流媒體技術(shù)及其在校園教育信息資源傳輸中的應(yīng)用

1、流媒體技術(shù)及其在校園教育信息資源傳輸中的應(yīng)用               摘要： 流媒體技術(shù)可用來實現(xiàn)網(wǎng)上音視頻數(shù)據(jù)邊下載邊播放。本文就流媒體技術(shù)、校園網(wǎng)中的教育信息資源傳輸技術(shù)以及多媒體信息的流式傳輸進行了論述,并對自己研制的“P&DP-VOD”系統(tǒng)的教學(xué)應(yīng)用進行了探討。          關(guān)鍵詞： 流媒體;VOD;信息資源   

2、;        一、引言在高等學(xué)校已實現(xiàn)了“校校通”的同時,教育部正在對基礎(chǔ)教育實施“校校通”工程。我國現(xiàn)有中小學(xué)生 2.27億人,中小學(xué)校64.75萬所,高等學(xué)校2000多所。到2001年底,全國中小學(xué)開通校園網(wǎng)的學(xué)校有 15579所,再加上高校的校園網(wǎng),估計目前全國校園網(wǎng)總數(shù)超過20000個。假設(shè)平均每個校園網(wǎng)造價為 50萬元,全國校園網(wǎng)總計投資已超過100億元,這表明國家和各級管理部門對教育的高度重視。國家在教育經(jīng)費十分緊張的情況下如此巨大的投資,期望的是校園網(wǎng)要發(fā)揮更大的教育、科研和管理效益。  

3、;        可實際情況又是如何呢?作者查閱過關(guān)于校園網(wǎng)的文章,調(diào)查過有關(guān)學(xué)校,發(fā)現(xiàn)大家均有同感:憂多于喜。不容否定,校園網(wǎng)在學(xué)校的教育教學(xué)中正發(fā)揮著無可替代的作用,但是也還存在諸多令人擔(dān)憂的問題,諸如“有路無車”、“有車無貨”、“有貨無用”(有人把“網(wǎng)絡(luò)”比作“路”,把“應(yīng)用軟件”比作“車”,把“信息資源”比作“貨”)的現(xiàn)象依然普遍存在。原因是多方面的,有思想認識方面的原因,有管理方面的原因,也有技術(shù)方面的原因。本文首先介紹校園網(wǎng)教育信息資源傳輸技術(shù)的發(fā)展,然后重點論述流媒體技術(shù)以及如何將它用于校園教育信息資源建設(shè)中。

4、          二、校園網(wǎng)上教育信息資源傳輸技術(shù)的發(fā)展          1.校園教育信息資源的類別校園教育信息資源的內(nèi)容是廣泛的,它包含教學(xué)、科研、管理等諸方面。從其表現(xiàn)形式來分,包括文本、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫等。按其存儲的介質(zhì)形式可分為紙質(zhì)介質(zhì)存儲(圖書資料、教材教輔和文件報表等)、磁性介質(zhì)存儲(錄音帶、錄像帶、磁盤和磁帶等)和塑基介質(zhì)存儲(VCD、DVD和電腦光盤等)。  

5、60;        2.校園網(wǎng)上教育信息資源傳輸面臨的困難人們在欣喜校園網(wǎng)建成的同時,也在埋怨校園網(wǎng)上教育信息資源之匱乏。目前絕大多數(shù)校園網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)男畔①Y源是靜態(tài)圖文信息,它不過是書本的搬家, 但建網(wǎng)的目的不是為了實現(xiàn)這種搬家。在教育信息資源中教學(xué)信息是其主要的信息,而它卻是由圖文聲像組成的多媒體信息,它是一個與時間密切相關(guān)的時基信息。另外,教育信息系統(tǒng)應(yīng)是一個雙向系統(tǒng),教育者與受教育者之間應(yīng)有雙向交流,要能即時進行反饋控制,要有主動選擇所需信息的機制。然而,要實現(xiàn)上述功能,傳統(tǒng)的傳輸方式是不適應(yīng)的。  

