn)行播放的技術(shù)。一般來說,流媒體包含廣義和狹義兩種含義。廣義上的流媒體是使音頻和視頻形成穩(wěn)定和連續(xù)的傳輸流和回放流的一系列技術(shù)、方法和協(xié)議的總稱,我們習(xí)慣上稱之為流媒體系統(tǒng)。狹義上的流媒體是相對(duì)于傳統(tǒng)的下載--回放(DownloadPlayback)方式而言的一種媒體格式,能從Internet上獲取音頻和視頻等連續(xù)的多媒體流,客戶可以邊接收邊播放,使延時(shí)顯著縮短。

1.2流媒體的基本特點(diǎn)。

流媒體文件格式是支持采用流媒體傳輸及播放的媒體格式。流媒體傳輸方式是將動(dòng)畫、視音頻等多媒體文件經(jīng)過特殊的壓縮方式分成一個(gè)個(gè)壓縮包,由視頻服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)地、實(shí)時(shí)地傳送信息。在采用流媒體傳輸方式的系統(tǒng)中,用戶不必像常規(guī)視頻文件播放那樣等到整個(gè)文件全部下載完畢后才能看到其中的內(nèi)容,而只需經(jīng)過幾秒或幾十秒的啟動(dòng)延時(shí)即可在用戶計(jì)算機(jī)上利用相應(yīng)的播放器或其它的硬件、軟件對(duì)壓縮的動(dòng)畫、視音頻等流媒體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后臺(tái)的服務(wù)器內(nèi)繼續(xù)下載。與傳統(tǒng)的下載--回放方式相比,這種邊下載邊播放的流媒體傳輸方式具有以下突出的優(yōu)點(diǎn):

--啟動(dòng)延時(shí)大幅度地縮短用戶不用等待所有內(nèi)容下載到本地才開始瀏覽,而是采取一邊下載一邊播放的策略,所以大幅度縮短了等待時(shí)間。

--對(duì)系統(tǒng)緩存容量的需求明顯降低雖然流媒體傳輸仍需要緩存,但由于不需要把所有內(nèi)容全都下載到緩存中,因此對(duì)緩存的要求大大降低。

--以特定的實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議采用了RTSP等協(xié)議,更加適合動(dòng)畫、視音頻在網(wǎng)上的實(shí)時(shí)傳輸。

1.3流媒體系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。

流媒體系統(tǒng)由以下六個(gè)方面構(gòu)成:

①前端編碼壓縮工具包:用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù),形成流媒體數(shù)據(jù)格式。

②流媒體數(shù)據(jù):流媒體數(shù)據(jù)實(shí)體。

③流媒體服務(wù)器:存放和控制流媒體數(shù)據(jù)的硬件及軟件平臺(tái)。

④傳輸網(wǎng)絡(luò):適合多媒體傳輸協(xié)議甚至是實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。

⑤客戶端播放器:供客戶端播放、瀏覽流媒體文件的應(yīng)用程序。

⑥流媒體傳輸協(xié)議:幾種主要支持流媒體傳輸?shù)膮f(xié)議有,針對(duì)多媒體數(shù)據(jù)流的實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP(Real-timeTransportProtocol)、與RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務(wù)的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP(Real-timeTransportControlProtocol),以及定義了"一對(duì)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)的實(shí)時(shí)流式協(xié)議RTSP(Real-timeStreamingProtocol)。

2.流媒體技術(shù)的主要解決方案

到目前為止,RealNetworks公司的RealSystem、Microsoft公司的WindowsMediaTechnology和Apple公司的QuickTime仍然是網(wǎng)上流媒體系統(tǒng)的三大主力。

2.1RealSystem。

RealSystem由媒體內(nèi)容制作工具RealProducer、服務(wù)器RealServer、客戶端RealPlayer三部分組成。其流媒體文件包括RealAudio、RealVideo、RealPresentation和RealFlash四類文件,分別用于傳送不同的文件。RealSystem采用SureStream技術(shù),自動(dòng)、持續(xù)地調(diào)整數(shù)據(jù)流的流量以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬,輕松在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)視音頻和三維動(dòng)畫的回放。

