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【关键词】缬沙坦;原发性高血压;高敏C反应蛋白;一氧化氮;内皮素 1
Effects of valsartan on hypertension in patients with hs CRP,ET 1 and NO content in
LIU Jin ping.County of Shanxi Province People’s Hospital,Liulon 033300,China
【Abstract】 Objective Observation of angiotensin receptor blocker valsartan in patients with essential hypertension on plasma high sensitivity C reactive protein(hs CRP),endothelin 1(ET 1)and nitric oxide(NO)effects.Methods 92 cases of essential hypertension patients treated with valsartan 80 mg/d,continuous treatment for 4 weeks,on medication before and after the determination of hs CRP,NO,ET plasma parative observation of its concentration changes.Results The effect of valsartan in patients with essential hypertension than those before treatment after treatment blood pressure decreased significantly(P
【Key words】 Valsartan;Essential hypertension; High sensitivity C reactive protein; Nitric oxide; Endothelin 1
近年研究发现,原发性高血压(essential hypertension,EH)是一种炎性反应性疾病,主要表现在炎性因子对血管内皮功能的影响[1]。高敏C反应蛋白(high sensitivity C reactive protein,hs CRP)与炎症反应关系密切[2],作为急性损伤的标志物,是心血管疾病的危险因素,也是心脑血管疾病严重程度和进展的标志。内皮素 1(endothelin,ET 1)和一氧化氮(nitric oxide,NO)是评价血管内皮功能的有效指标。探讨高血压患者hs CRP与动脉内皮功能的关系对评价大动脉损伤的程度有重要意义。
1 资料与方法
1.1 一般资料 按照2005年《中国高血压防治指南》诊断标准,收集我院2008年3月至2009年4月的高血压患者92例,收缩压>140 mm Hg和/或舒张压>90 mm Hg。排除标准:继发性高血压,合并严重的心、肝、肾、内分泌及脑血管疾病;高血压病合并严重并发症;存在使用Ang受体拮抗剂的禁忌证,并除外糖尿病、肿瘤、呼吸系统疾病、肾病、冠心病/继发性高血压等。其中男56例,女36例,年龄44~78岁,平均(64.03±6.31)岁。所有病例随机分成两组,观察组47例,其中男27例,女20例,年龄46~74岁,平均(65.26±8.14)岁。对照组45例,其中男29例,女16例,年龄44~71岁,平均(62.54±7.62)岁。两组年龄、性别上差别无显著性意义(P>0.05)。
1.2 研究方法
1.2.1 用药方法 观察组采用常规降压方案(包括钙离子拮抗剂、阿司匹林、β 受体阻滞剂、他汀类),并加用缬沙坦(代文)(北京诺华制药公司产品)80 mg,1次/d,连续治疗4周。对照组仅使用常规的降压方案治疗(包括钙离子拮抗剂、阿司匹林、β 受体阻滞剂、他汀类),连续治疗4周。治疗前后检测所有患者的hs CRP、NO、ET的血浆水平。
1.2.2 标本采集 采血前12 h禁食、烟、酒,当日抽取肘前静脉血3 ml注入10%的二乙胺四乙酸二钠30 μl和抑肽酶40 μl的试管中,混匀,4℃3000 r/min,离心10 min,分离血浆,放至 70℃冰箱保存待测,每3个月集中一次性检测。
1.2.3 检测方法 hs CRP采用颗粒增强的免疫散射比浊法定量测定,正常值范围为0.1~5.2 mg/L,灵敏度0.2 mg/L。NO含量采用酶标法测定,试剂盒购自南京建成生物制剂公司; ET 1采用放射免疫分析法检测,试剂盒由深圳晶美生物工程有限公司提供,测定范围20~1620 ng/L,灵敏度10ng/L,正常参考值范围(53.14±15.23) pg/ml。所有操作均由专业技术人员严格按说明书进行。
1.3 统计学方法 所有数据采用SPSS11.5统计软件分析,数椐用表示,二样本均数比较采用独立样本t检验,治疗前、后作自身配对t检验,计数资料采用χ2检验,多样本均数比较采用单因素方差分析,检验水准α=0.05。
2 结果
观察组与对照组在用药前后的比较血浆hs CRP、NO、ET 1水平的变化,见表1。
表1
两组原发性高血压患者用药前后血浆hs CRP、NO、ET 1水平的变化(x±s)
组别N(例)时间hs CRP(mg/L)NO(nmol/L)ET 1( pg/ml)
观察组47治疗前9.63±2.4518.52±2.55132.57±13.29
治疗后2.46±1.6131.47±2.0454.73±12.43
对照组45治疗前8.96±2.1719.18±1.96129.66±12.82
治疗后5.83±2.75*24.33±2.68*67.38±11.94*
注:治疗后与观察组比较*P
治疗后两组血压明显得到控制。两组高血压患者在治疗前血浆hs CRP、NO、ET 1水平均无显著差异,P>0.05;治疗后hs CRP、ET 1水平均明显下降,NO水平升高,与治疗前相比P
3 讨论
EH伴有不同程度的血管病变,血管内皮的功能障碍是影响血管功能的重要因素。CRP作为炎症独立预测因子,其影响EH发生、发展的可能机制涉及到促血管内皮增生、迁移,动脉内膜增厚,血管重构阻力增加;直接参与局部和全身炎性反应对血管内皮造成损伤,内皮细胞释放的NO及前列腺素减少,活性减弱,而释放的血栓调节蛋白等物质增多;同时可激活内皮细胞、巨噬细胞和多形核白细胞释放EH 1及EH 1免疫样激活物,使血管收缩、血压升高,促进内皮细胞、巨噬细胞合成和释放血管性血友病因子。因此,对内皮功能的影响可具体表现在对内皮损伤标志物浓度的影响[3]。
ET 1是ET家族的成员之一,是迄今所发现的作用最强最持久的缩血管升压活性多肽。血管内皮损伤或血管壁应力增加、缺氧、神经体液激素等因素可提高ET水平[4],ET的升高,在一定的程度上反映了内皮损伤的程度,患者血管内皮具有不同程度的损伤,导致的分泌较正常对照显著增高。CRP可能具有促进损伤血管内皮细胞合成释放ET 1,进而影响EH的发生、发展。
现已证实为一氧化氮NO是内皮细胞分泌的一种最重要的血管舒张物质,它是在 NO 合成酶(NOS)的作用下,由左旋精氨酸合成而来,具有强亲脂性,NO 受增加的血流量刺激而释放,乙酰胆碱、缓激肽、腺苷、组胺等也增加 NO 的合成及释放,NO 可迅速扩散入临近的血管平滑肌细胞,激活细胞内可溶性鸟苷酸环化酶,使 cGMP 水平升高,使平滑肌细胞内钙减少,导致血管平滑肌细胞松弛,管腔扩大。NO 还具有抑制多种血液成分如血小板、淋巴细胞、中性粒细胞和单核细胞粘附于血管内皮细胞和抗血管壁细胞增殖的作用,从而对保护动脉内皮损伤发挥重要作用。
缬沙坦是一种高度选择性AT1受体拮抗剂,与受体部位结合而阻断血管紧张素(Ang),除降压作用外,则通过特异性阻断Ang与AT1受体在这个部位的结合,最大限度阻断肾素 血管紧张素 醛固酮系统(RAAS)[5]。
缬沙坦是一种特异性的血管紧张素Ⅱ受体拮抗剂,它可选择性作用于已知与血管紧张素Ⅱ作用相关的AT1受体Ⅱ型。其改善内皮功能可能的机制为:通过特异性拮抗血管紧张素Ⅱ受体(AT)而阻止血管紧张素Ⅱ(AngⅡ)的作用,减少钠潴留,减少肾素,抑制内皮素分泌;抑制细胞凋亡,逆转血管重构,激活NO合成酶,减少缓激肽的降解使及前列环素I2(PGI2)生成增加;阻断与受体结合使向AngⅡ(1 7)转化,通过AngⅡ(1 7)发挥对内皮功能的调节作用,通过抑制内皮素转换酶和血管紧张素与间的正反馈调节,使的合成减少[6]。
本研究显示,未接受治疗的EH患者其血浆hs CRP、ET 1 含量明显高于正常,而NO水平明显下降,两者之间无显著差异;这说明血压升高导致患者血管内皮受损或血管壁应力增加、缺氧、神经体液激素等因素使得ET水平提高,而NO合成减少,进而影响EH的发生、发展,同时也提示血清CRP浓度与EH相关。说明心脑血管疾病的血流动力学指标和炎症参数之间存在密切关系。治疗后患者的hs CRP、ET 1 含量明显下降,而NO水平有所升高,提示降压治疗可以保护患者血管内皮损伤,减轻血管内皮损伤程度以及炎症反应发生的程度,进而避免靶器官的进一步受损,有益于提高患者的生存生活质量。通过两组对比观察发现,缬沙坦治疗组患者hs CRP、ET 1 含量下降的程度以及NO升高的水平均高于一般治疗组,提示缬沙坦有进一步保护血管内皮功能的作用,这一结果可能源于缬沙坦抑制内皮素转换酶和血管紧张素与间的正反馈调节,使的合成减少的机制。
参考文献
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[2] 汤健,魏英杰.心血管活性物质与心血管疾病.北京医科大学/中国协和医科大学联合出版社,1997,241 243.
