毕业设计（论文）-多媒体教育课件制作、管理、发布系统的研究与设计.doc

摘 要随着下一代互联网技术的研究，以及cernet2逐渐应用于现代远程教育实践，高带宽、高速率、高可靠性的网络将为远程教育能够提供更优质的教育服务创造更多的机遇和可能。包含视、音频等大颗粒信息对象的多媒体课件，在不久的将来，将广泛运用于远程教育实践，并对整个远程教育的服务质量有一个很大的提升。针对此种现状，本文结合现场教学实践和课件点播系统的实际情况，研究了基于视、音频资源的多媒体课件的制作、管理和发布的过程，并结合可共享对象参照模型（scorm）和数字版权技术（drm），构建了一个能够迅速投入商务运营的多媒体课件的制作、管理、发布原型系统。多媒体课件制作、管理、发布系统分为三个子系统：多媒体课件生成与再编辑系统、多媒体课件管理系统、多媒体课件注册、发布系统。整个系统框架参照web services中服务请求者、服务提供者、uddi之间的关系构建；运用学习对象元数据（lom）规范对多媒体课件进行描述，并将她代替教育资源实体作为信息载体在不同的系统之间进行传递，使得系统之间能够间接完成对于课件实体的管理、查找、评价和使用。为了跟踪学生学习进度，系统遵照scorm标准中的runtime api并应用javascript语言进行多媒体课件与课件管理系统的通信，同时应用数据库保存学生学习进度；系统以课程的章节作为跟踪学生学习进度的最小粒度。系统采用lom规范中的rights标签对多媒体课件中的版权信息进行描述，采用windows media rights manager 7进行多媒体课件的版权控制。系统运用windows format sdk和windows encoder sdk，对课件中的主视、音频资源进行二次开发，使得其可以同步控制网页、其它非主视、音频以及白板事件的产生；系统采用windows media server 来实时播放视、音频流媒体，同时将实时播放的内容记录形成标准化的多媒体课件，并可对这些课件进行后期加工和编辑。关键字：网络教育标准、多媒体课件、制作、管理、注册、数字版权、同步abstractalong with the development of the next-generation internet technology, and the fact that cernet2 is gradually applied to practice in e-learning, the high-bandwidth, high-speed, and high-dependability network will create more opportunity and possibility in terms of providing more excellent educational service for e-learning. in the near future, the multimedia courseware which includes lots of large-particle information object such as video, audio and so on, will applies to practice in e-learning extensively, whats more, it will have a great promotion in the qos of e-learning.according to the present situation, the paper combines the teaching practices with the actual circumstance of courseware ordering system, and researches the process of the creating, managing and releasing the multimedia courseware which based on video and audio resources. further more, it incorporates the sharable content object reference model (scorm) and digital rights management (drm), and sets up a multimedia courseware creating, managing and releasing prototype system which can be threw into the business and commercial domain