構建基于流媒體的遠程教育平臺

摘要：本文全面敘述了搭建流媒體遠程教學平臺的軟硬件配置。硬件方面介紹了服務器、編碼機以及采集卡的配置要求；軟件方面通過截圖詳細介紹了服務軟件、編碼軟件的設置。

關鍵詞：流媒體；遠程教學；硬件；軟件

中圖分類號：TP37文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)07-11712-04

Construct A Long-distance Education's Platform Based on Streaming Media

CHU Zhan-qi

(Modern Education Technology and Information Center of Henan University of Science and Technology， Luoyang 471003， China)

Abstract: The paper roundly describes the configuration about software and hardware of constructing a long-distance education's platform. The configured requirement about the server， encoding machine and the card for gathering information are introduced in the field of hardware. By inserting some pictures I also present some setting parameters of the software about service and encoding in detail.

Key words: Streaming Media; Long-distance Education; Hardware; Software

1 引言

隨著計算機網絡軟硬件技術的發展及普及，遠程教學向網上教學發展。流媒體技術解決了互聯網上實時音視頻的難題，促進了遠程教學的發展。

目前成熟的流媒體技術主要有Real Networks公司的Real System、Microsoft公司的Windows Media Service和Apple公司的Quick Time。成套的流媒體產品包括服務、編碼、點播三大部分，作為當前互聯網上最為成熟的流媒體服務器軟件，Real Networks公司的Helix Server適用于Unix、Linux、Windows等各種操作系統[1]。因此，我們在此選擇它作為流媒體服務器軟件。系統需要的硬件包括服務用計算機、編碼計算機、存儲服務器、流媒體采集卡及數字攝像機和高性能話筒；軟件采用的是Helix Systems。下面分別從軟硬件兩方面進行詳細闡述。

2 硬件部分

2.1 服務器

服務器的性能要根據被流化信號的比特率和幀數以及并發數量來決定。流媒體服務器的硬件配置有經驗值可以借鑒，以200用戶收看為例推薦配置如表1。

2.2 編碼計算機及采集卡

編碼計算機的性能要根據音視頻源的不同而不同，如果要處理實時信號源，那么要采用能跟上高比特率和高幀數編碼的工作站，如果正在壓縮的是先前捕捉的數據，那么系統的能力就沒有編碼實時數據時那樣關鍵；也會與選用采集卡的型號有關，如果采用高性能壓縮卡會大大減輕CPU的負擔，如Osprey-500DV，它具有從數字影像源同步傳輸的功能，能實現數字影像的硬件解壓，這樣能減輕CPU的負擔。如果你采用Broadway系列的壓縮卡，那么要采用至少16位以上的兼容聲卡。常用的流媒體采集卡型號及功能如表2，編碼機推薦配置如表3。

推薦采用Osprey200，因為Osprey200系列采集卡具有音視頻采集功能，可避免采集時音視頻不同步現象的產生，雖然Osprey200不是硬件解壓卡，但其消耗極少CPU資源，采集全幀視頻可達30幀/秒，而且價格也不高，是實現流媒體采集較常用的采集卡。

2.3 數字攝像機及話筒

數字攝像機選擇具有自動追蹤并自動聚焦功能的攝像頭，可自動追蹤人物的移動采取相應的操作。教師用話筒可采用無線話筒，學生拾音話筒可根據教室面積大小配置高指向性話筒若干。

3 軟件部分

流媒體系統由3大部分組成：服務、編碼和播放。服務是指提供給用戶點播所需要的服務，編碼是指把媒體文件轉換成此服務所需要的文件格式的軟件，點播是指用戶觀看服務內容所使用的應用平臺。

3.1 服務軟件的安裝與配置

3.1.1 安裝流程

(1)雙擊安裝圖標（本人使用的是“rs903-win32.exe”），進入安裝界面，點擊“next”，彈出Real公司許可文件對話框，點擊“Browse”按鈕，在下載文件中找到后綴為“lic”的文件即為許可文件，如圖1所示，點擊“next”進入后續操作。

(2)根據自己的需要設置完安裝路徑后，會要求填寫管理員賬戶及密碼，此賬戶為進入Helix Server管理界面的賬戶和密碼，應牢牢記住。

(3)點擊“Next”，進入RTSP、HTTP、PNA、MMS協議及管理員的端口號設置窗口。對于HTTP協議，為避免與WEB協議端口號80沖突可改為8080，其他端口號采用默認值即可。

(4)點擊“Next”，在彈出的對話框中將“Install Helix Server as an NT Service”選項勾選，這樣可以將Helix Server作為Windows一項服務進行加載。

(5)點擊“Next”，我們可以看到管理員賬號、各協議端口號及安裝路徑等信息，如圖2所示。如果確認不更改，則點擊“Finish”開始正式安裝。

3.1.2 基本設置

服務安裝完之后，重啟計算機Helix Server便作為Windows服務在計算機啟動時自動加載，根據需要可以隨時進行配置?；驹O置如下：

(1)打開管理頁面。雙機桌面上“Helix Server Administrator”網頁圖標，此時會彈出輸入管理員帳戶及密碼對話框，輸入在安裝過程(2)中設置的帳戶及密碼，就可以進入管理頁面。

(2)在管理界面進行相關設置。管理界面的左上角是服務器的各項設置，如圖3所示。我們選與實際應用相關的選項進行設置，其他選項采用默認即可。

①端口設置。點擊“Server Setup”菜單下的“Ports”子菜單，窗口右邊會出現在安裝過程中分配的端口列表，如圖4所示，可根據情況進行修改。注意：對服務器每項設置完成后，都要單擊對應的“Apply”按鈕和網頁右上角的“Restart Server”按鈕，設置才能生效。

