運(yùn)動(dòng)員遠(yuǎn)程視頻教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊志彬 （福建體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處，福建 福州 350003）

運(yùn)動(dòng)員遠(yuǎn)程視頻教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊志彬 （福建體育職業(yè)技術(shù)學(xué)院教務(wù)處，福建 福州 350003）

將現(xiàn)代教育技術(shù)與Internet技術(shù)有機(jī)結(jié)合，構(gòu)建基于遠(yuǎn)程視頻技術(shù)的運(yùn)動(dòng)員輔助學(xué)習(xí)系統(tǒng)。實(shí)際運(yùn)用表明，該系統(tǒng)能改善運(yùn)動(dòng)員文化學(xué)習(xí)效果，從而有效解決運(yùn)動(dòng)員的文化學(xué)習(xí)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練之間的矛盾。

運(yùn)動(dòng)員；學(xué)訓(xùn)矛盾；遠(yuǎn)程視頻教學(xué)

為提高運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技水平，適應(yīng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練專業(yè)化的需要，各地都建立了以省、市體育運(yùn)動(dòng)隊(duì)為基本單位的運(yùn)動(dòng)員集訓(xùn)體制，各級(jí)體育運(yùn)動(dòng)隊(duì)大多采取訓(xùn)教結(jié)合的方式，即在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練之余以集中教學(xué)的方式對(duì)其進(jìn)行文化教育。由于在不同訓(xùn)練周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)員時(shí)常需要外出集訓(xùn)和比賽，使得文化學(xué)習(xí)經(jīng)常中斷，學(xué)習(xí)效果不夠理想。為了有效解決運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練與文化學(xué)習(xí)之間產(chǎn)生沖突的問(wèn)題，筆者對(duì)運(yùn)動(dòng)員遠(yuǎn)程視頻教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

遠(yuǎn)程視頻教學(xué)系統(tǒng)由身份識(shí)別系統(tǒng)、實(shí)時(shí)在線視頻教學(xué)系統(tǒng)、教學(xué)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)、在線輔導(dǎo)系統(tǒng)、在線考試系統(tǒng)及教學(xué)資源庫(kù)等構(gòu)成，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

系統(tǒng)基于IP數(shù)據(jù)網(wǎng)，其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括錄播教室、控制中心和學(xué)習(xí)終端 （見(jiàn)圖2），具體內(nèi)容如下［1］：

1）錄播教室 錄播教室實(shí)時(shí)采集教師教學(xué)過(guò)程中的各種視頻、聲音信息，并將相關(guān)信息通過(guò)局域網(wǎng)傳輸?shù)揭曨l服務(wù)中心的MCU，通過(guò)中心MCU進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)、存儲(chǔ)等處理

2）控制中心 教學(xué)控制臺(tái)負(fù)責(zé)教學(xué)的召集、管理和結(jié)束等管理控制功能；網(wǎng)管服務(wù)器負(fù)責(zé)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)設(shè)置和對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控；教學(xué)資源庫(kù)負(fù)責(zé)教學(xué)資源的集中存儲(chǔ)、管理和配置；流媒體服務(wù)器負(fù)責(zé)教學(xué)錄像，網(wǎng)絡(luò)上的PC機(jī)可以通過(guò)WEB方式進(jìn)行點(diǎn)播。

3）學(xué)習(xí)終端 各學(xué)習(xí)終端的教學(xué)終端通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)與視頻服務(wù)中心MCU連接，配置專用教學(xué)攝像機(jī)和話筒。音、視頻信號(hào)送到終端進(jìn)行編碼后，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳送到中心MCU進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)、控制等處理。學(xué)習(xí)終端除了提供視頻教學(xué)外，還可以直接登錄到在線輔導(dǎo)系統(tǒng)級(jí)考試系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在線輔導(dǎo)和在線考試。

圖1 遠(yuǎn)程視頻教學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1）遠(yuǎn)程視頻傳輸技術(shù) 遠(yuǎn)程視頻傳輸技術(shù)采用H.264技術(shù)，H.264技術(shù)比H.263技術(shù)節(jié)約50%的碼率，而且對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸具有更好的支持功能［2］。H.264技術(shù)引入了面向IP包的編碼機(jī)制，有利于網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸，支持網(wǎng)絡(luò)中視頻的流媒體傳輸，支持不同網(wǎng)絡(luò)資源下的分級(jí)編碼傳輸，從而獲得平穩(wěn)的圖像質(zhì)量。

2）音頻傳輸 音頻傳輸采用G.722.1 Annex C標(biāo)準(zhǔn)寬頻音頻協(xié)議，該協(xié)議基于傳統(tǒng)的電話音質(zhì)編碼技術(shù)，頻響范圍為300～3400Hz，采樣率為8KHz，每路聲音占用帶寬為8～64K。G.722.1Annex C支持14KHz寬帶音頻，在24KHz帶寬時(shí)即可提供接近CD音質(zhì)的音頻質(zhì)量，聲音清晰，音域?qū)拸V，能帶來(lái)很好的聽(tīng)覺(jué)效果。

