（教育技术学专业论文）在局域网中建立基于web的视频点播系统.pdf

硕士学位论文 m a ，r e r st l 【e s i s 摘要 随着时代的进步，人们对视频节目服务提出了更高的要求，希望改传统的 被动观看为主动控制，能实现对视频节目的内容、播放时间和播放进度等诸多 方面进行选择和控制。视频点播就是为了满足人们这种需求而产生的一种服务 方式。 视频点播( v i d e oo nd e j l 】a n d ) ，即按照用户的需求播放视频。视频点播系 统( v o ds y s t e m ) ，采用b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 模式，将图文、视音频素材存于 视频服务器中，客户端可通过网络随时交互式地查询点播服务器中的媒体信 息。v o d 技术不仅可以应用在电信的宽带网络中，同时也可以应用于有线电视 网和计算机网络中。目前，c a t v 系统和电信的宽带网给v o d 系统的实现奠定了 良好的带宽基础，但是，人们盼望已久的电视系统数字化实现起来并非容易。 首先是有线电视台不能投入巨额资金购买满足成千上万用户播出要求的 设备，而且，用户的经济能力还达不到自己付费看电视节目的程度。其次，公 认为行之有效的方法采用机顶盒，也不是很理想，主要因为其价格较高和 兼容性较差。再次，现在的大多数v o d 系统都是基于广域网的解决方案，其设 计不但复杂，而且其专用的视频服务器价格十分昂贵，几十万甚至上百万的价 格很难适用于小型应用领域。 在这种情况下，在局域网中建立基于w e b 的v o d 系统是一种既经济又灵活 的实现形式。本文主要论述在本系的局域网内建立视频点播系统。基于专业特 点及要求，本系需对教育影视专业方向的学生提供各种视频资源，需要存储、 管理和播放计算机辅助教育专业方向的多媒体课件作品等等。本系统有助于以 上各项工作的开展，其实用性十分突出。同时本文在实践开发过程中对于某些 问题采取创新的解决方法，系统功能也比较强大。 本文阐述了视频点播系统的关键技术和实践开发过程。本文第一章对视频 点播做了一般性概述、对比和总结。第二章提出计算机局域网中的视频点播 ( v 0 d ) 系统设计模型。第三章重点阐述了局域网中基于w e b 的v o d 系统关键技 硕士学位论文 m a s t e r st i i e s i s 术问题和解决方案，具体论述了流媒体技术、数据压缩技术、服务质量( q o s ) 保证策略、并发用户数量问题的解决方法和数据库管理技术。在第四章中，本 文根据实际开发过程，从流媒体的压制、视频服务器的配置、创建动态系统网 页、客户端播放器的开发和嵌入等几个方面进行了详细的介绍。 本系统在内容方面包括视频点播、课件点播和音乐点播三个模块。系统采 用大型数据库管理，用户可以采取普通和管理员身份登陆本系统，后者可对系 统进行更新管理。本文在建立一个功能全面的视频点播系统的基础上，在技术 和设计方面都有一定的创新。主要体现在以下方面：本系统采用j s p 技术动态 生成系统网页，采用t o m c a t 作为网页发布环境；采用j s p 和j d b c 数据库接口 技术：将视频服务器和w e b 服务器在逻辑上完全分开；采用s q ls e r v e r 数据 库管理视频文件时存储文件路径而不是文件本身，在运用协议传输视频文件时 采用将r t s p 协议和传统的h t t p 协议相结合的方式。最主要的创新之处在于自 行开发客户端播放器，最后实现将r e a l p l a y e r 播放器作为插件嵌在w e b 页中， 方便用户使用。 关键词：视频点播( v o d ) 、流媒体、播放器、控件 硕士学位论文 m a s t e r st i l e s i s a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to f t i m e s ，p e o p l ep u th i g h e rd e m a n d so nv i d e os e r v i c e t h e yw a n tt oc h a n g em ep a s s i v ew a t c h i n gi n t oa c t i v es e i e c t i n gt h ec o n t e n ta n d t i m e t a b l ea n dc o n t r o l l j n gm e d i s p l a yp r o c e s s t h u san e ws t y l eo fv i d e os e i c e ， c a l i e d d e oo n d e m a n d ( v 0 d ) ，耐s e s a c c o r d i n g t om e s ed e m a n d s v o d s y s t e ma d o p t st h eb s ( b r o 、v e r ，s e r v e r ) m o d e l ，d e p o s i t si nt h ev i d e o s e r v e rt h em u l t i m e d i ar e