Win2000网络多媒体应用.docVIP

Win2000网络多媒体应用(一) 1 概述 本文介绍了Windows Media技术的特点、功能及组成，说明如何采用Windows Media进行应用设计（例如设计远程教育）。流媒体的应用是近几年来Internet发展的产物，广泛应用于远程教育、网络电台、视频点播、收费播放等，微软公司的Windows Media技术已经捆绑在Windows 2000中，将对Internet的应用和发展产生重要影响，Internt/Intranet将不再是单纯的文本和图像，声音和视频将成为今后网络普及的重点。 随着Internet的发展，流式媒体（Streaming Media）越来越普及，流式媒体是通过网络传输的音频、视频或多媒体文件，流式媒体在播放前并不下载整个文件，流式媒体的数据流随时传送随时播放，只是在开始时有一些延迟。当流式媒体文件传输到您的计算机时，在播放之前该文件的部分内容已存入内存。 目前比较流行的流式媒体技术是美国RealNetwork公司的RealPlay产品，许多Internet的音乐台、视频点播站点采用该产品。微软公司近年来推出的Windows Media技术异军突起，以其方便性、先进性、集成性、低费用等特点，逐渐被人们所认识。Windows Media的前身是微软公司的Netshow产品，随着流媒体的广泛应用，推出了整套的流媒体制作、发布和播放产品，其服务器端的Windows Media Server产品在Windows NT Server Pack 4上可以安装，并且集成在即将正式推出的Windows 2000 Server中。Windows Media产品的一大特点是其制作、发布和播放软件与Windows NT/2000/9x集成在一起，不需要额外购买，势必成为今后流媒体应用的主流产品。 Windows Media可以用于娱乐、培训和在线教育等方面： (1)带图片的广播（Illustrated Audio）：可以把PowerPoint讲座录制到CD或Web站点，用户通过IE，就可以看到一张张PPT在讲员讲解的同时会自动翻转。工作方式是：只要提供讲员的声音（磁带或电子格式均可）和PPT文件，Windows Media提供了Encoder（压缩）工具可以在声音中插入Marker，然后在声音播放的过程中，这些Marker就会翻转PPT图片，使声音和PPT图片保持同步。 (2)流视频播出(Streaming Video) ：用摄像机或投影仪获得视频信号后，就可以通过Web站点进行基于Internet的现场直播；或者保存为.nsf文件后，以按需播放。需要在一台较高配置的PC机上安装上普通视频采集卡和声卡，然后通过视频采集卡输入视频和通过声卡输入声音信号就可以用实时Encoder（压缩）工具来直播或录制成流媒体。 (3)远程教学（Remote seminar）：教学者事先在Internet/Intranet上发出通知，听众在讲座开始前访问某个URL地址，当讲座开始时，听众可以看到演讲者的图像和听到他的声音，还有PPT图片。在演讲者翻转PPT的时候，用户端的PPT图片也自动翻转了。整个讲座也可以记录下来，以后按需播放。需要教学者事先用Multicast把PowerPoint文件传给IIS服务器，当听众等待讲座开始的时候，PPT图片下载到用户的浏览器Cache中。用摄像机录制演讲者的图像和声音，通过实时Encoder直播出来。直播中包含了PPT翻转的命令，可以使听众的浏览器同步地翻转PPT图片。 (4)提供收费电视（Pay by view）：当用户需要看内容供应商直播或按需点播的内容时，如果他没有许可证，则Windows Media Player会带他到内容供应商的网站，来（付费）申请许可。Windows Media 4.0中提供的Digital Rights Management功能可以加密内容供应商的内容，确保收费后信息才会播发。 Windows Media 4.0还提供了MS Audio Codec压缩技术，可以为普通拨号上网的用户提供调频收音的效果。如果把内容做成WMA (Windows Media Audio) 的格式，压缩效率比MP3提高一倍，用户可以下载之后在WinCE中播放。IE 5中已经实施了Internet收音机，也是采用MS Audio。 2 Windows Media技术 Microsoft Windows Media Service是一个能适应多种网络带宽条件的流式多媒体信息的发布平台，包括了流式媒体的制作、发布、播放和管理的一整套解决方案。另外，还提供了开发工具包（SDK）供二次开发使用。Windows Media Service的核心是ASF（Advanced Stream Format）。ASF是一种数据格式，音频、视频、图像以及控制命令脚本等多媒体信息通过这种格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容发布。