②IP綁定。點擊“Server Setup”菜單下的“IP Binding”子菜單，右邊會出現設置窗口，輸入本機的IP地址，如果本機有數個IP，可點擊“+”，添加綁定數量。

③連接控制。點擊“Server Setup”菜單下的“Connection Control”子菜單，打開連接控制選項，管理員可以根據自己服務器的狀況確定最大用戶連接數量及最大帶寬。

④配置加載點。加載點是一個到文件實際存放位置的訪問指向。點擊“Server Setup”菜單下的“Mount Points”子菜單，頁面右邊會出現加載點的配置窗口。首先我們看根加載點的配置修改，根加載點以“/”表示，其名稱為“Real System Content”，我們可以在右邊的“Edit Description”框中對其進行修改，如圖5所示。

在“Base Path”框中顯示的是安裝時默認的根加載的指向目錄，我們可以在這里修改為媒體文件實際存放的目錄。例如，我們把指向目錄修改為“E:\\Video”。單擊“Apply”和“Restart Server”后，就可以訪問新目錄了。比如，E:\\Video目錄下有一個媒體文件叫20329.rm的文件，我們打開RealPlayer 播放器，點擊“文件”→“打開”，在地址欄中輸入rtsp://ip地址/20329.rm即可訪問。

如果想增加加載點，可點擊“Mount Point Description”后的“+”，然后在右列輸入新加載點的各項內容，就可以訪問新加載點下的內容了。

3.2 服務發布方式

采用流媒體的方式可以實現vod點播，教學直播，網絡課堂等功能。vod點播及就是把課件或者媒體文件利用編碼軟件壓縮成服務軟件可以識別的文件類型存放到服務器上，供觀眾隨時觀看的服務模式；教學直播是采用組播的方式，通過相關硬件（如：采集卡、攝像頭等），可以將教師授課的實況發布到網絡上，學生通過登陸校園網站進入到相關頁面，實時觀看教師的授課。

3.3 編碼軟件的配置

編碼軟件的作用是把其他格式媒體文件轉化成服務軟件能識別的文件格式類型，對應于Helix Server服務軟件的編碼軟件是Helix Producer，下面以Helix Producer Plus 9.01為例做一簡要說明。

3.3.1 Helix Producer Plus 9.01的一般設置

①Clip Information打開Helix Producer Plus 9.0.1中的“File”菜單，選擇“Open Input File”，導入要轉換的文件。然后選擇“Settings”菜單中的“Show Clip Information”，在“Clip Information”中可以設置Real Media文件的標題、作者、版權等信息。

②Audio Gain Control打開“Settings”菜單，選擇“Show Audio Gain Control”，你可以在這里設置音量的增大或減小，但更改此設置會讓Real Media文件中出現輕微噪音（不論增大減?。?，不推薦修改。

③Video Filters打開“Settings”菜單，選擇“Show Video Filters”。開啟“Video Filters”中的“Cropping”功能可以去掉文件多余的部分，例如“黑邊”。中間高亮的部分是要保留的，其余的部分則是要丟掉的。建議不要對“Video Filters”中其他的濾波器進行更改。

④Audiences打開“Settings”菜單，選擇“Show Audiences”，彈出Audiences窗口，見圖6。

Encoding Settings（編碼設置）：有三個設置選項，分別是“Audio mode”（音頻編碼設置）、“Video mode”（視頻編碼設置）、“Video codec”（編解碼器選擇），都選默認值即可；“Use high quality resampler for audio”（對音頻進行高品質編碼）：默認是開啟的，可以關閉；“2-pass video encoding”（二次編碼）默認是開啟的，建議關閉。

Audience Selection（方案選擇）：

“Templates”（模板選擇）：這個選項要根據自己的實際情況來選擇。

如果源文件品質較高，則推薦使用下面的兩個方案?！?12k DSL or Cable 450Kbps”，恒定比特率（CBR）壓制方案，播放時CPU占有率較低，在劇烈運動畫面時會出現輕微跳幀，可用于在線播放；“450k VBR Download 450Kbps”，動態比特率（VBR）壓制方案，播放時CPU占有率較高，在劇烈運動畫面時雖不會出現跳幀，但畫質卻會有所降低，在配置較低的計算機上播放時像是在看幻燈片。只能用于下載，不能用來在線播放。

“Audiences in job”：如果不打算將轉換好的Real Media拿去做在線播放，則建議只使用一個編碼方案。

3.3.2 Helix Producer Plus 9.0.1的其他設置

①指定保存Real Media文件的目錄打開“File”菜單，選擇“Add File Destination”，為轉換好的Real Media文件指定一個目錄。指定目錄的剩余空間必須要大于生成的Real Media文件大小。如果不進行指定，那么轉換好的Real Media文件將被保存到源文件所在目錄內。

②縮短轉換時間將“View”菜單中的“Input Audio Meter”、“Input Video”、“Output Audio Meter”和“Output Video”前面的對鉤去掉可以節省不少時間。

3.4 客戶端配置

客戶端的配置無論是通過網頁登陸還是利用播放軟件觀看，都需要安裝RealPlayer解碼軟件，或者是支持解碼Real Media腳本文件的其他播放軟件。

參考文獻：

[1] 楊新. 基于Helix Server的流媒體服務器平臺的搭建[J]. 農業網絡信息，2007，(8).