視頻流媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

...v.視頻流媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用視頻廣凌—專業(yè)流媒體視頻門戶開發(fā)平臺摘要：隨著多媒體技術(shù)在高校教學(xué)應(yīng)用中的不斷深入，簡單的演示文稿教學(xué)方式已不能適應(yīng)高校教學(xué)任務(wù)的需求。突破固有框架，借鑒其他技術(shù)手段，搭建更實(shí)用更便捷的教學(xué)系統(tǒng)，已經(jīng)成為高校教育改革的首要任務(wù)。流媒體技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)異步傳輸技術(shù)的開展，為科技整合教育資源提供了一個(gè)方向。將音視頻素材以流媒體形式進(jìn)展處理，利用流媒體技術(shù)把教師的現(xiàn)場視頻推送到學(xué)生客戶端，視頻流媒體技術(shù)與校園網(wǎng)的友好結(jié)合，使其在高校教學(xué)中有了更加廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：流媒體技術(shù)；教學(xué)；校園網(wǎng)；高?，F(xiàn)狀分析目前的高校教學(xué)，大多以課堂播放演示文稿的方式進(jìn)展，這雖然利用了現(xiàn)代多媒體技術(shù)，對提高課堂效率有一定的作用，但課件過于程式化、忽略學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性、不能和學(xué)生進(jìn)展有效的互動(dòng)，這些都掩蓋了多媒體技術(shù)的優(yōu)勢，并沒有從根本上改變傳統(tǒng)的填鴨式教學(xué)方式?；谶@一現(xiàn)狀，本文重點(diǎn)闡述了視頻流媒體技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)?；诹髅襟w效勞器推送技術(shù)設(shè)計(jì)，輔助互聯(lián)網(wǎng)異步傳輸技術(shù)，把教師現(xiàn)場教學(xué)和學(xué)生線上反應(yīng)嚴(yán)密結(jié)合，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為主體的新的互動(dòng)教學(xué)方案。二、視頻流媒體技術(shù)相對于傳統(tǒng)音視頻媒體的優(yōu)勢流媒體技術(shù)就是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放到的效勞器上，讓用戶邊下載邊觀看、收聽，而無須等整個(gè)壓縮文件下載到自己的機(jī)器上才可以觀看的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。流媒體具有傳輸速率高、數(shù)據(jù)同步、穩(wěn)定性高等特性，是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)音頻和視頻傳輸?shù)淖钫_方式。將音視頻素材以流媒體形式進(jìn)展處理，具有傳統(tǒng)音視頻技術(shù)無可比較的優(yōu)勢?！?〕快速數(shù)據(jù)存取。由于完全兼容的文件傳輸模式，能夠直接實(shí)現(xiàn)素材到磁盤上的上載〔采集〕、編輯或播出。網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)可以讓本地和遠(yuǎn)程的用戶迅速地采集、編輯、播出、瀏覽音視頻素材，通過直接到磁盤的模式或文件傳輸模式，媒體資產(chǎn)能夠迅速地被編輯節(jié)點(diǎn)應(yīng)用。〔2〕發(fā)布發(fā)行工作流程簡捷。過去用傳統(tǒng)方式發(fā)布音視頻作品通常需要親自遞交媒體介質(zhì)，如錄像帶、光盤等，并且由于各種素材載體的不兼容性，給素材的傳輸和交流都帶來了一定的困難。如果通過局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接，可以創(chuàng)立虛擬的設(shè)備環(huán)境，可以實(shí)現(xiàn)不同地域之間的上載素材、編輯和播出。傳統(tǒng)的音視頻設(shè)備受物理和地理?xiàng)l件限制的狀況將被徹底改變。〔3〕海量硬盤存儲技術(shù)。用戶可以將視頻作為數(shù)據(jù)存儲，也可以選擇任何文件格式的存儲方式，如DVD盤片、數(shù)據(jù)流磁帶、長期的離線硬盤存儲等,存儲數(shù)據(jù)量大，屢次使用不會(huì)損失信號質(zhì)量，防止了模擬信號復(fù)制后衰減的弊端。另外，隨著磁盤或光盤的硬盤攝像機(jī)趨于成熟，音視頻信號將不以傳統(tǒng)的錄像帶作為存儲載體，而是以數(shù)據(jù)文件的方式存儲在磁盤上，或通過光盤庫和磁帶庫的機(jī)械手來實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)的存取。 三、視頻流媒體技術(shù)在高校里的應(yīng)用 大量視頻和音頻數(shù)據(jù)的傳輸是校園網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用，在高校內(nèi)視頻流媒體技術(shù)主要應(yīng)用在以下幾個(gè)方面： 〔1〕課件點(diǎn)播。隨著多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的開展，遠(yuǎn)程教育規(guī)模也在快速的開展中。課件點(diǎn)播是遠(yuǎn)程教育的主要形式。將教師講課內(nèi)容用攝像機(jī)拍攝下來，采集進(jìn)計(jì)算機(jī)后進(jìn)展編輯；將教材的相關(guān)文字內(nèi)容輸入計(jì)算機(jī)，并適當(dāng)參加圖形、圖像、動(dòng)畫等。