其中，在网络上传输的内容就称为ASF Stream。ASF支持任意的压缩/解压缩编码方式，并可以使用任何一种底层网络传输协议，具有很大的灵活性。 WindowsMediaService 系统包括三大部分：制作、发布和播放。 1Windows Media服务器 Windows Media服务器对外提供ASF流式媒体的网络发布服务，包括两大基本服务模块：Unicast Service和Station Service。其中Unicast为客户提供了点对点连接方式的服务，Station对外提供了广播式服务。而Unicast服务又可以按用户的参与程度分为两种，一是On-Demand Unicast，这种方式下，用户建立和发布服务器的点对点连接，可以控制播放的过程，包括开始、暂停、快进等。另一种是Broadcast Unicast，这种方式下，用户也和发布服务器建立点对点连接，但是处于一种被动接收状态，只能观看播放，正如在广播服务方式下一样，这一般用于实时的信息发布。 Windows Media系统还提供了一套主页形式的管理工具，可以方便的对服务器进行远程管理，完成服务器配置，监控运行时的各种事件，流量，控制客户访问的日志记录等。 2Windows Media工具计算机 Windows Media工具计算机用于ASF Stream的制作与生成。它包括了一系列的工具，有Windows Media Author（从分立的图像、声音文件组合制作ASF文件），VidToASF，WaveToASF（格式转换工具），Media Presenter For PowerPoint 97（是一个PowerPoint的插件，使PowerPoint的演示能通过ASF Stream技术进行发布），Media Encoder（实时音频、视频采集，生成实时的ASF流）。这些工具产生的ASF Stream可以存储为.asf文件，供发布服务器使用，而Media Encoder可以实时向发布服务器提供ASF流，提供实时的多媒体信息发布服务。 3Windows Media客户机 Windows Media客户机可以独立使用，也可以方便的以ActiveX Control的形式嵌入到浏览器或其它应用程序中。它既可以播放Unicast Service提供的内容，也可以播放Station Service提供的广播内容。另外，它还支持多种常见的多媒体文件格式，如AVI，QuickTime，MPEG等。在Windows NT ServerPack 4平台上也可以安装Windows Media服务，而且服务器软件、工具软件是免费的，用户可以/windowsmeida下载。在Windows 2000中捆绑了Windows Media软件，不过在Windows 2000 b3中没有该软件，在Windows 2000 RC2以后的版本中可以看到该软件，其客户端的播放软件在Windows 98、Windows 2000 Professional 中自带，就是开始菜单娱乐下的Windows media player。 2.1 工作方式 Windows Media Service系统能用于多种网络环境，基本的应用方式有如下几种： 1 On-Demand Unicast（点播服务） 这种应用方式适合多媒体信息的点播服务。因为ASF技术支持任意的压缩/解压缩编码，可以使用任何一种底层网络传输协议，使它既能在高速的局域网内使用，也可以在拨号方式连接的低带宽Internet环境下使用，并且对具体的网络环境进行优化。点播服务方式下，用户相互之间互不干扰，可以对点播内容的播放进行控制，最为灵活，但是占用服务器、网络资源多。2Broadcast Unicast/Multicast（单点或多点广播服务） 广播服务下，用户只观看播放的内容，不进行控制。可以使用ASF文件作为媒体内容的来源，但实时的多媒体内容最适合使用广播服务方式。通过视频捕捉卡把摄像机、麦克风记录的内容输入到Media Encoder，进行编码生成ASF流，然后送到Media Server上发布。在支持广播的网络中，可以使用Station Service节约网络带宽，减轻服务器负载，在不支持广播的网络中，可以使用Broadcast Unicast Service，用Unicast的方式实现广播。 3Distribution（服务器扩展） 通过Distribution方式可以把一个Media Server输出的ASF流输出到另外一个Media Server ，再向用户提供服务。一种应用是，可以通过Distribution进行发布服务器的扩展，为更多的用户服务。另一种应用，可以通过Distribution使Media Server跨越非广播的网络，提供广播服务。另外，Windows Media Service还支持HTTP Stream方式，使用通用的HTTP协议，可以更好的工作在Internet上，如跨越防火墙进行媒体内容的传输。 