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1、流媒体技术特点及其在网络教学中的应用 摘要:现代远程教育为学习者提供了丰富的学习资源,随着计算机的普及、网络的迅速发展,将计算机网络应用于远程教育,使学习者摆脱了时间和空间的限制,更好地享受到形象生动、丰富多彩的教学资源,适应了当前教育信息化的发展。直播式流媒体教学是一种实时教学方式,学生可以在同一个时间、不同的地点利用相应的播放软件进行接收,并可通过文字或者麦克风进行相互交流。点播式流媒体教学则不受时间地点限制,学生可自行选择学习内容和时间,满足了学生个性化学习的需要。两种方式互补,大大提高了网络教学的质量。 Streaming Media Technologe and Its Functi
2、ons in Network Education LIU Hua-yan (Computer Institute of Xiangnan University, Chenzhou 423000, China) Abstract: Modern distance education has provided abundant learning resources for learners. With the popularization and development of computers and network, learners can free themselves from the
3、constraints of time and space to better enjoy the vivid and colorful teaching materials, which adapts to the current development of information technology in education. There are two types of modern distance education, live-style streaming and on-demand streaming media teaching. Live-style streaming
4、 media teaching is a real-time teaching method under which students can use the corresponding playback software to receive information in different places at the same time and to communicate each other with Chinese characters and microphones. Whereas students has no time limit under on-demand stream
5、ing media teaching method and they can choose freely their learning content and time,thus meeting students personalised requirements. Complemented each other, the two methods has improved greatly online education. Key words: streaming media technologe; network education; live-style; on-demand 1 概述 传
6、统的教学模式中,师生都是按教学计划安排好的时间、地点进行教学活动。这种直接面对面的教学有利于师生间的交流,同时它也存在不少弊端。在计算机、网络广泛普及,计算机数据能力日益强大,宽带网络日益完善的今天,网络教学已经成为网络信息时代一种重要的教学方式和教学手段。它利用计算机及网络进行教学,具有交互性、实时性、广泛性等特点。网络教学改变了传统教学同时、同地、同进度的课堂教学方式,能够最大限度地发挥人力、物力资源,实现优秀教育资源的共享,提高教学效益。1 2 流媒体技术的特点 流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体,如:音频、视频或多媒体文件。流媒体技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理
7、后放在网站服务器上,让用户边下载边观看、收听,而不需要等整个文件全部下载完毕后才可以观看的技术。2它是涉及到流媒体数据的采集、压缩、编码、存储、传输及网络通信等多项集成技术。 目前,主流的媒体技术主要有四种,分别是RealNetwork公司的Real System、Microsoft公司的Windows Media Technologe、Apple公司的Ouick-Time和Macromedia公司开发的FLV。3与传统的多媒体技术比较而言,它们在技术上可表现出如下共同特点: 采用高压缩率、高品质的音视频编码器 由于在网上传输音视频信号将占用大量的带宽,因此就要求编解码器对音、视频内容进行高压
