基于Internet的流媒体传输技术在远程教学中的应用
本文作者(王秀芳,王 琳),请您在阅读本文时尊重作者版权。
摘 要:本文探讨了流媒体的工作原理以及流媒体传输技术在基于WWW远程教学中的作用,提出了当前可以采用的两种基于流媒体技术的远程教学解决方案,并以Shockwave技术和Media技术为例,讨论了在Internet上发布、播放流媒体课件的方法。
关键词:远程教学;流媒体传输技术;Shockwave;Windows Media一、引言
计算机技术、多媒体技术的发展以及互联网的迅速崛起,给远程教育带来了新的机遇。从最初的以函授为主的教育方式到基于计算机网络的远程教育方式,经过多年的发展,远程教育技术已经取得了很大的进步。如今利用网络及其相关技术进行远程教学已成为教育实施过程中不可或缺的手段,成为各类学生教育、在职与再就业培训及终身学习的重要途径。但由于受当前网络传输带宽限制和网络协议等的局限,目前我国基于因特网的远程教学系统媒体比较单调,缺乏多媒体特性,而支持实时音、视频交互的教学系统一般局限于高速局域网内。我们应该从课件的技术制作进行研究,突破这些限制,如现在比较流行的流媒体技术就是在课件制作中最为常用的一种技术。它在保证音频、视频、图像、文字质量的前提下,采用流媒体应用工具,根据设定的不同网络带宽频率进行高度压缩,再结合一些相关的信息整合而成多媒体形式的课件。客户端在播放时并不等待整个文件都下载完,而是采用数据流边传送边播送的方式。这样,对于信息量大的多媒体课件,在接入速率较低的情况下,采用边传送边播送的方式可以节省客户端的网络资源,播放起来也较为连贯,获得比较理想的效果。因此,如何利用流媒体技术开发出更加丰富多彩的多媒体课件,为远程教育服务,提高远程教学的质量,将是远程教育领域的一个非常有意义的课题。
二、基于Internet的流媒体传输原理
远程网络教学系统要求能够在Internet上发布多媒体课件,因此就需要有一种突破网络带宽限制的多媒体格式来完成这一使命,那就是流式媒体。其技术的关键在于网络数据传输和客户端播放并行,能够在Internet上播放声音、动画和实现交互控制。
流媒体在Internet上的传输采用流式传输方式。作为一种新的传输方式,流式传输已经成为Internet上交互式多媒体传输的基本方式。流式传输是将整个多媒体文件经过特殊方式的压缩处理,分成一个个压缩包,相对整个文件来说就是一些小片段,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对压缩过的片段解压后进行播放和观看。在用户端播放小片段之前,这些小片段已经存入用户机的缓存,而在播放前一片段的同时,后续片段继续在后台从服务端以稳定的速率向用户端发送,不影响前台播放,所以理论上播放前的延时主要是由于接收、处理第一片段引起的,一旦开始播放就能保证连续性和稳定性。
三、流媒体应用软件
目前,Internet上使用较多的流媒体主要有RealNetworks公司的Real Media、Apple公司的QuickTime和Microsoft公司的Windows Media以及Macromedia公司的Shockware。随着流媒体技术在因特网上应用的迅猛增加,越来越多的公司也开始踏足此行业。
(1)Microsoft Media技术支持的ASF、WMV等是目前非常流行的一种流媒体格式,这种文件采用的是MPEG4的压缩方式进行编码,压缩比高,支持动态速率编码(VBR—Variable Bit Rate),从而保证了影像在播放过程中有好的品质。Microsoft Media技术是一个能适应多种网络带宽条件的流式多媒体信息的发布平台,具有操作方便、媒体播放质量好等特点,由于它的制作、发布和播放软件与Windows集成在一起,并能很好地与Powerpoint等电子教案结合,所以在网络教育中很受欢迎,成为目前网络教学中应用得较为广泛的一种流媒体技术。
(2)Real Media采用的是从Intel的Indeo Video Interactive编码派生出来的小波算法,它是一种智能流(SureStream)技术。Real Media根据软件、设备和数据传输速度上的判别来记录不同速率下的媒体数据,并保存在单一文件当中,此文件称为智能流文件。当用户的连接速率低于编码过程中所采用的速率时,服务器端会丢弃一些重要的信息,使播放器在解码时尽可能还原视频质量。由于RealSystem G2的各种先进的特点,Real Media被广泛应用在网上视音频点播中,几乎成为在线播放的默认格式。
(3)QuickTime是最早的视频工业标准,它采用SorensonVideo技术支持动态速率编码,可以动态地分配带宽,以尽可能小的文件获得最好的播放效果,并能在解压缩时获得平滑流畅的画面。由于它需要Apple的流服务器来支持,投资成本较高,因此限制了它在教育教学领域里的广泛应用。
(4)Macromedia公司的Shockwave可以方便地在Web页面中加入图像、动画以及交互,特别适合于教育、培训等行业。主要有两种流媒体格式,一种是SWF,它是Flash交互式动画的一种流发布格式,由于其体积小、功能强、交互能力好、支持多个层和时间线程等特点,故越来越多地应用到网络动画中,客户端安装Shockwave的插件即可播放;另一种是ASS,它是Authorware交互式课件的流发布格式,可以把Authorware课件发布到服务器上,在浏览器端中嵌入Shockwave插件Authorware Web Player就可以在客户端播放。
四、基于流媒体技术的远程教学解决方案