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認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：夏**（實(shí)名認(rèn)證）

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IP屬地：廣東 上傳時(shí)間：2023-09-30 格式：DOCX 頁數(shù)：4 大?。?0.81KB 積分：12 舉報(bào) 版權(quán)申訴

基于計(jì)算機(jī)的遠(yuǎn)程畫面?zhèn)鬏?/p>

1電子教室教學(xué)應(yīng)用遠(yuǎn)程透明傳輸是指將計(jì)算機(jī)上的屏幕實(shí)時(shí)傳輸?shù)揭慌_或多臺計(jì)算機(jī)并重復(fù)使用的計(jì)算機(jī)。它的傳輸過程如圖1所示。遠(yuǎn)程屏幕傳輸是許多實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)。最為典型的應(yīng)用是在電子教室應(yīng)用系統(tǒng)中，教師機(jī)將自己顯示器的屏幕實(shí)時(shí)地通過計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)傳送到幾十臺甚至上百臺學(xué)生機(jī)的顯示器上，完成各種多媒體教學(xué)任務(wù)，如教師指導(dǎo)學(xué)生如何操作一個(gè)軟件、完成一個(gè)課件的演示或播放一段電影等。同時(shí)通過這種系統(tǒng)教師還可以隨時(shí)監(jiān)看和控制一臺或多臺學(xué)生機(jī)。這種系統(tǒng)目前在計(jì)算機(jī)教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)吧管理等中有著很多實(shí)際的應(yīng)用。在這些應(yīng)用系統(tǒng)中，遠(yuǎn)程屏幕傳輸?shù)淖罱K效果是十分關(guān)鍵的，它往往決定了整個(gè)產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值。2遠(yuǎn)程屏與pc技術(shù)有哪些有效融合遠(yuǎn)程屏幕傳輸?shù)哪繕?biāo)是要求完整、實(shí)時(shí)、有較好視覺效果地將一臺計(jì)算機(jī)的屏幕傳送至一臺或多臺計(jì)算機(jī)上并且重新再現(xiàn)出來。由于屏幕是一個(gè)大數(shù)據(jù)量的多媒體信息，要達(dá)到這個(gè)目標(biāo)并不是一件十分容易的事情。下面計(jì)算一下在沒有任何數(shù)據(jù)壓縮的情況下，遠(yuǎn)程屏幕傳輸中涉及到的數(shù)據(jù)量。典型的顯示配置為：分辨率為800*600，顏色深度為32位色。則一幅整屏的數(shù)據(jù)量為：800*600*32=15360000B=15.36MB。要想達(dá)到一個(gè)可以接受的實(shí)時(shí)傳送效果，則每秒至少需要傳送3～4個(gè)屏幕。因此在沒有任何壓縮的情況下，每秒需要傳送的數(shù)據(jù)量至少為：15.36MB*3/s=46.08MB/s。這樣大的數(shù)據(jù)量在當(dāng)前的10Mbps的局域網(wǎng)環(huán)境中是難以實(shí)現(xiàn)的。并且在很多具體的應(yīng)用中，網(wǎng)絡(luò)帶寬也不可能被屏幕傳輸所獨(dú)占。面對這樣大的數(shù)據(jù)量，必須進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮。而且在屏幕數(shù)據(jù)傳輸中也存在著許多冗余的數(shù)據(jù)，因此壓縮是可行的。首先，遠(yuǎn)程屏幕傳輸中數(shù)據(jù)存在時(shí)間上的相關(guān)性。由于遠(yuǎn)程屏幕傳輸是一個(gè)連續(xù)進(jìn)行的傳輸系統(tǒng)，在時(shí)間相關(guān)性上表現(xiàn)為前后二屏存在著很大的相關(guān)性。例如：1個(gè)菜單的彈出和收回、1個(gè)窗口的拖動(dòng)操作、1個(gè)擊鍵動(dòng)作在某個(gè)編輯窗口中增加或減少1個(gè)字符等，所有這些都使前后二個(gè)屏幕在很大部分上相同，發(fā)生改變的只是一小部分象素。其次，遠(yuǎn)程屏幕傳輸中數(shù)據(jù)存在空間上的相關(guān)性。這表現(xiàn)在一個(gè)屏幕數(shù)據(jù)之內(nèi)象素之間存在很大的相關(guān)性。對于Windows這種基于窗口的操作系統(tǒng)的GUI界面，屏幕經(jīng)常出現(xiàn)一大片顏色相同的背景塊和前景塊。例如：單一顏色的桌面和應(yīng)用程序背景、淺灰色的按鈕和窗口邊框等。最后，屏幕數(shù)據(jù)在顏色表示上也存在冗余。