quickly.the multimedia courseware creating, managing, releasing system can be divided into the following three subsystems: the multimedia courseware creating and reediting system, the multimedia courseware managing system and the multimedia courseware registering and releasing system.the frame of the whole system, which is constructed by consulting the relationship among service demander, service provider and uddi in the web services，applies the learning object metadata (lom) criterion to describe the multimedia courseware, and is transmitted among different systems as the carrier of the information instead of the resource entity, as a result, it can realize the function for indirectly managing, searching, evaluating and using of the educational courseware entities among systems. in order to trace the study schedule of students, the system complies by the runtime api of scorm criterion and applies the javascript language to communicate between the multimedia courseware and the courseware managing system. at the same time, the system applies the database to keep the data about the students study schedule, and adopts chapter as the smallest unit in tracing the students study schedule. the system uses the label of rights in lom criterion to describe the copyrights information of the multimedia courseware, and adopts the windows media rights manager 7 to control the copyrights of the multimedia courseware. the system applies windows format sdk and windows encoder sdk, to redevelop the video and audio resources in the courseware, and then it will control generation of webpage, the other no-main video and audio and whiteboard events synchronously. the system applies windows media server to broadcast the multimedia such as video and audio in real time, at the same times, it can record the content into the hard disk and form the standardized multimedia courseware, besides, the multimedia courseware can be processed and edited easily in the future.key words: e-learning standard, multimedia