流媒體技術基礎課件

1、第二章 流媒體技術基礎2.1 Windows Media 2.2 Real Media2.3 QuickTime2.4 其他流媒體技術Flash流格式動畫2.1 Windows Media Windows Media Technology是Microsoft提出的信息流式播放方案，旨在Internet和Intranet上實現包括音頻、視頻信息在內的多媒體流信息的傳輸。 其技術核心是ASF（Advanced Stream Format 高級流格式）文件，ASF是一種包含音頻、視頻、圖像以及控制命令、腳本等多媒體信息的數據格式，通過分成一個個的網絡數據包在Internet上傳輸，實現流式多媒體內容

2、發(fā)布，因此，我們把在網絡上傳輸的內容就稱為ASF Stream。 ASF支持任意的壓縮/解壓縮編碼方式，并可以使用任何一種底層網絡傳輸協(xié)議，具有很大的靈活性。2.1.1 Windows Media 技術平臺概述Windows Media 技術平臺由Media Tools，Media Server和Media Player工具構成。 1）Media Tools是整個方案的重要組成部分，它提供了一系列的工具幫助用戶生成和編輯ASF格式的多媒體流（包括實時生成的多媒體流）； 2）Media Server可以保證文件的保密性，不被下載，并使每個使用者都能以最佳的影片品質瀏覽網頁，同時具有多種文件發(fā)布形

3、式和監(jiān)控管理功能； 3）Media Player則提供強大的流信息的播放功能。 1.Windows Media工具創(chuàng)建、編輯工具； 2.Windows Media服務器單播、組播（廣播）； 3.Windows Media播放。創(chuàng)建工具： 生成ASF格式的多媒體流編輯工具：Media播放將實時或存儲的視頻、音頻內容轉化為ASF流，經服務器在網絡中傳送。編碼：Media Encoder創(chuàng)作：Media Author演示音頻轉換：VidToAsf、WavToAsf 聲音、電影文件Asf格式對ASF格式的流信息進行編輯與管理后期制作工具， ASF Check、 ASF Chop用于檢驗、修復或新增與刪

4、除asf要素?？梢圆シ艈尾?、組播（廣播）提供的內容2.1.2 Windows Media 組件2.1.3 ASF格式ASF是一種數據格式，音頻、視頻、圖形、動畫以及控制命令腳本等多媒體信息通過此格式，以網絡數據包的形式傳輸，實現流式多媒體內容發(fā)布。 ASF的技術特點: 主要視頻部分采用MPEG-4壓縮算法； 音頻部分采用WMA算法； 壓縮比和視、音頻的質量均好。 ASF最大的優(yōu)點就是體積小、適合網絡傳輸。特點： (1)可擴展的媒體類型（ASF文件允許制作者很容易的定義新的媒體格式類型）。 (2)部件下載（具有特定的有關播放的信息，這些信息能夠為客戶機找到合適的所需的播放部件）。 (3)可伸縮的

5、媒體類型（ASF是設計用來表示可伸縮的媒體類型的“帶寬”之間的依賴關系）。 (4)流的優(yōu)先級化（ASF允許制作者有效的表達他們的意見（有關媒體的優(yōu)先級）甚至在可伸縮媒體類型出現的情況下也可以）。 (5)多語言（ASF設計支持多語言）。 (6)目錄信息（ASF提供可繼續(xù)擴展的目錄信息的功能）。ASF文件格式： ASF 格式文件基本的組織單元稱為ASF對象，其結構包括：全球唯一的對象標識符（Object ID）16B=128位；對象大小（Object Size）8B=64位；和可變長的對象數據（Object Data）XB。ASF文件邏輯上是由三個高層對象組成:頭對象（Header Object）

6、數據對象(Data Object)和索引對象(Index Object) ASF文件的三個高層對象ASF連接對象頭對象頭對象數據對象索引對象其他對象ASF 頭對象 在ASF的三個高層對象中，頭對象是唯一包含其他ASF 對象的對象。頭對象可能包含以下對象： 文件屬性對象全局文件屬性。 流屬性對象定義一個媒體流和其屬性。 內容描述對象包含所有目錄信息。 部件下載對象提供播放部件信息。 流組織對象邏輯上把多個媒體流組織在一起。 可伸縮對象定義媒體流之間的可伸縮的關系。 優(yōu)先級對象定義相關流的優(yōu)先級。 相互排斥對象定義排斥關系如語言選擇。 媒體相互依賴對象定義混合媒體流之間的相互依賴關系。 級別對象根