6、;        由于數(shù)字化后的音視頻信息,其數(shù)據(jù)量很大,需要的存儲空間很大,對帶寬要求也很高,不經(jīng)過特殊編碼壓縮很難在網(wǎng)上傳輸。目前普遍采用“先下載后播放方式”,即將音視頻等多媒體信息得先下載到本地硬盤上,然后再播放,而下載時常常要花數(shù)十分鐘到數(shù)小時。比如:1分鐘的按MPEG-1方式(即 VCD)壓縮的視音頻節(jié)目所需的存儲空間約為 10MB,一部2個小時的MPEG-1視頻教材需要約 1GB的存儲空間,如果使用56Kbps的Modem接入下載的話,1分鐘的節(jié)目需下載25分鐘,要下載一部稍長一點的片子將等待數(shù)小時,這簡直讓人難

7、以忍受。為了很好地解決網(wǎng)上傳輸多媒體音視頻信息,研究者們已研究出來另一種新的技術(shù)流媒體技術(shù)。          3.校園網(wǎng)上教育信息資源的傳輸技術(shù)隨著技術(shù)的發(fā)展,校園網(wǎng)傳輸?shù)慕逃Y源大致可分為三個階段:第一階段是以靜態(tài)HTML頁面為主要形式的“圖文靜態(tài)頁面”階段,這一階段傳輸?shù)膬?nèi)容主要是文本,以及少量的圖片,但它們都是靜態(tài)的,它以圖文頁面來反映教學(xué)內(nèi)容,以超級連接方式反映教學(xué)內(nèi)容之間的關(guān)系,學(xué)習(xí)者以Web方式在線瀏覽學(xué)習(xí);第二階段是以Web數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)的包含音視頻素材的“圖文動態(tài)頁面”階段,其內(nèi)容除了靜態(tài)

8、圖文外,還有音頻素材供下載后使用,師生可用BBS、電子郵件離線雙向交流;第三階段就是以流媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的流式傳輸階段,主要特征是可以使音視頻信息邊下載邊播放,師生可以在線雙向交流。目前在我國僅有少數(shù)高校的網(wǎng)絡(luò)采用了流媒體技術(shù),而大多數(shù)還停留在第二階段。          三、流媒體技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)簡介           1.流媒體的含義 “流媒體”(Streaming Media)是指在Internet/

9、Intranet中使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)時基媒體?！傲鳌?(Stream)是指通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以及與該數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的所有控制信息,它是流媒體數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式和播放方式。這種由數(shù)據(jù)及其相關(guān)控制信息組成的數(shù)據(jù)格式稱為流格式,按照流格式形成的數(shù)據(jù)稱為數(shù)據(jù)包,一個多媒體文件經(jīng)特殊壓縮編碼式后形成的所有數(shù)據(jù)包構(gòu)成了該文件的數(shù)據(jù)流,即流媒體。流媒體不是一種新的媒體,只是多媒體的另一表現(xiàn)形式。流媒體技術(shù)的實現(xiàn)需要相應(yīng)軟硬件環(huán)境和相應(yīng)的控制協(xié)議。          2.流媒體的優(yōu)點(1)啟動延時短。流媒體文件的播放是采

10、用邊傳輸、邊播放方式,在用戶端,當用戶點擊播放連接時, 只需要一段較短的預(yù)置時間(幾秒鐘到十幾秒鐘),文件就開始播放了,避免了用戶長時間等待的問題。(2)存儲空間少。流媒體運用了特殊的數(shù)據(jù)壓縮 /解壓縮技術(shù)(CODEC),與同樣的聲音文件(.wav) 以及視頻文件(.avi)相比,同樣內(nèi)容的流媒體文件的體積只有它們的5%左右。另外,由于它采用的是“邊傳輸邊播放邊丟棄”技術(shù),流媒體數(shù)據(jù)包到達終端后經(jīng)過播放器解碼還原出視頻信息后即丟棄,只需要少量的緩存,不需要占用很多存儲空間。(3)所需帶寬小。由于多媒體文件經(jīng)壓縮后體積大大縮小,所以傳輸?shù)膸捯笠草^低,用普通Mo- dem撥號上網(wǎng)的用戶也可進行視頻點播。(4)可雙向交流。流媒體服務(wù)器與用戶端流媒體播放器之