courseware, creating, managing, registering, digital rights management (drm), synchronization目 录摘 要iabstractii1绪言1.1 背景、目的和意义(1)1.2 中国远程教育系统发展历程(3)1.3 主要工作简介(4)1.4 多媒体课件制作、管理、发布系统简介(5)1.5 论文各部分主要内容(8)2多媒体课件生成与再编辑系统2.1 系统框架(9)2.2 关键技术问题讨论(13)2.3 系统关系(22)3多媒体课件管理系统3.1 系统框架(24)3.2 数据库设计(29)3.3 关键技术问题讨论(31)3.4 系统关系(40)4多媒体课件注册、发布系统4.1 系统框架(41)4.2 关键技术问题讨论(44)4.3 系统关系(47)5结语5.1 系统总结(48)5.2 前景展望(49)5.3 个人总结(49)致谢(51)参考文献(52)附录1：攻读学位期间发表论文目录(55)附录2：缩略语(56)581 绪 言1.1 背景、目的和意义1.1.1 研究背景网络教育为人们提供了一种全新的学习方式，为学习者提供了个性化学习的条件；有助于实现交互式学习；有利于促进教育社会化和学习社会化。许多国家都高度重视网络教育，努力扶持和发展这一全新的教育方式，为推进网络教育的普及与发展投入大量资金，不断扩大网络教育的普及化程度，增加教学培训的层次、丰富教育内容1。随着中国逐步地进入国际经济竞争的大舞台中，市场开放和劳动力市场走向国际化将不可避免。人才需求的变化必然带来教育体制的变革2。终身教育对现代社会来说，已不仅是理论而且还是活生生的现实。而要实现终身教育，仅仅依靠传统的教育方式显然是不可能满足要求的，我们迫切需要更多的教育方式和手段满足人们学习的需求，网络的出现恰恰解决了这样的问题。网络由于其广泛性、便捷性、无时间、地域的差异性等特点，成为传播教育的有效途径3。与传统教育相比，网络教育是一种全新的教育模式，它可以突破时间和空间的限制，帮助人们随时随地学习，让更多的学习者共享优秀教育资源；网络教育具有开放性、交互性、协作性、自主性等特点，可以使更多的人尤其是无法到校园内学习的人们接受高等教育，它将成为终身教育的首选形式。网络技术和网络带宽的提升，特别是cernet2网络基础的建立，远程教育将向学习资源可共享、系统互操作和个性化教育方向发展，智能技术、流媒体技术、海量数据存储技术等在网络教育中的应用4，无疑会提高网络教育的服务质量，促进终身教育体系的建立。旧的单调的课件已经不能满足现实网络教育学习的要求；学习者的需求、现代远程教育理论的提升、网络技术的成熟以及网络环境的改善，使得多媒体课件及其管理、发布平台呼之欲出5。1.1.2 研究目的本文主要研究在cernet2新型网络环境下，包含视、音频等大粒度信息对象的课件的制作与再编辑、学生学习进度跟踪、版权管理以及注册、发布和点播的过程，并据此构建能够迅速投入商务应用的课件的制作、管理、发布原型系统6。多媒体课件包含了视、音频等大信息量的媒体素材，增加了整个课件的信息量，满足了学生全方位的教育需求；学生可以通过从声、光、色等多方面来学习知识，完全如身临真实课堂。本文研究的主要目的是在一定的网络带宽下，如何有效地将这些大信息量媒体素材应用于多媒体课件来不断提高网络教育的服务质量。多媒体课件通过对视、音频素材进行二次编辑（如：在媒体头部插入同步脚本或版权信息），使得可以在其中编排章节目录，并进行版权管理。多媒体课件通过在主视、音频资源中插入同步脚本，便可以在播放主视、音频资源的同时，同步控制网页、其它视、音频资源和白板事件的播放和产生7；同时版权信息的插入以及与同步脚本的结合使用，也使得原来只基于纯流媒体的数字版权管理扩展到了整个多媒体课件。本文研究的主要目的是如何在主视、音频媒体素材中，插入章节信息和版权信息，并最终形成具有集视、音频、网页、word、ppt、白板等多种媒体，且能够进行数字版权保护的多媒体网络课件8。多媒体课件采用学习对象元数据（lom）来对教育资源进行描述，采用内容包装规范（cp）对课件进行组织和合成，并通过传递课件的描述信息来完成对多媒体课件的查找、评估、获取和管理。此外，教育资源采用lom元数据信息中的rights标签对教育资源的版权信息进行描述，完成课件的权利控制。本文研究的主要目的是，如何有效地运用学习对象元数据（lom）和内容包装规范（cp）来完成对课件的描述、组织和管理9。多媒体课件遵循scorm标准中runtime api编写控制脚本，来使之与课件管理平台进行通信，保持和控制每一位学习者的学习进度。此外，在多媒体课件的内容包装规范的内容清单中嵌入简单序列化规范（ss）定义的顺序标签便可以编排课件每一个章节的播放顺序10。