[3] 侯金超,王发亮,薄爱华.C反应蛋白和原发性高血压血管内皮损伤标志物的研究进展.医学综述,2008,14(23):3631 3633.
[4] 陈明,胡申江,张健,等.不同危险度的高血压病人血管内皮功能.高血压杂志,2006,14(4):257 260.
关键词:MMB;网络接口;socket通道
中图分类号:TP273.5 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2013) 12-0000-01
基于Android和MMB(MobileMultimediaBroadcasting移动多媒体广播)通用平台是为为iPhone手机提供一个通用的MMB软件平台。此平台是介于终端硬件与上层应用之间的新型软件中间平台,基于此平台,在对底层硬件屏蔽的同时,对上层应用提供统一的集成接口,实现新业务的快速集成与灵活整合。
一、终端通用平台接口
终端通用平台接口主要解决MMB应用在不同硬件平台上的移植和兼容性问题。
鉴于iPhone的市场份额处于快速上升趋势,目前全球累积出货量早已突破1亿,而iPhone本身不带MMB模块。目前市场上已经有了一些让iPhone支持MMB视频播放的Dongle、背夹等产品,但是还没有一种产品可以满足实现所有的MMB业务,包括各种非实时业务以及各种PUSH业务。
考虑到Android系统中通用平台项目已有的成果,尽可能多的保持与其一致。
本文讨论的主要内容是MMB功能终端设备与终端通用平台基于Wi-Fi的通信协议。
二、总体技术方案
基于对终端平台的开放性、通用性、安全性、有效性、可扩展性以及兼容性等全方位的考虑,本技术方案对终端开放式通用业务平台的整体架构、各部分驱动引擎、以及功能模块与业务流程进行了定义。
终端开放式通用业务平台由通用层和应用层组成。底层硬件输出解扰复用帧给通用层,通用层解析并完成信号处理、业务处理、实时流处理、存储管理和触发管理,向应用层输出实时流、文件和触发类信息。应用层主要负责与上层应用相关的各种处理,包括配置管理、目录及搜索管理、UCL管理这些基础应用,以及播放器、浏览器、阅读器、交通导航、紧急广播等扩展应用。
三、应用与网络接口层通信
(一)应用层与网络接口层通信机制
网络接口层主要为app提供了四个接口:(1)WIFI接口,这是物理接口,用于ios终端连接MMB功能终端的热点;(2)socket接口,具有固定的ip地址和端口号。例如192.168.0.11:8053;(3)ftp接口;(4)rtsp接口。
MMB功能终端与IOS设备之间通信分为两层:(1)MMB功能终端与IOS之间通过WIFI建立通信连接;(2)ios中MMB播放器与MMB功能终端中SocketServer之间建立进程间通信。
首先,ios设备与TvfiMMB功能终端之间建立wifi连接,连接成功之后,启动ios中MMBplayer时候,分别进行socket、ftp、和rtsp连接。整个方案如下图所示。
1.wifi通道
wifi通道时MMB功能终端上电启动之后,打开自己的wifi,启动配置,完成初始化功能,作为无线热点,等待客户端去连接,一旦与客户端连接,MMB功能终端就可以与客户端进行通信了。
2.socket通道
主要用来实时数据流的传输和控制命令传输,实现函数调用。首先将函数根据下文所定协议,进行编码,输入参数组成一个完整的数据包,将数据包通过socket在MMB功能终端与iosplayer之间实现进程间通信。服务器端(MMB功能终端)和客户端(ios)受到数据包时候,首先根据协议,解析数据包,将数据包还原成各个函数。然后在执行函数功能。这个通道是最先建立起来的通道,也是最重要的通道。
3.ftp通道
该通道是,MMB功能终端建立一个ftp服务器,ios通过ip地址来连接到MMB功能终端,然后通过这个通道传递录像,推送的新闻报纸,摘要等文件。
4.rtsp通道
该通道时在MMB功能终端上建立一个rtsp服务器,主要用来实现流媒体播放功能,ios执行播放命令之后,MMB功能终端从空中下载音视频数据,demux之后送到rtsp服务器,ios客户端就可以通过连接rtsp服务器来播放音视频乐。
四、结束语
随着手机的技术发展,为人们的生活水平的提高,人们的生活方式也发生了巨大的变化,通过基于Androi和MMB通用平台网络接口层的设计,很好的完成了在对底层硬件屏蔽的同时,对上层应用提供统一的集成接口,实现新业务的快速集成与灵活整合。
参考文献:
[1]耿东久,索岳,陈渝.基于Android手机的远程访问和控制系统[J].计算机应用,2011,02:559-561+571.
[2]李瑞霖,曾玉珠.基于Android的P2P手机高清视频在线点播系统[J].电脑编程技巧与维护,2010,21:32-37.