s o u r c e si n c l u d i n gv i d e o ，a u d i o ，a n i m a t i o n ，e t c u s e r sc a l l i m e r a c t i v e l ys e a r c ha i l dd e m a n d t h ei n f o n a t i o na b o u t v i d e op r o g r a m si nt h ev i d e o s e r v e rt 1 1 r o u 曲t h en e t w o r k v o dc a nb ea p p l i e dn o to n l yi nt h e 、v i d eb a n d w i d t ho f t e l e c o m m u n i c a t i o n ，b u ta l s oi nt l l ec a t va n dc o m p m e rn e t w o r k a tp r e s e n t ，m e t c l e c o m m u n i c a t i o na n dc a t v p r o v i d ev o d 、i t hg o o db a s i co f 、i d eb a j l d w i d t h h o w e v e l i ti sn o te a s yt oa c h i e v et h ed i g i t a lt v s y s t e mw h i c hp e o p l eh a v el o n g e d f o ral o n gt i m e t h e r ea r em a n yr e a s o n sa sf o l l o w ：f i r s t l y ，c a t vs t a t i o n sc a n n o t a f ! 0 r dt h ee q u i p m e n t sr e q u i r e db yt h e1 a 唱ev o d s y s t e m sa l l dt h ea u d i e n c ec a r m o t b a r ep a y i n gf o rp r o g r a m s s e c o n d l y ，a d o p _ 七i n gs t b ( s e t t o p b o x ) i sn o ta ni d e a m e t h o db e c a u s eo fi t sh i g h p r i c ea i l db a dc o m p a t i b i l i t y i na d d i t i o n ，a tp r e s e n t ，m o s t v o d s y s t e m sa r eb a s e do n ，a n ( w i d ea r e an e t w o r k ) ，s ot h e i rd e s i g n sa r ev e r y c o m p l i c a t e d a 1 1 dt h ep r o p r i e t a r yv i d e os e r v e r sa r ee x p e n s i v ea j l dn o tf i t f u lf o rl a n ( l o c a ia r e an e t w o r k ) u n d e rt h e s ec i r c u m s t a n c e s 、i ti sa ne c o n o m i c a la n dn e x i b l em e t l l o dt oe s t a b l i s h w e b - b a s e dv o ds y s t e mo nl a n t h i sd i s s e n a t i o nm a i n l yd e s c r i b e sh o wt oc r e a t e v o d s y s t e m o no u r d e p a r n n e n t l a n b a s e do n t h es p e c i a l t ya 1 1 dr e q u i r e m e n t s ，o u r d e p a n m e n ts h o u l dp r o v i d es t u d e n t s1 i i 恤p l e n t y o fv i d e or e s o i l r c e sa j l ds h o u l d s t o r e ，m a n a g ea 1 1 dd i s p l a ym es t u d e n t s a n dt e a c h e r s c a ic o u r s e w a r e 1 m i sv o d s y s t e mf a c i l i t a t ea b o v ew o r k st oa c c o m p l i s h o b v i o u s l y m i ss y s t e mi su t i l i t a r i a n a t m e a n w h i l