3 一个Windows Media系统的软硬件要求 1服务器 根据情况可设一台或多台服务器，服务器硬件配置一般是PIII400以上CPU，内存在128512M左右。软件安装Windows 2000 Server和Windows Media服务。如果点播内容较多，可以将ASF文件放在一个服务器上。如果是一个广域网（或者用户较多），可在每个局域网设立一个服务器，由中心服务器输出ASF流，先输出到另外一个Media Server ，再向用户提供服务。 2 制作计算机 制作计算机硬件配置一般是PIII400以上CPU，内存在218512M,需要声卡（几百元左右），视频采集卡（一千元左右），以及VCD或录像机。软件为Windows 98或Windows 2000 Professional，安装Windows media编辑工具。 3 客户计算机 客户计算机是一般的Windows 95/98/2000的计算机，配声卡，需要Windows Media Player软件。4 网络设备 网络要求带宽在20K(拨号)到2M，一般的局域网即可，如果需要多址广播方式，则路由器必须支持多址广播协议。Win2000网络多媒体应用(二) Windows Media Tools-ASF制作工具软件 ASF（Advanced Streaming Format，高级流格式）是一个开放标准，它能以多种协议在多种网络环境下支持数据的传送。同JPG、MPG文件一样，ASF文件也是一种文件类型，但这种文件类型是专为在IP上传送有同步关系的多媒体数据而设计的，所以ASF格式的信息特别适合在IP网上传输。ASF文件的内容既可以是我们熟悉的普通文件，也可以是一个由编码设备实时生成的连续的数据流，所以ASF既可以传送人们事先录制好的节目，也可以传送实时产生的节目。本文将对制作和管理ASF文件的工具软件包-Windows Media Tools做详细的介绍。 Windows Media Tools是Microsoft Media Service的重要组成部分。Media Service是Microsoft公司提出的在IP网上传播多媒体流信息的解决方案。整个方案由三个主要的部分构成：Media Tools，Media Server，Media Player。Media Tools是整个方案的重要组成部分，它提供了一系列的工具帮助用户生成ASF格式的多媒体流，包括实时生成的多媒体流供用户在网络上传输与使用。Media Tools包括的工具主要分为两大类：创建工具和管理工具。顾名思义，创建工具主要用于生成ASF格式的多媒体流。它主要有：对实时音频视频信息进行编码的Media Encoder；将现有的声音文件、图片等制作为一个ASF文件的Author；将现有的AVI或MOV文件转换为ASF文件的VidToASF；将WAV或MP3格式的声音文件转换为ASF文件的WavToASF，以及将PowerPint97的幻灯片转换为ASF文件的Presenter。管理工具主要对ASF格式的多媒体流信息进行编辑与管理。主要的管理工具有：进行后期制作编辑的工具ASF Indexer与ASFChop，以及对ASF格式的流进行检查并改正错误的ASFCheck。下面我们将对其中几个主要的工具做比较详细的介绍。 1 Media Encoder Media Encoder的主要任务之一是对模拟的音频视频信号进行编码产生ASF格式的多媒体流。编码生成的流既可以以文件的形式保存在本地计算机上，也可以用MSBD(Media Streaming Broadcast Distribution)协议实时地发送给Media Server，以便在网上实时广播。 由于要对模拟的音频视频信号进行编码，显然在编码过程中需要有硬件设备如声卡、图象采集卡等的支持。Media Encoder对图象、声音信息的压缩编码均是由软件来实现的，这就要求计算机的性能要比较高。如果要实时的音频视频信息进行编码计算机的最小配置为： 工作速率为 266Mhz 的双 Intel Pentium II CPU 工作速率为 400Mhz 的单 Intel Pentium II CPU 推荐的系统配置为： 工作速率为 450Mhz 的单 Intel Pentium III CPU 工作速率为 400Mhz 的双 Intel Pentium II CPU 除了对实时的音频视频信息进行编码之外，Media Encoder还可以将AVI格式的视频文件，WAV格式和MP3格式的音频文件转换为ASF文件。 Media Encoder输出ASF流的数据速率可以在28.8kbps到3Mbps之间变化，这个用户以很大的灵活性，用户可以根据自己应用环境和网络条件选择一个合适的速率。用户利用Media Encoder进行编码时可以对很多编码参数进行选择，比如图象压缩编码算法，声音压缩编码算法，输入图象的尺寸，每秒钟编码的帧数，声音编码的算法，取样频率等等，这些我们不做详细介绍。