流媒體課程架構：多媒體專業(yè)柔性課程開發(fā)

張垚 張?zhí)煨? 蔣思寧

摘 要：新媒體時代，伴隨互聯(lián)網(wǎng)及移動互聯(lián)網(wǎng)底層技術不斷發(fā)展，網(wǎng)絡帶寬不斷提升。人們對多媒體，3尤其是音視頻產(chǎn)品的播放質(zhì)量要求越來越高。作為將普通的多媒體（音、視頻）文件，經(jīng)過特殊編碼，使其成為在網(wǎng)絡中使用流式傳輸?shù)倪B續(xù)時基媒體，以適應網(wǎng)絡上邊下載邊播放的播放方式的傳播技術，流媒體正處于蓬勃發(fā)展的階段。為滿足職業(yè)教育的經(jīng)典型原則和前瞻性原則，并符合柔性教學模式對復合應用型人才的培養(yǎng)目標，嘗試開發(fā)流媒體課程架構，滿足多媒體專業(yè)學生在技術不斷發(fā)展的前提下，適應未來的能力變化需求。

關鍵詞：流媒體 柔性課程

一、什么是流媒體

流媒體技術起源于20世紀90年代（窄帶互聯(lián)網(wǎng)時期）：1994年，Progressive Networks公司（Real Networks公司前身）成立，并于1995年推出了第一款遠程信息溝通軟件：Real Audio，自此拉開了流媒體技術發(fā)展的序幕。

所謂流媒體就是將普通的多媒體（音、視頻）文件，經(jīng)過特殊的編碼，使其成為在網(wǎng)絡中使用流式傳輸?shù)倪B續(xù)時基媒體，以適應網(wǎng)絡上邊下載邊播放的播放方式。此基本概念決定了流媒體技術的核心領域，即：多媒體文件編碼技術、流媒體文件傳輸技術和流媒體文件解碼技術。并在此之基礎上發(fā)展了流媒體資產(chǎn)管理、知識版權保護等一系列衍生技術。

相對于傳統(tǒng)的先下載再播放的音視頻文件獲取方式，流媒體具備如下優(yōu)點：1.啟動時延大幅縮短;2.節(jié)省本地存儲空間;3.實現(xiàn)網(wǎng)絡音視頻文件實時傳輸。但是，流媒體文件質(zhì)量受網(wǎng)絡傳輸環(huán)境制約，在窄帶互聯(lián)網(wǎng)時期，存在視頻分辨率低、幀速率不高、聲音嘈雜等缺點，因此并未得到很好的發(fā)展和普及。

二、寬帶互聯(lián)網(wǎng)時期的流媒體技術

伴隨網(wǎng)絡基礎建設的不斷完善和寬帶井噴式的發(fā)展，網(wǎng)絡用戶不再滿足于傳統(tǒng)的以文字和圖片為主要媒介的互聯(lián)網(wǎng)信息傳輸，對集合音頻、視頻等多渠道媒體介質(zhì)的綜合性信息的需求日趨提升。另據(jù)統(tǒng)計數(shù)字表明，約78.5%的網(wǎng)絡用戶以互聯(lián)網(wǎng)作為信息獲取的主要渠道，網(wǎng)絡音樂和網(wǎng)絡視頻的使用群體更是分別占到網(wǎng)絡用戶的83.7%和67.7%，互聯(lián)網(wǎng)作為新興媒體，具備傳統(tǒng)媒體無法比擬的互動性、靈活性，時效性，大有取而代之之勢。在此背景下，流媒體技術為網(wǎng)絡多媒體傳輸提供了新的解決方案。近年，優(yōu)庫、土豆、新浪播客等一大批國內(nèi)優(yōu)秀的視訊網(wǎng)站涌現(xiàn);pps、pplive等網(wǎng)絡電視軟件持續(xù)升溫;傳統(tǒng)電視媒體紛紛推出在線直播、點播系統(tǒng)，分享大量媒體資源;移動通信4g網(wǎng)絡商用，手機電視牌照發(fā)放;都預示著流媒體技術即將進入高速發(fā)展時期。

流媒體技術的基礎是信息壓縮理論，雖然音視頻壓縮標準的發(fā)展一直趨向于低碼率、高質(zhì)量，但其仍和現(xiàn)有網(wǎng)絡帶寬間存在較大差異，造成了現(xiàn)階段流媒體文件質(zhì)量尚無法和傳統(tǒng)廣播電視媒體相提并論，這也是影響流媒體普及的最大問題，但伴隨H.264/MPEG4-AVC、WMV9/VC-1等編碼標準的推出，使用流媒體技術平臺提供標清甚至高清視頻已經(jīng)成為可能，同時，網(wǎng)絡基礎建設持續(xù)發(fā)展，傳輸碼率與網(wǎng)絡帶寬間的差異不斷減小，可以預見，流媒體必將取代傳統(tǒng)廣播電視媒體成為未來音視頻信息傳輸?shù)暮诵摹?/p>

