流媒体技术基础

第二章流媒体技术基础2.1WindowsMedia2.2RealMedia2.3QuickTime2.4其他流媒体技术——Flash流格式动画2.1WindowsMedia

WindowsMediaTechnology是Microsoft提出的信息流式播放方案，旨在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。其技术核心是ASF（AdvancedStreamFormat高级流格式）文件，ASF是一种包含音频、视频、图像以及控制命令、脚本等多媒体信息的数据格式，通过分成一个个的网络数据包在Internet上传输，实现流式多媒体内容发布，因此，我们把在网络上传输的内容就称为ASFStream。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。2.1.1WindowsMedia技术平台概述WindowsMedia技术平台由MediaTools，MediaServer和MediaPlayer工具构成。1）MediaTools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和编辑ASF格式的多媒体流（包括实时生成的多媒体流）；2）MediaServer可以保证文件的保密性，不被下载，并使每个使用者都能以最佳的影片品质浏览网页，同时具有多种文件发布形式和监控管理功能；3）MediaPlayer则提供强大的流信息的播放功能。

1.WindowsMedia工具——创建、编辑工具；2.WindowsMedia服务器——单播、组播（广播）；3.WindowsMedia播放。创建工具：生成ASF格式的多媒体流编辑工具：Media播放——将实时或存储的视频、音频内容转化为ASF流，经服务器在网络中传送。编码：MediaEncoder创作：MediaAuthor——演示音频转换：VidToAsf、WavToAsf——声音、电影文件Asf格式对ASF格式的流信息进行编辑与管理——后期制作工具，ASFCheck、ASFChop——用于检验、修复或新增与删除asf要素。可以播放单播、组播（广播）提供的内容2.1.2WindowsMedia组件2.1.3ASF格式ASF是一种数据格式，音频、视频、图形、动画以及控制命令脚本等多媒体信息通过此格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容发布。

ASF的技术特点:主要视频部分采用MPEG-4压缩算法；音频部分采用WMA算法；压缩比和视、音频的质量均好。ASF最大的优点就是体积小、适合网络传输。特点：

(1)可扩展的媒体类型（ASF文件允许制作者很容易的定义新的媒体格式类型）。(2)部件下载（具有特定的有关播放的信息，这些信息能够为客户机找到合适的所需的播放部件）。(3)可伸缩的媒体类型（ASF是设计用来表示可伸缩的媒体类型的“带宽”之间的依赖关系）。(4)流的优先级化（ASF允许制作者有效的表达他们的意见（有关媒体的优先级）甚至在可伸缩媒体类型出现的情况下也可以）。(5)多语言（ASF设计支持多语言）。(6)目录信息（ASF提供可继续扩展的目录信息的功能）。ASF文件格式：ASF格式文件基本的组织单元称为ASF对象，其结构包括：全球唯一的对象标识符（ObjectID）——16B=128位；对象大小（ObjectSize）——8B=64位；和可变长的对象数据（ObjectData）——XB。ASF文件逻辑上是由三个高层对象组成:头对象（HeaderObject）数据对象(DataObject)和索引对象(IndexObject)

ASF文件的三个高层对象ASF连接对象头对象头对象数据对象索引对象其他对象ASF头对象在ASF的三个高层对象中，头对象是唯一包含其他ASF对象的对象。头对象可能包含以下对象：文件属性对象——全局文件属性。流属性对象——定义一个媒体流和其属性。内容描述对象——包含所有目录信息。部件下载对象——提供播放部件信息。流组织对象——逻辑上把多个媒体流组织在一起。可伸缩对象——定义媒体流之间的可伸缩的关系。优先级对象——定义相关流的优先级。相互排斥对象——定义排斥关系如语言选择。媒体相互依赖对象——定义混合媒体流之间的相互依赖关系。级别对象——根据W3CPICS定义文件的级别。索引参数对象——提供必要的信息以重建ASF文件的索引。ASF数据据对象数据对象包包含一个ASF文文件的所有有多媒体数数据。多媒媒体数据以以ASF数数据单元的的形式存储储，每一个个ASF数数据单元都都是可变长长的，且包包含的数据据必须是同同一种媒体体流。ASF索引引对象ASF索引引对象包含含一个嵌入入ASF文文件的多媒媒体数据的的基于时间间的索引。。2.2RealMedia1、RealNetworks公司司是世界领领先的网上上流式视音音频解决方方案的提供供者，提供供从制作端端、服务器器端到客户户端的所有有产品。它它的客户端播放放器Realplayer的全球注册人人数已经达到4亿人。ReaNetworks公公司最新的的网上流式式视音频解解决方案叫叫RealSystemIQ，其优点是容易安装，在高低带宽均均可提供良好的的视音频质质量，但价格较贵。作为流媒媒体领域的的主导厂商商，ReaNetworks公司凭凭借其优秀秀的技术,占领了一一多半的网网上流式视视音频点播播市场。RealMedia发展的时时间比较长长，因此具具有很多先先进的设计计，例如：：可伸缩视频频技术：可以根据据用户计算算机速度和和链接质量量而自动调调整媒体的的播放质量量。两次编码技技术：可通过对对媒体内容容进行预扫扫描，再根根据扫描的的结果来编编码从而提提高编码质质量。自适应流技技术：可通过一一个编码流流提供自动动适合不同同带宽用户户的流播放放。2.2.1Realsystem系统组成成RealSystem由媒体内容制制作工具RealProducer、服务器端RealServer、客户端软件件（ClientSoftware））3部分组成成。RealSystem采用用SureStream技术，自动地并并持续地调调整数据流流的流量以以适应实际际应用中的的各种不同同网络带宽宽需求，轻轻松实现视视音频和三三维动画的的回放。2.2.2RealMedia文文件格式在RealMedia规规范中主要要包括三类类文件：RealAudio：传输接接近CD音音质的音频频数据RealVideo：传输不不间断的视视频数据RealFlash：高压缩缩比的动画画格式RealMedia文件格式；；使RealSystem可可以通过各种网络络传送高质质量的多媒媒体内容。1.加标标志的文件件格式使用四字符符编码来标标识文件元元素。文件的基本本部件是块块（chunk）每个块包括括下面字段段：ID:指明明块标识符符的四字符符编码；Size:块中中限定数据据大小的32位数值值；Data:数据块部部分。依类型的不不同，上层层的块可以以包含子对对象。2.报头头部分一般情况下下，RealMedia的的报头部分分有下面四四种：RealMedia文件报头头——RealMedia文文件的第一一个块属属性报头头（PropertiesHeader））