【关键词】IPTV;单播;多播 ;IGMP协议;TSP协议
引言
众所周知,IPTV是广播电视领域和电信领域的结合。IPTV系统与传统的单向广播电视系统相比较,在交互性应用上有着许多区别。IP网络的双向特性使用户通过网络实现视频点播(VoD)和网络数字视频录像(NDRV)成为可能,这两项服务也正是IPTV系统胜过单向广播电视系统的两个最常见的应用实例。因为在传统的单向广播电视系统中,播放的节目是由运营商向节目的收看者推出而不是由收看者按照自己的需求索取的。
一、工作原理
在标准的广播电视系统中,所有正常播出的频道(例如CCTV、JXTV 等等)一起发送到用户的机顶盒中(通过有线网络、卫星网络或地面传输系统)。所发送的频道可能有数百个,然而,这数百个频道是同时交付的。用户对机顶盒进行调谐以接收他选择的频道,以这种方式响应由收看者的遥控器发出的请求。因此,这种调谐频道的方式实际上是在收看者本地进行的,它使得频道的转换几乎是在瞬间完成的。
但是在IPTV系统中,为了充分利用预留给家庭用户的最终连接带宽,在设计IPTV系统时就考虑到仅将用户请求的节目频道而不是将所有频道传送到机顶盒。需要注意的是,有时也有可能将数个节目(或者频道)传送到同一家庭用户中的不同IP地址处,例如该家庭用户拥有几个单独的机顶盒或者拥有不同IP地址的其它接收设备。
在IPTV系统中,为了切换频道,需要将一个特定的指令发送到接入网络中以响应用户切换频道的请求。与这种频道转换技术相联系的是复杂的协议交换过程,在这一过程中要使用IGMP协议的“Leave”(离开)和“Join”(加入)指令。完成这种协议的交换需要一定的时间,而所需要的时间又受到网络中传输延时的显著影响;反之,协议的交换时间又会直接影响到系统的频道转换需要一定的时间。从本质上来说,在IPTV系统中,频道的转换是在网络中实现的而不是在本地机顶盒中完成的。因此,我们电视工作者在为终端用户保留这种宝贵的最后一公里的信号传输带宽的同时,这种频道转换方式也给IPTV系统的可分级性和可用性带来了一系列的复杂问题。
在IPTV系统中,以广播方式传送的电视节目是使用IP多播方式(它也属于IGMP协议,如前所述)经由IP系统以有效地传送节目。设计这种多播方式正是为了使许多网络用户共享这一会话。
但在IPTV系统的VoD业务中,采用的却是单播IP服务,它使用的是RTSP控制机制。每当收看者发出请求时,被选择的节目由网络中的服务器以独特的单播方式将节目提交给用户。这种收看方式从效果上来看,相当于在网络服务器与观看者机顶盒之间建立了一种专用的网络连接。
二、技术概述
(一) 视频压缩技术
在IPTV的早期阶段,采用的是MPEG-2压缩系统。在IP网络中传送一路标准清晰度的视频信号,如果采用MPEG-2编码,大约需要3.75Mbps的带宽,如果传送一路高清晰度视频信号,则需要12至15Mbps的带宽。这样说来,为了给家庭用户提供两个频道的SD编码的电视信号,大约需要8Mbps带宽。如果在接入到家庭的网络采用的是xDSL接入技术,那么容易看出,这种接入网络的传输带宽将是一个问题。为了减少对接入网络的带宽需求,一种方法是采用新的视频压缩技术,例如H.264或者VC-1编码技术。采用H.264编码,在获得同样图像质量的前提下,可以比现在使用的MPEG-2压缩编码节约50%的带宽利用率。在IPTV系统中选择什么样的压缩编码技术,带宽是一个重要因素。然而,还必须考虑许多其它因素。采用MPEG-2编码,平均图像组的长度,即GOP的长度,或者说两个相邻I帧之间的图像组长度大约为12至18帧。如果采用H.264编码,GOP的长度可能有300帧。这就是说,用H.264编码的视频流将对包丢失更加敏感,因为每一H.264编码帧均包含有更多的有效图像信息(这是因为它们采用了更高效的图像压缩率),因此,H.264编码帧的丢失对用户观看体验质量的影响会更加显著。除了上述技术上的理由之外,还有其它一些因素也应当考虑。例如编码器和接收机(机顶盒)在商业上的可用性问题,以及H.264编码设备与其它网络部件的互操作性问题等。
(二) 网络协议
IPTV系统中有一些常用的协议,这些协议包括IP传输协议,例如UDP和RTP,以及一些信令协议,例如RTSP和IGMP等。尽管在本文中提到这些协议,但是实际上,IPTV系统涉及到协议远不止这几个。在现代网络系统中还要用到许多协议,例如MPLS、SIP和SIM如此等等。但这些内容已经超出了这篇文章的范围。
1. UDP或用户数据报协议
UDP是在IETF RFC 768文档中定义的一个协议,它是IP协议簇中的一个重要协议。“数据报”或者“分组”、“包”这些术语是用来描述一个IP数据块。每个IP数据报均包含有特定的字段组,而且所有的这些字段在各个分组中均有着特定的排列顺序,这样当目的端接收到这些分组时就知道如何解码这种数据流。许多协议分组可以被封装在IP数据报的有效负载中。
2.RTP或实时传输协议
RTP是在IETF RFC 3550文档和IETF RFC 3551文档中被定义,它是基于包的格式以传送音频数据和视频数据。RTP实际上是由两个紧密相关的部分组成的:RTP和RTCP。实时传输协议RTP:RTP提供了时间标记、包顺序号,以及和其它传输机制一起以解决传输定时问题。通过这样的机制,RTP提供了网络中端到端的实时数据传输。利用包顺序编号也可以识别包的丢失或者识别那些传输顺序发生错误的数据包(无序包)。实时传输控制协议RTCP:该协议用来获取端到端监视数据、数据的交付信息以及QoS等。
3. RTSP或实时流协议
RTSP是在IETF RFC 2326文档中被定义,它用来描述对流媒体实现类似于VCR操作的控制功能。实时流协议的典型应用是从客户端向服务器端发送RTSP信息,尽管有时也有例外,即由服务器端向客户端发送RTSP信息。在IPTV系统中,RTSP用于VoD应用服务中,即网络用户(客户端)利用实时流协议访问并控制保存在VoD服务器中的内容。VoD基本上是一对一的通信连接,它建立在单播应用的基础上。单播方式与广播方式恰恰相反。在广播方式中,我们将信息发向网络中的所有用户;单播则允许服务器端接受单个用户的请求而为其提供VoD 服务,并将用户所要求的信息或内容发送给单个用户。
4. IGMP或网际组管理协议
IGMP由几个IETF RFC文档所定义,最新的版本由RFC 3376所定义。IP组播被定义为将一个IP数据报传送给一个“主机组”。这个主机组是用一单个IP目的地址识别的一组主机。在IPTV系统中,主机组可以是希望接收一个特定节目的一组网络用户。
三、广电优势
与电信行业等其他行业相比,广电行业在IPTV的发展上有着其他行业所不能比拟的得天独厚的优势,具体表现在:
(一)内容优势:IPTV作为一种以视频互动点播为基础的业务形态,对内容资源的消耗巨大,必须要有一个丰富、强大的资源库作为其业务的供应点,否则将是“无源之水”。而广电系统经过数十年来的发展,除了拥有现在的丰富的内容资源外,还拥有最强大的制作团队与硬件资源,无论是历史还是新制作的节目资源,广电都拥有得天独厚的优势。
(二)网络优势:IPTV作为一种在局域网上运营的业务模式,有线电视网络双向化改造以后非常适合IPTV的发展。因为有线电视网络的稳定、可靠、可管理及高带宽可为IPTV业务的传送提供充分保障。
(三)政策优势:国家已经明确IPTV是一种媒体,而广电部门具有媒体运营的丰富经验,由现有的媒体运营机构运营IPTV等新媒体业务不存在政策风险。
四、术语介绍
IPTV:交互式网络电视,是一种利用宽带网,集互联网、多媒体、通讯等技术于一体,向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。
单播:发送信息由一个源地址指向另外一个目的地址。
多播:将信息同时提交给的一组目的端地址。
视频点播(VoD):在视频点播系统中,电视节目或电影节目可以在被某一单个用户请求时而发送给该用户。
参考文献:
1、海康威视录像机的默认端口一般是8000,WEB下的http端口是80,rtsp下端口是554,可尝试相应修改一下迈视摄像头的连接端口号,看下是否可连接上。
2、确认迈视摄像头是否支持onvif协议,海康威视的录像机与海康威视的摄像头是有默认协议的,其他厂家的摄像头必须支持onvif等协议才可以连接,你可以在摄像头协议选项逐个选取尝试。
3、将迈视摄像头与电脑直接连接,通过浏览器访问摄像头的ip地址,然后输入帐号密码(摄像头说明书上有),然后修改IP。如果摄像头无法修改,也可以尝试改海康威视录像机的默认端口到3000试下是否可连接上。
(来源:文章屋网 )
【关键词】流媒体;单播;组播;网络远程教学
【中图分类号】G40-057【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097(2010)02―0143―03
引言
随着网络技术的快速发展,各个学校的校园网建设已经完成,校园网的建成突破了传统教学的时间和空间界限,提高了教学的规模和效益。研究基于流媒体的网络远程教学的方法可以利用校园网络平台,将一些热门课程和教学资源到校园网上供师生点播,可突破传统课堂教学和音视频教育节目学习受时间和地点限制的缺点,同时也可缓解许多学校扩招后师资不足的矛盾。
一 流媒体的概念
流媒体技术是一种基于时间的连续实时传输技术,在网上传输的数据可以是音频、视频、文本、图片等多媒体文件。它把声音、影像或动画等信息由音视频服务器向用户计算机连续、实时传送,从而实现了信息的下载与播放同步。这也是它与WEB服务器传输数据的最大区别。这样用户的等待时间就会大大缩短,通过流媒体技术我们就可以实现网络视音频远程教学,将教师上课时的图像甚至他的电子教案远程传送到学生的计算机上面。流媒体的传输技术主要有三种:点对点(Uncast)、多址广播(Multicast)和广播(Broadcast)[1]。根据流媒体技术中单播和组播的两种概念,从时间上我们也可以将这种网络教学方式分为实时授课和异步授课两种。