本文研究的主要目的是在简单序列化规范（ss）和scorm标准的指导下，如何方便地定制学生的学习计划和有效地控制和管理学生的学习进度。1.1.3 研究意义多媒体课件的制作、管理、发布系统采用视、音频等多媒体素材作为教育资源，一改传统的网络教育只能采用单调的文字和图片的状况，使的网络教育的形式更加丰富多彩，使得学生可以从更多方面、更多角度学习知识11；多媒体课件可以通过影像、声、光等多方面去刺激学习者的感知细胞，加深了学习者对于新的知识的印象，提升了网络教育的服务质量。多媒体课件的制作、管理、发布系统可以跟踪学生的学习进度、控制和管理学生学习进度。学习者无论在何时何地登陆课件管理平台进行学习，都可以从自己未学习的章节开始学习，同时由于系统遵循简单序列化规范（ss），学习者或是教师都可以根据学习的实际情况为自己或是学生定制特定的学习顺序。学习者在这种智能化的学习环境中，提高了学习的效率，同时，网络教育的服务质量也被提高了12。多媒体课件的制作、管理、发布系统采用教育资源的描述信息代替教育资源的实体传递信息，在有限的网络带宽下，既压缩了网络带宽，又增加了网络上传输的有效信息量。同时，教育资源提供者、教育资源发布者、教育资源使用者，这三者的关系通过教育资源的描述信息有机的联系起来，方便了课件的查找、评估、获取和管理。多媒体课件的制作、管理、发布系统中嵌入了数字版权管理技术，有效地保护了课件提供者的知识产权，刺激了课件制作的积极性，丰富了教育资源市场。多媒体课件的制作、管理、发布系统既提出了要保护教育资源生产者的著作权利益，同时结合数字版权技术和计费系统，使得整个系统更具商业价值，此外，注册机制的提出，不光方便了学习者可以查询已有的教育资源，同时，也使得更多处在商业运营中的课件管理系统更加容易被发现、使用。所以说，本系统是一套能够迅速投入实际商业运营的可行性系统。1.2 中国远程教育系统发展历程远程教育在中国的发展经历了三代：第一代是函授教育，这一方式为我国培养了许多人才，但是函授教育具有较大的局限性；第二代是80年代兴起的广播电视教育，我国的这一远程教育方式和中央电视大学在世界上享有盛名；90年代，随着信息和网络技术的发展，产生了以信息和网络技术为基础的第三代现代远程教育。时代的发展，远程教育的形式从函授教学到电视教学最后到网络教学变化着，教育形式的变化带动教学载体的变更，这样的变更使得建立远程教育系统需求日趋高涨，同时网络环境的改善和网络技术的提升也为远程教育系统的建立提供了现实可能13。由于网络带宽和网络技术的限制，以及教育标准的空白，初期的网络教育系统，课件主要是包含单一网页和图片的web页面；网络教育管理系统也主要是完成课件的增加、删除和修改；不同的网络教育系统之间的课件不能够共享使用；网络教育管理系统对课件的管理的粒度也只是课件本身；学生进行网络教学只是web页面的简单浏览。之后，随着中国网络教育规范的形成，同时网络环境的改善，网络技术的提高，课件依照规范进行描述和管理使得课件可以在不同网络教育管理系统中共享使用；此外，简单的视、音频也作为课件的素材被加入，但缺乏同步控制；此时的教育标准不仅包含对课件的描述定义，同时也使描述深入到每个教育资源，这样课件系统就能够对课件的每一个资源进行管理了14。现今，随着网络环境的改善、网络技术的提高，使得视、音频等大颗粒信息单元成为了课件的主体，使得课件和其它普通的web网页可以同步播放，并且可以进行网络课件的版权保护，而同时随着网络教育标准研究的继续深入，网络教育标准已经不单单只是对于教育资源的描述和组织，网络教育系统走向智能化和个性化成为现今网络教育标准研究的新的热点。能够定制每一位学生的学习计划，对于每一位学生的学习进度进行跟踪，并且融合了复杂的多媒体技术的智能化网络教育系统成为了当前远程教育系统研究领域的重点，成为当前远程教育市场最大的卖点15。1.3 主要工作简介我毕业论文的主要工作是将原有自己参与和设计过的几个纵向和横向的项目进行提炼、整合，并在其中加入国际标准，设计出一个具有数字版权管理功能的多媒体课件的制作、管理、发布原形系统。在我的毕业设计研究过程中，全部的工作可以凝结为12个字，即：三个融合、两个加入、一个扩展。三个融合是指，在我的系统中，融合了“天地网”资源专项、金通虚拟课堂与课件制作系统以及“慧眼”流媒体电子交易平台的设计思想和操作方法。融合了“天地网”资源专项对于“教育资源共享”的概念。教育资源使用者通过登陆教育资源发布中心，并通过发布中心链接到的已注册的教育资源管理中心来得到所需的教育资源，而这些教育资源都来自于更加分散的教育资源制作者。融合了金通远教项目对于视、音频的操作方法。通过在视、音频媒体中嵌入同步脚本来控制视、音频媒体与其它媒体之间的同步，并运用数字信号编码器（codec）来控制输出的视、音频质量。