流媒體技術與數字圖書館建設

流媒體技術就是把連續的影像和聲音信息經過壓縮處理后放在網站服務器上，用戶可以邊下載邊觀看、收聽，而不需要等整個文件下載到本地機后才可觀看的網絡傳輸技術。這種技術適應了數字圖書館的特點與讀者的需求。

流媒體技術概述

流媒體的技術原理。在網絡中實現流媒體技術包括流媒體制作、發布、傳輸、播放等四個環節，而“流式傳輸”是流媒體技術的關鍵。首先要將多媒體數據進行編碼整理，采用高效的壓縮算法，將多媒體文件轉換成流媒體文件，放到網絡服務器上。在播放流媒體時，客戶端必須使用一定的緩存。因為，在互聯網上，數據是以包為單位進行斷續的異步傳輸，由于網絡傳輸的不穩定性，各個數據包的選擇路徑也各不相同，所以到達用戶端的時間先后可能會有變化，就需要通過緩存系統來彌補延遲和抖動的影響，保證數據包的順序正確與連續輸出。

流媒體的傳輸方式。流媒體傳輸技術分為兩種。一種是順序流式傳輸，另一種是實時流式傳輸。順序流式傳輸，在下載文件的同時用戶可觀看在線媒體，在給定時刻，用戶只能觀看已下載的那部分，而不能跳到還未下載的前頭部分，順序流式傳輸不像實時流式傳輸那樣在傳輸期間根據用戶鏈接的速度做調整。順序流式傳輸適合高質量的短片段，如片頭、片尾和廣告等。實時流式傳輸，是指保證媒體信號帶寬與網絡連接配匹，使媒體可被實時觀看到。實時流式傳輸總是實時傳送，特別適合現場事件，也支持隨機訪問，用戶可快進或后退以觀看前面或后面的內容。

流媒體的播送方式。流媒體的播送方式主要有單播、組播和廣播。單播是指在客戶端與媒體服務器之間需要建立一個單獨的數據通道，從一臺服務器送出的每個數據包只能傳送給一個客戶機。用戶在使用過程中，可以與服務器端實時交互，支持對流媒體的暫停、快進、倒退等功能。組播是指媒體服務器只需要發送一個數據包，并且在適當的網絡節點將數據包復制到多個通道上，這樣單臺服務器就能夠對多臺客戶機同時發送連續數據流而無延時。廣播和組播類似，源和目的也是一對一的關系，但這種一對多的關系并不局限于組，流媒體從一個服務器端發送出去后，同一網段上的所有客戶端均可以接收到。

流媒體網絡協議。流媒體技術涉及的協議有RTP、RTCP、RTSP和SDP。實時傳輸協議（RTP）工作是點對點或一點對多點的傳輸模式，目的是提供時間信息與實現流同步。RTP常使用UDP來傳輸數據，可以在TCP或ATM等其他協議之上工作。實時傳輸控制協議（RTCP）提供流量控制和擁塞控制服務，RTCP包中含有已發送數據包的數量、丟失數據包的數量等統計資料，服務器可以利用這些信息動態地改變傳輸速率。實時流協議（RTSP）定義了一點對多點模式下應用程序通過IP網絡傳送流媒體數據的方式。媒體描述協議（SDP）用來描述媒體文件的編碼信息，以及所在服務器的鏈接等信息，其描述文件由服務器生成。客戶端通過它來配置播放軟件的設置，比如音視頻解碼器、接收音頻視頻數據的端口等。

流媒體的特點。流媒體把聲音、視頻等信息由服務器通過特殊方式壓縮成的多媒體文件打成一個個壓縮包，向用戶端連續、實時傳送，節約時間，具有較高的播放效率。由于采用流媒體格式傳輸文件，所以對帶寬的要求低。流媒體運用了特殊的CODEC技術，大大節省了存儲空間。流媒體要實現雙向交流，服務器在發送數據時還可接收用戶發送來的反饋信息，在播放期間雙方一直保持聯系。流媒體采用了“邊傳輸、邊播放、邊丟棄”的技術，媒體信息不會存儲到用戶端的計算機上，從而一定程度地保護了版權。

基于流媒體技術的圖書館服務

視頻點播。視頻點播是泛指一類能在用戶需要時隨時提供交互式視頻服務的業務。圖書館運用流媒體技術建立視頻點播服務系統，有較高的實用價值，而且成本低廉，它解除了圖書館、開閉館對提供視頻信息服務的限制。只要網絡運行良好，用戶可以通過校園網或因特網獲得所需的聲像信息，也解除了多用戶不能共用一部視頻資料的限制。流媒體視頻點播還有交互功能，可以根據用戶需要任意選擇信息。比如在播出過程中留言、發表評論等，從而增加了節目與用戶之間的交流。

