流媒體在山西省地震科普網點播系統中的應用

羅 勇，閆曉美，張瑞芳

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西 太原 030025)

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流媒體在山西省地震科普網點播系統中的應用

羅 勇1，2，閆曉美1，2，張瑞芳1，2

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動力學國家野外科學觀測研究站，山西 太原 030025)

文章簡要介紹流媒體及點播系統在科普網實現的關鍵技術，闡述了運用流媒體技術在地震科普網搭建地震科普點播系統的實現方法。通過應用實例表明，該技術的運用拓寬了科普知識宣傳的渠道，有益于社會公眾及時了解更全面的、最新的防震減災科普知識。

流媒體；點播系統；科普網

0 引言

相較于傳統的防震減災科普宣傳而言，網絡是一種新的科學普及方式和科學傳播手段。互聯網的發展促進了流媒體技術的成熟，自1995年推出的第一個互聯網流媒體播放器以來，流媒體應用有了爆炸性的增長[1]，目前廣泛應用于在線直播、網絡廣告等行業。山西省地震科普網在整合現有網站科普知識和提高宣傳效率的基礎上，不斷豐富表現形式，讓不同的公眾找到合適的學習途徑，但面對公眾日益增長的需求，存在以下問題：多數地震科普知識還是以傳統的圖片和文字加以介紹，不能給公眾更加形象的畫面和深刻的印象；原視頻播放形式是先把全部視頻緩存到本地服務器，然后再通過瀏覽器播放，由于所用上網的設備不同，網絡的帶寬不同，導致網絡傳輸的速度不盡相同，對于較大的視頻文件，用戶就不能及時觀看，而且當多個用戶同時瀏覽該視頻時容易造成服務器死機現象。因此，將實現邊下載邊播放的流媒體技術充分地應用于地震科普知識宣傳具有重要的意義。

1 流媒體技術原理

流媒體技術是將多媒體信息數據通過流式傳輸的方式進行，在播放前不需要對整個多媒體文件進行下載，將初始部分的聲音和影像經過壓縮的特殊處理分成壓縮包，將壓縮包放進流媒體技術的服務器，或者在使用者移動手機、電腦等終端創建緩沖區。終端播放器在文件播放前會先下載一部分信息，作為緩存信息，用戶在播放緩存信息的過程中，文件的其他剩余部分會在后臺繼續下載，播放器向用戶不斷地播放終端緩沖區的多媒體信息，文件的其他剩余部分不斷地從后臺服務器傳輸到終端緩沖區，實現對多媒體文件的邊下載邊播放。流媒體技術具有以下幾個特點 ：(1) 流媒體技術的壓縮方式特殊；(2) 流媒體技術將整個多媒體文件的播放與下載同時進行，節省用戶終端的緩存空間和硬盤空間；(3) 流媒體技術縮短了用戶延時等待的時間；(4) 流媒體技術采用實時傳輸協議RTP、實時流協議RTSP、實時傳輸控制協議RTCP、RSVP協議，保證多媒體數據在網上傳輸的高質量[2]。

2 點播系統在科普網實現的關鍵技術

為方便公眾對此點播系統的使用，系統和已經上線的山西省地震科普網進行了無縫對接。該視頻點播系統選用B/S架構，主要由流媒體服務器、Web服務器、網站cms管理系統組成。流媒體服務器主要響應用戶點播請求、提供穩定的視頻流、響應用戶在點播過程中的交互、滿足多用戶點播請求等；Web服務器主要用于網站以及點播系統的發布；網站cms管理系統用于視頻信息的錄入以及視頻地址的獲取等。本系統的視頻發布流程如下：用戶在Web瀏覽器訪問Web服務器，Web服務器查詢由網站cms管理系統上傳的視頻信息、流媒體播放器以及視頻的統一資源定位符(URL)，用戶在Web瀏覽器獲取流媒體播放器并接收流媒體數據，實現視頻的播放。

流程圖如第43頁圖1所示。

2.1 流媒體服務器

市面上的流媒體服務器有很多種，本文選取較為典型的幾款作簡要介紹。根據網站現階段的需求及特點，選取Windows Media Services作為搭建視頻網站的流媒體服務器。

圖1 系統技術流程圖Fig.1 Technical process of the system

2.1.1 RealServer流媒體服務器

RealServer是Real公司開發的RealNetworks流式音視頻解決方案中的服務器軟件，它也是整個流媒體架設平臺的核心軟件，通過RealServer的建立，可以使瀏覽者訪問服務器上的影音文件，實現網上在線試聽。RealServer是用戶量很大的服務器軟件，要實現流式音視頻解決方案還需安裝RealPlayer 播放器、RealProducer 編輯制作軟件，操作步驟繁瑣，而且用戶在瀏覽文件時只能通過固定的播放器實現，通過嵌入網頁的方式實現視頻文件的瀏覽較困難。該服務器軟件不是免費的，在視頻網站開發的過程中會增加成本。

2.1.2 WebPlayer9

WebPlayer9網絡播放器是專門針對視頻在線播放開發的軟件，任何網站都可以免費使用該系統來向用戶提供視頻點播服務。服務器端利用微軟的ISAPI技術，直接將IIS作為流媒體服務器，節省硬件成本，減輕網站管理工作量；播放器控件全面支持RMVB/RM/ASF/WMV/FLV格式的視頻文件，實現Web在線播放。該軟件將IIS轉換成流媒體服務器，需要將基于ISAPI技術的一個小動態庫，放到網站根目錄下，給網站的安全性增加一定的風險。