融合了“慧眼”流媒体电子交易平台对于视、音频数字版权保护的概念和操作方法。两个加入是指：在我的系统中，加入scorm学习管理系统对于学生学习进度的控制，加入了简单序列规范（ss）对于学生学习计划的管理。加入了scorm学习管理系统中的学习进度管理机制。scorm学习管理系统中定义了与之交互的教育资源粒度和runtime api，遵循这些标准规范，使得符合scorm标准的教育课件可以在平台上使用，并可记录学习此门课件的每一位学习者的学习进度，并对其进行控制管理。加入了简单序列规范（ss）中的学生学习计划的管理机制。通过将简单序列规范和内容包装规范结合，使得可以以章节的粒度去定义学生的学习计划。一个扩展是指：将对于视、音频媒体的数字版权管理技术扩展到基于视、音频的整个多媒体课件的数字版权保护上来。通过在普通视、音频的数字版权管理技术中加入视、音频的同步技术，使得对于普通视、音频的版权保护变为对于整个多媒体教育课件的数字版权保护，同时，在其中，运用javascript等技术来完成对网页的数字版权保护，也使得整个多媒体课件的数字版权保护更具有实效性和完整性。1.4 多媒体课件制作、管理、发布系统简介1.4.1 系统框架简介多媒体课件的制作、管理、发布系统包含三个部分：多媒体课件生成与再编辑系统、多媒体课件管理系统、多媒体课件注册、发布系统。多媒体课件的制作、管理、发布系统框架如图1.1。多媒体课件生成与再编辑系统是整个系统的源头。她作为整个多媒体网络教育生产链中的生产者，负责全部多媒体课件的生成和再编辑。在其中包含：课堂直播录制模块与课件再编辑模块。课堂直播录制模块录制教师讲课的视、音频，并把教师讲课的网页、word文档、ppt文档以及实时桌面和白板，同步录制并以流媒体播放出去。形成的课程可以直接使用，也可通过课件再编辑模块进行修改或重新同步。多媒体课件管理系统是网络课件的拥有者，她是整个系统的核心。她作为整个多媒体网络教育生产链中的产品供应商，负责对课件的版权信息进行管理，并对课件的使用实施计费；学习者也可以通过此系统为自己定制学习计划、跟踪学习者学习进度。多媒体课件注册、发现系统是课件描述信息的管理者。她作为整个多媒体网络生产链中的产品销售商，负责将注册的课件的描述信息进行发布，使得学习者通过她能够迅速地定位到处在分散在各地的课件管理系统上的所需的课件。图1.1 多媒体课件的制作、管理、发布系统架构课件编辑系统产生或再编辑课件与课件的描述信息、版权信息以及课件与管理系统的通信脚本，并集合这些资源，形成最完整的课件包，上传至课件管理系统；课件管理系统对课件包进行分解，并将其中的课件实体、课件描述信息、课件版权信息一一入库，统一进行管理，之后课件管理系统将能够投入商务运营的课件的描述信息注册到课件注册系统；课件注册系统将注册的课件的描述信息统一进行组织，并提供可根据教育资源的一些特殊属性进行组合查询的功能；学习者在课件注册系统中通过对课件的一些特殊描述信息的查询，迅速定位到处在分散课件管理系统上的所需的课件，进行学习。1.4.2 系统特点简介多媒体课件制作、管理、发布系统的系统特点可以概括如下：多媒体课件制作、管理、发布系统采用视、音频资源为课件的主体，极大地丰富了课件的信息含量，提升了网络教育的服务质量。此外，在课件中嵌入了用于编排章节目录的同步脚本，使得视、音频和web页面可以同步播放，丰富了课件的表现形式；在课件中嵌入了权利信息，使得课件可以进行数字版权的控制。多媒体课件制作、管理、发布系统采用学习对象元数据对教育资源进行描述，采用学习对象元数据作为信息的载体，代替教育资源实体在系统之间进行传递，既极大地保持了教育资源信息的含量，同时又极大地压缩了网络带宽，减轻了网络负担。多媒体课件制作、管理、发布系统遵循scorm标准，系统按照runtime api定义课件与教育平台之间的通信协议，使得学习者可以无时无地都能够按照自己的学习进度进行学习，同时学习管理者也可以根据学习者的学习进度进行实时的管理。多媒体课件制作、管理、发布系统采用内容包装规范对课件进行组织包装，使得课件能够在不同的系统中自由传递和共享，同时，在内容包装规范中定义的组织信息中加入简单序列化规范定义的序列标签，使得学习者可以随心所欲地为自己的“学习大餐”定义 “饮食计划”。多媒体课件制作、管理、发布系统采用课件管理系统、课件注册系统和学习者的三角关系，构建系统框架，课件管理系统自行管理自己的课件产品，并将课件的特征信息在课件注册系统注册、发布，学习者就可以方便地在同一个课件注册点发现处在分散在不同课件管理系统上的课件；这样，不但提升了学习者查询所需课件的效率，同时，也提升了课件管理的经济效益。1.4.3 系统商务运营模型分析多媒体课件的制作、管理、发布系统的三个子系统有机结合一起，在整个网络教育生产链中，构成一个整体。