7、據W3C PICS定義文件的級別。 索引參數對象提供必要的信息以重建ASF文件的索引。ASF數據對象 數據對象包含一個ASF 文件的所有多媒體數據。多媒體數據以ASF數據單元的形式存儲，每一個ASF數據單元都是可變長的，且包含的數據必須是同一種媒體流。ASF索引對象 ASF索引對象包含一個嵌入ASF文件的多媒體數據的基于時間的索引。2.2 Real Media1、Real Networks公司是世界領先的網上流式視音頻解決方案的提供者，提供從制作端、服務器端到客戶端的所有產品。它的客戶端播放器 Realplayer的全球注冊人數已經達到4億人。Rea Networks公司最新的網上流式視音頻解

8、決方案叫RealSystem IQ，其優(yōu)點是容易安裝，在高低帶寬均可提供良好的視音頻質量，但價格較貴。作為流媒體領域的主導廠商，Rea Networks公司憑借其優(yōu)秀的技術,占領了一多半的網上流式視音頻點播市場。RealMedia發(fā)展的時間比較長，因此具有很多先進的設計，例如：可伸縮視頻技術：可以根據用戶計算機速度和鏈接質量而自動調整媒體的播放質量。兩次編碼技術：可通過對媒體內容進行預掃描，再根據掃描的結果來編碼從而提高編碼質量。自適應流技術：可通過一個編碼流提供自動適合不同帶寬用戶的流播放。2.2.1 Real system系統(tǒng)組成Real System由媒體內容制作工具Real Produ

9、cer、服務器端RealServer、客戶端軟件（Client Software）3部分組成。 Real System采用SureStream技術，自動地并持續(xù)地調整數據流的流量以適應實際應用中的各種不同網絡帶寬需求，輕松實現視音頻和三維動畫的回放。2.2.2 Real Media文件格式在Real Media 規(guī)范中主要包括三類文件：RealAudio：傳輸接近CD音質的音頻數據RealVideo：傳輸不間斷的視頻數據RealFlash：高壓縮比的動畫格式RealMedia 文件格式；使RealSystem可以通 過各種網絡傳送高質量的多媒體 內容。 1. 加標志的文件格式 使用四字符編碼來

10、標識文件元素。文件的基本部件是塊（chunk）每個塊包括下面字段： ID:指明塊標識符的四字符編碼； Size:塊中限定數據大小的32位數值； Data:數據塊部分。依類型的不同，上層的塊可以包含子對象。2. 報頭部分 一般情況下，RealMedia 的報頭部分有下面四種： RealMedia文件報頭RealMedia文件的第一個塊 屬性報頭（Properties Header ） 媒體屬性報頭（Media Properties Header ） 內容描述報頭（Content Description Header ） RealMedia 文件報頭以后，其它報頭的出現可以任何次序。 3. 數據部

11、分（Data Section） 由數據部分報頭和后面排列的媒體數據包組成。數據塊報頭標志數據塊的開始，媒體數據包是流媒體數據的數據包。4. 索引部分（Index Section） 由描述索引區(qū)內容的索引塊報頭和一串索引記錄組成2.2.3 Real System中的數據通信RealProducerRealServerRealPlayerTCPUDPTCPUDPReal Player 播放過程RAM2.2.4 Real System 系統(tǒng)中 RTSP 通信RTPRTSP ServerTCP控制信道單工UDP信道(provide media data)全雙工UDP信道(provide synchro

12、nization)Odd PortRTSP ClientEven PortOdd PortRDTRTSP ServerTCP控制信道單工UDP信道(provide media data)單工UDP重發(fā)請求服務器端口缺省值：554RTSP Client2.2.5 Real Server中的多播技術將一個現場直播流同時傳遞給多個客戶端，而無需為每一客戶的連結發(fā)送一個單獨的數據流,客戶端只需連結到這個數據流，而不是連結到 Real Server，從而降低帶寬的使用。為了利用多播技術的優(yōu)勢，在服務器和客戶端之間的所有設備必須是支持多播技術的，包括路由器、交換機和其他的網絡設備。一般用在Intranet