e ，t h i sd i s s e r t a t i o na d o p t ss o m eo r i g i n “m e t h o d s t os o l v ep r o b l e m sa r i s i n g 硕士学位论文 、1 s i e r s t l l e s i s d u “n gt h ed e v e l o p m e n ta n df u n c t i o no f 也i ss y s t e mi ss t r o n g ， t h i sd i s s e n a t i o nm a i n l ye x p o u n d st 1 1 e k e yt e c h n 0 1 0 9 i e si nt 1 1 e v o d s y s t e m a n dt h ed e v e l o p m e mp r o c e s so fi t i nm ef i r s t c h 印t e r i ta d d r e s s e st h eg e n e r a l c o n c e p t i o na b o u tv o da 1 1 dm a k e ss o m ec o m p a r i s o n sa 1 1 d c o n c l u s i o n s i nt h e s e c o n dc h 印t e r ，i tp u t sf b n v a r dt h ev o d d e s i g nm o d e i i nt h et h i r dc h a p t e r ，“i n d e t a i 】d i s c u s s e st h em a i np r o b l e m sa n dh o wt os o l v et h e mb yk e yt e c h n o l o g i e sa n d m e t h o d s ，s u c ha ss t r e a m i n gm e d i a ，d a t ac o m p r e s ss t a n d a r d sa 1 1 dm e t h o d s ，q o s ， m a x i m u mc l i e n tc o n n e c t i o n s ，d a t a b a s em a n a g e m e n t ，e t c i nt h ef o u r mc h a p t e li te l a b o r a t e s h o wt oe s t a b l i s hs u c hav o d s y s t e m o nm el a n ，f r o mt h e s ea s p e c t s ：e n c o d es t r e a r n i n gm e d i a ， c o n n g u r ev i d e os e r v e rc o n n g u r a t i o n ，c r e a t cj sp ，d e v e l o pc l i e n tp l a y e le m b e d t h ep l a y e ri nt h e 、bp a g e t h i sv o ds y s t e mi n c l u d e st h r e ed j 疗e r e n t t y p e s o fc o n t e n t ：v j d e oo n d e m a n d ，c o u r s e w a r e o nd e m a n d ，m u s i co nd e m a n d i t a p p l y sl a r g e d a t a b a s e m a i l a g e m e n ts y s t e m u s e r sc a n1 0 9 i nt oi t a sc o m m o nu s e ro ra d r n i n i s t r a t o li ft h e y l o g i na sa d m i n i s t r a t o r ，m e ym a ym a n a g et h ed a t a b a s e i na d d i t i o nt od e s c r i b i n g h o w t ob u 订dac o m p i e t ev o d s y s t e m ，t | 1 i sd i s s e n a t i o np u t sf o n v a r ds o m ei n n o v a t i o n s b o t hi nt h et e c h n o l o g ya 1 1 di nt h ed e s i g n t h ei 工1 1 1 0 v a t i o n sa r ei nt h ef o l l o w i n g a s p e c t s ：印p l yj s p t oc r e a t et h ea c t i v ew 曲p a g e s ；a d o p tj s pa n dj d b ca sd a t a b a s e c o n n e c t i