多媒體課件的生成與再編輯系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)

1、多媒體課件的生成與再編輯系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)摘要：隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究，以及CERNET2逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育實(shí)踐，高帶寬、高速率、高可靠性的網(wǎng)絡(luò)將為遠(yuǎn)程教育能夠提供更優(yōu)質(zhì)的教育服務(wù)創(chuàng)造更多的機(jī)遇和可能。包含視、音頻等大顆粒信息對(duì)象的多媒體課件，在不久的將來(lái)，將廣泛運(yùn)用于遠(yuǎn)程教育實(shí)踐，并對(duì)整個(gè)遠(yuǎn)程教育的服務(wù)質(zhì)量有一個(gè)很大的提升。關(guān)鍵字：多媒體課件、制作、同步AbstractAlongwiththedevelopmentofthenext-generationinternettechnology,andthefactthatCERNET2isgraduallyappliedtopractice

2、inE-Learning,thehigh-bandwidth,high-speed,andhigh-dependabilitynetworkwillcreatemoreopportunityandpossibilityintermsofprovidingmoreexcellenteducationalserviceforE-Learning.Inthenearfuture,themultimediacoursewarewhichincludeslotsoflarge-particleinformationobjectsuchasvideo,audioandsoon,willappliestop

3、racticeinE-Learningextensively,whatsmore,itwillhaveagreatpromotionintheQosofE-Learning.Keywords：MultimediaCourseware,Creating,Synchronization1.多媒體課件與中國(guó)遠(yuǎn)程教育概述畢業(yè)論文下載網(wǎng)多媒體課件包含了視、音頻等大信息量的媒體素材，增加了整個(gè)課件的信息量，滿足了學(xué)生全方位的教育需求；學(xué)生可以通過(guò)從聲、光、色等多方面來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)，完全如身臨真實(shí)課堂。本文研究的主要目的是在一定的網(wǎng)絡(luò)帶寬下，如何有效地將這些大信息量媒體素材應(yīng)用于多媒體課件來(lái)不斷提高網(wǎng)絡(luò)教育的服

4、務(wù)質(zhì)量?，F(xiàn)今，隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改善、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提高，使得視、音頻等大顆粒信息單元成為了課件的主體，使得課件和其它普通的Web網(wǎng)頁(yè)可以同步播放，并且可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課件的版權(quán)保護(hù)，而同時(shí)隨著網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)研究的繼續(xù)深入，網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不單單只是對(duì)于教育資源的描述和組織，網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)走向智能化和個(gè)性化成為現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)研究的新的熱點(diǎn)。能夠定制每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)計(jì)劃，對(duì)于每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行跟蹤，并且融合了復(fù)雜的多媒體技術(shù)的智能化網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)成為了當(dāng)前遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)，成為當(dāng)前遠(yuǎn)程教育市場(chǎng)最大的賣點(diǎn)。2.多媒體課件的生成與再編輯系統(tǒng)系統(tǒng)框架多媒體課件生成與再編輯系統(tǒng)包含兩個(gè)大的模塊：課堂直播

5、錄制模塊與課件再編輯模塊。課堂直播模塊主要完成教育資源的實(shí)時(shí)收集、同步和播放；課件再編輯模塊主要完成教育資源的重新整理、組織，并修訂課件的描述信息和版權(quán)信息；兩者配合形成可以實(shí)際運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化多媒體課件。2.1課堂直播錄音模塊課堂直播錄制模塊，是B/S結(jié)構(gòu)的。在教師端（服務(wù)器端），能夠方便地將教師講課的視、音頻采集，并可以記錄教師講課過(guò)程中所用到DOC文檔、PPT文檔、HTML網(wǎng)頁(yè)、圖片、Flash、視、音頻媒體資源，特別是可以將他們與教師講課的視、音頻中的影像同步播放和記錄；同時(shí)，也可以同步播放和記錄教師當(dāng)前的桌面；一個(gè)很特別的地方，在特殊硬件的支持下，課堂直播錄制模塊可以同步播放和記錄教師在

