基于流媒體技術(shù)的教學錄像傳輸?shù)脑O計與實現(xiàn)

作者：中州期刊來源：轉(zhuǎn)載日期：2014-01-19人氣：1288

1流媒體集成的關(guān)鍵技術(shù)

SMIL最主要的功能是把多個媒體對象組合在一起，形成多媒體文件組,其解決媒體播放的基本思想是依據(jù)舞臺的形式展現(xiàn)多媒體內(nèi)容，所采用的媒體集成方法是通過媒體標記進行媒體文件的關(guān)聯(lián)性組合。實現(xiàn)流媒體集成的關(guān)鍵技術(shù)主要包括關(guān)聯(lián)媒體文件、設置流媒體的組合方式和帶寬分配策略、時間線規(guī)劃、播放布局設置等[39[。

1）關(guān)聯(lián)媒體文件。

在SMIL文件的正文部分，用媒體標記將相關(guān)媒體文件引入SMIL文件中，同時通過設置標記屬性，描述媒體文件的文件格式和所處的位置，以及媒體文件在SMIL文件中的其他行為。

2）設置流媒體的組合播放方式和帶寬分配策略。

在SMIL中，可以用<seq>和</seq>組合標記實現(xiàn)媒體文件的順序播放，用<par>和</par>組合標記實現(xiàn)媒體文件的同步組合播放，同時兩種組合標記還可以進行嵌套組合。

需要注意的是，在媒體服務器發(fā)布每一個流媒體文件時，都會占用一定的傳輸帶寬,這個帶寬的具體數(shù)值是在創(chuàng)建媒體文件時預先設定好的，發(fā)布同步播放組合時所占用的傳輸帶寬，就是組合中所有媒體文件的傳輸帶寬的總和[40]。為了保證同步效果以及整個多媒體文件傳輸順利和播放平滑，帶寬的總和不應超過用戶和服務器連接的最大傳輸帶寬，否則就會產(chǎn)生帶寬“瓶頸”。因此，在組合同步播放文件時，要盡量將高帶寬文件和低帶寬文件組合在一起。在流媒體播放的開始階段，先播放低帶寬的媒體文件,在它們播放的同時，播放器可以利用多余的網(wǎng)絡帶寬預先傳送后面將要播放的高帶寬消耗的數(shù)據(jù)。這種“幕后傳輸”的播放組合方式，可以使用戶端的播放器預先存儲足夠多的數(shù)據(jù)以保證后續(xù)播放的平滑性。

3）規(guī)劃SMIL文件的時間線。

作為網(wǎng)絡多媒體文件，SMIL文件應該具有一個播放時間的順序表，以規(guī)定一個所關(guān)聯(lián)的媒體對象或是媒體文件組合在什么時候播放，播放多長時間，這個媒體文件的播放時間計劃就稱為流媒體的時間線。合理計劃流媒體的時間線可以有助于合理使用用戶的連接帶寬，避免播放遲滯和“再預置”現(xiàn)象的出現(xiàn)[41]。

4）設置媒體播放的窗口布局。

通常在SMIL文件的頭部，通過<layout>和</layout>標記設置窗口布局；在這個layout標記群內(nèi)，通過<root-layout/>標記定義底層區(qū)域，即播放器的主窗口的大?。辉诙x了底層區(qū)域后，再通過<region/>標記定義每一個播放區(qū)域的大小和位置。在SMIL文件的正文部分，通過定義相關(guān)標記的region屬性，在各播放區(qū)域中放置相應的可視媒體對象。

另外，在復雜的流媒體播放應用中，可能需要建立動態(tài)或重疊的播放區(qū)域，這可以通過SMIL的<region>標記的z-index參數(shù)實現(xiàn)。

2依據(jù)條件選擇播放內(nèi)容的方法實現(xiàn)

精品資源共享課程制作的目的是為了面向廣大學生和教師，必然要面臨網(wǎng)絡環(huán)境不同的問題。在實際的網(wǎng)絡教學過程中，點播實時性要求高，數(shù)據(jù)吞吐量高、點播學生數(shù)多，客戶連接請求數(shù)目大且網(wǎng)絡狀況良莠不齊，要解決這個問題，一般有兩種方法：一種方法是事先在服務器上存放該數(shù)據(jù)源的多個不同比特率的版本，服務器能自動探測出用戶的網(wǎng)絡連接情況，并為其選擇一個最合適的版本傳輸給用戶，即根據(jù)用戶不同的帶寬自動選擇播放相適應的課件版本；也可以讓服務器只維護一個壓縮版本，但能在網(wǎng)絡擁塞時只傳輸編碼數(shù)據(jù)的關(guān)鍵部分，而使用戶能維持相對穩(wěn)定的播放效果。這兩種方法也可以一起使用。