三、流媒體技術與職業(yè)教育

職業(yè)教育的核心是技能學習，但在計算機領域，技術革新速度很快，如何保證學生即學即用？為解決這個問題，計算機相關專業(yè)的課程設置必須滿足兩個原則：1.經(jīng)典性原則;2.前瞻性原則。某一課程教學的核心任務之一就是發(fā)展學生的再學習能力，以維持其在此技術領域的生存時間，而發(fā)展其學習能力的基礎就是掌握此領域中的核心理論知識。這就要求開設某一門課程的前提是此技術領域中是否存在成熟、完備的理論支撐，這就是經(jīng)典型原則。教學和就業(yè)相比存在滯后性， 特別是在計算機領域中，這種滯后性尤為明顯，如何保證學生所學的恰恰是市場所需要的？這就要求在開設課程之前對此技術的發(fā)展有一個預判，這種預判是基于技術和商業(yè)兩方面的，技術性預判要求明確的技術發(fā)展方向作支持;商業(yè)性預判要求可預見的市場需求作支持。

流媒體作為新興的網(wǎng)絡應用技術，恰恰滿足這兩方面原則。首先，流媒體技術具備成熟的信息壓縮理論和網(wǎng)絡傳輸技術作為基本理論支撐;其次，新一代編碼標準的出臺，指明了流媒體編碼技術的發(fā)展方向，同時，網(wǎng)絡視訊應用的蓬勃發(fā)展預見了其可觀的商業(yè)市場。因此，在職業(yè)院校中開展流媒體技術相關課程恰逢其時。

四、流媒體技術柔性課程架構

本門課程作為專業(yè)基礎課，為滿足柔性課程“穩(wěn)定和變化”的要求，采用模塊化課程架構。課程計劃72學時，由圖像壓縮和編碼技術概述、音視頻格式轉換和流媒體服務平臺搭建三個模塊組成，課程目的是使學生理解常見音視頻編碼標準及其壓縮原理，熟練掌握音視頻格式轉換，掌握現(xiàn)階段主流流媒體服務平臺搭建，熟悉第三方流媒體設備應用。課程前期知識儲備為網(wǎng)絡傳輸基礎，要求學生熟悉網(wǎng)絡傳輸機制和數(shù)據(jù)包、網(wǎng)絡協(xié)議等基本概念。課程結構圖如下：

模塊一：圖像壓縮和編碼技術概述

圖像壓縮和編碼技術概述作為本門課程的理論支撐，在本門課程中起核心指導作用，后續(xù)應用課程皆圍繞此核心展開，旨在幫助學生對此部分理論知識深化認識。本模塊由如下子課題構成：圖形圖像壓縮基礎，MPEG、H.26x系列標準及應用和新時期編碼技術。

在圖形圖像壓縮基礎子課題中，將對圖形圖像壓縮原理及技術作詳細闡述，使學生了解圖形圖像壓縮過程中如：運動補償、運動向量、變換、量化、熵編碼等基本概念和相關技術，熟悉壓縮過程的相應流程。

MPEG、H.26x系列標準及應用子課題以MPEG、H.26x系列標準的發(fā)展、作用及其應用作為主要內(nèi)容，使學生了解視頻壓縮標準的發(fā)展，熟悉圖形圖像壓縮原理在視頻壓縮標準中的應用，及視頻壓縮標準的應用和影響。

新時期編碼技術子課題作為本模塊的重點，將以H.264 /MPEG4-AVC、RealVIideo 10和WMV-9的原理和應用作為主要內(nèi)容，使學生熟悉各種主流編碼器、編碼標準的應用及對應的音視頻文件封裝方式和壓縮效果。

模塊二：音視頻格式轉換

音視頻格式轉換模塊旨在幫助學生通過軟件的應用，對音視頻文件在不同標準、不同格式間相互轉換中，加深對圖像壓縮和編碼技術的理解，同時熟練掌握MPEG-4標準視頻文件、Real平臺視頻文件、Windows平臺視頻文件和Flash平臺視頻文件的壓制。本模塊由：制作DVDRip、Real平臺視頻文件制作、Windows平臺視頻文件制作和Flash平臺視頻文件制作四個子課題組成。

在制作DVDRip子課題中，通過對DVD的壓制，使學生熟練掌握MPEG-2標準視頻文件到MPEG-4標準視頻文件的轉換，同時加深對MPEG-4標準及滿足其標準的編碼器和多種音視頻文件封裝方式的理解。

在Real平臺視頻文件制作子課題中，通過制作Real平臺的流媒體文件，使學生熟練掌握Real平臺編碼工具的使用，理解網(wǎng)絡環(huán)境對視頻碼率的影響，同時加深對RealVideo編碼器的理解。