其中，多媒体课件生成与再编辑系统作为整个多媒体网络教育生产链中的生产者，负责课件的创作和修改，她是课件的生产车间；多媒体课件管理系统是整个多媒体网络教育生产链中的产品供应商，负责对课件的管理和控制，为整个网络教育提供课件，她是课件的版权所有者；多媒体课件注册、发现系统作为整个多媒体网络生产链中的产品销售商，负责最快速地分发已注册的课件，增加课件管理系统的点击率16。多媒体课件的制作、管理、发布系统的运营方式如图1.2。多媒体课件管理系统是整个课件运营系统中的主体，她散落在网络的各个角落，负责课件的管理和供应，她是课件的拥有者，学习者在其上进行学习，并接受课件管理系统的计费管理和学习进度管理。多媒体课件注册、发现系统在整个网络中是唯一的，或是几个保持严格同步注册系统，她的存在是为了使学习者能够方便地定位到课件管理系统上，她是为课件管理系统服务的，使得课件管理系统能够赚取最大的价值。多媒体课件生成与再编辑系统，是课件的源头，她分布的最为广泛，她出卖录制的多媒体课件给课件管理系统。在实际应用中，主要是教师使用。图1.2 多媒体课件的制作、管理、发布系统商务运营模型1.5 论文各部分主要内容论文主体共分五个部分：第一部分：介绍系统的研究背景、研究目的、研究意义；并简述了中国远程教育系统发展的历程；最后，介绍本人在整个毕业设计中的主要工作，介绍整个系统的框架、功能特点，并就系统在今后的商务运营的形式进行了分析。第二部分：介绍多媒体课件生成与再编辑系统的体系架构、视、音频与其它资源和动作事件同步的解决方案，以及流媒体播放解决方案、学习对象元数据标准。第三部分：介绍多媒体课件管理系统的体系架构、数据库设计、scorm学习管理系统模型、简单序列化规范、数字版权管理及其与计费系统的结合方案。第四部分：介绍多媒体课件注册与发现系统的体系架构与注册、发布机制以及xml的存储方式。第五部分：总结全文，概述三个子系统及其关系，提出今后需要继续研究的方向。展望今后网络教育的发展前景。2 多媒体课件生成与再编辑系统2.1 系统框架多媒体课件生成与再编辑系统包含两个大的模块：课堂直播录制模块与课件再编辑模块。课堂直播模块主要完成教育资源的实时收集、同步和播放；课件再编辑模块主要完成教育资源的重新整理、组织，并修订课件的描述信息和版权信息；两者配合形成可以实际运行的标准化多媒体课件。多媒体课件生成与再编辑系统的系统框架如图2.1。图2.1 多媒体课件生成与再编辑系统2.1.1 课堂直播录制模块课堂直播录制模块，是b/s结构的。在教师端（服务器端），能够方便地将教师讲课的视、音频采集，并可以记录教师讲课过程中所用到doc文档、ppt文档、html网页、图片、flash、视、音频媒体资源，特别是可以将他们与教师讲课的视、音频中的影像同步播放和记录；同时，也可以同步播放和记录教师当前的桌面；一个很特别的地方，在特殊硬件的支持下，课堂直播录制模块可以同步播放和记录教师在白板上的操作。在学生端（客户端）能够实时观看或是点播教师讲课的影像以及与此同步的各种教育素材、桌面和白板操作。课堂直播录制模块可以通过流媒体服务器和web服务器将多媒体课件，实时播放；也可以，将课件记录到本地硬盘，形成课件毛坯。课堂直播录制模块教师端架构如图2.2。图2.2 课件直播录制模块教师端教师端，视频捕获模块捕获教师视、音频或者其他视、音频媒体文件作为课件的主视频，用来控制整个多媒体课件的播放。桌面视频模块在没有切换到桌面时播放黑视频；在切换到桌面时，实时保存或实时播放教师桌面。白板模块将硬件检测到的白板数据，以视频脚本的形式发送到主视频。资源收集模块将doc文档、ppt文档、html网页、图片、flash转化为网页的形式，发送到web服务器。桌面视频模块把桌面视频切换的每个动作通过资源同步模块，形成脚本，发送到主视频内部；白板模块把每五个落笔数据及其落笔的时间，通过资源同步模块，形成脚本，发送到主视频内部；资源收集模块把资源切换的每个时间点，及其资源url，通过资源同步模块，形成脚本，发送到主视频内部。整个课件可以保存，也可以通过流媒体服务器和web服务器发送出去，进行教育直播。课堂直播录制模块学生端架构如图2.3。图2.3 课件直播录制模块学生端学生端，通过url链接到流媒体服务器和web服务器，获得它们的直播同步流。媒体播放模块用来播放其中的主视频，而脚本检测模块检测每个脚本同步点，当到达一个时间点控制页面进行资源切换。2.1.2 课件再编辑模块课件再编辑模块，是一个本地应用程序。她可以将教学中运用到的doc文档、ppt文档、html网页、图片、flash、视、音频媒体资源进行同步组织形成多媒体课件。同步组织的主要原则是将教师讲课的语音、动作与教育素材的出现顺序同步，老师讲到那个地方，教育素材就跟着播放到那个地方。同时，也可以将已经组织好的课件重新进行排序组织。