Media Encoder的工作界面如图1所示。 Media Encoder的一个非常突出的特点是它的Multiple bit rate video（多速率视频）编码模式。在这种模式下，Media Encoder编码输出虽然只有一个ASF格式的流，但在这单个流中包含有声音信息的流和多种速率的图象流。这样当用户在点播这个流的时候，Media Server会根据用户接入带宽的不同，从ASF流中包含的多个不同速率的数据流中选择一个与用户速率最接近的图象流送给用户，使用户在自己的网络条件下能获得最优的图象质量。举例来说，如果我们用Multiple bit rate video模式来进行编码得到一个ASF文件，当LAN上的用户来点播时，由于它的带宽比较宽，Media Server可以将图象质量最好的图象流送给它；当用户用56kbps的Modem接入时，Server就可能会把图象质量最差的图象流送给它，使该用户也能看到图象。至于Media Server将什么速率的视频信息送给用户要取决于当时网络的资源状况。很可能最初送给用户的图象质量比较高，可后来由于网络流量增大，Media Server会自动选择将速率较低的流送给客户，这就保证尽管网络的带宽在动态改变，但用户仍能接收到连续的流信息。 在使用Media Encoder生成ASF流时如果用户选择了Multiple bit rate video模式，Media Encoder会要求用户选择其目标速率的范围是低速（28.8kbps-300kbps）还是高速（81kbps-10Mbps）。在每个范围之内还有多达五种的不同接入方式，每种接入方式的速率均有一定的变化范围。具体情况见下表。 表一：接入方式与速率范围 目标用户 缺省速率类别 带宽范围 28.8K拨号Modem 低速 18 - 27 Kbps 56 K拨号Modem 低速 28 - 37 Kbps 单通道ISDN 低速 38 - 55 Kbps 双通道ISDN 高速 56 - 120 Kbps 企业网Intranet 高速 121 - 250 Kbps 高速Internet 高速 251 - 500 Kbps 局域网LAN 高速 501 - 700 Kbps 高速LAN 高速 701 Kbps - 10 Mbps 当然，用户在编码时也可以不用Multiple bit rate video模式，而指定唯一一种输出速率，比如1024kbps。由于Multiple bit rate video模式要编码输出多种速率的视频流，编码输出的流的速率肯定要比不采用Multiple bit rate video模式的情况要高，下面这张表给出了在Multiple bit rate video模式下，每种接入方式可以接收到的流速率以及合成速率。从表中可以看到，对于56K Moderm接入方式，用户在接收流时有三种可能的速率：37kbps，22kbps和17kbps，为此Media Encoder编码最终输出的流的速率将为52kbps。当然，表中的数据仅仅是个参考值，具体值还将随编码的内容不同而有所变化。表二 目标带宽与合成带宽 接入方式 目标带宽(Kbps) 音频带宽(Kbps) 合成带宽(Kbps) 双通道ISDN 100, 80, 52 10 209 28.8 K视频声音 22, 17 5 34 56 K拨号 Modem 37, 22, 17 10 52 Media Encoder的另一个特征是提供了丰富的音频视频压缩编解码器。Media Encoder提供的视频压缩编解码器有： Microsoft MPEG-4 Video Codec version 1, version 2, version 3 VDOnet VDOWave Microsoft H.263 TrueMotion RT 2.0 by Duck 提供的音频压缩编解码器有： 编解码器有： FhG MPEG Layer-3 audio codec Voxware MetaSound, MetaVoice, and RT29 audio codecs Windows Media Audio codec version 1 and version 2 Vivo V723 audio codec Vivo Siren audio codec L&H audio codec ACELP.net 特别值得一提的是Media Encoder对MPEG4的支持是目前少有的。在Media Encoder的音频编码器器中， Windows Media Audio codec是由Microsoft自行开发的新的音频编码器，它能对从8kHz到48kHz的立体声音乐进行编码。其突出的特点是对IP包的丢失不敏感，这使之非常适合在无QOS保证的IP上传送声音信息。2 Media Author Media Author也是一种重要的ASF制作工具。它最主要的用途是将录制好的音频信息和图片等媒体信息编辑在一起形成一个单一的ASF流。