o nt e c h n 0 1 0 9 y ；d i v i d et h ew e bs e v e ra n dv i d e os e e r1 0 9 i c a n y ；u s eb o t h r t s pp m t o c 0 1a 1 1 dh t t pp r o t o c 0 1t oa c c e s st 1 1 eu r l 血ev i d e on l e t h em o s t i m p o n a t l ti 衄o v a t i o ni s m a ti d e v e l o pap l a y e rf o rc l i e n t ，a n da tl a s ts u c c e e di n e m b e d d i n g t h er e a i p l a y e ri nt h ew e b p a g e i ti sv e r yc o n v e n i e n tf o r u s e r st ow a t c h l h ev i d e op 门) g r 锄se i t h e ri ne m b e d d e dp l a y e rw i n d o wo ri nt h el o c a jr e a l p l a y e r w i n d o w k e y w o r d s ：v i d e oo n d e m a l l d ( v o d ) ，s t r e a i t lm e d p 1 a y e lc o n t m l s 硕士学位论文 m a s r e r st i i e s i s 第一章视频点播系统概述 视频点播v o d ( v i d e oo nd e m a n d ) 出现的最初动力是人们对广播电视的更 高需求。在传统的电视中，观众完全是被动的。节目提供者播放什么节目， 观众就只能观看什么节目，节目的播放时间也是无法按照观众的意愿改变的。 尽管电视台可以提供很多的节目，但要想完整地收看到一个自己满意的节目， 对于许多人来讲也是不太容易做到的，因为在快节奏的现代生活中，许多人 不可能为了看某一个电视节目而预先安排自己的时间。被动收看节目的人们 希望能够按照自己的需要自由地点播节目。视频点播的出现正迎合了人们的 这种需求，这种信息服务方式符合人们对信息资源更深层次的需要。 1 1 视频点播简介 1 ，1 1 视频点播的含义 视频点播，英文简称v o d ( v i d e oo nd e m a n d ) ，指的是按照用户的要求播 放视频。v o d 有很广泛的含义，包含了娱乐、教育、商业等领域的多种应用， 如影片点播( m o v i eo nd e m a n d ) 、热点新闻点播( h o t n e w so nd e m a n d ) 、交 互视频游戏( i n t e r a c t i v ev i d e og a m e s ) 和远程教学( l o n gd i s t a n c e l e a r n i n g ) 等。 v o d 是一种受用户控制的视频分配业务，它使得用户可以交互的访问远端 服务器所存储的丰富节目源。“它的实质是信息的使用者根据自己的需要主动 获得多媒体信息。”视频点播与传统电视有本质不同，主要体现在以下两个 方面：首先，视频点播具有交互性，用户可根据个人需求选择视频节目，并 指定该节目的起始时间，从这一点来说，视频点播也可以称为交互式视频点 播；而传统电视是按事先安排好的程序播放节目，用户在选择和观看节目方 面是被动的，只有频道选择权，没有播放控制权，更不能对视频进行交互式 操作。其次，v o d 系统中的信号是数字化的，而传统电视中的信号是模拟的。 硕士学位论文 m a s t e r s t i i e s i s 1 1 2 国内外v o d 系统的发展状况 v o d 是一个极具吸引力的应用领域，国内外很多公司和研究机构都投入了 大量人力和财力对它进行研究。当前，市场上涌现了很多v o d 产品，他们采 用了不同的技术和硬件，可以满足不同规模的点播应用需求。下面分别介绍 几种具有代表意义的产品，以便对目前的v o d 技术的发展状况有比较清楚的 了解。 ( 1 ) 0 r a c l e 公司的o v s 点播系统o v s ( o r a c l ev i d e os e r v e r ) 是o r a c l e 公司开发的基于软件实现的点播系统。它提供了视频文件的存储和管理、视 频流的建立和发送、客户与服务器的网络通信、视频流的接收与回放等内容 的一整套解决方案。同时，它提供了大量的应用程序编程接口和控件，成为 一个交互式多媒体系统的集成和开发平台。包括三部分：客户端、应用服务 器和数据服务器。 ( 2 ) 思科i p t v 方案i p t v 是全球最大的网络公司美国c i s c o s y s t e m 公司最新的网络视频点播广播软件产品，具有强大的网络能力和高质量的视 频和音频及目前最高的性能价格比。通过该产品提供的实时广播、定时广播 视频点播三种通信模式，在现有校园网络基础之上，即可实现系统的需求。 思科i p t v 方案是端到端完整的网络视频解决方案。 ( 3 ) r e a l s y s t e mr e a l 公司的r e a l s y s t e m 有三部分组成：媒体内容 制作工具( r e a l p r o d u c e r ) 、服务器端引擎( r e a l s e r v e r ) 、客户端播放软件 ( r e a l p l a y e r ) 。r e a l s y s t e m 是在流式媒体方面最为成功的系统。全球8 5 的 网上直播系统采用r e a l s y s t e m 。 ( 4 ) s t a r w o r k s 视频服务器s t a r l i g h t 公司的s t a r w o r k s 是一套视频 服务器软件，适合于较小规模的视频点播需求。 虽然上述公司开发了各自的产品，但各产品都有其局限性，而且相互之阳j 不能很好的兼容。目前，v o d 仍是一个热门的多媒体研究领域。v o d 系统中还 有很多问题和技术需要进一步研究和探讨，如数据压缩、流媒体技术、磁盘 调度、信道共享、缓存控制，数据库接口等方面的问题。1 。 硕士学位论文 m a s t e r st 儿e s l s 1 2v o d 系统的功能和应用 1 2 1 v o d 系统的一般功能 完整的v o d 系统应该包含以下几种功能： 视频点播功能 支持数十、数百个并发用户的点播请求，每个用户均可点播相同的不同 的节目，每个用户可中自由控制节目的播放、暂停、前进、后退等操作。 实时转播功能 将实时的视频信号( 摄像头信号、电视信号) 实时压缩成数字信号，通 过广播形式传送到每一个请求的客户端。台服务器可以实时转播多路实时 数字电视信号。 视频广播功能 将存储的数字视频信号通过广播形式传送到每一个请求的客户端。其中 实时转播、视频广播采用节省带宽的t c p i p 多播功能，服务器每路视频只发 送一次信号，在网络交换机中自动将该信号复制到所需的端口，不需要信号 的端口不会有信号。 1 2 2v o d 的应用 目前，v o d 在教育、娱乐、培训等行业中得到广泛应用，极大地增强了用 户在接受多种信息服务时的自主性和灵活性。这里重点列举v o d 在教育中的 具体应用。基于流技术的v o d 是远程教学中的一个重要手段，它既体现交互 特性，又继承一般交流中视听的特征，同时，还能实现一种按需教育，即受 教育者可以主动地挑选自己所感兴趣的教学内容和形式。 v o d 在教育中的应用可以称为e d u c a t i o n v o d ，简称e v o d 。e v o d 以复杂 的视音频压缩和传送技术为基础，采用标准r t p 等实时传输协议，把高品质 的视频音频和h t m l 页面紧密结合，实现视频、音频、图像和文字教学材料 在网上的实时同步传输。e v o d 可提供给用户更为灵活多样的远程教学手段， 硕士学位论文 m a s t e r st j e s i s 支持教育机构多种形式的教学，包括：活动图像( v i d e o ) 、静止图像( i m a g e ) 、 声音( s 。u n d ) 、文字( t e x t ) ，用于学生主动学习。它是将预先制作好的流媒体 文件( 包括教师授课实况视频、教师制作的c a i 课件、与教学内容相关的视频 资源) 存入服务器。学生可以网上任一时刻观看自己喜欢学习的视音频媒体 流，达到与坐在真实教室里听教师讲课的效果。服务器端软件应该具有强大 的网络管理功能，支持广泛的媒体格式，支持大量的用户群。 1 3v o d 系统的分类 1 3 1 视频传输的方式 随着宽带网络和多媒体的发展，v o d 已经为广大网络用户所熟知，但是关 于点播、直播、广播、单播与多播的概念却很容易混淆，这里有必要对它们 有个明确的认识。 1 、点播( o n d e m a n d ) 视频点播是指在网络中计算机所建立的点对点的连接。点播连接是客户 端与服务器之i 可的主动的连接。在点播连接中，用户通过选择内容项目来初 始化客户端连接。内容以流形式从服务器传到客户端。若文件已被编入索引， 则用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大 控制，但这种方式由于每个客户端各自连接服务器，会迅速用完网络带宽。 2 、直播( l i v e ) 视频直播是采用广播的原理，将实况信息输出到前端，使用户可以直接 收看节目。客户端被动地接收流，但不能控制流。视频广播采用i p 多点传送 技术，通过内部局域网或互联网将数字视频节目向客户端广播，客户端通过 相应的媒体播放器即可实时接受播放。它可以现场直播、也可以定时广播。 确切来讲，视频( 直播) 广播分为点对点广播( u n i c a s t ) 、组播( m u l t i c a s t ) 以及无限广播( b r o a d c a s t ) 三种方式。点对点广播通常又称为单播：组播称为 多播：无限广播称为广播。 ( 1 ) 单播( u n jc a s t ) 4 硕士学位论文 m a s t e r st l e s l s 在单播中，每个连接到流的用户都有自己的连接和来自服务器的流。这 似乎与点播的概念很相似，的确，二者都是服务器端向客户端发布单播流的 形式。