流媒体技术及其在校园教育信息资源传输中的应用

1、流媒体技术及其在校园教育信息资源传输中的应用               摘要： 流媒体技术可用来实现网上音视频数据边下载边播放。本文就流媒体技术、校园网中的教育信息资源传输技术以及多媒体信息的流式传输进行了论述,并对自己研制的“P&DP-VOD”系统的教学应用进行了探讨。          关键词： 流媒体;VOD;信息资源   

2、;        一、引言在高等学校已实现了“校校通”的同时,教育部正在对基础教育实施“校校通”工程。我国现有中小学生 2.27亿人,中小学校64.75万所,高等学校2000多所。到2001年底,全国中小学开通校园网的学校有 15579所,再加上高校的校园网,估计目前全国校园网总数超过20000个。假设平均每个校园网造价为 50万元,全国校园网总计投资已超过100亿元,这表明国家和各级管理部门对教育的高度重视。国家在教育经费十分紧张的情况下如此巨大的投资,期望的是校园网要发挥更大的教育、科研和管理效益。  

3、;        可实际情况又是如何呢?作者查阅过关于校园网的文章,调查过有关学校,发现大家均有同感:忧多于喜。不容否定,校园网在学校的教育教学中正发挥着无可替代的作用,但是也还存在诸多令人担忧的问题,诸如“有路无车”、“有车无货”、“有货无用”(有人把“网络”比作“路”,把“应用软件”比作“车”,把“信息资源”比作“货”)的现象依然普遍存在。原因是多方面的,有思想认识方面的原因,有管理方面的原因,也有技术方面的原因。本文首先介绍校园网教育信息资源传输技术的发展,然后重点论述流媒体技术以及如何将它用于校园教育信息资源建设中。

4、          二、校园网上教育信息资源传输技术的发展          1.校园教育信息资源的类别校园教育信息资源的内容是广泛的,它包含教学、科研、管理等诸方面。从其表现形式来分,包括文本、图形、图像、音频、视频、动画等。按其存储的介质形式可分为纸质介质存储(图书资料、教材教辅和文件报表等)、磁性介质存储(录音带、录像带、磁盘和磁带等)和塑基介质存储(VCD、DVD和电脑光盘等)。  

5、60;        2.校园网上教育信息资源传输面临的困难人们在欣喜校园网建成的同时,也在埋怨校园网上教育信息资源之匮乏。目前绝大多数校园网络传输的信息资源是静态图文信息,它不过是书本的搬家, 但建网的目的不是为了实现这种搬家。在教育信息资源中教学信息是其主要的信息,而它却是由图文声像组成的多媒体信息,它是一个与时间密切相关的时基信息。另外,教育信息系统应是一个双向系统,教育者与受教育者之间应有双向交流,要能即时进行反馈控制,要有主动选择所需信息的机制。然而,要实现上述功能,传统的传输方式是不适应的。  

6、;        由于数字化后的音视频信息,其数据量很大,需要的存储空间很大,对带宽要求也很高,不经过特殊编码压缩很难在网上传输。目前普遍采用“先下载后播放方式”,即将音视频等多媒体信息得先下载到本地硬盘上,然后再播放,而下载时常常要花数十分钟到数小时。比如:1分钟的按MPEG-1方式(即 VCD)压缩的视音频节目所需的存储空间约为 10MB,一部2个小时的MPEG-1视频教材需要约 1GB的存储空间,如果使用56Kbps的Modem接入下载的话,1分钟的节目需下载25分钟,要下载一部稍长一点的片子将等待数小时,这简直让人难

7、以忍受。为了很好地解决网上传输多媒体音视频信息,研究者们已研究出来另一种新的技术流媒体技术。          3.校园网上教育信息资源的传输技术随着技术的发展,校园网传输的教育资源大致可分为三个阶段:第一阶段是以静态HTML页面为主要形式的“图文静态页面”阶段,这一阶段传输的内容主要是文本,以及少量的图片,但它们都是静态的,它以图文页面来反映教学内容,以超级连接方式反映教学内容之间的关系,学习者以Web方式在线浏览学习;第二阶段是以Web数据库为基础的包含音视频素材的“图文动态页面”阶段,其内容除了静态

8、图文外,还有音频素材供下载后使用,师生可用BBS、电子邮件离线双向交流;第三阶段就是以流媒体技术为基础的流式传输阶段,主要特征是可以使音视频信息边下载边播放,师生可以在线双向交流。目前在我国仅有少数高校的网络采用了流媒体技术,而大多数还停留在第二阶段。          三、流媒体技术与应用系统简介           1.流媒体的含义 “流媒体”(Streaming Media)是指在Internet/

9、Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体。“流” (Stream)是指通过网络传输的数据以及与该数据相关联的所有控制信息,它是流媒体数据的网络传输方式和播放方式。这种由数据及其相关控制信息组成的数据格式称为流格式,按照流格式形成的数据称为数据包,一个多媒体文件经特殊压缩编码式后形成的所有数据包构成了该文件的数据流,即流媒体。流媒体不是一种新的媒体,只是多媒体的另一表现形式。流媒体技术的实现需要相应软硬件环境和相应的控制协议。          2.流媒体的优点(1)启动延时短。流媒体文件的播放是采

10、用边传输、边播放方式,在用户端,当用户点击播放连接时, 只需要一段较短的预置时间(几秒钟到十几秒钟),文件就开始播放了,避免了用户长时间等待的问题。(2)存储空间少。流媒体运用了特殊的数据压缩 /解压缩技术(CODEC),与同样的声音文件(.wav) 以及视频文件(.avi)相比,同样内容的流媒体文件的体积只有它们的5%左右。另外,由于它采用的是“边传输边播放边丢弃”技术,流媒体数据包到达终端后经过播放器解码还原出视频信息后即丢弃,只需要少量的缓存,不需要占用很多存储空间。(3)所需带宽小。由于多媒体文件经压缩后体积大大缩小,所以传输的带宽要求也较低,用普通Mo- dem拨号上网的用户也可进行视频点播。(4)可双向交流。流媒体服务器与用户端流媒体播放器之