网络视频传输系统的设计与应用

刘红云

（洛阳市东方二中物理教师，河南洛阳471000）

中图分类号：TP393.03文献标识码：A文章编号：1673-0992（2009）08-117-01

摘要：描述RTP／RTCP协议，介绍了应用在流媒体中的实时传输协议和实时传输控制协议族，描述了基于流媒体技术的网络视频传输系统的结构、功能及其建立过程。结合当前流媒体教学发展的趋势，通过对RealSystem技术原理开发，实现了校园网视频点播学习环境，并进行了教学应用。

关键词：流媒体；视频点播；现代教学

随着计算机软硬件的进一步发展，计算机处理数据能力越来越强，多媒体技术由当初的单一媒体形式逐渐发展到目前的计算机动画、超文本网页、数字音频、数字视频、互动娱乐等多种媒体形式。但是在网络上传输音频、视频等多媒体信息的文件一般比较大，由于网络带宽的限制，下载文件的等待时间太长，如果采用流式传输方式，声音、影像等时基媒体由音频视频服务器向用户计算机进行实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或者十几秒的启动延时即可进行观看，这些也已经开始被应用到现代教育中。

一、流媒体技术原理

1.流媒体技术

流媒体（StreamingMedia），简单来说就是应用流式传输技术在网络上传输的多媒体文件，而流式传输技术就是把连续的影像和声音信息经过压缩处理后放在网站服务器里面，让用户一边下载一边观看、收听，而不需要等整个压缩文件下载到用户电脑后才可以观看的一种网络传输技术。

2.流媒体技术原理

对每一个实时音、视频源或者存储的音、视频文件，传输时要分解成许多个分组，但因特网中传输时异步传输分组的，由于网络的不确定性，每个分组选择路由可能不尽相同，每个分组到达客户端时间延迟也就不同，后发送的分组也可能先到，所以流传输需要缓存。缓存系统能够弥补时间延迟和抖动的影响，并保证分组顺序正确，使得音、视频数据连续输出，不至于受网络影响使播放停顿。一般缓存都采用环形链式结构来存储数据，通过丢弃已播放的内容，用释放出的空间存储后续尚未播放的内容。

二、视频点播系统的构成及功能设计

1.视频点播系统的构成

视频点播(VOD)系统的基本原理是将编码、检索后的多媒体数据存储到存储介质中，服务器根据用户的需求通过网络传输系统传送到用户端，经过解码还原后供用户观看和使用。

一个完整的视频点播系统应由视频服务器、视频点播网站、客户端三部分组成。客户端需要具备以下条件：(1)能够以较高的带宽登录到视频服务器，并发出播放请求，实现点播节目的“播放”、“快进”、“快倒”、“暂停”、“全屏”等功能。(2)在播放高质量的视频时，屏幕大小既可随意拉动，也可以随意定位，充分体现人性化设计。(3)点播界面美观大方，操作简单，功能齐全。

系统能够为多媒体网络平台系统及其它的视频节目的“制作”、“发布”与“点播”提供一系列完全解决方案。并建立涵盖“客户中心”、“数据处理中心”和“管理员控制”三个层面的基于校园网的视频点播应用平台。

2.视频点播系统的功能

视频点播系统具体功能主要包括：（1）制作功能：能将录制好的模拟信号视频节目转换成rmvb格式的流媒体文件；能将DVD、VCD等教学音像资料压制成质量较好的rmvb格式的流媒体文件。(2)发布功能：能通过Internet发布、校园网络视频点播系统平台或者FTP的方式将视频文件上传至远端的视频点播服务器为师生提供更方便的多媒体应用服务。(3)点播功能：能为用户提供操作方便、结构清晰、外观时尚的点播平台。(4)客户层面：根据用户要求发布相关节目和提供节目内容简介，提供客户资料、需求、查询、预约等更人性化管理。(5)数据层面：建立可靠的安全的稳定的视频文件库、视频信息库及其他相关的多媒体素材，为用户点播、查询和资料归档提供支持。(6)管理层面：建立易于操作的后台维护系统，为网络中心管理人员提供新闻发布、编辑信息、删除添加文件、版本更新及数据分析等功能。

三、视频点播系统在远程教育中的应用

1.在远程课堂教学上的应用

利用流媒体技术实现实时的课堂广播远程课堂教学是现代远程教育的一个重要环节，在Internet上利用流媒体技术能较好地实现课堂教学广播。学习者可以不受地点的限制，在任何一台多媒体计算机上接受课堂教育，创建一种“面对面”的教学环境，缩短教学双方的空间距离，教师采用的教学手段也不仅局限于语言、文字，而是更多地辅之以图形、图像、动画、视频等多媒体信息，给学习者提供多重感官刺激，激发学习兴趣，调动学习者的深层次思维，加深对所学内容的理解，从而学会某种知识，掌握某种技能。

2.实现在线点播

采用流媒体技术后，只需在播放前下载约几秒的多媒体信息后即可播放，并不需要下载整个文件，即可实现在线播放。流媒体技术可以针对不同的网络环境生成不同数据传输速率的流文件，一台普通的服务器可允许100人左右并发点播。

另一方面，在播放过程中，它还可以根据网络带宽的变化而动态地调整，确保始终处于最佳播放速率，避免信息流的中断。因此，利用流媒体技术可以很容易地在远程教学系统中实现多媒体课件点播功能。我们可以将教师上课的过程压缩编码成多媒体流文件，然后放置到相应的服务器，供学习者浏览点播。

本文提供了一个基于流媒体技术的多媒体教学点播系统的实现方案，随着计算机网络带宽的扩展和计算机硬件的飞速发展，视频点播与流媒体越来越广泛地应用在教学、娱乐、办公等诸多领域。

参考文献

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