Media Author的工作界面如图2 所示。从图中可以看到Media Author缺省的目标用户是28.8kbps Modem接入和56kbps Modem接入。利用Media Author的图形界面，我们可以将声音、图片、Script等媒体信息合成到一个ASF流中去。在图中的例子中有一段老师上课时的录音和多张在上课时展示的图片，利用Media Author可以把每张图片安排到指定的时间位置，并可以控制它持续的时间。这样，当用播放器播放该ASF文件时，当老师将到某个问题时会自动切换到对应的图片。通过Media Author的制作，使原本没有同步关系的多种媒体信息之间有了严格的同步关系。此外，由于Media Author处理的信息中没有带宽很大的视频信息，所以它输出的ASF流速率比较低，很适合低带宽的应用环境。 3 Media ASF Indexer ASF Indexer 是Media Tools提供的管理工具之一。ASF Indexer的工作界面如图3 所示。利用Indexer可以对ASF文件进行编辑管理，比如给ASF流增加有关流的名称(Title)、描述(Description)、作者（Author）、版权（Copyright）、速率（Rating）等信息，这些信息在ASF流播放时会显示在播放器的信息窗口之中。 ASF Indexer一个非常重要的功能是在ASF流中添加标记（Marker）和描述（Script）。图4中给出了描述的例子。从图中可以看出，在这个ASF流中添加了多个Script，Script的类型为URL，这就是说在用播放器播放该ASF文件时，当播放位置到达了Script所指定的时刻时，由于Script的类型是URL，那么播放器会自动地启动Internet的浏览器并连接到指定的URL。如果URL的值为 /&contents, 那么播放器会自动打开浏览器并连接到 /。如果播放器嵌入在HTML页面之中，并且该页面有帧结构，那么&contents指定了要在什么帧里面打开Script指定的HTML页。图5给出了这样的一个例子。图中左边名为Player的帧嵌入了一个播放器，右边为一个名为contents的帧，它负责显示与ASF有关的页面。只要我们用ASF Indexer对ASF文件进行编辑，让Script的类型为URL，并且指定显示URL的帧的名称为contents，那么当左边的窗口在播放ASF的音频视频信息时，右边窗口会在Script指定的时刻显示指定的HTML页。这为音频、视频及数据信息的同屏同步显示提供了非常便利的方法。 当然Script 命令的类型除了URL之外，还有TEXT，FILENAME，EVENT，OPENEVENT等这这里就不再意义详细说明。 标记的主要用途是便于在ASF 流中快速搜索与定位。通过标记浏览器可以快速地跳转到指定的位置。图6是一个有关标记的例子。从中可以看出，我们在这个ASF文件中设立了10个标记，每个标记均有相应的名称用来说明该标记所标记的内容。这样当ASF文件开始播放之前，播放器可以得到所有标记的相关信息，用户也可以通过Media Tools提供的SDK获得这些信息并将这些信息提供给用户如图7所示。从图7中可以看到浏览器底部有一个窗口，它利用Javascript获得了图6中添加的Marker的信息并以HTML形式显示出来。如果用户对其中某些内容感兴趣，只要单击Marker的名称，利用Javescript就可以很容易地让媒体播放器跳到标记所在的位置，并开始播放，而不需要顺序播放。由此可见ASF Indexer的标记功能给信息的快速浏览提供了相当便利的手段。上面我们主要介绍了Windows Media Tools中三个主要工具：Media Encoder，Media Author，Media ASF Indexer，它们同其它的辅助工具一起提供了相当完备的ASF流制作和管理方案。如果想要了解更详细的内容，可以参看Window Media Tools和Windows Media Tools SDK提供的相关文档Win2000网络多媒体应用(三) Windows Media Service及其在现代远程教育系统中的应用 Windows Media Service是Microsoft提出的流信息播放方案，其主要目的是在Internet和Intranet上实现包括音频、视频信息在内的多媒体流信息的传输。 虽然目前有很多技术均可以在Internet或Intranet上发布多媒体信息，但它们通常均要求终端用户将多媒体信息下载到本地的计算机，然后在利用浏览器中的播放器插件或专门的媒体播放器来播放。这种方法虽然使Internet上多媒体信息的传输成为可能，但它也带来了两个突出的问题。首先，由于必须下载多媒体信息，而多媒体信息的数据量通常都很大，在目前普通用户接入速率较低的情况下，一个很短的视频片段可能都需要很长的下载时间。其次，由于必须将节目下载到本地计算机后才能播放，这必然占用本地计算机的存储资源。