基于流媒體技術(shù)的多媒體課件的研究與設(shè)計-基于流媒體技術(shù)的

1、PAGE PAGE 11基于流媒體技術(shù)的多媒體課件的研究與設(shè)計張曉敏王振勇 （秦皇島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 秦皇島，066100）摘要：流媒體技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)帶寬的增加極大地推動了多媒體課件的發(fā)展。本文列舉了傳統(tǒng)多媒體課件的弊端，對基于流媒體技術(shù)的多媒體課件進行了詳細的介紹，包括流媒體課件素材的制作，流媒體課件的實現(xiàn)，以及流媒體課件的發(fā)布和顯示，重點講述了流媒體課件影音播放和內(nèi)容顯示的同步。關(guān)鍵字：流媒體；課件；SMIL；多媒體中圖法分類號：TP393 文獻標識碼：AMultimedia Courseware Research and Realization Based on Streaming

2、 Media TechnologyZHANGXIAOMIN WANGZHENYONG(Qinhangdao Professional Technology Institute,HeiBei QinHuangDao ,066100 )(email:qhdzxmwyc)Abstract: With the development of streaming media technology and bandwidth, the multimedia courseware system developed in this environment. This paper brings out the m

3、ultimedia courseware system in detail. In this paper, the design of materials in the multimedia courseware, realization of streaming media courseware and the show of courseware are introduced. The most important thing in it is the synchronization of streaming files play and the courseware contents s

4、how. Key words: Streaming Media; Courseware; SMIL; Multimedia 引言隨著計算機的普及，多媒體課件在現(xiàn)代教學(xué)中的作用愈加重要，但是這些課件卻普遍存在著以下問題：課件制作周期太長；資料不能即時更新，難于修改；資源的再利用率太低；交互性能差；流媒體技術(shù)的出現(xiàn)正好解決了以上缺點，成為了開發(fā)多媒體課件的主流。流媒體技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)帶寬的增加，使得各種應(yīng)用也迅速發(fā)展起來，網(wǎng)絡(luò)多媒體課件就是一個應(yīng)用實例。它可以制作出互動式的訓(xùn)練課程內(nèi)容以及電子學(xué)習(xí)教材等。你只需通過瀏覽器，便可以同時看到主講者的影像并聽到主講者的聲音，另外配合同步播放的圖片、文本

5、及動畫等其它媒體內(nèi)容，讓所有人能夠有效的接收到主講者所要傳達的信息和知識，真正實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)時代的“溝通無距離”。流媒體技術(shù)2.1 流媒體簡介流媒體（Streaming Media）是一種可以使音頻、視頻等多媒體形式在網(wǎng)絡(luò)上以實時的，無需下載等待的方式進行播放的技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)亩嗝襟w文件，基本上只有文本、圖像可以按照原格式在網(wǎng)上傳輸，動畫、音頻、視頻等雖然可以直接在網(wǎng)上播放，但文件偏大，即使使用專線上網(wǎng)，也要等完全下載后才能觀看。流式傳輸方式可將視頻、音頻、動畫等多媒體文件經(jīng)編碼工具的特殊處理，分成一個個壓縮包，由流媒體服務(wù)器向用戶計算機連續(xù)、實時傳送。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中，用戶不必等到

6、整個文件全部下載完畢，只需經(jīng)過幾秒或幾十秒的啟動延遲即可觀看，文件的其余部分將在后臺服務(wù)器繼續(xù)下載。流媒體技術(shù)是為解決以Internet為代表的中低帶寬網(wǎng)絡(luò)上多媒體信息傳輸問題而產(chǎn)生、發(fā)展起來的一種網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，可適應(yīng)從窄帶到寬帶任意的網(wǎng)絡(luò)帶寬。目前，流媒體在遠程教育中的應(yīng)用已經(jīng)開始普及，網(wǎng)上直播、點播已經(jīng)實現(xiàn)。利用流媒體技術(shù)制作的遠程教育課件，即可以顯示課程內(nèi)容有關(guān)的文字、圖像、動畫等信息，又能看到教師講解的生動形象，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)，是理想的遠程教育資源。2.2 流媒體文件的制作 對于圖像、文本可以按照原格式在網(wǎng)上進行傳輸，沒有特殊的要求，可以在網(wǎng)上下載，也可以自己通過編輯工具制作等等。在此

7、不做介紹。2.2.1 動畫素材的獲取與處理Flash是Macromedia公司的一個網(wǎng)頁交互動畫制作工具，用它可以制作出一種后綴名為swf的動畫。這個動畫可以插入HTML里，也可以單獨成為網(wǎng)頁。與其它工具相比，它具有矢量描述、播放流暢、數(shù)據(jù)量小、色彩鮮明等特點。Flash采用了“流”技術(shù)，F(xiàn)lash教學(xué)軟件可以邊下載邊播放，這樣就能使整個教學(xué)過程流暢自然。而且用Flash制作的動畫數(shù)據(jù)流很小，有利于它在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸，方便使用者在互聯(lián)網(wǎng)上直接調(diào)用運行。Flash的描述是基于矢量的，用它制作出來的動畫可以任意縮放，不會產(chǎn)生任何的變形。2.2.2音頻素材的獲取與處理音頻素材的獲取方法：(1)利用一些