单播是指用户被动的接收流，接收到流的时间和内容是不由客户端决 定的，不论客户端是否愿意接收，服务器都将发布单播流，当然客户端有权 不接受；点播是指用户主动的点播媒体流，仅当客户端发出请求时，服务器 端才发送单播流。总之，我们所讲的单播是从服务器的角度出发的，而点播 是从客户端的角度出发的。 ( 2 ) 广播( b r o a d c a s t ) 广播时服务器端将发布一流媒体副本到网络中的所有用户。在带宽资源 利用方面，单播和广播都存在弱点。当将同一数据发往网络上的某一部分客 户的时候，单播( 不论是点播单播还是广播单播) 和广播都将浪费网络资源。 单播是通过发送数据的多个副本而浪费带宽的。广播则是将数据发往整个网 络，而不管数据是否都是用户需要的，因而浪费带宽，违背了某些不想观看 该广播节目的用户的意愿。 ( 3 ) 多播( m u l t i c a s t ) 在多播中，用户通过监视特定的i p 地址接收多播流( 以与特定频率从电 视台接收信号类似) ，它克服了广播和单播方法的弱点。多播是由客户端决定 是否监听多播地址。多播通过让网络只在需要时才复制数据包而节省了带宽， 并且控制了网络流量。其最大好处是节省网络带宽，多播服务器将媒体流传 递到许多客户端，但只使用单个流的带宽”3 。 3 、各种视频传输方式的总结 可以总结一下直播、点播、单播、多播和广播等概念。 ( 1 ) 基于客户端服务器端的模式来分类： 从用户的角度来看有点播形式； 从服务器的角度来看有：广播、多播和单播三种形式。 广播是将视频流发至网中所有成员；多播只发至部分成员：单播只发 至其中一个成员，该成员就是主动点播的那个成员。 ( 2 ) 基于视频流制作的实时性来分类： ( 这里的实时性指的是视、音频的采集制作与用户观看是同步的) 5 硕士学位论文 m a s t e r st i 怔s i s 视音频节目现场制作，观众即时观看：直播。 视音频节目事先制作，存储在服务器上供用户选择：点播。 1 3 2v o d 的类型 v o d 按其实时性和交互性程度可分为两种方式，即：真视频点播t v o d ( t r u ev i d e oo nd e m a n d ) 和准视频点播n v o d ( n e a rv i d e o0 nd e m a n d ) 。 l 、真视频点播( t v o d ) 真视频点播t v o d 也被称为视频点播v o d ，前面所讨论的都是真视频点播 概念。t v o d 系统是通过为每个点播用户开设单独的播放流来实现的，并根据 用户的请示对播放流进行各种控制，为每个点播用户分配相应的带宽，t v o d 系统的每个用户都可随时点播收看节目，可以控制节目的播放、暂停、快进 和快退等，t v o d 系统视频服务器对用户的点播能做到及时响应，但是t v o d 系统对有线电视网络前端和传输网络都有比较严格的技术要求。 2 、准视频点播( n v o d ) 准视频点播n v o d ( n e a rv i d e oo nd e m a n d ) 是真视频点播的替代物。准 视频点播就是将一个节目每隔一段时间( 如1 0 分钟) 重播，收视者能在等待 最短时问收看自己点播的节目。用户观看电视节目时，交换机将用户终端与 最近将要从头开播的频道连通，用户等待的时间不会超过某个时间间隔。如： 在视频服务器内一个时间长度为n 的节目，经视频服务器9 个输出通道分别 输出，第二个通道相对第一个通道延时n 9 时间播放，第三个通道相对第二 个通道延时n 9 时间播放，依此类推。这样相邻通道播放的是相同节目，但 时间间隔均是n 9 。用户在点播后的n 9 时间内就可看到自己点播的节目。“。 6 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 第二章局域网中的v o d 系统及其设计 2 1 局域网中基于w e b 的v o d 系统的意义 2 1 1 基于各种网络的v o d 系统的不足之处 v o d 技术不仅可以应用在有线电视网中，也可以应用于电信的宽带网络和 计算机网络中。目前，c a t v 系统和电信的宽带网给v o d 系统的实现奠定了良 好的带宽基础，但是，人们盼望已久的电视系统数字化实现起来并非容易。 首先是有线电视台不能投入巨额资金购买满足成千上万用户播出要求的设 备，而且，用户的经济能力还达不到自己付费看电视节目的程度0 1 。其次，公 认为行之有效的方法采用机顶盒，也不是很理想，主要因为其价格较高 和兼容性较差。再次，现在的大多数基于计算机网络的v o d 系统都是基于 i n t e r n e r 广域网的解决方案，其设计不但复杂，而且其专用的视频服务器价 格十分昂贵，几十万甚至上百万的价格很难适用于小型应用领域。 2 1 2 基于局域网的v o d 系统的意义 在这种情况下，我们结合现有软硬件资源，着手在本系的小型计算机局 域网上建立v o d 系统。该系统的实现较上述各种环境中的v o d 系统更为简单、 经济、快捷、实用。 在小型计算机局域网中实现基于w e b 的v o d 系统，虽然适用范围较小， 但是不失为一种既经济又灵活的实现形式。因此，该论文具有一定的创新性。 同时，该系统更具有实用性。