8、缩率的编解码,并且还应在带宽允许的范围内充分保证音视频质量不受影响。较新的流媒体编解码技术在视频方面采用了较MPEG4更为先进的编码技术,同时具备动态位速率编码、二次编码和关键帧控制等高级功能,使得编码内容的压缩率远高于MPEGl文档而品质却能接近MPEG2的视频效果,音频方面,高级的音频编码器同样能提供高压缩率以及高品质、高保真的音频流。 具备智能流的控制技术 智能流控制技术能根据客户和服务器间彼此的通讯状况来建立实际的网络吞吐量,能自动检测网络状况并将视频流的属性调整到最佳品质;同时根据提示自动进行一系列的调整以使流的整体质量达到最佳,使用户最终收到与其连接速度相符的连续的内容流。 具备多
9、重比特率的编码方式 流媒体的另一核心技术在于如何根据不同的网络连接来确定音、视频信号的编解码,也就是需要编解码器根据不同的连接对象确定生成影音文件的输出质量和可用带宽,在流媒体技术中,编码器允许在一个流文件中对视频流进行多重编码的创建和传输,通常应用的带宽范围可从28.8kbps到500kbps不等,可使客户端播放器能根据实际的连接带宽确定其中一个适合的视频流进行播放。 支持脚本命令传送模式 流媒体编码器允许向编码内容插入脚本命令,脚本将作为流的一部分进行保存和传送,常见的脚本命令包括字幕显示、URL跳转以及自定义脚本命令,使用脚本可用于事件通知、自动地址链接和插入广告等功能。 3 流媒体技术
10、在网络教学中的应用 网络教学让学生足不出户就可以享受到优秀的教育信息,但是在网络教学过程中,需要将信息从教师端传递到远程的学生端,而且需要传送的信息是多元化的,包括各种类型的数据,如图形、文本、音频、视频、动画等。其中,图形和文本可以以原格式在网上传输,而音频、视频等虽然可以直接在网上播放,但由于文件偏大,要等完全下载后才能观看。这极大地浪费了学习者的时间。由于流媒体技术是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放在网站服务器上,让用户边下载边观看、收听,因此如果采用流媒体技术进行处理,用流媒体格式将一个资料(如动画、视频文件)分段传送,学习者不必等待整个内容传送完毕,就可以及时看到连续的内容,甚
11、至可以随时的暂停、快进、快退。目前常见的流媒体教学有直播式和点播式两种。 3.1 直播式流媒体教学系统的实现 直播式流媒体教学是一种实时教学方式,教师课前可将PPT课件等资料上传至远程服务器,供学生下载。教师机通常安放在多媒体教室,安装视频采集卡、声卡、摄像头、麦克风等相关设施。教师上课时启动相关设备,利用视频采集卡把摄像头、麦克风记录的教学过程实时传输到流媒体编码机,编码并生成流媒体文件,实时上传到服务器。学生则可以在同一个时间、不同的地点利用相应的播放软件进行接收。在教学过程中,师生还可通过文字或者麦克风进行相互交流。 具体实现可采用如下方案: 准备硬件设施:采用Windows XP或Wi
12、ndows 2000为系统的PC机为平台,安装好摄像头和麦克风。 软件安装:安装Microsoft Media Server(通常操作系统安装时已自带,可直接将其更新至最新版本);其次,安装Real Producer和Real Server。 做好课程网页的设计,配置好网页服务器。 启动摄像头、麦克风,实时采集视频和音频数据。 利用配置好的Real Producer对实时采集的音、视频数据进行压缩处理成流媒体文件。 将压缩后的音、视频数据用Real Server发布。 试验、调试并最终完成设计。 3.2 点播式流媒体教学系统的实现 直播式流媒体教学便于师生间的交流,但由于它属于实时教学,因而时
13、间是相对固定的,学生一旦错过了时间,就无法收看相关视频,而点播式流媒体教学恰恰能克服这一缺陷。 点播式流媒体教学先将教师教学过程进行录像,然后将录像以及与教学相关的动画等资料预先进行编码压缩,处理成流媒体文件,再将与课程相关的图片、文字、幻灯片合成制作成网页。学生通过浏览器访问,就可获得网页上的教学资源。具体实现方案与上述直播式教学系统实现方案类似,就不再重复。由于点播式没有实时性要求,因而在进行音、视频数据压缩时可采用Microsoft Media Server自带的Microsoft Media Encoder进行处理。 利用点播式教学系统,学生就可以不受时间地点限制,自行选择学习内容。这种教学方式满足了学生个性化学习的需要,但是在授课过程中,学生无法直接向老师提问,不利于及时解决学生课堂的疑问。在制作网页的时候,需要设计好师生交流版块,如BBS、留言板等等,供师生交流讨论。 4 结束语 网络教学是教育改革中的一项重要内容,利用流媒体技术可大大提高网络教学的教学质量和教学效率。我们相信,流媒体技术在网络教学中将发挥越来越重要的作用,对教育改革也必将产生深刻的影响。
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