在Windows平臺視頻文件制作子課題中，通過制作Windows平臺的流媒體文件，使學生熟練掌握Windows平臺編碼工具的使用，同時加深對WMV編碼器和視頻碼率的理解。

在Flash平臺視頻文件制作子課題中，通過制作Flash平臺的流媒體文件，使學生熟練掌握Flash平臺編碼工具的使用，同時加深對FLV編碼器和視頻碼率的理解。

模塊三：流媒體服務平臺搭建

流媒體服務平臺搭建模塊通過對在主流流媒體平臺中多種服務的配置搭建，使學生熟練掌握各種流媒體平臺的基本應用。本模塊由視頻點播服務搭建、視頻直播服務搭建、視頻會議服務搭建、網(wǎng)絡電視服務搭建四個實訓課題組成。

在視頻點播服務搭建實訓課題中，將分別在Real平臺、Windows平臺、Flash平臺實現(xiàn)視頻點播服務，使學生掌握在視頻點播服務中，各平臺編碼器、服務器、解碼器及相關第三方軟件或硬件的相應設置、熟悉各部分協(xié)同工作過程，同時掌握在視頻點播服務中各流媒體平臺網(wǎng)絡環(huán)境的評估、測試及調(diào)試。

在視頻直播服務搭建實訓課題中，將分別在Real平臺、Windows平臺、Flash平臺實現(xiàn)視頻直播服務，使學生掌握在視頻直播服務中，各平臺編碼器、服務器、解碼器及音視頻采集設備的相應設置、熟悉各部分協(xié)同工作過程，同時掌握在視頻直播服務中各流媒體平臺網(wǎng)絡環(huán)境的評估、測試及調(diào)試。

在視頻會議服務搭建實訓課題中，將分別在Real平臺、Windows平臺、Flash平臺實現(xiàn)視頻會議服務，使學生掌握在視頻會議服務中，各平臺編碼器、服務器、解碼器及第三方視頻會議軟件、音視頻采集設備的相應設置、熟悉各部分協(xié)同工作過程，同時掌握在視頻會議服務中各流媒體平臺網(wǎng)絡環(huán)境的評估、測試及調(diào)試。

在網(wǎng)絡電視服務搭建實訓課題中，將分別在Real平臺、Windows平臺、Flash平臺實現(xiàn)網(wǎng)絡電視服務，使學生掌握在網(wǎng)絡電視服務中，各平臺編碼器、服務器、解碼器和第三方軟件，硬件編碼器、分流器、解調(diào)器等相關設備的相應設置、熟悉各部分協(xié)同工作過程，同時掌握在網(wǎng)絡電視服務中各流媒體平臺網(wǎng)絡環(huán)境的評估、測試及調(diào)試。

四、流媒體在其他課程中的延展性

根據(jù)柔性課程的要求，流媒體技術作為專業(yè)基礎課，可將其技術理論知識延展到本專業(yè)其他課程中，以提供更全面的知識結構和更廣泛的技能應用。

1.數(shù)據(jù)庫

數(shù)據(jù)庫課程中應加入多媒體數(shù)據(jù)庫應用模塊，使學生了解多媒體數(shù)據(jù)的存儲、組織和管理，幫助學生理解大型流媒體服務的組織形式和后臺數(shù)據(jù)支撐。

2.動態(tài)網(wǎng)頁設計

動態(tài)網(wǎng)頁設計課程應加入流媒體視頻服務網(wǎng)站開發(fā)模塊，使學生掌握流媒體服務插件、同步多媒體集成語言（SMIL）和多媒體數(shù)據(jù)庫在動態(tài)網(wǎng)頁中的應用;幫助學生熟悉視訊網(wǎng)站開發(fā)模式及主流流媒體服務在視訊網(wǎng)站建設中的應用。

3.計算機網(wǎng)絡

計算機網(wǎng)絡課程中應加入流媒體服務協(xié)議模塊，使學生熟悉RSVP、RTP、P2P等常見流媒體服務協(xié)議及其工作模式和CDN網(wǎng)絡，掌握流媒體服務網(wǎng)站建設規(guī)程。

4.Flash

Flash課程中應加入流媒體視頻播放模塊，熟悉基于Flash的流媒體播放器開發(fā)制作及使用腳本語言實現(xiàn)對流媒體文件的控制。

五、結語

互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)進入多媒體時代，伴隨編碼技術的不斷發(fā)展和網(wǎng)絡帶寬的不斷提升，流媒體技術勢將成為主導此時代的核心解決方案。面對即將迅猛發(fā)展的流媒體市場，流媒體專業(yè)技能人才的需求必將大規(guī)模提升。而開展流媒體技術相關課程，正是職業(yè)院校以人才市場為依托，以市場需求為導向的辦學原則的體現(xiàn)。

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