6、白板上的操作。在學(xué)生端（客戶端）能夠?qū)崟r(shí)觀看或是點(diǎn)播教師講課的影像以及與此同步的各種教育素材、桌面和白板操作。課堂直播錄制模塊可以通過(guò)流媒體服務(wù)器和Web服務(wù)器將多媒體課件，實(shí)時(shí)播放；也可以，將課件記錄到本地硬盤，形成課件毛坯。778論文在線教師端，視頻捕獲模塊捕獲教師視、音頻或者其他視、音頻媒體文件作為課件的主視頻，用來(lái)控制整個(gè)多媒體課件的播放。桌面視頻模塊在沒(méi)有切換到桌面時(shí)播放黑視頻；在切換到桌面時(shí)，實(shí)時(shí)保存或?qū)崟r(shí)播放教師桌面。白板模塊將硬件檢測(cè)到的白板數(shù)據(jù)，以視頻腳本的形式發(fā)送到主視頻。資源收集模塊將DOC文檔、PPT文檔、HTML網(wǎng)頁(yè)、圖片、Flash轉(zhuǎn)化為網(wǎng)頁(yè)的形式，發(fā)送到Web服務(wù)

7、器。桌面視頻模塊把桌面視頻切換的每個(gè)動(dòng)作通過(guò)資源同步模塊，形成腳本，發(fā)送到主視頻內(nèi)部；白板模塊把每五個(gè)落筆數(shù)據(jù)及其落筆的時(shí)間，通過(guò)資源同步模塊，形成腳本，發(fā)送到主視頻內(nèi)部；資源收集模塊把資源切換的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)，及其資源URL，通過(guò)資源同步模塊，形成腳本，發(fā)送到主視頻內(nèi)部。整個(gè)課件可以保存，也可以通過(guò)流媒體服務(wù)器和Web服務(wù)器發(fā)送出去，進(jìn)行教育直播。學(xué)生端，通過(guò)URL鏈接到流媒體服務(wù)器和Web服務(wù)器，獲得它們的直播同步流。媒體播放模塊用來(lái)播放其中的主視頻，而腳本檢測(cè)模塊檢測(cè)每個(gè)腳本同步點(diǎn)，當(dāng)?shù)竭_(dá)一個(gè)時(shí)間點(diǎn)控制頁(yè)面進(jìn)行資源切換。2.2課件再編輯模塊課件再編輯模塊，是一個(gè)本地應(yīng)用程序。她可以將教學(xué)中運(yùn)

8、用到的DOC文檔、PPT文檔、HTML網(wǎng)頁(yè)、圖片、Flash、視、音頻媒體資源進(jìn)行同步組織形成多媒體課件。同步組織的主要原則是將教師講課的語(yǔ)音、動(dòng)作與教育素材的出現(xiàn)順序同步，老師講到那個(gè)地方，教育素材就跟著播放到那個(gè)地方。同時(shí)，也可以將已經(jīng)組織好的課件重新進(jìn)行排序組織。此外，在課件再編輯模塊中，可以對(duì)于課件及其資源的描述信息和版權(quán)信息進(jìn)行編輯、修訂。采用學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)對(duì)課件進(jìn)行描述，在教育資源的查找、評(píng)估、獲取和管理保持了教育資源的特征信息量，但大大壓縮了網(wǎng)絡(luò)傳遞的帶寬；同時(shí)，采用學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)規(guī)范中的Rights標(biāo)簽對(duì)課件的版權(quán)信息進(jìn)行描述，增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)課件的版權(quán)保護(hù)能力。課件再編輯模塊架構(gòu)

9、如圖：整個(gè)課件再編輯模塊共包括四個(gè)部分：課程編輯準(zhǔn)備部分、課程編輯部分、標(biāo)準(zhǔn)打包部分和XML編輯部分。課程編輯準(zhǔn)備部分，包含導(dǎo)入模塊、課程管理模塊、模板管理模塊、資源收集模塊。導(dǎo)入模塊，負(fù)責(zé)將已有的網(wǎng)絡(luò)課件包解包；課程管理模塊，是準(zhǔn)備部分的核心，負(fù)責(zé)課程的新建、打開、保存；模板管理模塊，負(fù)責(zé)課件演示模板的新建、修改和刪除，客戶可以定制演示區(qū)的個(gè)數(shù)，分布位置，大小，以及填充內(nèi)容；資源收集，負(fù)責(zé)將所使用的教育資源轉(zhuǎn)化為可用的HTML類型。課程編輯部分，包含課程結(jié)構(gòu)編輯模塊、時(shí)間線模塊、同步錄制模塊、預(yù)覽容器。課程結(jié)構(gòu)編輯模塊排布課件的章節(jié)目錄以及與所用資源之間的對(duì)應(yīng)；時(shí)間線模塊排布不同模板演示區(qū)中