目前Internet上使用较多的流媒体格式主要是以下三种:Real Networks公司的Rm或者Rmvb 、Media、Apple公司的Quick Time 以及Microsoft 公司的Advanced Streaming Format(ASF),以上三种格式在使用过程中各有优缺点。[2]在此我们以Real Networks公司的Rm为例简要介绍一下流媒体单播异步授课和组播同步授课方法的实现。
二 流媒体异步教学方式的实现
所谓的异步教学方式,实际上利用的是流媒体技术中的单播方式(Uncast)。它的实现需要将预先制作好的流文件放在服务器上供学生随时浏览学习,因此它的制作步骤是第一步制作流文件、第二步、第三步点播。
1制作流文件
在这里有两种方式获取流文件,我们以Rm格式为例:一种是利用Helix Producer9.0 直接将摄像机所拍摄的授课情况采集到计算机中,并生成Rm格式的流文件。采集卡的选择建议使用专业的流媒体采集卡如Osprey100或者Osprey200。这样可以提高采集的质量,降低采集计算机的资源利用率。
在Helix Producer的输入端选择使用设备(Devices)项,点击Audio项的下拉列表选择相应的声音采集设备。如果使用的是Osprey200的采集卡,则该卡可以提供声音的采集功能,无需使用计算机本身的声卡,这样做可以保证声画同步。
在输入端设置好后还必须进行输出参数的设置,这里的设置直接关系到最终输出信号质量的好坏。首先选择Audiences,弹出编码设置对话框,可以参考图1所示进行相关参数设置。
Audiences设置好后接下来就要选择编码输出文件的存放位置了,点击Add file Destination按钮,弹出Windows标准的文件“另存为”对话框,选择相应的存储路径和文件名。最后点击Encode按钮就可以开始采集图像和声音信号了。
另一种获取流文件的方式是将现有的一些媒体文件转换成流格式的文件,比如将VCD的dat文件,一些AVI或者MPG文件等等。方法大体上和上面讲述的一样。唯一不同的是在输入端选择时将Devices换成Input file就可以了。
2 流文件
流媒体文件的不能只简单地将其上传到WEB网站上,而必须安装相应的流媒体服务器才可以实现点播。对于RM流媒体文件,服务器的选择我们建议使用RealServer9.0因为它可以很好地支持最新的流文件格式,并可以大大缩短播放缓冲的时间。
最简单的方法是将流格式的文件拷贝到RealServer9.0的目录中。默认是“C:\Program Files\Real\Helix Server\Content”。当然,你也可以设置自己的目录,方法是在Helix real server中新建一个Mount Point,你可以为你建立的Mount Point取任何一个名字,并将它指向你存储RM格式文件的文件夹上(Base Path),这文件夹可以是任何一个分区甚至是一个网络映射驱动器上的文件夹,具体设置参考图2。
3 点播流媒体文件
点播软件可以选择realplayer11。点播路径的书写格式可以参考这个格式:Protocol://Address:Port/MountPoint/Path/File。这个格式展示了一个典型链接的各个部分,但并不是每一个链接都必须包括所有同样的部分。下面举例说明。
如果你的RM文件存放在默认的Content目录下,则Mount Point和Path部分就可以省略不计了。格式如下:
rtsp://realserverIP:554/realfile.rm
rtsp是传输的协议,realserverIP是helix real server的IP地址,554是rtsp传输协议默认的通讯端口,realfile.rm是流媒体的文件名。
如果你的RM文件存放在你自建的一个Mount Point下,其名为Mymountpoint。则播放的链接格式如下所示:
rtsp://realserverIP:554/Mymountpoint/realfile.rm
如果我们将这些播放的链接存放在数据库中,就可以实现视音频流文件的后台数据库管理,我们还可以利用ASP网页动态地更新我们的视音频流文件网页,自动生成流媒体点播界面。例如我们可以将我们已有的各类教学流媒体文件分类输入数据库中,并提供相应的数据查询页面,就可以初步实现网络远程课堂点播的功能。如果再将realplayer作为一个activeX插入网页中我们甚至可以制作出网页流媒体播放器。
三 流媒体同步教学方式的实现
所谓的同步教学方式,实际上利用的是流媒体技术中的组播方式(Multicast)。这种方式相当于网络现场直播,对于一些比较大型的课程非常适用,听课的学生可以在任何教室内收看到任课教师的现场授课情况,如果配合使用切换台甚至可以将教师的教案或者教室内的任何图像信号一起传输过来。异步教学的实现包括三个步骤:第一配置Helix producer目标流媒体服务器的信息;第二设置服务器和网络参数;第三点播。大型课程的现场直播往往会有很多客户同时点播,而采用组播方式进行直播的最大好处就是不会占用大量网络带宽,不增加CPU利用率,所有的运算压力都转嫁到了各交换机上面。因此,组播需要交换机的相关支持。
1 配置Helix producer目标流媒体服务器
流媒体组播方式和单播方式对视频进行编码时使用的软件是同一款软件―Helix producer9.0。在配置组播直播方式下的Helix producer9.0时,方法与用Helix Producer9.0 直接将摄像机所拍摄的授课情况采集到计算机中的配置方式基本相似,不同的是采用组播直播时,必须设置目标流媒体服务器的相关信息,而且直播方式下流文件的输出目的地也不同。前者是输出到本地硬盘上一个具体的文件,有文件名和扩展名。后者则是通过网络输出到安装有realserver软件的流媒体服务器上。数据包传输到服务器后,并不在服务器上生成一个具体的文件,服务器仅负责把数据包转发到各个提交请求的客户机上。具体目标流媒体服务器的设置方法是在编码端设置好编码率和画面大小后 (与单播时讲述方法相同) 点击Add server destination 按钮,弹出服务器设置对话框,如图3所示。在destination name中输入目标服务器的名字;在Stream name 中输入组播的文件名(可以任意取名);在Broadcast method 中选择Push Account based login(推送 基于帐号的登陆方式),因为每一个流媒体服务器都需要授权才能转播客户发来的流媒体信号;在server address中填入流媒体服务器的IP地址;在Port/Prot range中输入流媒体服务器的http端口号,这个在安装服务器时有相应的提示;在Username和Password中输入服务器的用户名和密码;其他选项取默认值就可以了。具体设置如图3所示。
2 流媒体服务器设置
流媒体服务器组播方式的设置很简单,只需在直播前将Helix real server的Enable Multicast设置成Yes就可以了,否则就只能以单播的方式进行直播,这样会大大限制点播的用户数量,增加服务器和网络的压力。
不过正如前面所提到的,组播方式的直播需要交换机的支持,也就是说服务器设置好后还必须在校园网上开通组播功能。如果要在校园网上开通组播,首先要开通核心交换机的IP组播协议,一般交换机都是用PIM协议支持组播路由协议,要注意的是PIM协议是针对端口的,所以需要将每一个需要组播数据流的交换机端口都进行PIM设置,建议使用SM稀疏模式;其次要开通二层交换机上的IGMP Snooping协议,这就要求校园网上所有交换机都必须支持组播协议,并且组播时所需要的D类IP地址在网络上必须是可用的。就是说我们在安装并设置好了组播方式下的流媒体服务器后,还必须与网络管理员取得联系,申请224.0.0.0到 239.255.255.255范围内的一组D类IP地址,再将该地址填入Realserver后才可以进行组播[3]。全部完毕后就可以在编码端点击Encoder按钮进行组播了。
3 接收组播流的方式
与单播时的链接格式类似,唯一不同的是我们要将Mount Point换成“Broadcast”。如下所示
rtsp://realserverIP:554/broadcast/mylive
其中mylive就是我们在Helix producer中设置的Stream name(流文件名)。
如果我们采集时使用的计算机是便携型笔记本计算机,并且支持无线AP和1394(D-Link)接口,那么激动人心的“移动网络现场直播”就可以轻松实现了。具体我们可以在一台支持无限网卡和1394采集的笔记本电脑上安装Helix producer9.0,将这台笔记本电脑和摄像机通过1394连接后,由2名工作人员操作,通过上述的软件设置后,就可以实现在播出会场内自由移动并直播了。这就相当于我们在校园内有了一辆“移动直播车”,其作用是显而易见的。
至此我们已完成了所有单播与组播的实现步骤。相信会对高校校园网远程教学有所帮助。有一个值得注意的地方是,在进行现场直播时,我们发现即使是在校园网上,视频的缓冲时间也非常长,通常都为20秒左右。经过研究,我们发现这个问题的根本并不是网络带宽不够造成的,而是因为前端在视频采集时计算机对采集卡采集到的信号有一个软件压缩的过程,故而大大延长了缓冲的时间。如果换用带有硬件压缩功能的卡,在校园网上就能将直播缓冲时间控制到1秒以内。
四 小结
目前市场上的网络流媒体点播和直播产品比较多,实现的功能也基本和我们介绍的相同,但是他们的报价却十分昂贵,动辄就是数十万元。如果各高校能够充分利用现有资源,就可以大大地为学校减少这方面的投入。基于流媒体的单播和组播技术是快速、便捷地实现网络远程教学的好方法。
参考文献
[1] 崔强,朱卫东.多媒体及流媒体技术在远程教育课件制作中的运用[J].中国电化教育,2002,(7):48-50.