比如，一个1分钟的MPEG1 视频节目所需的存储空间约为12M，如果用户使用28.8Kbps的Modem接入，那么要下载这个节目至少需要50分钟。如此长的下栽时间对普通用户来说是难以忍受的。正因为如此，目前网上的节目通常都是很短的片段，不可能持续很长的时间。Media Service的出现使这种情况发生了很大的变化。Media Service采用先进的流技术解决了流信息在Internet和Intranet上的传输问题。 总的来说，Media Service是有一系列的工具构成，主要包括包括Media Tools, Media Server和Media Player三个部分组成。Media Tools提供一系列的流处理工具，它们完成流信息的生成，编辑等功能。Media Tools的主要功能是完成流信息的播放，Media Server既支持流信息的点播功能，也支持流信息的组播功能。 Media Player是客户端的播放应用程序，它负责流信息的播放，目前Media Player已经集成在IE5.0中，是标准插件。如果用户使用其它版本的浏览器则需要安装该播放器以接收并播放流信息。 下面我们将通过Windows Media Service在远程教育系统中的应用来介绍Window Media Service的特点。 一 现代远程教育 远程教育(Distance Education or Distance Learning)是任何一种师生分离的,不能面对面组织的教学。从远程教育的定义可以看出它有下列三方面的内涵: 学生与教师的分离，学生与学生的分离，利用传播媒体和传输系统组织教学。从技术上讲，远程教育系统是建立在现代传媒技术基础上的多媒体应用系统，它通过现代的通信网络将教师的图象、声音和电子教案传送给学生，也可以根据需要将学生的图象、声音回送个教师，从而模拟出学校教育的授课方式；同时还可以利用现有的网络条件建立虚拟的班级，加强学生之间的交流。 概括地说，远程教育的优势在于它突破了时空限制，增加了学习机会，有利于扩大教学规模、提高教学质量、降低教学成本。学习者可以在自己方便的时间，适合的地点，按照自己需要的速度和方式,运用更加丰富的教学资源来进行学习。因此，从发展的眼光看，远程教育会成为学校教育的补充和扩展，同时会促进学校的教育改革。 鉴于远程教育的深远意义，教育部制定了面向21世纪教育振兴行动计划，把现代远程教育工程作为重点工程之一，并提出了发展我国现代远程教育的16字指导方针：统筹规划，需求推动，扩大开放，提高质量。 二 北京邮电大学的现代远程教育 北京邮电大学是教育部确定首批进行远程教育试点的四所大学之一，目前首批招收的1000名本科生已经开学并正式上课。通过该系统，三省（辽宁省，福建省，广东省）两市（北京市，天津市）的学生在本地的多媒体听课教室就可以听北京邮电大学开设的全部课程。如果有疑问，他们还可以现场提问，由授课教师现场解答。从技术上说，该系统是一个基于ATM骨干网的双向、实时、交互式系统。它通过1个主MCU、5个从MCU以及ATM骨干网络将北京邮电大学的5个授课教室和在三省两市建立的31个多媒体教室连接起来，形成一个类似于会议电视系统的多媒体应用系统。这种实时面授的教学方式可以使有限的资源得到共享，例如，学生可以共享同一位优秀教师的教学，这样，不仅可以大大减少教师的数量，而且可以获得最好的教学效果。教师在一地上课，学生在多个异地教室听课，这在一定程度上解决了时空限制的问题。同时，这种方式也继承了日校面授教育的许多优点，师生间可以通过语音和图象进行实时交流，如同坐在同一教室一样。老师可以及时地根据现场同学的状态、表情、提问等情况，随时修正教学内容、方式、进度和重点，从而达到最佳的效果；学生也可以针对老师的讲课作出响应，回答老师的问题，或向老师提出问题。 当然，这种教学方式也并不完美的。首先，它虽然在一定程度上打破了教学活动的空间限制，但并未真正突破空间限制。这是因为学生仍然需要到多媒体听课教室去听课。其次，它没有打破时间的限制。学生如果要听课，必须在指定时间到指定的教室才能听课，而不可能根据自己的时间安排随时随地进行学习。 为了打破远程教学系统中的时间和空间限制，我们开始探询在IP网络上进行远程教育的解决方案，希望将该方案做为现有方案的一个辅助方案，为学生学习提供更灵活的学习方式。之所以要在IP网上来进行，主要是因为基于IP的多媒体互连网技术为真正突破时空限制提供了可能。学生可以在任何一台与Internet相连的PC上搜索到各种学习资料，并根据自己的需要，采用适合自己的学习材料，实现远距离学习。此外，采用IP技术后，教学过程的各个环节都可通过网络进行：通过电子邮件可实现传统教学中的答疑、交作业等，通过基于IP的可视电话可实现师生见面，通过电子白版可布置作业、发布通知，通过视频点播可以重复听讲，通过网上实时聊天可以开讨论会等等。