在本系的局域网内实现视频点播，其实用性更 为具体。由于专业特点及要求，本系需对教育影视专业方向的学生提供各种 视频素材，需要存储学生毕业论文的多媒体课件，需要为本科生提供公选课 例如教育技术基础、c a i 课件制作、影视制作等多门课程的教学，等 等。v o d 系统在本系的局域网内实现将有助于以上各项工作的开展。其实用性 功能如下： 硕士学位论文 m a s t e r st 蚯s i s 高效存储和管理各种视频和课件资源。 为教师提供丰富的资源，有助于教师备课，提高课堂教学效果。 为学生提供个性化学习的环境，学生可根据兴趣和学习需要点播各种 视频和课件。 2 2 局域网中基于w e b 的v o d 系统模型设计 2 2 1 不同于其他各种环境中的v o d 目前，关于v o d 技术应用于电信的宽带网络和有线电视网等方面的探讨 比较深入。此外，应用于宾馆、酒店、娱乐场所，住宅小区的v o d 系统也在 试行。但是以上各环境中的v o d 系统与基于局域网的v o d 系统在很多方面存 在不同之处，例如，前者是营利性的系统，其系统结构不仅包括点播子系统， 还包括收费子和结帐等财务方面的子系统，而后者是非营利性质的，所以需 要修改传统的系统结构；前者的用户终端是电视机，而后者的用户终端是计 算机：前者与后者的用户接入网也有所区别。 2 2 2v o d 系统模型设计 v o d 系统总的来说包括以下几个部分：服务器端、客户端和计算机网络。 系统采用b s ( b r o w s e r s e r v e r ) 模型。基于w e b 的v o d 系统其服务器端必须 有w e b 服务器和视频服务器。服务器可以用一般的p c 机实现，也可以是专用 的服务器。通常，在小型的v o d 系统中我们可以将视频服务器和w e b 服务器 集成在一个服务器上。此外，根据系统是否要实现视频直播功能，决定是否 需要实时视频服务器。 要实现基于w e b 的v o d 系统在本系局域网中的建立，根据有无视频直播， 我们可设计两种模型。 第一种：仅有点播而无直播功能的v o d 该系统只实现视频点播的功能而没有视频直播的功能。因为，视频直播 要实现节目的现场制作。而点播的节目可以是事先制作好，存储在视频服务 硕士学位论文 m s t e r st j l e s j s 器供用户点播。因此，这种系统不包括实时视频处理和传输服务管理部分 系统的模型如图2 一l 所示。 视1 视频服务器 频 源 w 曲服务器f 雠 图2 1 仅有点播功能的v o d 系统 f i g u r e2 一lv o ds y s t e mw i t hd e m a n d o nf u n c t i o n 第二种：有点播和直播功能的v o d 该系统既可以实现点播的功能又可以包括直播的功能，与第一种模式比 较，需要加入实时视频服务器部分。同时，视频直播要求计算机硬件接口部 分都能与相应的软件兼容。系统的运行模型如图2 2 所示。 图2 2v o d 系统的运行过程示意图 f i g u r e2 2r u n t i m ep r o c e s so fc o m p l e t ev o ds y s t e m 2 2 3 本v o d 系统的软件体系和运行过程 l 、系统的软件体系 本v o d 系统是上述第二种设计方案，可以实现既有点播又有直播功能。 但是，本系统并没有实时压缩服务器硬件设备，因为本系统是基于r e a l s y s t e m 这种软件体系来设计的，因此更能体现经济快捷的特点。 r e a l s y s t e m 由服务器端流播放引擎( r e a l s e r v e r ) 、内容制作和客户端播 9 硕士学位论文 m a s t e r st i 蚯s i s 放三个方面的软件组成： ( 1 ) 制作端软件 r e a l p r o d u c e r 有初级版( b a s i c ) 和高级版( p l u s ) 两个版本。 r e a l p r o d u c e r 的作用是将普通格式的音频、视频或动画媒体文件通过压缩转 换为r e a l s e r v e r 能进行流式传输的流格式文件。它也就是r e a l s y s t e m 的编 码器( e n c o d e r s ) 。 r e a l p r o d u c e r 是一个强大的编码工具，它提供两种编码 格式选择：h t t p 和s u r e s t r e a m ，能充分利用r e a l s e r v e r 服务器的服务能力。 不过，本v o d 系统中流媒体的制作可以通过硬件和软件两种方法来实现。 采用硬件实现方式 采用硬件方式时，必须要一个视频采集卡。如果需要实现n 路视频同时 输入，则需要n 个视频采集卡。视频源中的模拟视频信号，通过专用线路输 入到带有视频采集卡的实时视频压缩服务器，视频信号经过视频收集卡的模 数转换以及实时视频编码机的压缩编码后，实时地输入到视频服务器。 采用软件实现方式 也可以只采用软件不需要硬件，将视频源压缩成流式媒体。我们可以在 视频服务器端安装实时视频压缩工具e n c o d e r 软件，如r e a lp r o d u c e r 。 ( 2 ) 服务器端软件 服务器端软件r e a l s e r v e r 用于提供流式服务。根据应用方案的不同， r e a l s e r v e r 可以分为b a s i c 、p l u s 、i n t r a n e t 和p r o f e s s i o n a l 几种版本。代 理软件r e a l s y s t e mp r o x y 提供专用的、安全的流媒体服务代理，能使i s p s 等服务商有效降低带宽需求。 ( 2 ) 客户端软件 图2 3 编码器、视频服务器和播放器之间的通信 f i g u r e2 3c o m m u n i c a t i o n 鲫o n ge n c o d e r ，r e a l s e r v e ra n dr e a l p l a y e r 客户端播放器r e a l p l a y e r 分为b a s i c 和p l u s 两种版本，r e a l p l a y e r b a s i c 是免费版本，但r e a l p l a y e rp 1 u s 不是免费的，能提供更多的功能。 1 0 硕士学位论文 m a s r l e r s ，r h e s i s r e a l p l a y e r 既可以独立运行，也能作为插件在浏览器中运行。r e a l s y s t e m 中 的e n c o d e r 、r e a l s e r v e r 和r e a l p l a y e r 之间的通信关系如图2 3 所示。 2 、系统软件体系的运行过程描述 基于r e a l s y s t e m 设计的v o d 系统软件体系结构如图2 4 。 p _ 1 f i l 8 。器巴c i ；：黑 8 o l f o m e d i 8 - 一s y s l e m f j | e 8 7p i u g i n 警：鬻u 胁州娜r | 吲繁 图2 4 系统软件体系结构 f i g u r e2 4s o f t w a r ea r c h i t e c t u r eo f t h ev o ds y s t e m 大部分r e a l s y s t e m 在运行中的普通模式是当用户点击w e b 页上的一个链 接时，流式文件就从r e a l s e r v e r 传输到r e a l p l a y e r “1 。图2 4 示意了这个 过程的几个步骤： ( i ) 在一个w e b 页上，用户点击一个链接，这个链接是指向r e a l s y s t e m 的s m i l ( s y n c h r o n i z e dm u l t i m e d i ai n t e g r a t i o nl a n g u a g e ，多媒体 同步集成语言) 文件的。w e b 创建这个链接有三个作用：指向 r e a l s e r v e r ：发挥r e a l s e r v e r 的r a m g e n 效用；和h t t p 通信。： ( 2 )通过r a m g e n ，r e a l s e r v e r 产生一个扩展名为r a i i l 或r p m 的r a m 文件。 ( ra i l l 表示由r e a l p l a y e r 播放，r p m 表示由w e b 页呈现。) 这个r a m 文件列出了s m i l 文件的地址。r e a l s e r v e r 将这个ra i i l 文件下载给w e b 浏览器。 1 l 一：rl器玎锎 日 基 硕士学位论文 m a s t e r s t i i e s i s ( 3 ) ( 4 ) ( 5 ) ( 6 ) ( 7 ) ( 8 ) ( 9 ) ( 1 0 ) ( 1 1 ) ( 1 2 ) r e a l p l a y e r 在安装时自动地将它配莺成为一个帮助应用程序。当浏览 器接收到一个ra f f l 文件时，这个帮助应用程序r e a l p l a y e r 就启动。通 过r a m 文件，r e a l p l a y e r 向r e a l s e r v e r 请求s m i l 文件。 r e a l s e r v e r 流化s m i l 文件，这个文件列出了呈现文件( p r e s e n t a t i o n f i l e s ) 的路径。 r e a l p l a y e r 利用s m i l 文件中的信息向r e a l s e r v e r 请求呈现文件 ( p r e s e n t a t i o nf i l e s ) 。注意：r e a l s e r v e r 收到的所有通信都是来自 于r e a l p l a y e r 。w e b 浏览器和w e b 服务器都不能和r e a l s e r v e r 直接通 信。 基于被请求的文件路径，r e a l s e r v e r 决定使朋哪些文件系统插件( f “e s y s t e mp i u g i n ) 。在多数情况下，媒体文件( m e d i af 订e ) 是在本地 硬盘上，所以r e a l s e r v e r 使用它的标准文件