[2] 陈春娇.流媒体技术及其在网络教学系统的应用[J].光盘技术,2009,(3):35.
[3] 许亚梅,包怀忠. 组播技术的优势及其应用[J].中国科技信息,2009,(9):20.
Implementation of Web-Based Distance Teaching Methods, Based on Uncast and Multicast streaming Media Technology
ZENG Rui
(Modern Educational Technology Center, Southwest Forestry College, Kunming, Yunnan,650224,China)
流式媒体服务具有广阔的应用领域,可以广泛应用于局域网、广域网、宽带综合接入网(利用光纤基带网、 ADSL 双绞线通信和改造后的双向有线电视网等)。它能在众多领域中使用:如电视台、广播电台节目查询、节目制作,出版社多媒体网上出版,音像公司产品制作,展览馆、博物馆的信息查询、信息,以及娱乐、交互式教学、网络会议和其他商业运作。
较于传统的电视,网络媒体文件信息形式和来源丰富,有良好的互动性,具有索引结构的媒体文件能随意快进或快退到希望的位置。不受地域限制,没有节目时间限制,提供在线增加频道和更新播放列表等诸多优点。观众可以在电视和网络之间比较灵活地切换,例如可以在观看球赛的同时,从有关球队的万维网网址上阅览比赛和球员的背景资料,以及其它媒体相关信息。提供信息的同时,它能够对信息本身的安全性加以控制,对不同用户建立不同的安全级别和权限。
目前,流式媒体点播较为常见,称为 VOD ( Video on Demand )技术。节目点播系统 VOD ( Video on Demand )是伴随着视频、音频处理及计算机网络技术的发展而迅速兴起的一门综合性技术。网络结构中的多媒体数据以实时数据流的形式传输,与传统的文件数据不同,多媒体数据流一旦开始传输,就必须以稳定的速率传送到桌面电脑上,以保证其平滑地回放,视频、音频数据流都不能有停滞和间断;网络拥堵、 CPU 争用或 I/O 瓶颈都可能导致传送的延迟,引起数据流传输阻塞。 VOD 服务是综合技术,它包括多媒体数据压缩技术、多媒体网络技术、多媒体数据库技术等专业技术。
第一部分 基本概念
整个系统所围绕的核心是如何安全快速高效地传输数据,并流畅的播放数据流。为此,提出了一种流式传送数据的方式。
第一节文件传递方式
流式媒体能够通过“下载”和“流式播放”两种方式将数字媒体文件传递到客户端,供用户使用。这两种方式各有优缺点,但是这里推崇使用“流式播放”的方式对远程用户提供服务。下面对这两种方式作简单介绍。
下载:为了通过使用下载方法将内容传递给用户,通常需要将内容保存到 Web 服务器并通过在网页上添加指向该内容的链接来向用户提供指向内容的链接。于是用户可单击链接,将文件下载到其本地硬盘上,然后使用播放机播放内容。
但是下载需要用户首先将既耗费时间又耗费磁盘空间的整个文件复制到其计算机中,然后才能播放。另外,因为整个文件必须在下载之后才能播放,因此,下载不能用于实况流。下载不能高效地使用可用带宽。当客户端开始下载数字媒体文件时,所有可用网络带宽用于尽可能快地传输数据。因此,其他网络功能可能会减慢或被中断。
流式播放:要通过使用流式播放方法将内容传递给用户,您可以将内容保存到 Windows Media 服务器,然后将该内容分配给点。然后,您可以通过创建公告文件或通过向用户提供点的 URL ( Uniform Resource Locator ) 来向用户提供对该内容的访问。您可以将公告文件或 URL 嵌入到网页中或将其以电子邮件形式发送。当用户单击链接或公告文件时,播放机就打开并连接到相应的流。
因为流式播放只以客户端正确呈现它所必需的速度通过网络发送数据,实现边下载、边解码、边播放,所以它比下载更高效地使用带宽。这有助于防止网络变得过载并有助于维持系统的可靠性。因为播放机必须首先缓冲数据以防在流中存在延迟或间歇,所以在播放机接收流的时间和它开始播放流的时间之间通常有一个延迟。因为对数据进行流式播放和呈现是同时发生的,所以流式播放还允许您传递实况内容。
可看出两种传输方式都有一定的缺点,但是就多媒体服务来说,它对数据的实时性要求较高,强调查询和浏览,不要求对数据存储,不要求数据传输中百分之百的完整性,所以使用流式播放能够在满足用户需求的基础上,更有效的减少带宽的占用,提高网络效率。
另外,值得一提的是“快速流式播放”,“快速流式播放”结合了流式播放和下载的优点的功能。服务器可使用快速启动功能来确保客户端可以在传输开始之后尽可能快地开始播放内容。该功能允许播放机在开始播放内容之前,以网络所允许的最快速度从服务器下载和缓存一小部分内容。当在播放机上建立了缓冲区之后,服务器减慢流的传输,直到与播放机的呈现速度一致。
当服务器使用快速缓存功能时,服务器以尽可能高的比特率将所有内容传输到播放机,以使网络阻塞或中断所带来的影响降到最小。与普通的流式播放一样,当缓存了所需数量的数据之后,播放机立即开始呈现内容。数据的其余部分存储在客户端上的临时缓冲区中。
第二节系统结构组成
我们以基于 Windows Media 技术的流式播放媒体系统为例,详细介绍流式播放媒体系统组成结构。
基于 Windows Media 技术的流式播放媒体系统通常由运行编码器(如 Microsoft Windows Media 编码器)的计算机、运行 Windows Media Services 的服务器和播放机组成。
编码器允许您将实况内容和预先录制的音频、视频和计算机屏幕图像转换为 Windows Media 格式。运行 Windows Media Services 的服务器名为 Windows Media 服务器,它允许您通过网络分发内容。用户通过使用播放机(如 Windows Media Player )接收您分发的内容。
系统主干包括如下几个部分: Web 服务器、流媒体服务器、客户端。(如图一)
用户首先从 Web 服务器那里获得流媒体文件的相关信息,从中搜索自己需要的链接;用户点击链接之后, Web 服务器响应消息,将请求定位到流媒体服务器( Media Services );用户端播放器连接流媒体服务器,流媒体服务器提供相应服务,以流方式传送数据到用户计算机,用户计算机播放器流文件。以上是最简单的流媒体服务系统。
除此之外,该系统中还可以加入视频采集系统、文件服务器和分发服务器,其中视频采集系统又包括摄像机和编码器。如图二:
编码器是指一台计算机,它使用软件(例如 Windows Media 编码器)将压缩 / 解压缩 (codec) 算法和流格式应用到采用模拟或数字音频和视频格式的内容上,然后将内容重新生成为数字文件或流。该过程称为编码。对内容进行编码后,即可通过 Windows Media Services 进行分发。大多数情况下,用于内容编码的软件安装在不同于 Windows Media Services 的一台单独的计算机上,以 确保流式媒体系统稳定、冗余并且能够承受预期负载 。
第三节建立点
当您已经获取了内容之后,下一步就是设置运行 Windows Media Services 的服务器以便分发该内容。设置 Windows Media 服务器的基本步骤包括:添加和配置点以标识打算传输的内容;通知用户该内容可用。
媒体服务器上必须首先设置点,点是向用户分发内容的途径。内容可通过创建将客户端重定向到点的公告文件来,也可通过分发指向点的 URL 来。 Windows Media 服务器使用点将客户端对内容的请求转换为安置该内容的服务器的物理路径。
简单形容,点就是在媒体服务器中预先存放的,一个填写了所要提供给客户的媒体文件的一个列表,列表的某一项指明了该媒体文件的具置,相关属性(如文件名、位置、文件大小、播放时间等)。