8、軟件光盤中提供的聲音文件；(2)通過計算機中的聲卡，從麥克風(fēng)中采集語音生成.WAV文件；(3)通過計算機中聲卡的MIDI接口，從帶MIDI輸出的樂器中采集音樂，形成MIDI文件，或者用連接在計算機上的MIDI鍵盤創(chuàng)作音樂，形成.MIDI文件；(4)使用專門的軟件抓取CD或VCD光盤中的音樂，生成聲源素材，再利用聲音編輯軟件對聲源素材進行剪輯、合成，最終生成所需的聲音文件。采集形成的音頻文件，通過RealNetworks公司的RealProducer轉(zhuǎn)換成流媒體*.ra的音頻文件。2.2.3 視頻素材的獲取與處理視頻作為多媒體家族中的成員之一，在多媒體課件中占有非常重要的地位。因為它本身就可以有

9、文本、圖像、圖形、動畫、聲音中的一種或多種組合而成。利用其聲音與畫面同步、表現(xiàn)力強的特點，能大大提高教學(xué)的直觀性和形象性。視頻素材的采集方法很多：(1)最常見的是用視頻捕捉卡配合相應(yīng)的軟件（如Ulead公司的Media Studio以及Adobe公司的Premiere）來采集錄像帶上的素材；(2)利用工具軟件截取VCD上的視頻片段（截取成*.mpg文件或*.bmp圖像序列文件），或把視頻文件*.dat轉(zhuǎn)會成Windows系統(tǒng)通用的*.avi文件；(3)通過攝像機錄制現(xiàn)場實況，也可以通過錄像機錄制電視或衛(wèi)星信號，再通過視頻采集系統(tǒng)將視頻源轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)視頻文件。采集形成的視頻文件，通過Real公司的

10、Real Producer轉(zhuǎn)換成流媒體*.rm的視頻文件。流媒體課件的結(jié)構(gòu)本文所設(shè)計的多媒體課件是基于頁面形式顯示的，即由若干個頁面鏈接成“網(wǎng)狀”系統(tǒng),每個頁面又由若干反映被講授知識點的多媒體素材（積件元數(shù)據(jù)）聚集而成，每個積件元數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)會發(fā)生一系列行為或狀態(tài)變化，由此完成了輔助教學(xué)的功能。圖1所示為多媒體課件的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。每一行表示一頁，此多媒體課件有n頁組成，對第i頁來講，它是由積件ji1，ji2，jiki構(gòu)成的，而頁與頁間是通過Ts（觸發(fā)鏈接的事件集）鏈接來實現(xiàn)連接的。同樣，Tp（觸發(fā)鏈接的事件集）實現(xiàn)了積件元數(shù)據(jù)與積件元數(shù)據(jù)之間的連接，以及實現(xiàn)了頁面之間的積件元數(shù)據(jù)之間的跳轉(zhuǎn)。

11、流媒體課件的層次結(jié)構(gòu)通過上面的分析，把多媒體課件的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分成三個層次，即系統(tǒng)級，頁面級和積件級。系統(tǒng)級 系統(tǒng)級主要描述組成課件的頁面間的鏈接關(guān)系，定義如下： 其中：是組成系統(tǒng)的頁面集，是觸發(fā)鏈接的事件集，是到的映射。如果，則當前頁面遇到鏈接事件，轉(zhuǎn)向頁面；是起始頁面，；為退出系統(tǒng)的終止頁面集，。頁面級頁面級描述每一個頁面從進入到退出的展示周期內(nèi)，組成頁面的積件集及其變化。定義如下： 其中：是頁面展開周期內(nèi)出現(xiàn)的所有積件元數(shù)據(jù)集合；是頁面狀態(tài)集，中的元素是的子集，表示頁面可能出現(xiàn)的積件元數(shù)據(jù)集；是觸發(fā)頁面狀態(tài)變化的事件集；是到的映射，如果，則當前狀態(tài)遇到事件，轉(zhuǎn)入狀態(tài)；是進入頁面時的初始狀態(tài)，