由于基于IP的多媒体教学能彻底突破时空的限制，提供多形式、多功能、 全方位的教育服务，我们有理由相信它必然是未来远程教学发展的必然方向。 三 利用Windows Media Service 建立远程教学系统 在IP网上开展远程教学活动，需要解决两个基本问题：音频、视频流信息的传送以及它们与数据之间的同步。由于音频、视频信息的带宽比较宽，不可能让学生将所有的节目下载到本地计算机上后再播放，必须要采用先进网络播放技术来实现边发送边播放。此外，由于在教学过程中教师会经常使用电子教案来辅助教学，比如用PowerPoint，而电子教案的展示与音频、视频流之间有严格的时间同步关系，这就要求在传输过程中我们仍然要保持它们之间的同步关系。通过反复比较，我们最终选择了Microsoft的Windows Media Service来建立基于IP网的远程教育系统。 整个系统的构成如图1所示。从图中可以看到整个系统主要包括三个部分：Media Encoder, Media Server和Media Player。系统的工作过程如下：输入的视频和音频信号将送给MPEG4的编码器进行编码，编码器输出的节目流既可以存入存储设备也可以直接送给Media Server，Media Server的主要功能是完成节目流的播出。Media Server播出的节目有三个来源，它可能是保存在存储设备中的ASF文件，也可以是Encoder实时传送来的节目，它播出的节目还可以从其它的Media Server上获取。普通的用户可以通过LAN或通过无线网络接入到该系统之中。下面我们对各个部分做简要的介绍。图1 基于Media Service的远程教学系统框图 1 Media Encoder Media Encoder是Media Tools提供的工具软件之一。它的主要任务是对模拟的音频视频信号进行编码产生ASF（advanced streaming format）文件。当然在编码过程中需要有硬件设备如声卡、图象采集卡的支持。编码后形成的音视频流既可以保存到本地计算机上也可以用MSBD(Media Streaming Broadcast Distribution)协议发送给Media Server。Media Encoder控制着音视频流的质量，选择什么样的音频编算法、何种视频压缩算法，以及压缩编码输出的目标速率等均对最终的服务质量有决定性的影响。 除了Encoder，Media Tools还提供了ASF文件的编辑工具ASF Indexer，利用该工具可以在流中加入标志和描述信息，这些标志和描述信息在保证音视频流与电子教案之间的同步方面有非常重要的作用。 Encoder的另一个重要功能是为音频视频流与电子教案等数据信息之间的同步提供了接口。图2给出了如何让PowerPoint与音频视频流保持同步的示意图。从图中可以看出：播放PowerPoint的计算机与Encoder之间通过可以建立连接，在教学过程中，如果教师在某个时刻播放了PowerPoint文档中的某一张幻灯片，PowerPoint会向Encoder发送一个信息，Encoder在接收到该信息后会在编码产生的流的对应位置做一个时间标记并加入相应的描述信息。用户在接收到带有标记的流信息时可以利用这些标记和描述信息来控制每张幻灯片展示的时间和切换时间。Media Service正是通过这种方法才实现了音频视频流与电子教案数据之间的同步。图2 电子教案与音频视频流之间的同步 2 Media Server Media Server是Media Service的核心，它的主要功能是完成流信息的播放。Media Server可以向用户提供两种流播放服务：点播服务(Unicast service)和组播服务(multicast service)。节目流点播是指用户可以向服务器申请特定节目流的播放。在流点播过程中，每个用户与服务器之间均要建立单独的连接，点播的节目也只送给进行点播的用户，其他的网络用户无法接收此点播者点播的节目流。节目流组播是指节目在网络上组播，所有在网络上的用户均可以收到组播的节目流。 由于在节目流点播过程中，每增加一个用户就需要增加一个连接，所以系统允许并发访问的用户数要受网络带宽和服务器性能的双重限制。但在点播方式中，学生可以自由点播自己感兴趣的节目，并根据自己的实际情况随时随地地进行学习，同时学生在点播过程中可以对点播的节目进行控制。比如控制节目的播放、暂停、停止、前进、后退，并可以跳过自己不感兴趣的部分。节目流的组播方式则完全不同，在组播过程中只需要播出一个节目流，所以网络负担比较轻，但在组播方式中学生只能被动地听课，也不能选择听课的时间；在听课过程中也不能对节目流进行控制。此外，组播方式能否实现还与网络中路由器的配置有关系，很多的路由器在配置时均不允许组播方式的IP包通过以减少网络流量。 为了解决路由器对流组播的限制，可以采用图3所示的方式。在图中LAN1和LAN2之间由于由路由器的阻隔，LAN2中的客户接收不到在LAN1的播出的流。