媒体体属性报头头（MediaPropertiesHeader）内内容描述述报头（ContentDescriptionHeader）RealMedia文件报报头以后，，其它报头头的出现可可以任何次次序。3.数据据部分（DataSection））由数据部分分报头和后后面排列的的媒体数据据包组成。。数据块报头头标志数据据块的开始始，媒体数数据包是流流媒体数据据的数据包。4.索引引部分（IndexSection）由描述索引引区内容的的索引块报报头和一串串索引记录录组成2.2.3RealSystem中的数据据通信RealProducerRealServerRealPlayerTCPUDPTCPUDPRealPlayer播播放过程RAM2.2.4RealSystem系统中中RTSP通信信RTPRTSPServerTCP控制信道单工UDP信道(providemediadata)全双工UDP信道(providesynchronization)OddPortRTSPClientEvenPortOddPortRDTRTSPServerTCP控制信道单工UDP信道(providemediadata)单工UDP重发请求服务器端口缺省值：554RTSPClient2.2.5RealServer中的多播播技术将一个现场直播流流同时传递给给多个客户户端，而无无需为每一一客户的连连结发送一一个单独的的数据流,客户端只只需连结到到这个数据据流，而不不是连结到到RealServer，从而降降低带宽的的使用。为了利用多多播技术的的优势，在在服务器和和客户端之之间的所有有设备必须须是支持多多播技术的的，包括路路由器、交交换机和其其他的网络络设备。一般用在Intranet环环境中。1.Back-ChannelMulticast（反向信信道多播））在客户端和和服务器之之间保持一一个用于统统计和控制制信息交互互的控制信信息双向传输RTSP或或PNA协协议：提供供验证和连连接统计功功能2.ScalableMulticast（可伸缩缩多播）无控制信道道用户统计只只能在多播播结束或用用户停止播播出或关闭闭RealPlayer时时进行单向传输UPL格式式SDP（会会话描述协协议）2.2.6RealServer中的分流流技术一般用于网网络直播Transmitter（发发送服务器器）通过UDP单播播、UDP组播和TCP将直播媒体体流发送到到分布在各各地的多个个接收服务务器，客户户端可以就近近访问服务务器获得较较高质量的的媒体流。。减少带宽使使用Transmitter与Receiver（（接收服务务器）之间间由高速链链路连接。。2.2.7SureStream存在问题：：通过低速速率调制解解调器与Internet连连接；限制制发布媒体体质量或连连接人数。。解决方法：：一、服务务器减少发发送给客户户端的数据据而阻止再再缓冲，在在RealSystem5.0中中，称为““视频流瘦瘦化”；二二、根据不不同连接速速率创建多多个文件，，根据用户户连接，服服务器发送送相应文件件。SureStream技术术：一、确确立一个编编码框架，，允许不同同速率的多多个流同时时编码，合合并到同一一个文件中中；二、采采用一种复复杂客户/服务器机机制探测带带宽变化。。2.3QuickTime2.3.1QuickTime文文件格式式媒体描述和和媒体数据据分开存储储媒体描述或或元数据（（Meta-Data）———Movie：包含含轨道数目目、视频压压缩格式和和时间信息息，媒体数数据存储区区域的索引引媒体数据：：所有的采采样数据，，如视频帧帧和音频采采样媒体数据可可与QuickTimemovie存储在同同一个文件件中，也可可在一个单单独的文件件或者在几几个文件中中1.Atom2.QuickTimeAtomContainers数据类型数据大小信息Data报头数据数据类型子原子叶原子数据大小信息Data数据大小信息原子ID原子类型数据类型Data数据大小信息数据类型双亲原子2.3.2QuickTime文件结构一一群原子的的集合不规定原子子的次序2.3.3QuickTimeMovieVideoMedia信息MusicMedia信息TextMedia信息TracksMovies2.3.4QuickTime制制作技术术媒体制作软软件QuickTimePro制作虚拟环环境的工具具软件QuickTimeVR2.3.5QuickTime发发布技术术点播、实时时广播、非非实时广播播RTP/RTSP（（高带宽用用户）；HTTP（（低带宽用用户）不支持SureStream技技术2.3.6QuickTime播播放技术术QuickTimePlayer2.4Flash流媒体交互式矢量量动画标准准采用矢量作作图技术：：各元素均均为矢量；；只用少量量的数据就就可以描述述一个复杂杂的对象体积小，加加载速度快快，采用流流控制技术术（易于网网上流传））由时间发展展为先后顺顺序排列的的一系列编编辑帧组成成除传统的““帧－帧””动画变形形，还支持持过渡变形技术，包括括移动变形形和形状变变形交互性：通通过ActionScript实实现服务端FlashMediaServer包括四个部部分：交互互服务器、、版权保护护、媒体流流服务器、、编码服务务器。。