目前典型顯示器的顏色配置有256色位、16位色、24位色和32位色。各個(gè)不同的顏色深度所需要的數(shù)據(jù)量是不一樣的。顏色深度越大所表示的顏色數(shù)越多，但同時(shí)所需的數(shù)據(jù)量也越大。針對以上這些數(shù)據(jù)特點(diǎn)，可以采取不同的方案對遠(yuǎn)程屏幕傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。3數(shù)據(jù)壓縮的原理和實(shí)現(xiàn)方案3.1小塊比較方案在遠(yuǎn)程屏幕傳輸中，前后屏幕之間存在著很大的相關(guān)性，屏幕圖像的變化往往只發(fā)生在局部區(qū)域。如果在發(fā)送機(jī)端能夠?qū)崟r(shí)地監(jiān)測到屏幕圖像發(fā)生變化的區(qū)域，然后只獲取變化區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸和再現(xiàn)，將會(huì)大大地減少數(shù)據(jù)傳輸量和圖像數(shù)據(jù)獲取和再現(xiàn)時(shí)的計(jì)算量。所以通過屏幕圖像變化的動(dòng)態(tài)感知可以很有效地壓縮數(shù)據(jù)量。屏幕圖像變化的動(dòng)態(tài)感知在實(shí)現(xiàn)上有二類解決方案，其實(shí)現(xiàn)原理和機(jī)制如下。(1)方案1：基于圖像處理方法。實(shí)現(xiàn)原理：首先，在緩存區(qū)中存儲一個(gè)整屏的屏幕數(shù)據(jù)，然后，定時(shí)地將當(dāng)前屏幕與緩存屏幕進(jìn)行比較。如果2個(gè)屏幕數(shù)據(jù)完全相同則說明屏幕沒有發(fā)生任何變化，不需要傳送，否則可以求出發(fā)生變化的區(qū)域后傳送，并替換緩存當(dāng)前屏幕?？梢杂貌煌瑘D像處理算法以最快速度求出發(fā)生變化的區(qū)域，如將2個(gè)屏幕數(shù)據(jù)相減求出差分值，然后傳遞不等于零的差分值；或?qū)⒄麄€(gè)屏幕分解成許多規(guī)則的小塊，然后逐個(gè)小塊進(jìn)行比較，傳送有差異的小塊，用內(nèi)存塊比較函數(shù)進(jìn)行小塊比較，可大大加快計(jì)算速度。(2)方案2：基于Windows系統(tǒng)的消息機(jī)制，也稱為鉤子方式。實(shí)現(xiàn)原理：Windows系統(tǒng)建立在事件驅(qū)動(dòng)的機(jī)制上，整個(gè)系統(tǒng)都通過消息的傳遞來實(shí)現(xiàn)。屏幕的變化在很大程度上與消息存在著關(guān)系，如鼠標(biāo)右擊出現(xiàn)彈出式菜單、用鼠標(biāo)對窗口和圖標(biāo)的拖動(dòng)、敲擊鍵盤輸入字符等等都會(huì)引起屏幕發(fā)生變化，當(dāng)某個(gè)窗口需要重畫的時(shí)候都會(huì)產(chǎn)生一個(gè)WM＿PAINT消息。假設(shè)每條消息所產(chǎn)生的屏幕變化只對消息的目的窗口有影響（對Windows基于窗口的操作系統(tǒng)來說，絕大部分情況下這個(gè)假設(shè)是成立的）。所以，可以通過截獲系統(tǒng)的每條消息，然后獲取這條消息的目的窗口的坐標(biāo)作為屏幕將發(fā)生變化的局部區(qū)域。至于如何截獲系統(tǒng)的消息，則可以通過鉤子(Hook)完成。鉤子是Windows系統(tǒng)中非常重要的系統(tǒng)接口，用它可以截獲并處理送給系統(tǒng)所有應(yīng)用程序的消息，來完成普通應(yīng)用程序難以實(shí)現(xiàn)的功能。鉤子實(shí)際上是一個(gè)處理消息的程序段，通過系統(tǒng)調(diào)用，把它掛入系統(tǒng)。每當(dāng)特定的消息發(fā)出且沒有到達(dá)目的窗口前，鉤子程序就可以先捕獲該消息，亦即鉤子函數(shù)先得到控制權(quán)，在鉤子函數(shù)中作相應(yīng)的處理后，再傳遞至目的窗口完成相應(yīng)的消息功能。掛卸鉤子可以通過Windows提供的API函數(shù)SetWindowsHookEx和UnhookWindowsHookEx進(jìn)行。以上二種解決方案各有利弊。下面對其進(jìn)行比較：(1)方案1。優(yōu)點(diǎn)：是一種徹底、完整地監(jiān)測屏幕動(dòng)態(tài)變化的解決方法。缺點(diǎn)：這種解決方案占用的內(nèi)存空間和計(jì)算量都比較大。為了達(dá)到遠(yuǎn)程屏幕傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求，在200～300ms之內(nèi)必須完成前后屏幕數(shù)據(jù)的比較或差分值計(jì)算，并將比較后的數(shù)據(jù)編碼并傳送。這樣才能達(dá)到每秒3～4幅屏幕的效果，所以尋找一種高速高效的算法是至關(guān)重要的。(2)方案2。