3）身份識(shí)別 為了確保系統(tǒng)安全，本系統(tǒng)采用采用SSL（Secure Sockets Layer）身份識(shí)別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)身份識(shí)別。SSL證書(shū)是遵守SSL安全套接層協(xié)議的服務(wù)器數(shù)字證書(shū)，由瀏覽器中 “受信任的根證書(shū)頒發(fā)機(jī)構(gòu)”在驗(yàn)證服務(wù)器身份后頒發(fā)，具有對(duì)網(wǎng)站進(jìn)行身份驗(yàn)證和對(duì)瀏覽者的信息進(jìn)行加密傳輸?shù)碾p重功能［3］。SSL握手協(xié)議允許通信實(shí)體在交換應(yīng)用數(shù)據(jù)之前協(xié)商密鑰的算法、加密密鑰和對(duì)客戶端進(jìn)行認(rèn)證 （可選）的協(xié)議，為下一步記錄協(xié)議要使用的密鑰信息進(jìn)行協(xié)商，使客戶端和服務(wù)器建立并保持安全通信的狀態(tài)信息。

圖2 遠(yuǎn)程視頻教學(xué)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

4）教學(xué)資源庫(kù) 教學(xué)資源庫(kù)是基于OGSA架構(gòu)的網(wǎng)格應(yīng)用平臺(tái)，主要由分散在網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)中的多媒體集群服務(wù)器組成［4］。應(yīng)用平臺(tái)為用戶提供統(tǒng)一的 Web訪問(wèn)接口。網(wǎng)格系統(tǒng)中的資源調(diào)度服務(wù)器將負(fù)責(zé)完成多媒體資源的查找、動(dòng)態(tài)服務(wù)的創(chuàng)建、資源的調(diào)度、訪問(wèn)資源的定位、生命周期管理等工作，用戶將根據(jù)此動(dòng)態(tài)訪問(wèn)實(shí)例對(duì)多媒體教學(xué)資源進(jìn)行訪問(wèn)。網(wǎng)格平臺(tái)可以充分利用網(wǎng)格中的各種現(xiàn)存網(wǎng)絡(luò)資源來(lái)分散訪問(wèn)請(qǐng)求，避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，從而提高教學(xué)資源庫(kù)的利用率及靈活性。

5）在線考試系統(tǒng) 在線考試系統(tǒng)采用Browser／Server模式，開(kāi)發(fā)平臺(tái)為Java平臺(tái)，以Tomcat為JSP引擎和Web服務(wù)器，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)使用SQL Server 2000。在線考試系統(tǒng)用例圖如圖3所示。

6）在線輔導(dǎo)系統(tǒng) 在線輔導(dǎo)系統(tǒng)包括服務(wù)器、管理系統(tǒng)、客戶端構(gòu)成，系統(tǒng)提供共享白板、圖像聲音實(shí)時(shí)傳輸、留言板等，可以為師生提供實(shí)時(shí)在線交互、留言等服務(wù)，學(xué)生之間可以實(shí)時(shí)在線進(jìn)行問(wèn)題討論、向老師在線咨詢，同時(shí)可以通過(guò)留言板留下問(wèn)題并通過(guò)老師提供離線答疑。

圖3 在線考試系統(tǒng)用例圖

［1］王魯寧 .優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的構(gòu)建與實(shí)施 ［J］.體育與科學(xué)，2010（6）：85-88.

［2］鄧璐娟，王利亞，劉濤，等 .遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) ［J］.網(wǎng)絡(luò)與通信，2007（21）：142-144.

［3］王高華.SSL證書(shū)保護(hù)網(wǎng)上個(gè)人隱私 ［J］.計(jì)算機(jī)世界，2009（4）：1-4.

［4］胡艷梅 .網(wǎng)格多媒體教學(xué)資源庫(kù)建設(shè) ［J］.電腦編程技巧與維護(hù)，2008（10）：123-125.

Design and Realization of Athletic Team of Auxiliary Teaching System Based on Remote Video Technology

YANG Zhi-bin（Fujian Physicals Sports Technical College，F(xiàn)uzhou350003）

In combination with the modern education technology and Internet technology，it construsts the assistant learning system of athletic team based on the remote video technology.The system can effectively break through the limit of space and time，solve the contradiction between good athletes’learning and training，so as to improve the effect of the athletes’cultural learning.

athlete；contradiction between learning and training；remote video teaching

TP311.5

A

1673-1409（2011）11-0069-02

2011-09-24

楊志彬，男，講師，現(xiàn)主要從事計(jì)計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的教學(xué)與研究工作。

10.3969／j.issn.1673-1409.2011.11.022

［編輯］ 李啟棟