2.1.3 WindowsMediaServices

Windows Media Server服務是Windows Server 2003系統自帶組件之一，在默認情況時未安裝，需要自行手動添加。Mircosoft的Windows Media Services由于提供了免費的全套解決方案和優越的性能，得到廣泛的應用。其特點主要有：

(1) 流媒體的速率范圍非常廣。

Windows Media Services制作節目流的最低速率是22 kb/s，最高可達4 Mb/s。用戶既可以用Modem接入，也可以使用LAN接入。圖像質量可從桌面的小圖像到高質量的全屏幕圖像。

(2) 采用先進的視頻、音頻壓縮編碼方法。

Windows Media Services采用基于MPEG-4的視頻壓縮算法。對于視頻信息，當采用CIF格式、編碼速率達到300 kb/s時，就可以全屏播放，其圖像質量與VCD相當。其最新的Windows MediaVideo 8編碼器實現了在500 kb/s傳送速率下，提供接近于DVD質量的畫面[2](分辨率640×480像素，24 FPS)。音頻處理采用Microsoft研發的編碼器，其最新的Windows Media Audio 8在提供與MP3同等聲音質量的條件下，數據文件大小僅為MP3的1/3[3]。先進的視頻、音頻壓縮編碼方法使網絡播放成為可能。

(3) 對多速率的支持。

用Windows Media Services對音頻、視頻信息編碼后，雖然只產生一個流文件，但在這個文件中最多可以有6種不同速率的流[4]。當用戶點播節目時，會根據用戶接入帶寬的不同，選擇一種與用戶相近的速率發送給用戶。因此，同一個節目，不同接入帶寬的用戶均可以點播，但獲得的音頻、視頻質量各不相同。

(4) 強大的數據同步功能。

Windows Media Services在提供流媒體發布功能的同時還具有強大的數據同步功能。它可以將很多標記(marker)和命令腳本(script)插入到編碼后的流中，用戶在播放過程中可以直接跳轉到指定標記的位置進行播放，利用標記將節目中的內容進行分段，從而實現隨機瀏覽的功能。如果節目中加入了命令腳本，當播放器遇到這些命令時,會根據命令執行不同的操作。

圖2為搭建好的命名為CMS-101的流媒體服務器管理界面。

圖2 流媒體服務器管理界面Fig.2 Management page of streaming media server

2.2 網站對接定義

點播系統視頻的發布由A.SOP電子政務公共服務管理與支撐平臺支持，通過該平臺可以方便地管理視頻的介紹信息、封面圖片以及視頻的URL地址，該平臺利用自身網頁發布的優勢，將系統內部的各個組件(如新聞列表、圖片列表等)有序地組合在一起，使視頻信息的介紹更清晰、頁面更美觀。此外，該平臺支持后臺代碼上傳，所以在上傳信息的同時，可以將自己設計的流媒體播放器發布到Web瀏覽器，供用戶瀏覽。下面是定義播放器的一段代碼，通過這段代碼可以實現在網頁中加載播放器以觀看視頻。

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圖3為網站cms管理系統后臺對視頻點播系統信息的管理界面。

圖3 點播系統信息管理界面Fig.3 Information management interface of video-on-demand system

3 應用展示

該視頻點播系統已經上線，公眾可以通過點擊視頻的概要圖彈出播放器觀看視頻。圖4為視頻信息在網頁中的展示，以方便公眾瀏覽。

圖5為視頻在網頁中以彈出浮動窗口的形式進行播放。

4 結語

以圖片和文字來宣傳防震減災知識的方式已經不能完全滿足公眾的需求，生動形象的視頻對于防震減災知識的傳播具有很大的影響力。文中介紹的視頻點播系統實現了防震減災知識通過流媒體的形式供公眾在網頁上觀看的基本功能。此系統結合目前工作中使用的網站cms管理系統及免費的Windows Media Services軟件，在不增加額外經濟支出的情況下實現了科普網知識傳播方式的多樣性，收到了較好的效果。但系統仍存在不足之處，如，播放器頁面不夠美觀和人性化；缺乏視頻的搜索功能，不方便公眾查找自己需要

圖4 視頻信息網頁Fig.4 Video information page

圖5 視頻在網頁中播放界面Fig.5 Play interface of video in web page

的信息，需在今后的研究中不斷完善。

[1] 周小文.流媒體技術應用與發展趨勢探討[J].新聞知識,2007(9):80-81.

[2] 胡 敏.流媒體技術在網絡中的應用與發展探究[J].電子測試,2014(3):131-132.

[3] 李學明，李 繼，魏 芳.遠程教育系統及其實現[M].北京:人民郵電出版社,2000.

[4] 張國瑜.流媒體農業科技互動平臺研究[J].山西農業大學學報(社會科學版)，2010,9(3)：326-328.

Application of Streaming Media on Video-on-Demand System in Shanxi Popular Earthquake Science Network

LUO Yong1,2, YAN Xiao-mei1,2, ZHANG Rui-fang1,2

(1.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan Shanxi 030021, China;2.Stake Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan Shanxi 030025, China)

This paper briefly introduces the key technologies of streaming media and video-on-demand system in popular science network. The realization method of the construction of popular earthquake science video-on-demand system on the popular earthquake science network by streaming media technology is elaborated. The application example shows that of the technology broadens the propaganda channel of popular science knowledge. It is useful to the public to know more comprehensive, the latest earthquake disaster mitigation popular science knowledge in time.

Streaming media; Vido-on-demand system; Popular science network

1000-6265(2016)04-0042-04

2016-05-17

羅 勇(1986— )，男，山西省榆縣人。2012年畢業于北京建筑工程學院，碩士研究生，工程師。

P315.99

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