優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡單，可以很快地獲取屏幕發(fā)生的變化部分，在大部分場合可以滿足需要。缺點(diǎn)：屏幕變化和消息之間并不是一個(gè)充分必要條件，雖然在大多數(shù)情況下成立，但也有一些情況下不成立。例如，在用許多視頻播放軟件播放視頻時(shí)，視頻窗口中屏幕象素在不斷變化，但鉤子卻截獲不了任何消息；另外，在桌面或其它窗口上單擊鼠標(biāo)左鍵時(shí)雖然產(chǎn)生了LButtonDown消息，但可能沒有造成任何屏幕變化。所以通過鉤子方式進(jìn)行屏幕變化部分的截獲存在著不完整性和冗余。3.2小片編碼的編碼對單幅屏幕圖像的壓縮實(shí)際上和對靜止圖像的壓縮是一致的。雖然現(xiàn)在對靜止圖像的算法很多，但是，因?yàn)榈湫陀?jì)算機(jī)屏幕的特點(diǎn)和遠(yuǎn)程屏幕傳輸實(shí)時(shí)性要求，所選擇的算法應(yīng)該是計(jì)算量小、速度快、易于實(shí)現(xiàn)，并且解碼再現(xiàn)過程要快于獲取編碼過程及失真很小的高速算法。由于監(jiān)測出來的變化區(qū)域往往是獨(dú)立分離的小塊區(qū)域，網(wǎng)絡(luò)傳輸對數(shù)據(jù)包的大小有一個(gè)最大值的限制。因此，一個(gè)屏幕數(shù)據(jù)的編碼可能需要分解成幾個(gè)意義相互獨(dú)立的數(shù)據(jù)包進(jìn)行傳送。所以又要求算法是一種可分解的順序編碼的形式。在眾多的算法中，本文選取了一種片型編碼，效果較為理想。該算法的實(shí)現(xiàn)原理是：將變化的矩形區(qū)域分割成16*16稱為片(tile)的子塊，如果矩形框的寬(高)不是16的倍數(shù)，則最右(下)的片的寬(高)將小于16。然后對每個(gè)片再采用合適的編碼形式，在每個(gè)小片編碼數(shù)據(jù)之前有一個(gè)標(biāo)志字節(jié)來表示小片的編碼形式。對于小片數(shù)據(jù)采用二維行程編碼和原始編碼二種形式。所謂原始編碼就是對小片數(shù)據(jù)不做任何編碼，將小片象素值矩陣復(fù)制到數(shù)據(jù)包中。所謂二維行程編碼是這樣進(jìn)行的：首先，對小片的各個(gè)象素掃描一次，將出現(xiàn)次數(shù)最多的顏色數(shù)作為背景色，然后從左上角開始查找非背景色的最大面積的色塊，記錄色塊的顏色和位置，再用背景色填充該色塊，再重復(fù)地順序查找其它色塊，記錄相應(yīng)子塊的顏色和位置，直至小片全部填充成單一的背景色為止。如果在二維行程編碼中發(fā)現(xiàn)編碼的字節(jié)數(shù)已經(jīng)超過了原始編碼的字節(jié)數(shù)，則立即停止編碼而改用原始編碼。為了比較形象地說明這種編碼的算法過程，圖2給出了這種編碼算法的最簡單數(shù)據(jù)包編碼形式。這種編碼算法，對通常較典型的計(jì)算機(jī)屏幕壓縮比一般為10:1或更高，壓縮效果比較好。3.3數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)因?yàn)橛?jì)算機(jī)屏幕所需的存儲空間大小和象素的顏色深度有很大的關(guān)系。例如，如果用32位色，每個(gè)象素就需要4個(gè)字節(jié)，而用16位色則每個(gè)象素只需要2個(gè)字節(jié)。所以，采用將具有較高顏色深度的計(jì)算機(jī)屏幕數(shù)據(jù)變換至較低顏色深度，即變換到中間顏色，就可以起到數(shù)據(jù)壓縮的作用。當(dāng)然，這種壓縮方法在顏色方面是有損壓縮的，并且顏色變換也同時(shí)引進(jìn)了不小的計(jì)算量。但是，實(shí)驗(yàn)表明人眼對于16位色以上顏色分辨能力很弱，即從32位色變換到16位色，雖然數(shù)據(jù)量減少至原來的一半，但視覺效果還是可以接受的。同時(shí)，變換到中間顏色的方案，在某些應(yīng)用場合是不得不進(jìn)行的。例如，一臺發(fā)送機(jī)對多臺接收機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程屏幕傳輸時(shí)，可能存在發(fā)送機(jī)和接收機(jī)顏色配置不一致、甚至接收機(jī)之間顏色配置也不一致的情況，這時(shí)采用中間色是一條比較好的解決途徑。數(shù)據(jù)壓縮的理論和方法的研究一直是多媒體應(yīng)用領(lǐng)域中比較熱點(diǎn)的研究，也形成了許多成熟的理論、算法和應(yīng)用方案。但是，在不同的應(yīng)用中，由于處理多媒體信息方法的不同特點(diǎn)，相應(yīng)也有不同的數(shù)據(jù)壓縮方法。小片的標(biāo)志字節(jié)和編碼數(shù)據(jù)形式如下：綜合采用上述各種壓縮方案，在某公司的一個(gè)電子教室產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程屏幕傳輸。其實(shí)現(xiàn)過程為：