点类型与内容
点有不同的类型,一个服务器上可设置若干个点,服务器根据点的类型,向用户提供不同的服务。您可以向 Windows Media 服务器添加两种类型的点:点播点和广播点。
点播是传递内容的一种方法,该方法只有在客户端向服务器发出请求时,才通过单播传输来播放相应内容。每个请求流的客户端通常都可完全控制流,可以快进、倒回、暂停和重新启动内容。这是因为点播点为请求内容的每个客户端提供了一个唯一的数据路径。
广播是一种同时向大量观众传输数据的方法。在 Windows Media Services 中,广播是通过使用广播点来实现的。接收广播的客户端不能控制内容的开始和播放,也不能让流快进或倒回。该流由服务器控制。在客户端可从广播点接收内容之前,必须启动点。
所以,如果要传输编码器的实况内容,则最好选择广播点。如果打算传输文件且希望允许用户控制内容的播放(例如,暂停、倒回或快进),则最好选择点播点。
就点的内容来说,点可以用多种不同的内容来源,播放列表、文件和编码器都可以作为内容的来源。
• 播放列表提供一种将不同片段的数字媒体内容组织成单个用户体验的方法
• 可通过配置广播或点播点传输目录中的单个文件
• 可通过配置广播或点播点传输目录中的文件
• 当编码器为广播提供流时,它可以将流 “ 推送 ” 到服务器,而服务器也可以从编码器 “ 提拉 ” 所需的流
• 可将另一台 Windows Media 服务器上的点用作点播点或广播点的源
• 可将远程多播广播用作广播点的内容源,也可以创建存档文件以备以后点播或广播播放
• 将加密目录作为来源
• 使用动态源
流传递方式
在选择要使用的点类型时,您应当考虑如何传递内容;例如,是以单播流方式还是以多播流方式传递内容。利用单播流,客户端连接到 Windows Media 服务器以访问内容。利用多播流,服务器向网络上的单个多播 IP 地址传输内容,所有客户端都访问该 IP 地址(而不是连接到服务器)以接收流。因为单个流能够满足多个客户端请求,所以这将降低网络上所需的带宽量。
以单播流方式传递内容时既可以采用点播点又可以采用广播点。以多播流方式传递内容时只能采用广播点。
单播是一种通过网络传输数据包的方法,该方法要求在客户端和传输数据的服务间进行点对点通信。单播也称为定向通信,这是因为数据被定向到网络上的特定客户端。
单播是向单个客户端传输单个数据流的一种方法。单播传递从服务器为每一个客户端提供单个流。通过单播传递接收内容的客户端可以使用任何可支持的连接协议连接到服务器。
一旦客户端连接到服务器,内容便可以通过用户数据报协议 (UDP) 或传输控制协议 (TCP) 进行传递。这两个协议之间的区别在于客户端确认收到数据包的方式不同。
多播是一种在网络上传输数据的方法,这种方法允许许多个客户端接收相同的数据流。该方法可将向一组网络客户端传输数据所需的带宽降至最低。多播传输要求网络上的路由器和交换机必须启用多播,这意味着它们必须能够传输 D 类 Internet 协议 (IP) 地址并可解释多播信息数据包。
D 类 IP 地址第一个字节以“ lll0 ”开始,它是一个专门保留的地址。它并不指向特定的网络,目前这一类地址被用在多点广播( Multicast )中。多点广播地址用来一次寻址一组计算机,它标识共享同一协议的一组计算机。 D 类地址用于多点广播( Multicast )。
多播 IP 地址是位于下列两个范围内的 D 类地址: 224.0.0.0 至 239.255.255.255 以及 FF00:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000 至 FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF 。第一个范围中的地址是 Internet 协议版本 4 (IPv4) 地址,该版本是 Internet 协议的当前版本。第二个范围中的地址是 IPv6 地址,该版本是此协议的新版本。
用在 Intranet 上时,建议您使用范围 239.*.*.* 中的 IPv4 地址。端口号可以介于 1 至 65535 之间。用来传输内容的网络上的路由器必须启用多播,也就是说路由器必须能够解释 D 类地址,否则将无法向客户端(如果一个程序 / 计算机连接到另一个程序 / 计算机,或者请求另一个程序 / 计算机的服务,那么发起连接或发出请求的程序 / 计算机就称为客户端。另外,客户端还可以指赋予该程序 / 计算机连接能力的软件。)转发多播信息。
如图四,多播需要在网络中安装多播路由器,增加了系统成本,但可以有效减少服务器的负荷。
多播是一种向多个客户端传输单个数据流的方法。多播是无连接的,客户端通过监视从服务器接收内容流的特定多播 IP 地址和端口来接收多播内容。
要在服务器上成功地使用多播传递,您的网络必须使用多播路由器。多播路由器能够解释 D 类 IP 地址,并使用 Internet 组管理协议 (IGMP) 将客户端路由到多播 IP 地址。
所有多播内容都必须具有指定的生存时间值,该值限制了多播内容在到期之前能够穿过的路由器数量。
多播流通过网络上指定数量的路由器进行分发,该数量是由生存时间值 (TTL) 决定的。生存时间值在内容每次通过一个路由器时都减 1 。当该值为零时,多播流就不能继续前进。基于分发类型, WMS 多播数据写入器插件的预设生存时间值如下:
1 :本地网络
32 : Intranet
64 : Internet ,洲内
128 : Internet ,洲际
255 :允许的最大值
第四节向用户发送内容公告
在已经添加了点和标识了要从中传输的内容之后,您需要通知用户该内容可用。可通过为该内容创建公告来方便地完成通知操作。
在设置 Windows Media 服务器和要传输的内容之后,需要让用户知道该内容可用以及如何访问。用户可以通过在其播放机中键入指向内容的 URL 来访问该内容。但是,用户并不总是知道该 URL ,或者甚至不知道内容已存在。为了便于用户访问内容,您可以创建一个公告。公告是扩展名为 .asx 的 Windows Media 元文件,它向播放机提供连接到 Windows Media 服务器所需的信息。
第五节传输协议
为实现流式播放, Windows Media Services 通过使用控制协议插件支持 Microsoft Media 服务器 (MMS) 协议、实时流式传输协议 (RTSP) ,以及超文本传输协议 (HTTP) 。
数据传输协议是指在两台设备之间传输数据的标准化格式。协议类型可以确定诸如错误检查方法、数据压缩方法,以及文件结束确认之类的变量。如果所有的网络都是以同一方式构建的,并且所有网络软件和设备的行为都类似,那么只需要一种协议即可处理所有的数据传输需求。而在现实中, Internet 是由数百万运行各种软硬件组合的不同网络组成的。因此,为了以可靠方式向客户端传输数字媒体内容,需要有一组设计良好的协议。
图五描述了 Windows Media Services 如何使用不同的协议在 Windows Media 服务器、编码器、内容源,以及 客户端 之间协商连接。
MMS 协议
Microsoft Media 服务器 (MMS) 协议是 Microsoft 为 Windows Media Services 的早期版本开发的专有流式媒体协议。在以单播流方式传递内容时,可以使用 MMS 协议。此协议支持快进、倒回、暂停、启动和停止索引数字媒体文件等播放机控制操作。如果要支持使用 Windows Media Player 早期版本的客户端,您需要使用 MMS 或 HTTP 协议满足其流请求。