搜集和課件相關(guān)的音視頻素材，并轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)文件格式，用多媒體集成工具如Authorware、Powerpoint或是SMIL語言將講課錄像、教材文本、動(dòng)畫素材和搜集到的其他素材集成到一起，制作出表現(xiàn)力豐富的多媒體課件，轉(zhuǎn)換成流媒體格式文件后放到視頻效勞器上，再集成到里發(fā)布出去，如果需要對學(xué)生收費(fèi)，還要加上身份認(rèn)證、計(jì)費(fèi)等功能。這樣，即實(shí)現(xiàn)了課件點(diǎn)播功能。〔2〕交互教學(xué)。隨著教育教學(xué)的改革，學(xué)生可以更加自由地選擇教師，這使得聽名師授課的學(xué)生會(huì)很多，即使是很大的教室，也可能容納不下，可用流媒體技術(shù)解決這一問題，將一臺攝像機(jī)放在教師授課的教室，將拍攝的教師授課過程實(shí)時(shí)地傳輸?shù)揭曨l編碼機(jī)，經(jīng)過采集卡的采集、編碼后上傳到視頻效勞器，再由視頻效勞器實(shí)時(shí)發(fā)布到終端計(jì)算機(jī)，利用投影儀將教師授課過程實(shí)時(shí)地播放出來，供其他教交流。 〔3〕電視直播。學(xué)生宿舍很少有電視機(jī)，但計(jì)算機(jī)很普遍。為了使學(xué)生能了解更多的信息，豐富學(xué)生的業(yè)余生活，可以在校園網(wǎng)上轉(zhuǎn)播電視節(jié)目。利用電視卡接收電視信號，輸出到視頻采集卡，經(jīng)過采集、編碼，上傳到視頻效勞器后，再集成到里，就可以在網(wǎng)上實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)播了。〔4〕遠(yuǎn)程監(jiān)控。實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)有助于學(xué)生管理工作，增加學(xué)校的平安性。如果使用同軸電纜傳輸模擬視頻信號，超過幾百米便需要放大中繼，在距離上會(huì)受到限制。此外，常規(guī)系統(tǒng)在一路同軸電纜上只能傳輸單一視頻信號，傳輸控制信號和語音需要單獨(dú)敷設(shè)電纜，用網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)能夠很好地解決這個(gè)問題。由于視頻傳輸編解碼器同時(shí)處理了圖像、聲音和數(shù)據(jù)信號，在同一傳輸數(shù)據(jù)流中就同時(shí)包含了所需的三種信號，因此在監(jiān)控系統(tǒng)中可用一條線路同時(shí)傳輸現(xiàn)場的圖像、聲音和控制信號。在校園內(nèi)適當(dāng)?shù)奈恢貌贾靡恍z像機(jī)，將幾路攝像機(jī)編為一組，連接到視頻編碼機(jī)上。由編碼計(jì)算機(jī)采集編碼后上傳到計(jì)算機(jī)監(jiān)控中心，在控制中心可監(jiān)視整個(gè)校園?！?〕視頻會(huì)議。在IP網(wǎng)上的視頻會(huì)議系統(tǒng)和基于硬件的傳統(tǒng)的視頻會(huì)議系統(tǒng)比較，具有本錢低，使用方便靈活的優(yōu)勢。視頻會(huì)議對實(shí)時(shí)性的要求更高，在一個(gè)視頻會(huì)議中，各個(gè)會(huì)議點(diǎn)用音視頻采集設(shè)備得到多媒體內(nèi)容信息，經(jīng)過數(shù)字化后用某種壓縮方法進(jìn)展壓縮。壓縮數(shù)據(jù)可以通過網(wǎng)絡(luò)直接在各個(gè)會(huì)議點(diǎn)之間組播，或傳到多點(diǎn)處理器經(jīng)過合成或轉(zhuǎn)換后再向各與會(huì)點(diǎn)組播。但不管采用哪種方式，都需要保證以盡量小的時(shí)延在各個(gè)點(diǎn)進(jìn)展回放。教育網(wǎng)充足的網(wǎng)絡(luò)帶寬，更為實(shí)施視頻會(huì)議提供了充足的條件。四、視頻流媒體技術(shù)對校園網(wǎng)的要求大學(xué)校園網(wǎng)的特點(diǎn)是局域網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)流量大，同時(shí)要滿足遠(yuǎn)程教學(xué)等多種需要。要做到音視頻技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的友好結(jié)合，校園網(wǎng)應(yīng)具備以下特點(diǎn)： 〔1〕方便快捷的媒體資產(chǎn)管理和大容量的多媒體信息儲存。在教學(xué)活動(dòng)中，大量的視音頻素材需要分類管理、查詢、瀏覽和投入使用，因此必須建立媒體資產(chǎn)管理系統(tǒng)和多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)來儲存和管理各種多媒體教學(xué)信息，采用超大容量存儲介質(zhì)硬盤陣列保存和處理數(shù)據(jù)。使用移動(dòng)介質(zhì)來保存外部數(shù)據(jù)，并通過光盤塔來讀取。 〔2〕高速度的數(shù)據(jù)流量傳輸。采用高速以太網(wǎng)、光纖建立校園網(wǎng)絡(luò)，千兆水平布線系統(tǒng)加上10G光纜主干系統(tǒng)是當(dāng)前比較理想的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為核心技術(shù)被集成進(jìn)音視頻處理領(lǐng)域，將上載端口、編輯工作站、數(shù)據(jù)效勞器、高速緩存設(shè)備、播出端口、代理素材工作站、音視頻工作站等傳統(tǒng)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)友好聯(lián)接。上載和輸出都使用標(biāo)準(zhǔn)的傳統(tǒng)音視頻模式，其他環(huán)節(jié)的處理那么使用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。所有這些操作應(yīng)在同一個(gè)存儲設(shè)備上來完成，其間沒有文件的傳輸過程。 〔3〕方便高效的信息管理和檢索。建立教學(xué)信息資源管理中