Real流媒體文件采用RealProducer軟件進(jìn)行制作,首先把源文件或?qū)崟r(shí)輸入變?yōu)榱髅襟w文件,再把流媒體文件傳輸?shù)椒?wù)器上供用戶點(diǎn)播。

由于其成熟、穩(wěn)定的技術(shù)性能,互聯(lián)網(wǎng)巨人--美國在線、ABC、AT&T、Sony和TimeLife等公司和網(wǎng)上主要電臺(tái)都使用RealSystem向世界各地傳送實(shí)時(shí)影音媒體信息以及實(shí)時(shí)的音樂廣播。在我國,CCTV春節(jié)聯(lián)歡晚會(huì)、昆明世博會(huì)開幕式和大量的影視、音樂點(diǎn)播的網(wǎng)上直播都采用了RealSystem系統(tǒng)。

2.2WindowsMediaTechnology

WindowsMediaTechnology是Microsoft提出的流媒體技術(shù)應(yīng)用解決方案。目前,我國較多的高校和中小學(xué)網(wǎng)絡(luò)課程開發(fā)均采用這種方案。WindowsMediaTechnology的核心是ASF(AdvancedStreamFormat)文件。ASF是一種包含音頻、視頻、圖像以及控制命令、腳本等多媒體信息在內(nèi)的數(shù)據(jù)格式,通過分成一個(gè)個(gè)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包在Internet上傳輸,實(shí)現(xiàn)流媒體多媒體內(nèi)容。因此,我們把在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膬?nèi)容就稱為ASF流。

WindowsMediaTechnology由MediaTools、MediaServer和MediaPlayer等軟件構(gòu)成。MediaTools是整個(gè)方案的重要組成部分,它提供了一系列的工具軟件以幫助用戶生成ASF格式的多媒體數(shù)據(jù)流。

MediaTools按照功能的不同分為創(chuàng)建工具和編輯工具兩種:創(chuàng)建工具和編輯工具。創(chuàng)建工具主要用于生成ASF格式的多媒體流,而編輯工具主要對(duì)ASF格式的多媒體流信息進(jìn)行編輯與管理。眾多的工具形成的工具集是WindowsMediaTechnology的一大優(yōu)點(diǎn),這些工具對(duì)于流媒體文件產(chǎn)生很大的擴(kuò)展功能。由于它所獨(dú)特的各種優(yōu)點(diǎn),HP、TI、GeneralInstruments等公司和組織均表示加入Microsoft的WindowsMediaBroadbandJumpstartInitiative方案。

2.3AppleQuickTime。

Apple公司于1991年開始QuickTime,它幾乎支持所有主流的個(gè)人計(jì)算平臺(tái)和各種格式的靜態(tài)圖像文件、視頻和動(dòng)畫格式。QuickTime包括服務(wù)器QuickTimeStreamingServer、帶編輯功能的播放器QuickTimePlayer、制作工具QuickTime4Pro、圖像瀏覽器PictureViewer,以及使Internet瀏覽器能夠播放QuickTime影片的QuickTime插件。QuickTime4支持兩種類型的流:實(shí)時(shí)流和快速啟動(dòng)流。目前,FOX新聞在線、FOX體育在線、BBCWorld、氣象頻道(WeatherChannel)等機(jī)構(gòu)都加入QuickTime內(nèi)容供應(yīng)商行列,使用其技術(shù)制作實(shí)況轉(zhuǎn)播節(jié)目。

除了上述流媒體技術(shù)的三種主要格式外,在多媒體課件和動(dòng)畫方面的流媒體技術(shù)還有Macromedia的Shockwave技術(shù)和MeataCreation公司的MetaStream技術(shù)。

3.遠(yuǎn)程教育中流式教學(xué)資源的開發(fā)

流媒體在傳輸過程中是分段傳送,用戶不必等待整個(gè)內(nèi)容傳送完畢,就可以觀看到即時(shí)的連續(xù)的內(nèi)容。但由于不同的公司發(fā)展的文件格式不同,傳送的方式也有所差異。下面是遠(yuǎn)程教育中利用流媒體技術(shù)開發(fā)的幾種常見的流式教學(xué)資源。