MMSU 和 MMST 是 MMS 协议的专门化版本。 MMSU 基于用户数据报协议 (UDP) ,是流式播放的首选协议。 MMST 基于传输控制协议 (TCP) ,用在不支持 UDP 的网络上。
RTSP 协议
可以使用实时流式传输协议 (RTSP) 以单播流方式传递内容。这是一个应用程序级别的协议,是为控制实时数据(如音频和视频内容)的传递而专门创建的。此协议是在面向纠错的传输协议基础上实现的,支持停止、暂停、倒回及快进索引 Windows Media 文件等播放机控制操作。可以使用 RTSP 将内容传输到运行 Real Player 系列 或 Windows Media Player 9 系列或 Windows Media Services 9 系列的计算机。 RTSP 是一个控制协议,该协议与数据传递实时协议 (RTP) 依次发挥作用,实现向客户端提供内容。
RTSPU 基于用户数据报协议 (UDP) ,是流式播放的首选协议。 RTSP 基于传输控制协议 (TCP) ,用在不支持 UDP 的网络上。
HTTP 协议
通过使用超文本传输协议 (HTTP) ,您可以将内容从编码器传输到 Windows Media 服务器,在运行 Windows Media Services 的不同版本的计算机间或被防火墙隔开的计算机间分发流,以及从 Web 服务器上下载动态生成的播放列表。 HTTP 对于通过防火墙接收流式内容的客户端特别有用,因为 HTTP 通常设置为使用端口 80 ,而大多数防火墙不会阻断该端口。
协议翻转
Windows Media Services 依据客户端的具体环境为其选择适当协议的能力称为协议翻转。如果要支持多种客户端版本,支持通过防火墙连接的客户端或通过不同类型的网络连接的客户端,那么协议翻转将很有用。如果服务器上所有可用的服务器控制协议插件(包括 WMS HTTP 服务器控制插件)都已启用,那么协议翻转的效果会达到最佳。
Windows Media 服务器使用协议翻转的目的是为了与客户端建立最佳的连接。客户端在尝试连接服务器时,会发送有关自身类型以及能支持哪些协议的信息。 Windows Media 服务器将该信息与已启用的协议进行比较,然后使用适用于当时情况的最佳协议。通常,服务器和客户端之间的第一次连接尝试是成功的,不需要采取进一步行动。如果该连接请求不成功,那么客户端将尝试使用其他可支持的协议连接到服务器。在每一次协议翻转尝试期间,客户端会经历一段非常短暂、通常不易察觉的延迟时间。
建议您使用协议翻转,以确保客户端享受到最佳的流式播放体验。如果客户端使用带有 mms:// 前缀的 URL 连接到流,那么协议翻转将在必要时进行。请注意,用户可以在播放机的属性设置中禁用协议。如果播放机只支持一个协议,那么翻转就无法进行。协议翻转中使用的具体逻辑取决于连接服务器的客户端类型。
如图九,在使用 RTSP 协议时,启用快速缓存时,系统首先使用基于传输控制协议的 RTSPT 协议,如果连接请求不成功,则使用基于用户数据报协议的 RTSPU 协议,当请求再次失败时,使用 HTTP 协议。
禁用快速缓存的系统中,系统会首先使用 RTSPU 协议,失败时才会尝试使用 RTSPT 协议。
对于 Windows Media Player 的早期版本,如 Windows XP 中的 Windows Media Player ,不支持 RTSP 协议。然而, MMS 协议为这些播放机提供了协议翻转支持。因此,当早期版本的播放机尝试使用带有 mms:// 前缀的 URL 连接到服务器时,服务器将自动为播放机协商最佳的协议。服务器将首先尝试使用 MMSU (即采用基于 UDP 的传输方式的 MMS )连接到客户端。如果不支持该协议,那么服务器将尝试使用 MMST (即采用基于 TCP 的传输方式的 MMS )进行连接。如果该连接也不成功,则在启用了 WMS HTTP 服务器控制协议插件的情况下,服务器将尝试使用 HTTP 协议进行连接。如图十:
第六章使用分发服务器
分发服务器从另一个流式源(如另一个 Windows Media 服务器)接收到的内容。运行 Windows Media Services 的任何计算机都可以作为分发服务器运行。源服务器是分发服务器播放内容的来源。客户端可以像连接源服务器一样连接到分发服务器。分发服务器位于内容流中的源服务器和客户端之间,因此能够执行多种功能:
负载平衡。 分发服务器是一种降低 Windows Media 服务器的客户端负载的简单方式,因为您可以将客户端的内容请求分布到网络上的多个服务器上。
网络安全策略。 分发服务器可以放在网络防火墙内,将位于防火墙之外的源服务器作为来源,向防火墙内的客户端提供内容,因而无需打开额外的端口。或者,分发服务器可以放在网络防火墙之外,将防火墙内的源服务器作为来源,向防火墙外的客户端提供内容。
服务器翻转。 在向位于多播网络上的客户端多播内容时可以使用分发服务器。不在多播网络上的客户端可以重定向到另一个分发服务器,以便进行标准的内容单播传递。
第二部分 服务器管理
使用 Windows Media Services ,可以将 Windows Media 服务器配置为通过 Intranet 或 Internet 传输内容。在开始传输内容之前,必须为运行 Windows Media Services 的服务器配置设置,添加并配置点,然后设置内容。
第一节服务器配置设置
通过使用 Windows Media Services 管理单元或用于 Web 的 Windows Media Services 管理器,可以对 Windows Media 服务器进行管理。如果您使用的是 Windows Media Services 管理单元,那么可以将运行 Windows Media Services 的任何服务器添加到控制台,但前提是您具有该服务器的管理权限。即使从管理单元中删除了某个服务器,您仍可以通过用于 Web 的 Windows Media Services 管理器来管理该服务器。此外 , 使用通过 Windows Media Services 9 系列软件开发工具包 (SDK) 创建的命令行脚本和自定义程序也可以管理服务器。
您可能还希望实施通过 Windows Media Services 使用的一些更高级的功能。例如,您可以修改设置以限制客户端连接数、设置安全措施以保护内容、记录有关客户端活动的数据以及设置分发服务器。
服务器配置设置包括如下几项:
1. 允许或拒绝单播客户端连接
2. 设置服务器限制
限制播放机连接数
限制传出分发连接数
限制播放机总带宽
限制传出分发总带宽
限制单一播放机单个流的带宽
限制单个传出分发流的带宽
限制每秒连接数
限制播放机不活动超时时间
限制连接确认时间
第二节点类型和公告形式的选择
点是向用户分发内容的途径。内容可通过创建将客户端重定向到点的公告文件来,也可通过指向点的 URL 来。
创建什么类型的点,要根据您的具体需求来选择。
如果您希望用户能够控制正传输的内容的播放,则最适于从点播点传输内容。这种类型的点最常用于安置以文件、播放列表或目录为来源的内容。当客户端连接到该点时,将从头开始播放内容,最终用户可以使用播放机上的播放控件来暂停、快进、倒回、跳过播放列表中的项目或停止。
如果您希望创造与观看电视节目类似的体验,则最适于从广播点传输内容 — 在源或服务器上控制和传输内容。这种类型的点最常用于从编码器、远程服务器或其他广播点传递实况流。当客户端连接到广播点时,客户端就加入了已在传递的广播中。例如,如果公司范围内的会议在上午 10:00 进行广播,在上午 10:18 连接的客户端将错过会议的前 18 分钟。客户端可以启动和停止流,但是不能暂停、快进、倒回或跳过。
为了使用户知道哪些点可以使用,最简单的方式是通过指向点的 URL 来。那么究竟什么是 URL 呢?