13、環(huán)境中。1. Back-Channel Multicast（反向信道多播）在客戶端和服務器之間保持一個用于統(tǒng)計和控制信息交互的控制信息雙向傳輸RTSP或PNA協(xié)議：提供驗證和連接統(tǒng)計功能2. Scalable Multicast（可伸縮多播）無控制信道用戶統(tǒng)計只能在多播結束或用戶停止播出或關閉Real Player時進行單向傳輸UPL格式SDP（會話描述協(xié)議）2.2.6 Real Server中的分流技術一般用于網絡直播Transmitter（發(fā)送服務器）通過UDP單播、UDP組播和TCP將直播媒體流發(fā)送到分布在各地的多個接收服務器，客戶端可以就近訪問服務器獲得較高質量的媒體流。減少帶寬使用T

14、ransmitter與Receiver（接收服務器）之間由高速鏈路連接。2.2.7 Sure Stream存在問題：通過低速率調制解調器與Internet連接；限制發(fā)布媒體質量或連接人數。解決方法：一、服務器減少發(fā)送給客戶端的數據而阻止再緩沖，在Real System 5.0中，稱為“視頻流瘦化”；二、根據不同連接速率創(chuàng)建多個文件，根據用戶連接，服務器發(fā)送相應文件。Sure Stream技術：一、確立一個編碼框架，允許不同速率的多個流同時編碼，合并到同一個文件中；二、采用一種復雜客戶/服務器機制探測帶寬變化。2.3 Quick Time2.3.1 Quick Time 文件格式媒體描述和媒體數

15、據分開存儲媒體描述或元數據（Meta-Data）Movie：包含軌道數目、視頻壓縮格式和時間信息，媒體數據存儲區(qū)域的索引媒體數據：所有的采樣數據，如視頻幀和音頻采樣媒體數據可與QuickTime movie存儲在同一個文件中，也可在一個單獨的文件或者在幾個文件中1. Atom2. QuickTime Atom Containers數據類型數據大小信息Data報頭數據數據類型子原子葉原子數據大小信息Data數據大小信息原子ID原子類型數據類型Data數據大小信息數據類型雙親原子2.3.2 Quick Time 文件結構一群原子的集合不規(guī)定原子的次序2.3.3 Quick Time MovieVi

16、deo Media 信息Music Media 信息Text Media 信息TracksMovies2.3.4 Quick Time 制作技術媒體制作軟件 Quick Time Pro制作虛擬環(huán)境的工具軟件 Quick Time VR2.3.5 Quick Time 發(fā)布技術點播、實時廣播、非實時廣播RTP/RTSP（高帶寬用戶）；HTTP（低帶寬用戶）不支持 Sure Stream 技術2.3.6 Quick Time 播放技術Quick Time Player2.4 Flash流媒體交互式矢量動畫標準 采用矢量作圖技術：各元素均為矢量；只用少量的數據就可以描述一個復雜的對象 體積小，加載

17、速度快，采用流控制技術（易于網上流傳） 由時間發(fā)展為先后順序排列的一系列編輯幀組成 除傳統(tǒng)的“幀幀”動畫變形，還支持過渡變形技術，包括移動變形和形狀變形 交互性：通過 Action Script 實現 服務端 Flash Media Server 包括四個部分：交互服務器、版權保護、媒體流服務器、編碼服務器。 制作端Flash, Flash Video Encoder客戶端 Adobe Flash Player流媒體格式.swf .flv1.FLV文件格式特點：相當簡單，且文件更小，因此很多的視頻網站都采用FLV作為流媒體文件。FLV是一個二進制文件，由文件頭和很多tag組成。Tag又 可以分

18、成三類：Audio、Video、Script，分別代表音頻流、視頻流、腳本流（關鍵字或者文件信息之類）文件頭tag1內容1tag2內容2 FLV文件頭：包括文件類型之類的全局信息文件類型版本流信息Header長度3個字節(jié)文件格式標識FLV( 0 x464C56 )1個字節(jié)標識文件的版本號 0 x01 1個字節(jié) 前5個bit是0 第6個bit為1表示有音頻 第7個bit是0 第8個bit為1表示有視頻4個字節(jié) 標識文件頭長度2.SWF文件格式特點：1）SWF是Flash Player可以執(zhí)行的唯一文件格式。2）其他任何文件資源如Jpeg、Gif、MP3等，都必須內嵌于SWF文件，或通過其下載?？砂裇WF想象成一個“可執(zhí)行文件”，這個文件內嵌必要的靜態(tài)（比如矢量圖形、視頻、文本等）和ActionScript二進制代碼。 3）“可執(zhí)行文件”也能夠調用外部資源，比如圖片、視頻甚至其他SWF文件。 4）有的SWF文件只包含可執(zhí)行代碼，沒有資源文件。關口前移，防患于未然。7月-227月-22Tuesday