視頻會議。采用流媒體格式傳送視頻文件，用戶不必等待整個影片傳送完畢就可以實時、連續地觀看，雖然在畫面質量上有一些損失，但就一般的視頻會議來講，并不需要很高的圖像質量。當然，流媒體技術并不是視頻會議的必須選擇，但為視頻會議的發展起到了重要的推動作用。通過流媒體進行點對點的通信，最常見的就是可視電話。只要兩端都有一臺接入因特網的電腦和一個攝像頭，在世界任何地點都可進行音視頻通信。

遠程教育。網絡教育突破了傳統教學模式的局限性，為學習者提供了時間分散、資源共享、地域廣闊、交互式的教學新方式。從技術上講，遠程教育系統是建立在現代傳媒技術基礎上的多媒體應用系統，需要實現教學課件的點播、教學直播、網絡課堂等功能。運用流媒體技術將圖書館信息檢索等課程制作成課件形式存儲在服務器系統中，并把它集中到圖書館網站，就可開展遠程化的文獻檢索課教學活動了。這樣不僅節省了財力和物力，而且突破了時間與空間的限制。更為重要的是，在遠程教學中，學生可采用實時交互的Chatvoicechat進行在線答疑，也可采用電子郵件方式同教師進行實時溝通，學生之間也可以通過網絡共享學習經驗。使用流媒體的VOD技術還可以進行交互式教學，達到因材施教的目的。

數字資源建設。數字圖書館存儲的資源對象包括數字化的圖書、音像、新聞、美術、照片、雕塑、電影、軟件、電子出版物、互聯網內容、衛星數據、氣象數據、地理數據、政府文件等多種信息類型，涉及大量的存儲、傳輸與管理問題。如果采用WAV、AVI、MPG等原始媒體格式對信息進行處理，不僅要占用大量的儲存空間，而且在通過網絡進行傳播時還會大量消耗寶貴的帶寬資源，嚴重時還會導致網絡堵塞。流媒體技術在保證音視頻的播放質量的前提下，體現出來的節省存儲空間、低帶寬資源消耗的優點成為對多媒體文獻資源進行轉換、傳播及應用的首選。采用流媒體技術系統對多媒體文獻資源進行數字化加工，生成多媒體流文件，可為建立內容更加豐富的海量數字化文獻資源創造較好的技術條件。

流媒體技術解決方案

建立流媒體服務器。流媒體服務器用于存放和控制流媒體的數據。隨著流媒體規模的擴大，流媒體服務器的性能成為制約流媒體服務擴展能力的重要因素。流媒體服務器性能的關鍵指標是流輸出能力與能同時支持的并發請求數量。影響流媒體服務器性能的因素很多，包括CPU能力、I／O總線、存儲帶寬等。對于流媒體服務器的選擇，可以采用普通PC機，安裝Windows2000 Server操作系統和Windows MediaAdministrator。工具機也可采用PC機，安裝Windows NT／2000／9x均可。另外，可安裝有用來制作流媒體的Windows Media Encoder管理軟件。如有必要可以裝上特定的媒體采集卡，以方便、快捷地編輯流媒體信息。還需主要設置的有：準備存放媒體文件的目錄、最大連接數、播放器限制和最大帶寬等。

配置客戶端。Windows Media Player是一個通用型媒體播放器。它作為在客戶端上的流播放應用程序，既可以單獨使用，播放本地的流媒體，也可以由HTML文本中的超鏈接來啟動播放。

流媒體內容的制作與發布。流媒體系統中的編碼用于創建、捕捉和編輯多媒體數據，形成流媒體格式。影響音視頻流的編碼性能的因素很多，比如編碼效率、編碼的冗余性和可靠性、速率調節能力等。使用Windows Media編碼器可以將各種類型的音頻視頻多媒體資源轉換成ASF格式的流媒體，該編碼器的一個優點是可以根據客戶端的網絡條件來選擇壓縮率，以保證不同接入條件的用戶都能接收到相對其網絡接入條件的最佳的圖像。在完成流媒體編碼制作后，下一步的工作就是流媒體文件的網上發布，包括直接將ASF文件放在Web服務器上供用戶通過HTTP協議下載或在線觀看與通過Windows Media服務器進行流媒體的播放等兩種方式。

參考文獻：

1．胡俊：《流媒體技術在數字圖書館中的應用》，《情報科學》，20014。

2．張莉：《圖書館流媒體視頻點播系統架構詳解》，《現代情報》，20055。

3．黃永躍：《流媒體技術在現代圖書館中的應用》，《現代圖書情報技術》，20031。

4．卡德森、鄭朝陽：《基于流媒體技術的幾種應用方武》，《有線電視技術》，20032。

5．張麗：《流媒體技術大全》，北京：中國青年出版社，2001年8月第l版。

6．萬勇：《流媒體與聲像資料網上閱覽的實現》，《現代圖書情報技術，20023。

7．胡興軍：《流媒體技術及其應用》，《中國信息導報》，20042。

作者單位：鄭州輕工業學院化工學院

編校：鄭艷