10、資源播放的順序；同步錄制模塊負(fù)責(zé)將時(shí)間線模塊中規(guī)定的資源播放順序，寫入到主視頻中；預(yù)覽容器是一個(gè)負(fù)責(zé)預(yù)覽的控件。標(biāo)準(zhǔn)課件打包模塊負(fù)責(zé)將課件的一些特征信息轉(zhuǎn)化為符合內(nèi)容包裝規(guī)范和學(xué)習(xí)對(duì)象元規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)文檔，并同時(shí)把版權(quán)信息嵌入，最后，把這些標(biāo)準(zhǔn)文檔和課件實(shí)體組織、打包形成標(biāo)準(zhǔn)化的網(wǎng)絡(luò)課件包。由于教育標(biāo)準(zhǔn)中涉及到很多XML內(nèi)容，所以，XML編輯模塊就是做關(guān)于XML的基礎(chǔ)操作。3.關(guān)鍵技術(shù)探討3.1整體解決方案778論文在線系統(tǒng)采用微軟的一整套視頻處理方案。系統(tǒng)主要支持的媒體格式是：wmv、wma、asf；采用的視頻編碼codec是WindowsMediaVideo7、WindowsMediaVide

11、o7、WindowsMediaVideo9Screen；采用的編碼SDK是WindowsEncoderSDK和WindowsFormatSDK；采用的流媒體服務(wù)器是WindowsMediaServer。采用微軟的一整套視頻處理方案的主要的原因：微軟的Windows系統(tǒng)是使用最為廣泛的操作系統(tǒng)；微軟的媒體播放器也是使用最為廣泛的媒體播放器之一；微軟提供了一整套的免費(fèi)而且效果還不錯(cuò)的視頻解決方案，它的采用可以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)教育服務(wù)質(zhì)量的要求，同時(shí)，降低網(wǎng)絡(luò)教育的成本；基于微軟的視頻軟件，與操作系統(tǒng)結(jié)合的比較好。同時(shí)，流媒體的播放也采用微軟流媒體服務(wù)器，因此，在微軟整個(gè)解決方案的共同配合下，基于微軟的視頻

12、軟件，給我們的總體視、音頻效果最好；微軟的整體視頻解決方案基于mpeg4，所以，它的編輯性十分強(qiáng)；同時(shí)，在效果相同的情況下，與其它視頻解決方案比較，對(duì)于帶寬的要求也比較低；微軟的視頻編程接口豐富。WindowsEncoderSDK和WindowsFormatSDK使得我們可以十分方便地編輯一些基于微軟格式的視頻資源和一些通用的視頻資源類型，同時(shí)SDK中提供的一些編程例子對(duì)于我們迅速開發(fā)視頻軟件有很大的幫助。align=center/align3.2同步方案在本系統(tǒng)中，多媒體同步解決方案分為三個(gè)部分：教師的視、音頻與一般教育素材之間的同步；教師的視、音頻與教師桌面視頻之間的同步；教師的視、音頻與

13、白板事件之間的同步。但是，無(wú)論何種方案都是基于微軟的流媒體腳本控制技術(shù)的。3.2.1流媒體腳本控制技術(shù)在wmv、wma、asf格式的視、音頻文件中可以插入六種類型的腳本節(jié)點(diǎn)：TEXT、URL、EVENT、CAPTION、FILENAME、OPENEVENT，他們這六種類型的腳本節(jié)點(diǎn)都基于視頻播放的時(shí)間，即：在何時(shí)產(chǎn)生何種事件。其中，TEXT節(jié)點(diǎn)，是在視、音頻流的某個(gè)時(shí)間加入一段文字，這段文字的格式可以是平文本、SAMI文件形式或是HTML格式，當(dāng)視、音頻播放到這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，腳本語(yǔ)言就可以檢測(cè)到這段文字，并可就此做進(jìn)一步處理；URL節(jié)點(diǎn)，是在視、音頻流的某個(gè)時(shí)間加入一個(gè)URL地址，當(dāng)視、音頻播放到

14、這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，腳本語(yǔ)言就可以IE播放檢測(cè)到的URL地址；EVENT節(jié)點(diǎn)，是在視、音頻的某個(gè)時(shí)間加入一個(gè)事件，當(dāng)視、音頻播放到這個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)這個(gè)事件執(zhí)行，這個(gè)事件可以是用戶自定義的，但是事件列表必須在這個(gè)流的WindowsMediaMetafile中定義；CAPTION節(jié)點(diǎn)，同TEXT節(jié)點(diǎn)一樣，也是在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)加入一段文字，但是CAPTION節(jié)點(diǎn)支持標(biāo)準(zhǔn)的HTML格式化，所以，文字樣式可以按照自己要求進(jìn)行格式化；FILENAME節(jié)點(diǎn)，是在視、音頻流的某個(gè)時(shí)間加入一個(gè)文件的鏈接，當(dāng)播放到這個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，此文件打開；OPENEVENT節(jié)點(diǎn)，與EVENT節(jié)點(diǎn)基本相同，只是在事件來(lái)臨前允許視頻預(yù)填充Bu