此外，在课件再编辑模块中，可以对于课件及其资源的描述信息和版权信息进行编辑、修订。采用学习对象元数据对课件进行描述，在教育资源的查找、评估、获取和管理保持了教育资源的特征信息量，但大大压缩了网络传递的带宽；同时，采用学习对象元数据规范中的rights标签对课件的版权信息进行描述，增强了系统对课件的版权保护能力。课件再编辑模块架构如图2.4。图2.4 课件再编辑模块架构整个课件再编辑模块共包括四个部分：课程编辑准备部分、课程编辑部分、标准打包部分和xml编辑部分。课程编辑准备部分，包含导入模块、课程管理模块、模板管理模块、资源收集模块。导入模块，负责将已有的网络课件包解包；课程管理模块，是准备部分的核心，负责课程的新建、打开、保存；模板管理模块，负责课件演示模板的新建、修改和删除，客户可以定制演示区的个数，分布位置，大小，以及填充内容；资源收集，负责将所使用的教育资源转化为可用的html类型。课程编辑部分，包含课程结构编辑模块、时间线模块、同步录制模块、预览容器。课程结构编辑模块排布课件的章节目录以及与所用资源之间的对应；时间线模块排布不同模板演示区中资源播放的顺序；同步录制模块负责将时间线模块中规定的资源播放顺序，写入到主视频中；预览容器是一个负责预览的控件。标准课件打包模块负责将课件的一些特征信息转化为符合内容包装规范和学习对象元规范的标准文档，并同时把版权信息嵌入，最后，把这些标准文档和课件实体组织、打包形成标准化的网络课件包。由于教育标准中涉及到很多xml内容，所以，xml编辑模块就是做关于xml的基础操作。2.2 关键技术问题讨论2.2.1 多媒体整体解决方案本系统采用微软的一整套视频处理方案。系统主要支持的媒体格式是：wmv、wma、asf；采用的视频编码codec是windows media video 7、windows media video 7、windows media video 9 screen；采用的编码sdk是 windows encoder sdk和windows format sdk；采用的流媒体服务器是windows media server。采用微软的一整套视频处理方案的主要的原因：微软的windows系统是使用最为广泛的操作系统；微软的媒体播放器也是使用最为广泛的媒体播放器之一17；微软提供了一整套的免费而且效果还不错的视频解决方案，它的采用可以达到网络教育服务质量的要求，同时，降低网络教育的成本；基于微软的视频软件，与操作系统结合的比较好。同时，流媒体的播放也采用微软流媒体服务器，因此，在微软整个解决方案的共同配合下，基于微软的视频软件，给我们的总体视、音频效果最好；微软的整体视频解决方案基于mpeg4，所以，它的编辑性十分强；同时，在效果相同的情况下，与其它视频解决方案比较，对于带宽的要求也比较低18；微软的视频编程接口丰富。windows encoder sdk和windows format sdk使得我们可以十分方便地编辑一些基于微软格式的视频资源和一些通用的视频资源类型，同时sdk中提供的一些编程例子对于我们迅速开发视频软件有很大的帮助。2.2.2 多媒体同步解决方案在本系统中，多媒体同步解决方案分为三个部分：教师的视、音频与一般教育素材之间的同步；教师的视、音频与教师桌面视频之间的同步；教师的视、音频与白板事件之间的同步。但是，无论何种方案都是基于微软的流媒体脚本控制技术的。i. 流媒体脚本控制技术在wmv、wma、asf格式的视、音频文件中可以插入六种类型的脚本节点：text、url、event、caption、filename、openevent，他们这六种类型的脚本节点都基于视频播放的时间，即：在何时产生何种事件。其中，text节点，是在视、音频流的某个时间加入一段文字，这段文字的格式可以是平文本、sami文件形式或是html格式，当视、音频播放到这个时间点，脚本语言就可以检测到这段文字，并可就此做进一步处理；url节点，是在视、音频流的某个时间加入一个url地址，当视、音频播放到这个时间点，脚本语言就可以ie播放检测到的url地址；event节点，是在视、音频的某个时间加入一个事件，当视、音频播放到这个时间点时，触发这个事件执行，这个事件可以是用户自定义的，但是事件列表必须在这个流的windows media metafile 中定义；caption节点，同text节点一样，也是在某个时间点加入一段文字，但是caption节点支持标准的html格式化，所以，文字样式可以按照自己要求进行格式化；filename节点，是在视、音频流的某个时间加入一个文件的链接，当播放到这个时间点时，此文件打开；openevent节点，与event节点基本相同，只是在事件来临前允许视频预填充buffer，保存视频的无缝连接19。