制作端Flash,FlashVideoEncoder客户端AdobeFlashPlayer流媒体格式式.swf.flv1.FLV文件格式式特点：相当简单，，且文件更更小，因此此很多的视视频网站都都采用FLV作为流流媒体文件件。FLV是一一个二进制制文件，由由文件头和和很多tag组成。。Tag又可可以分成成三类：Audio、Video、Script，分别别代表音频频流、视频频流、脚本本流（关键键字或者文文件信息之之类）文件头tag1内容1tag2内容2…FLV文件件头：包括括文件类型型之类的全全局信息文件类型版本流信息Header长度3个字节文件格式标标识FLV(0x464C56)1个字节标识文件的的版本号0x011个字节前5个bit是0第第6个bit为1表示示有音频第第7个bit是0第第8个个bit为为1表示有有视频4个字节标识文件头头长度2.SWF文件格式式特点：1）SWF是FlashPlayer可以执执行的唯一文件格式。。2）其他任任何文件资资源如Jpeg、Gif、MP3等，，都必须内内嵌于SWF文件，，或通过其其下载。可可把SWF想象成一一个“可执执行文件””，这个文文件内嵌必必要的静态态（比如矢矢量图形、、视频、文文本等）和和ActionScript二进制代代码。3）“可执执行文件””也能够调调用外部资资源，比如如图片、视视频甚至其其他SWF文件。4）有的SWF文件件只包含可可执行代码码，没有资资源文件。。谢谢1月-2323:26:1723:2623:261月-231月-2323:2623:2623:26:181月月-231月月-2323:26:182023/1/523:26:189、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。23:26:1823:26:1823:261/5/202311:26:18PM11、以我独沈久久，愧君相见见频。。1月-2323:26:1823:26Jan-2305-Jan-2312、故故人人江江海海别别，，几几度度隔隔山山川川。。。。23:26:1823:26:1823:26Thursday,January5,202313、乍乍见见翻翻疑疑梦梦，，相相悲悲各各问问年年。。。。1月月-231月月-2323:26:1823:26:18January5,202314、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。05一一月月202311:26:18下下午午23:26:181月-2315、比不了得得就不比，，得不到的的就不要。。。。一月2311:26下午1月-2323:26January5,202316、行动出成成果，工作作出财富。。。2023/1/523:26:1823:26:1805January202317、做前，，能够环环视四周周；做时时，你只只能或者者最好沿沿着以脚脚为起点点的射线线向前。。。11:26:18下下午11:26下下午23:26:181月-239、没有失败，，只有暂时停停止成功！。。1月-231月-23Thursday,January5,202310、很多多事情情努力力了未未必有有结果果，但但是不不努力力却什什么改改变也也没有有。。。23:26:1823:26:1823:261/5/202311:26:18PM11、成成功功就就是是日日复复一一日日那那一一点点点点小小小小努努力力的的积积累累。。。。1月月-2323:26:1823:26Jan-2305-Jan-2312、世间成成事，不不求其绝绝对圆满满，留一一份不足足，可得得无限完完美。。。23:26:1823:26:1823:26Thursday,January5,202313、不知知香积积寺，，数里里入云云峰。。。1月-231月-2323:26:1823:26:18January5,202314、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。05一月月202311:26:18下下午23:26:181月-2315、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荆荆门门九九派派通通。。。。。一月月2311:26下下午午1月月-2323:26January5,202316、少年十五二二十时，步行行夺得胡马骑骑。。2023/1/523:26:1823:26:1805January202317、空山山新雨雨后，，天气气晚来来秋。。。11:26:18下下午午11:26下下午23:26:18