15、ffer，保存視頻的無(wú)縫連接。3.2.2視、音頻與一般教育素材同步方案視、音頻與一般教育素材同步主要采用URL腳本節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般教育素材主要包括：DOC文檔、PPT文檔、HTML網(wǎng)頁(yè)、圖片、Flash。首先，調(diào)用Word和PowerPoint的編程接口將DOC文檔和PPT文檔轉(zhuǎn)化為HTML網(wǎng)頁(yè)；然后，將轉(zhuǎn)化的網(wǎng)頁(yè)資源和已有的網(wǎng)頁(yè)資源，以及圖片和Flash，采用IIS作為Web服務(wù)器發(fā)布，最后，在需要與之同步的視、音頻的時(shí)間點(diǎn)嵌入這些發(fā)布的URL地址。這樣，在教師的視、音頻播放時(shí)，就能同步地播放教師當(dāng)時(shí)點(diǎn)擊的一般的教育素材。3.2.3視、音頻與教師桌面同步解決方案778論文在線視、音頻與教師桌

16、面視頻的同步主要采用TEXT腳本節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即：在主視、音頻需要桌面視頻切換的時(shí)間點(diǎn)嵌入特殊的TEXT字符串，通知桌面視頻的切換。教師桌面視頻與一般教育素材之間的主要區(qū)別在于，視頻的播放需要緩沖。即，桌面視頻在觸發(fā)它開始播放的時(shí)候，必須首先填滿播放器中的buffer，所以，觸發(fā)的時(shí)間點(diǎn)與視頻的播放就存在一個(gè)時(shí)間差，這樣就造成了教師的視、音頻與教師的桌面視頻的不同步。解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方法是，可以在桌面視頻不進(jìn)行播放的時(shí)候插入一個(gè)全黑的視頻流（由于全黑視頻信息量最小，占有帶寬最小，對(duì)整體的性能的影響最?。?，保持播放器中的buffer的充滿，這樣就解決了桌面視頻在播放前需要填滿buffer而造成不

17、同步的問(wèn)題。3.3多媒體Codec解決方案微軟提供了一些對(duì)于視、音頻的數(shù)字信號(hào)編碼器，每種多媒體數(shù)字信號(hào)編碼器定義了對(duì)于支持的媒體的配置。利用這些Codec可以根據(jù)需要壓縮和解壓縮媒體內(nèi)容。多媒體數(shù)字信號(hào)編解碼器根據(jù)Profile（.prx文件）中的配置進(jìn)行媒體數(shù)據(jù)壓縮。Profile中的配置信息保存在壓縮文件頭中。當(dāng)媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮時(shí)，保存在媒體文件頭的配置信息就被讀取，用來(lái)解壓縮媒體數(shù)據(jù)。各種多媒體Codec的特性不同，而且對(duì)于視頻質(zhì)量的影響很大，所以必須根據(jù)其特性合理使用。如：WindowsMediaVideo9對(duì)于對(duì)比度強(qiáng)的內(nèi)容表現(xiàn)的比較清晰，而且CPU消耗比較小，但是，對(duì)于顏色豐富的內(nèi)容處理的就不近乎人意。而，WindowsMediaVideo7對(duì)于顏色豐富的內(nèi)容處理的就要好的多，但其他性能就都不如WindowsMediaVideo9。3.4內(nèi)容包裝規(guī)范內(nèi)容包裝規(guī)范旨在為學(xué)習(xí)內(nèi)容定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且綁定足夠的描述信息，以便于學(xué)習(xí)資源的快速檢索、有效的共享和交換。只要符合內(nèi)容包裝規(guī)范，不同種類的課件可以作為獨(dú)立單元在不同的平臺(tái)進(jìn)行傳輸、交換和執(zhí)行，可以被不同的制作工具所重用。內(nèi)容包裝規(guī)范使學(xué)習(xí)內(nèi)容成為可以在多個(gè)應(yīng)用與學(xué)習(xí)環(huán)境之間進(jìn)行交換和重用的學(xué)習(xí)單元，有利于不同網(wǎng)絡(luò)教育機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行充分的教育資源共享，減少學(xué)習(xí)內(nèi)容制作