流媒體技術在校園中的應用

劉武

摘要：隨著多媒體技術在校園教學應用中的不斷深入，簡單的演示文稿教學方式已不能適應校園教學任務的需求。如何突破固有框架，借鑒其他技術手段搭建更實用、更便捷的教學系統，已成為校園教育改革的首要任務。而流媒體技術和互聯網異步傳輸技術的發展，為科技整合教育資源提供了一個方向。本文闡述了流媒體技術的優勢及其在校園中的應用。同時，為了使流媒體技術與校園網更好地結合，本文對校園網提出了具體的要求。

關鍵詞：流媒體技術；教學；校園網；交互教學

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2016）05-0086-02

流媒體技術的優勢

流媒體技術是把連續的影像和聲音信息經過壓縮處理后放到網站的服務器上，讓用戶邊下載邊觀看、收聽，而無需等整個壓縮文件下載到自己的機器上才可以觀看的網絡傳輸技術。它具有傳輸速度高、數據同步、穩定性高等特性，是實現網絡音頻和視頻傳輸的最佳方式。相對于傳統的音視頻技術，它具有無可比擬的優勢。

1.快速的數據存取

網絡媒體技術完全兼容的文件傳輸模式，能夠直接實現素材到磁盤上的上載（采集）、編輯或播出，從而使本地或遠程的用戶迅速地采集、編輯、播出、瀏覽音視頻素材。這樣，媒體資產能夠迅速地被編輯節點應用。

2.發布、發行工作流程便捷

發布音視頻作品的傳統方式通常需要親自遞交媒體介質，如錄像帶、光盤等，且由于各種素材載體的不兼容性，給傳輸和交流帶來了一定的困難。而局域網和廣域網的網絡連接技術，可以創建虛擬的設備環境，實現不同地域之間素材的上載、編輯和播出，改變了傳統的音視頻設備受物理或地理條件限制的狀況。

3.海量的硬盤存儲技術

隨著磁盤或光盤的硬盤攝像機趨于成熟，用戶將不以傳統的錄像帶作為音視頻信號的存儲載體，而是將音視頻作為數據存儲，或者選擇任何文件格式的存儲方式，如DVD盤片、移動存儲設備、長期的離線硬盤存儲等，這樣存儲數據量大，即使多次使用也不會降低信號質量，避免了模擬信號復制后衰減的弊端。

流媒體技術在校園中的應用

1.微課點播

隨著多媒體網絡技術的發展，遠程教育規模也得到了快速的發展。微課點播是遠程教育的主要形式。它可以將教師的講課內容用攝像機拍攝下來，隨后采集進計算機進行編輯；也可以將教材的相關文字內容輸入計算機，并適當地加入圖形、圖像、動畫等；還可以搜集和微課相關的音視頻素材，并轉化成數據文件格式，用Authorware、PowerPoint等多媒體集成工具將其與講課錄像、教材文本、動畫素材等集成到一起，制作出表現力豐富的多媒體課件，然后轉換成流媒體格式文件放到視頻服務器上，最后集成到網站里發布出去，這樣就實現了微課點播功能。遠程教育如果需要對學生收費，還可以加上身份認證、計費等功能。

2.交互教學

隨著教育教學的改革，學生可以更加自由地選擇教師，這樣聽名師授課的學生就會很多，即使是很大的教室也可能容納不下，而流媒體技術則能很好地解決這一問題。教師將一臺攝像機放在自己授課的教室里，錄制下自己的授課過程，并將其實時地傳輸到視頻編碼機，再經過采集卡的采集、編碼后上傳到視頻服務器，接著由視頻服務器實時發布到終端計算機，最后利用投影儀將授課過程實時地播放出來，供其他教師、學生交流、學習。

3.電視直播

學生宿舍里的電視機雖少，但計算機很普遍。為了能了解更多的信息，豐富業余生活，學生會在校園網上轉播電視節目。即利用電視卡接收電視信號，然后輸出到視頻采集卡，接著經過采集、編碼上傳到視頻服務器，最后集成到網站里，進行實時轉播。

4.遠程監控

實施遠程監控系統有助于管理學生工作、增強校園的安全性。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，在距離上會受到限制。另外，常規系統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敷設電纜，而網絡媒體技術能夠很好地解決這個問題。由于視頻傳輸編解碼器能同時處理同一傳輸數據流中的圖像、聲音和數據信號，因此，在監控系統中可用一條線路同時傳輸現場的圖像、聲音和控制信號。在校園內適當的位置布置一些攝像機，將幾臺攝像機編為一組，連接到視頻編碼機上，采集編碼后上傳到計算機監控中心，從而監控整個校園。

5.視頻會議

在IP網上的視頻會議系統相對于基于硬件的傳統視頻會議系統，具有成本低、使用方便靈活的優勢。由于視頻會議對實時性的要求較高，所以在一個視頻會議中，各個會議點用音視頻采集設備得到的多媒體內容信息，經過數字化壓縮后形成的數據可以通過網絡直接在各個會議點之間組播，或傳到多點處理器經過合成或轉換后再向各個與會點組播，大大提高了會議的實時性。教育網充足的網絡帶寬，更為視頻會議的有效實施提供了充足的條件。

流媒體技術對校園網的要求

為了使音視頻技術與網絡技術更好地結合，校園網應具備以下特點：

1.方便快捷的媒體資產管理和大容量的多媒體信息存儲

在教學活動中，由于大量的音視頻素材需要進行分類管理、查詢、瀏覽和投入使用，所以必須建立媒體資產管理系統和多媒體數據庫系統來存儲和管理各種多媒體教學信息，可采用超大容量存儲介質來保存和處理數據，采用移動介質來保存外部數據，并通過光盤塔來讀取。

2.高速度的數據流量傳輸

采用高速以太網、光纖建立校園網絡，千兆水平布線系統加上10G光纜主干系統是當前比較理想的網絡結構。將網絡技術作為核心技術來集成音視頻處理領域，將上載端口、編輯工作站、數據服務器、高速緩存設備、播出端口、代理素材工作站、音視頻工作站等傳統設備與網絡進行連接，除了上載和輸出使用標準的傳統音視頻模式外，其他環節的處理都使用網絡技術。所有這些操作應在同一個存儲設備上來完成，其間沒有文件的傳輸過程。

3.方便高效的信息管理和檢索

建立教學信息資源管理中心，進行各種教學信息的搜集、組織和管理工作。校園網絡中心應設有非線性編輯工作站，通過專門的輸入端口，將素材保存在素材庫中，供相關教師瀏覽查詢，并進行網上點播。專業人員也能通過對素材的編輯和實時處理，將已完成的節目素材直接轉換為流媒體格式文件，以便在線輸出。