以下是，实际应用中的视频脚本文件，如图2.5。图2.5 流媒体脚本文件ii. 视、音频与一般教育素材同步解决方案视、音频与一般教育素材同步主要采用url脚本节点来实现。一般教育素材主要包括：doc文档、ppt文档、html网页、图片、flash。首先，调用word和powerpoint的编程接口将doc文档和ppt文档转化为html网页；然后，将转化的网页资源和已有的网页资源，以及图片和flash，采用iis作为web服务器发布，最后，在需要与之同步的视、音频的时间点嵌入这些发布的url地址。这样，在教师的视、音频播放时，就能同步地播放教师当时点击的一般的教育素材。iii. 视、音频与教师桌面视频的同步解决方案视、音频与教师桌面视频的同步主要采用text脚本节点来实现，即：在主视、音频需要桌面视频切换的时间点嵌入特殊的text字符串，通知桌面视频的切换。教师桌面视频与一般教育素材之间的主要区别在于，视频的播放需要缓冲。即，桌面视频在触发它开始播放的时候，必须首先填满播放器中的buffer，所以，触发的时间点与视频的播放就存在一个时间差，这样就造成了教师的视、音频与教师的桌面视频的不同步。解决这个问题的一个方法是，可以在桌面视频不进行播放的时候插入一个全黑的视频流（由于全黑视频信息量最小，占有带宽最小，对整体的性能的影响最小），保持播放器中的buffer的充满，这样就解决了桌面视频在播放前需要填满buffer而造成不同步的问题。iv. 视、音频与教师白板的同步解决方案教师白板是指在教师的常用白板上加入特殊的硬件检测设施和电子笔、电子擦；特殊的硬件检测设施可以检测电子笔和电子擦每一落笔的位置、颜色和粗细，并把它们以特殊的数据格式传递到并口。视、音频与教师白板的同步主要采用text脚本节点来实现。以五个落笔点数据为一组，以text的格式插入到教师视、音频中；脚本在每个检测到text的时间点，将数据送入一个白板控件中，就完成了同步的功能。白板控件是嵌入到课件预览网页端的一个active控件，用于解析落笔点数据，并按照数据将教师白板上的笔画重绘到课件预览端的网页上。2.2.3 多媒体codec解决方案微软提供了一些对于视、音频的数字信号编码器，每种多媒体数字信号编码器定义了对于支持的媒体的配置。利用这些codec可以根据需要压缩和解压缩媒体内容。多媒体数字信号编解码器根据profile（.prx文件）中的配置进行媒体数据压缩。profile中的配置信息保存在压缩文件头中。当媒体数据进行解压缩时，保存在媒体文件头的配置信息就被读取，用来解压缩媒体数据。各种多媒体codec的特性不同，而且对于视频质量的影响很大，所以必须根据其特性合理使用。如：windows media video 9对于对比度强的内容表现的比较清晰，而且cpu消耗比较小，但是，对于颜色丰富的内容处理的就不近乎人意。而，windows media video 7对于颜色丰富的内容处理的就要好的多，但其他性能就都不如windows media video 920。下面罗列了windows media 9 的一些codec，并介绍了它们的特性，如表2.1。表2.1 windows media 9 codec系列codec简介windows media audio 9主要用于复杂的音频编码，如：音乐。windows media audio 9 professional主要用于复杂的音频编码，如：音乐。支持多通道和24位编码。windows media audio 9 lossless主要用于音频的无损编码。windows media audio 9 voice主要用于语音编码，特别适合于对语言的高压缩率的编码，可以根据内容中包含的音乐和语音，动态的改变编码规则达到最理想的效果。windows media video 9主要用于对于复杂视频的编码，如：电影。windows media video 9 screen主要用于屏幕捕捉。windows media video 9 image主要用于将位图压缩成视频。windows media codec的profile文件编辑界面，如图2.6，在其中，可以看到的profile的一些配置和规定的codec编解码时的一些配置：图2.6 windows media codec的profile文件 2.2.4 教育资源描述语言学习对象元数据学习对象元数据（lom）是关于具有教学目的，用于教学和培训的对象的数据。采用学习对象元数据（lom）对教育资源进行描述，能够极大的保持教育资源的信息，能够极大的压缩教育资源的容量，且具有xml结构化的形式的优势。i. 学习对象元数据（lom）规范的目的lom规范通过定义这个统一的元数据模型，使得学习者或教育者可以快速准确的发现学习对象，并对其的评估和使用提供支持，由此实现了学习对