集成了SMIL智能流（surestream）技術(shù)的播放器可以自動檢測出用戶的連接速度，然后同服務器“協(xié)商”，要求傳輸并播放相應版本的VOD文件。使用選擇標記<switch>和<／switch>，可以在SMIL文件中定義選擇項，媒體播放器會根據(jù)所定義的播放條件是否滿足客戶端的系統(tǒng)設置來選擇播放內(nèi)容。

需要注意的是，在排列具有帶寬條件的選擇項時，必須按照帶寬值從高到低排列。因為媒體播放器在處理<switch>組合時，是依次衡量選擇項的，一旦找到符合條件的選擇項，就開始播放其中的內(nèi)容，而不再顧及排列在后面的選擇項了。

另外，為了使精品課程滿足更多的需求，我們可以為課程準備不同語言的版本，當<switch>組合中選擇項的條件屬性為system-language時，媒體播放器就會根據(jù)客戶端系統(tǒng)所設置的系統(tǒng)語言來確定所播放的媒體對象，客戶端的系統(tǒng)語言可以從媒體播放器的設置中找到。

3視頻/音頻、導航區(qū)的標題與電子講稿四者的同步技術(shù)及實現(xiàn)方法

在流媒體課件點播中，最主要的是媒體間同步，媒體間同步反映了各不同媒體對象之間的同步關(guān)系，要進行數(shù)據(jù)傳輸，必須要把圖像、語音、文字等多媒體信息轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)流形式，在播放連續(xù)的媒體流時，要求各數(shù)據(jù)流之間的時序關(guān)系得到精確的重現(xiàn)。但目前普通的流媒體解決方案，通常只考慮至多只有一個音頻流、一個視頻流，或者再包括一個腳本流的情況。而在網(wǎng)絡教學中，需要同時播放更多流媒體，一個典型的基于網(wǎng)絡的授課環(huán)境，需要在播放教師的聲音（音頻流）的同時，顯示教師的講義和演示流（以視頻流的方式傳輸和播放，這里統(tǒng)稱為講義流)的同時，還要顯示教師的影像（視頻流）。為了實現(xiàn)媒體間同步，我們可以采用SMIL語言來實現(xiàn)視頻/音頻、導航區(qū)的標題與電子講稿三者的同步。具體實現(xiàn)同步框架結(jié)構(gòu)的代碼如下：

<smil>

<head>

<root-layout width=”600” height=”500” background-color=”black”/>

</layout>

</head>

<body>

<par>

</par>

</body>

</smil>

其中頭部定義了播放窗口及窗口內(nèi)的區(qū)域劃分，<root-layout>定義了播放器主窗口的大小，<region>定義了各區(qū)域的id、位置及尺寸。由代碼可知，將播放窗口劃分為三個區(qū)域，左上角是播放器視頻顯示區(qū)域video_region，左下角是導航標題區(qū)域 syllabus_region，右側(cè)是文本顯示區(qū)域text_region。這樣在text.rt文件中通過對時間代碼的設定<time begin=“起始時間”end=“結(jié)束時間”/>，即可實現(xiàn)右側(cè)文本文件與左上角的視頻同步。在syllabus.rt文件中，通過<a href =”command:seek(time)” target=”_player”>導航區(qū)的標題</a>指令語句，可指示RealPlayer 跳轉(zhuǎn)到當前RealText文件時間線上的某一時間點開始播放，從而實現(xiàn)左下角的導航區(qū)標題與右側(cè)RealText文件同步。

4流媒體技術(shù)應用在精品課程教學網(wǎng)站中的實現(xiàn)流程

制作教學網(wǎng)站素材——流媒體資源的流程如下：

1) 拍攝影片或是錄制聲音；

2) 使用計算機采集影片或聲音；

3) 使用編輯軟件編輯影片和聲音文件（如使用會聲會影、primere、GoldWave等軟件）；

4) 使用流媒體編碼器對音頻、視頻進行壓縮編碼，轉(zhuǎn)換成適合網(wǎng)絡傳輸?shù)牧髅襟w格式文件；

5) 使用SMIL技術(shù)把純視頻流媒體文件與流式文本文件組合成一個流媒體組合文件——SMIL文件，使整個流媒體文件最終具有同步說明與強大交互功能；

6) 制作網(wǎng)頁來鏈接編輯好的流媒體文件。

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