3.1Real的.rm視頻資源和.ra的音頻資源。

.rm和.ra格式分別是RealNetworks公司所開發(fā)的一種流式視頻和流式音頻文件格式,主要用來在低速率的網(wǎng)絡(luò)上實(shí)時(shí)傳輸視、音頻信息。它可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡(luò)帶寬而采用不同的壓縮比率,在數(shù)據(jù)傳輸過程中邊下載邊播放視頻影像,從而實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳送和播放?？蛻舳送ㄟ^RealPlayer播放器進(jìn)行播放。

3.2Microsoft的.asf視音頻資源。

Microsoft的ASF也是一種網(wǎng)上流媒體格式,在遠(yuǎn)程教育中頗受歡迎。這種流媒體文件的使用與windows操作系統(tǒng)是分不開的,使用的播放器是MicrosoftMediaPlayer。目前Microsoft還提出了wmv等新的流媒體文件格式。

3.3AppleQuickTime的.qt動(dòng)態(tài)影像資源。

.qt格式是Apple公司開發(fā)的一種音頻、視頻文件格式,用于保存音頻和視頻信息,具有較為先進(jìn)的音視頻功能,得到包括AppleMacOS、MicrosoftWindows95/98/NT/2000在內(nèi)的所有主流計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的支持。其客戶端使用QuickTimeplayer播放。

3.4MacromediaFlash的.swf動(dòng)畫資源。

SWF是基于Macromedia公司Shockwave技術(shù)的流媒體動(dòng)畫格式,是用Flash軟件制作的一種格式,源文件為.fla格式。由于其體積小、功能強(qiáng)、交互能力好、支持多個(gè)層和時(shí)間線程等特點(diǎn),故越來越多地應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫中。SWF文件是Flash的其中一種格式,已廣泛用于Internet上,客戶端安裝Shockwave的插件即可播放。

4.流媒體技術(shù)在遠(yuǎn)程教育的應(yīng)用方式

我國現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育所面臨的問題主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是發(fā)展規(guī)劃和相應(yīng)的政策、法律、法規(guī)比較薄弱;二是教學(xué)資源和網(wǎng)絡(luò)課程嚴(yán)重匱乏;三是教學(xué)模式陳舊落后,不能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的需求。

在三個(gè)方面的問題中,尤以第二個(gè)問題為最現(xiàn)實(shí)和迫切。資源建設(shè)雖然被列為教育部重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目已多年,但仍然存在一方面網(wǎng)上多媒體教學(xué)資源嚴(yán)重匱乏而另一方面是眾多的多媒體教學(xué)資源無法上網(wǎng)的突出矛盾。我們認(rèn)為,應(yīng)用當(dāng)前業(yè)已成熟的流媒體技術(shù)解決這一矛盾將是一個(gè)重要的方向。

在許多學(xué)校特別是高校里,現(xiàn)代教育技術(shù)一線的教師們對(duì)遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域資源建設(shè)作了一些嘗試,取得了較好的教學(xué)效果:

①開發(fā)視頻、音頻、動(dòng)畫等多媒體教學(xué)資源,充實(shí)高校遠(yuǎn)程教育學(xué)科多媒體教學(xué)資源庫,并開展基于網(wǎng)絡(luò)資源的學(xué)科協(xié)作學(xué)習(xí)試驗(yàn)研究;

②用流媒體技術(shù)制作遠(yuǎn)程教育視頻點(diǎn)播和音頻點(diǎn)播資源庫,供網(wǎng)絡(luò)在線點(diǎn)播;

③實(shí)現(xiàn)教學(xué)視頻、音頻在線直播;

④實(shí)現(xiàn)教學(xué)視頻的仿真在線直播;

⑤開發(fā)在線式多媒體交互型課件;

⑥開發(fā)各種類型的網(wǎng)絡(luò)課程。

流媒體技術(shù)已經(jīng)成為影響Internet教育應(yīng)用的重要技術(shù)之一。在學(xué)習(xí)和研究的基礎(chǔ)上,我們可以開發(fā)出各種適于現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)資源和網(wǎng)絡(luò)課程,進(jìn)一步推動(dòng)基于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的新型教學(xué)模式改革與發(fā)展。一旦如愿,新技術(shù)應(yīng)用所帶來的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育變革成果就會(huì)展現(xiàn)在我們的面前。超級(jí)秘書網(wǎng)：

參考文獻(xiàn)

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