12、；是退出頁面時的終止狀態(tài)集，。積件級積件級進一步描述組成頁面的每一個積件元數(shù)據(jù)從出現(xiàn)到消失的整個生命周期內(nèi)發(fā)生的一系列狀態(tài)變化，即關(guān)注的是多媒體素材的動態(tài)特性。它有兩層含義：一是積件元數(shù)據(jù)的外在狀態(tài)的變化，如視頻積件元數(shù)據(jù)的開與關(guān)等；二是積件元數(shù)據(jù)的內(nèi)在特征，反映為積件的屬性值和與積件狀態(tài)變化緊密相關(guān)的各種變量值等，如視頻“開關(guān)”屬性值以及它的聲音大小的屬性值等。定義如下：其中：是積件元數(shù)據(jù)的狀態(tài)集；是觸發(fā)積件狀態(tài)變化的事件集；是到的映射，如果，則當前狀態(tài)遇到事件，轉(zhuǎn)入狀態(tài)；是積件呈現(xiàn)時的初始狀態(tài)，；是積件元數(shù)據(jù)的終止狀態(tài)集，。流媒體課件的層次結(jié)構(gòu)，旨在幫助教師快速建立自己的課堂用輔助教學(xué)軟件

13、，將自己的教學(xué)思想、授課經(jīng)驗、構(gòu)思、創(chuàng)意等逐步在軟件中實現(xiàn)。在設(shè)計自己的教學(xué)課件時，按照層次模型構(gòu)造過程逐層制作，逐步求精。每下一層都是建立在上一層的基礎(chǔ)之上，并進一步進行細化而得到的。它在設(shè)計的過程中重點突出了課件的時間和空間布局的問題，在下面的內(nèi)容中重點介紹課件在解決時空問題的基礎(chǔ)上實現(xiàn)課件的流媒體課件的實現(xiàn)流媒體課件能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體資源的共享，重組等傳統(tǒng)的多媒體課件不能解決的問題，但是它是怎樣來組織多媒體素材的，如何達到共享的，如何實現(xiàn)多媒體素材片斷連續(xù)、平滑地播放，如何實現(xiàn)其時間和空間上的同步性等。同步多媒體集成語言（SMIL）的目的就是要定義一種描述多媒體信息的單一格式，這種多媒體信息

14、能夠被瀏覽器和播放器閱讀和執(zhí)行，然后以媒體同步的方式播放。SMIL語言的簡介SMIL（Synchronized Multimedia Integration Language）是一種基于網(wǎng)絡(luò)的同步多媒體集成語言，由3W(WorldWideWebConsortium) 于1998年6月發(fā)布問世。最新的SMIL版本是2001年8月推出的SMIL2.0。SMIL與HTML（超文本傳輸語言）的語法格式非常相似，HTML主要針對普通的網(wǎng)絡(luò)媒體文件進行操縱，是文本、圖像、動畫、音頻、視頻的機械堆砌，而SMIL則操縱多媒體片斷，對多媒體片斷的有機的、智能的組合。SMIL用簡單且有效的標記語言來說明一個媒體片

15、斷何時播放，在窗口的什么位置播放，以什么樣的方式播放等，從而實現(xiàn)音頻、視頻、文本、圖像等媒體的并發(fā)實時播放。SMIL可以直接組織使用各種不同類型的多媒體文件，根本不需要對源文件進行任何的修改。不僅如此，SMIL可以同步播放不同位置（不同服務(wù)器）上的分離多媒體片斷，可以控制多媒體片斷的起始、結(jié)束及持續(xù)時間，甚至可以做出動畫效果，還可以對一個頁面的不同區(qū)域根據(jù)需要進行布局。媒體播放器經(jīng)解析載入的SMIL文件,將相應(yīng)的媒體文件集成到同一窗口進行同步播放。SMIL只是將各種媒體文件關(guān)聯(lián)起來,而不是把它們打包為一個大的集成課件,因此，我們重新編輯同樣的媒體素材，就可得到另一種媒體播放方式的SMIL文件。

16、5.2 流媒體課件的播放 SMIL不但可以描述視頻，還可以描述文字、圖像和音頻，它將時間信息和空間定位信息保存為一個只有幾百到幾千字節(jié)大小的*.smil文本文件。對于*.smil文件的播放，支持的公司越來越多。例如RealNetwork公司開發(fā)的RealPlayer播放器，Microsoft公司的Windows Media Player播放器，以及蘋果公司的QuickTime軟件等都對SMIL支持。 從各個方面考慮，本文采用了RealNetworks公司的RealPlayer播放器來播放*.smil文件，它對SMIL的支持比較完善，即支持SMIL1.0，又支持SMIL2.0。5.3 流媒體課件的實現(xiàn)基于本文提出的流媒體課件的模型，開發(fā)了C語言程序設(shè)計課程的多媒體課件。主要代碼如下： !- - 多媒體課件制作完畢以后，把此課件的SMIL文件放到服務(wù)器上的指定目錄下，然后就可以通過瀏覽器進行演示了。結(jié)束語本文結(jié)合流媒體技術(shù)對多媒體課件進行了研究，介紹了多媒體課件的時間和空間的分布，并對多媒體課件的制作和播放中的同步設(shè)計進行了詳細的分析。在這里，基于流媒體技術(shù)的多媒體課件實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)課件的網(wǎng)上點播，體現(xiàn)了邊下載邊播放以及影音播放與內(nèi)容顯示同步等特點。參考文獻：1 RealSystem SDKR. Real Networks.2 Advan