为了解决这个问题，可以在LAN2中也设立一个Media Server，该Media Server可以以一个普通点播用户的方式通过MMS（Microsoft Media Service）协议点播LAN1中Media Server上的节目，然后将该节目在LAN中播出，这样LAN2中的用户就能同LAN1中的用户一样接收到LAN1中播出的节目。这个功能的实现要归功于Media Server强大的服务能力。 前面我们提到Media Server的的任务是完成流的播放。Media Server既可以播放经过制作的流文件，也可以直接播放从Encoder发送来的实时流。从播放方式上说既支持点播也支持组播，在对流进行组播的同时也支持点播。也就是说同一个流在进行组播的同时，用户也可以进行点播，这样不能接收组播的用户就可以通过点播方式来接收流，只不过在这种情况下用户不能象真正意义上的点播一样对播放的流进行自由控制，他只能向一个普通的组播用户一样接收流。 图3 利用多个Media Server实现LAN中的Multicast 3 Media Player 媒体播放器是客户端的应用程序，其功能是从网络上接收流并进行播放。Media Service的播放器目前已经集成在IE5.0中，是一个标准的插件。对于低版本的IE浏览器或Netscape则需要安装该插件才能播放流信息。由于在Media Service中流信息的播放是边接收边播放，这对播放器提出了特殊的要求。这是因为目前的IP网络在尚不能保证QOS，IP包通过网络后的时延和时延抖动比较大，同时IP包还可能丢失。这样在编码端连续的数据流通过网络后很可能就不是连续的数据流，这种情况在Multicast方式下会更加突出。为了能顺利的播放流，播放器必须要对接收到的流做一定的缓冲抵消网络带来的时延抖动，并需要在音频、视频的解码算法上做相应的处理防止因IP包丢失而对图象和声音质量产生明显的影响。 上面我们对Media Service的各个主要部分做了简单的介绍，并介绍了如何将Media Service应用在基于IP网络的远程教学系统的解决方案。目前我们利用Microsoft的Media Service建立的远程教学系统已经在校园网内试运行，该系统能在教师上课时将上课的全过程在校园网上播出，真正实现了网上课堂的功能。与此同时，该系统还能将现场播出的流信息保存到服务器上去，经过简单的后期制作后供学生点播使用。我们还将结合IP网上目前已有的BBS，E-mail功能为学生提供问题讨论答疑，作业的布置与批改等功能，所有这些基于IP的技术结合在一起以提供完整的基于IP网络的远程教学方案.Win2000网络多媒体应用(四)用TAPI 3.0 建立呼叫中心 在以IP技术为基础的局域网、广域网以及互联网上的IP电话能够将语音、数据和视频集成在一起，这是一项正在逐步发展并走向成熟的技术。IP电话使用开放的IETF和ITU?T的标准，使得多媒体能够在任何使用IP的链路上传输，在物理介质和物理位置上都给用户提供了很大的灵活性。例如，用户可以选择使用ADSL、ISDN、卫星或双绞线就可以作为传输媒体，同时用户的位置也可以随意地选取，通过Web、E-mail和数据网将全世界的个人、商业、学校和政府联在了一起。 一、IP电话带来的益处 IP电话降低了单位和个人的已经存在的信息服务消费支出，例如语音传输和视频广播方面，同时也扩宽了通信的方式，包括现代视频会议、应用程序共享等等。 企业或组织需要配置不同的网络来满足不同的需要，例如语音、数据和视频传输都采用不同的网络结构。每一个都有不同的要求，这些网络从安装、维护到配置，费用都很昂贵。而且由于这些网络物理上的不同，集成也很困难，同时限制了它们的很多潜在用途。 IP电话通过一种传输方式可以将语音、视频和数据集成在一起，有效地将三网合一，降低了费用，提高了管理效率和工作效率。 IP电话应用程序的开发，包括电话、实时文档征集、远程教育、员工培训和视频会议，以及视频邮件，都需要一个比较好的开发平台。 二、Windows 2000上的TAPI3.0 微软的TAPI3.0正是一种适应IP技术发展而出现的一种接口函数，它能够支持传统的PSTN电话和IP电话两种电话，为用户提供了一个良好的开发环境。随着电话和呼叫控制在个人计算机中越来越普遍，需要一个通用的电话接口来支持应用程序，使其能够访问任何一台计算机上的电话，通过一个统一的标准，一个呼叫的媒介和数据对应用程序也必须是可用的。 微软的TAPI3.0提供了一个简单和基本的方法，来完成两台或多台计算机连接的建立和传输媒体的访问。它将呼叫控制的功能抽象出来，以屏蔽不同的、不兼容的通讯协议，为应用程序提供一个统一的接口。 IP电话保持稳步增长，许多企业和组织开始从昂贵的、不灵活的、电路交换的公用电话网向智能的、灵活的、廉价的IP网络转变。微软预期到该趋势，因此建立起强大的计算机电话体系结构?TAPI。目前它的第三版本，TAPI 3.0适合于快速方便地IP电话应用程序的开发。 微软的TAPI3.0集