基于遠程教育中流媒體直播技術的應用

張國梅

【摘要】遠程教育是現代新型教育模式之一。在網絡帶寬的限制條件下，如何將動畫、課件、影音視頻等信息從教師端傳遞到遠程的學生端而不出現延遲現象，流媒體技術是當前解決音視頻同步問題最好的選擇，用點播技術和交互直播技術能達到更好的交互式教學目的。

【關鍵詞】遠程教育;流媒體技術;交互直播

一、流媒體技術

流媒體就是指采用流式傳輸技術在網絡上連續實時播放的媒體格式，如音頻、視頻或多媒體文件。流媒體技術也稱流式媒體技術，所謂流媒體技術就是把連續的影像和聲音信息經過壓縮處理后放上網站服務器，由視頻服務器向用戶計算機順序或實時地傳送各個壓縮包，讓瀏覽者一邊下載一邊觀看或收聽，而不需要等到整個多媒體文件下載完成。流媒體技術涉及多種網絡以及音視頻技術，在網絡中要使用流媒體技術需要經過流媒體制作、編碼、解碼、發布、傳播以及播放等環節。

二、流媒體系統組成

流媒體系統通過開發工具，完成文件壓縮生成，經過服務器發布，然后在客戶端完成流媒體文件解壓播放的整個過程。一個流媒體一般由3部分組成：流媒體開發工具，用于生成流式格式的媒體文件;流媒體服務器組件，用來通過網絡服務器發布流媒體文件;流媒體播放器，用于客戶端對流媒體文件的解壓和播放。流媒體系統應用比較廣泛的有Windows Media系統、Real System系統和Quick Time系統等。

三、流媒體的關鍵技術

流媒體的傳輸一般是采用建立在用戶數據報協議UDP上的實時傳輸協議和實時流協議RTP/RTSP來傳輸實時的影音數據。流式文件格式編碼的目的是為了在網絡環境中邊下載邊播放。將壓縮文件編碼成流式文件，還必須增加許多附加信息，以便使客戶端接收到的數據包可以重新有序地播放。不同的流媒體系統具有不同的流式格式，與當前幾大系統相關的格式：Real System系統支持的文件格式有RM、RA、RP、RT;Windows MeSa系統支持的文件格式有ASF、ASX、3GP、SWF等。

采用Web服務器和流放服務器，將影音文件直接傳送給媒體播放器，Web服務器用于Web頁面服務，流放服務器用于影音文件服務。媒體播放器按流放服務器要求傳送文件，媒體播放器和流放服務器之間使用流式播放協議進行通信，影音文件使用UDP直接從流放服務器傳送到媒體播放器。

四、流媒體技術在現代遠程教育中的應用

現代遠程教育是隨著現代信息技術的發展而產生的一種新型教育方式。遠程教育是學生與教師、學生與教育組織之間采取多種媒體方式進行系統教學和通信聯系的教育形式，是將課程傳送給校園外一處或多處學生的教育。現代遠程教育則是指通過音頻、視頻（直播或錄像）以及包括實時和非實時在內的計算機技術把課程傳送到校園外的教育。它是一種跨學校、跨地區的教育體制和教學模式，它的特點是：學生與教師分離;采用特定的傳輸系統和傳播媒體進行教學;教學內容豐富，包含動畫、圖文、課件以及名師上課的課堂錄像;學習的場所和形式靈活多變。現代遠程教育突破了時空限制，讓學生可以隨時隨地的學習，增加了學生的學習機會，有利于擴大教學規模、提高教學質量、降低教學成本。

點播即是實現非實時課件點播。網上的教程內容豐富，需要學習哪方面的內容只需搜索相關視頻點播即可播放，且可自由控制視頻播放進度。這種形式是采用視頻捕獲裝置對事件進行錄制，對獲取的內容進行編輯，然后利用視頻編輯硬件和軟件對它進行數字化處理，經過數字化處理的視頻和音頻內容被編碼為流媒體（.SWF）格式。媒體文件或實況數據流被保存在安裝了流媒體服務器軟件的宿主計算機上，用戶點擊網頁請求視頻流或訪問流內容的數據庫，宿主服務器通過網絡向最終用戶提交數字化內容，最終用戶利用桌面或移動終端上顯示媒體內容的播放程序（如Realplayer或暴風影音播放器）進行回放和觀看。因為版權問題，更多的宿主服務器會要求用戶購買播放權，文件依然也是在服務器上，只是需要通過特定的播放器才能播放該教程。

直播又分為泛娛樂化直播與實時互動直播，泛娛樂化直播主要有音頻、視頻、聊天、打賞等功能，直播平臺主要保障主播的視頻與聲音保持同步，直播平臺主要有花椒、映客等娛樂直播，還有斗魚、熊貓等游戲直播。實時互動直播除了具有音頻、視頻、聊天、打賞功能外，一般還包括文檔共享、桌面共享、白板共享等功能，例如，音視頻會議、教育直播等。而實時互動直播的要求則是在傳輸語音過程中延遲低于300毫秒，這樣實時互動的體驗效果則能更好。直播所采用的技術一般都分為五大步：數據采集、編碼、傳輸、解碼和渲染。然后是IM聊天，這主要是服務端的工作。IM主要解決的問題是大負載問題以及消息丟失和消息重復問題。桌面共享可以用視頻技術實現，也可以用優勢更大的VNC技術實現。文檔共享，是將各種文檔都轉成jpg格式，更好點的可以轉成矢量圖。對于實時性不高的產品進行傳輸可以使用RTMP，對于實時性比較高的必須使用UDP，一般會選用RUDP（可靠性UDP），既可以保證傳輸速度，又可以防止丟包。目前，也有很多高校讓學生自行在網上選擇直播課程來完成學校要求的學分選修課程。

結語

大力發展現代遠程教育，對于促進我國教育的普及和建立終生學習體系，實現教育的跨越式發展，具有重大的現實意義。流媒體的交互直播技術越來越成熟，對解決網絡傳輸中音視頻同步問題起著至關重要的作用。