URL ( Uniform Resource Locator :统一资源定位器)实际上是 Web 页的地址,它从左到右由下述部分组成:
Internet 资源类型( scheme ):指出 Web 客户程序用来操作的工具。如“ http : // ”表示 Web 服务器,“ ftp : // ”表示 FTP 服务器,“ gopher : // ”表示 Gopher 服务器,而“ new :”表示 Newsgroup 新闻组。
服务器地址( host ):指出 Web 页所在的服务器域名。
端口( port ):有时(并非总是这样),对某些资源的访问来说,需给出相应的服务器提供端口号。
路径( path ):指明服务器上某资源的位置(其格式与 DOS 系统中的格式一样,通常有目录 / 子目录 / 文件名这样结构组成)。与端口一样,路径并非总是需要的。
URL 地址格式排列为: scheme : //host : port/path
例如 http : //51itworld.com/domain/HXWZ 就是一个典型的 URL 地址。
另一种方法,也是使用最广的方法是通过公告文件点。
公告是带有 .asx 扩展名的 Windows Media 元文件,该文件为播放机提供在连接到 Windows Media 服务器接收内容时需要的信息。您可以在网页上插入指向公告的链接,将公告放在共享文件中,或用电子邮件发送出去。用户可以通过单击网页上的公告链接或直接打开公告来访问您的内容。位于 Windows Media Services 管理单元“公告”选项卡上的公告向导可帮助您创建公告文件( .asx 文件)和多播信息文件( .nsc 文件),播放机可以使用这些文件连接到内容。向导还可以帮助您创建带有嵌入式 Windows Media Player 控件的网页,或者提供在个人的网页中嵌入播放机的语法。
因为很多浏览器不能直接访问流式媒体内容,所以使用公告文件作为链接,使得大部分用户都可接收数据。
举个例子,如果用户使用微软的 IE 浏览器访问点时,是使用“ URL ”还是“公告文件”效果是相同的,浏览器会自动启动 Windows Media Player 控件来播放点的内容。用户甚至可以选择是在 IE 浏览器内播放或是启动 Windows Media Player 来播放;然而对于其他浏览器的使用者,如果该浏览器不支持直接访问流式媒体内容,那么该用户就不能连接 URL 指定的点。只有当他点击公告文件时,用户的系统才能自动启动 Windows Media Player 。
其实公告文件与 URL 的本质是一样的,都是对点位置的描述,是一个 Web 地址。比较一下二者的具体内容就会非常明显的看出其中的相同之处。
公告文件示例
<asx version = "3.0"> <entry> <ref href = "mms://servername/publishingpointname/filename.wmv"/>
</entry>
</asx>
URL 示例
mms://my_server/mypub_pt/my_file.wmv
第三节配置安全选项
如果您希望对点内容的安全性作进一步设置, Windows Media Services 提供的安全选项完全可以满足您的要求。它包括如下几项:
身份验证 是保证运行 Windows Media Services 的服务器的安全性的最基本方面。它将对试图访问 Windows Media 服务器资源的任何用户进行身份确认。
身份验证是对尝试连接到服务器的客户端的凭据进行验证的过程。此过程包括从客户端向服务器发送凭据,以及使用身份验证方案识别用户。
授权 是验证是否允许客户端连接到服务器的过程。授权在身份验证成功之后进行。在授权过程中,服务器对照为用户试图连接的资源设置的访问权限对用户进行检查。
向用户授予权限的目的在于定义一个特定用户可以在系统上执行什么操作,以及向不同的用户授予不同的权限级别。可以为系统上的单个用户、计算机和服务器定义权限。
配置防火墙。 如果您计划从网络上的 Windows Media 服务器向 Internet 上的播放机传输内容,那么可能需要在防火墙上打开更多端口以防止播放机在接收内容时遇到问题。
可以为单播流配置防火墙、为多播流配置防火墙,允许防火墙之外的编码器进行访问。
日志管理。 Windows Media 服务器包括内置的监视和日志记录功能,您可以利用它们收集有关流式媒体会话及其观众的有价值的信息。
总结
随着技术发展、新协议制定,其内核将被不断被重新设计,流式媒体服务系统日渐完善。智能流式播放逐渐发展成熟, Media 服务器与 Media Player 一起检测网络状况并自动调整流的属性以最大限度地改善播放质量的方法。通过智能流式播放,用户可以收到根据特定的连接速度定制的连续内容流。
[关键词] 音频编码 流媒体 数字信号处理器
一、引言
信息技术的革命与发展、计算机的普及、多媒体技术的发展以及互联网的迅速崛起,应运而生了流媒体。流媒体技术是在数据网络上以流的方式传输多媒体信息的技术。近年来,随着宽带网络的发展和用户需求的驱动,流媒体技术和相关的应用得到越来越多的关注,被认为是未来高速宽带网络的主流应用之一。实时音频流服务也就是通称的网络电台也成为比如的研究热点。在我国进行独立自主开发安全可靠、具有自主知识产权的流媒体增值业务平台已是当务之急。
本文提出了一种基于高性能DSP的网络电台方案。文中首先分析了该平台的数据流、功能需求和对应的系统结构,然后重点讨论了数据处理单元和数据转发单元的硬件、软件设计要点,接着给出了构建的实验系统的技术参数,最后在测试分析的基础上给出了结论。
二、系统的搭建
在本文研究中,高性能DSP可以实时编码模拟输入的音频信号,级联的Linux系统作为流媒体服务器,实现实时信号处理和网络接入服务的分离,提高了系统的可靠性。在系统搭建的时候,考虑到MP3是目前无论是互联网还是便携式播放器应用中最广泛的压缩音频格式,我们的流媒体服务器的音频标准选用了MPEG-1的音频编码Layer3即MP3。系统的基本结构如图1所示。
经过AD变换后的PCM音频送入到MP3音频编码器,MP3音频编码器输出的MP3码流传送到流媒体服务器RTSP Server,RTSP客户端通过互联网接收MP3码流,通过任一MP3播放器收听。
上述系统分四个处理单元:数据处理单元、数据转发单元、互联网络、流媒体终端。系统中各单元的软件设计、硬件设计,必须综合考虑性能需求与可扩展性等多方面的要求:
1.高性能的信息处理单元满足实时的MP3编码需要。
2.RTSP服务器具有一定的兼容性和负载承受能力,对RTSP客户端没有特定的要求。
3.DSP端的信息不能让外部用户直接获取,流媒体服务器和信息处理单元之间实现的链接尽可能简单,完全可控。
4.能够提供机制,调整MP3编码参数,明确显示系统的工作状态。
对于后两个处理单互联网和流媒体终端不是本文的讨论范围,本文将重点讨论数据处理单元和数据转发单元的硬软件设计方案。
三、数据处理、转发单元设计
1.硬件设计。在本文的研究中数据处理、转发单元主要有五个模块:音频信号采集模块、数字信号处理器、USB控制模块、太网控制模块和数据转发模块。硬件原理略图如下图2所示。
(1)数字信号处理器TMS320C6713B。该处理器主频为200到300MHz,包含八个独立的运算单元,其中有6个可以作为浮点运算单元,处理能力为1000~1800MFLOPS,指令执行单元是VLIW架构,开发工具的C编译器效率很高。
运算能力强的浮点数字信号处理器能很好的满足隐信道传输平台的要求,直接支持浮点运算,避免了算法向定点处理器移植过程中定标的过程,这样针对音频编码器各个环节的各种隐藏算法能方便的集成到该平台上。
(2)音频信号采集模块TLV320AIC23B。该芯片可以直接连接C6713的同步串口,立体声采样率从8kHz到96kHz,量化位数从16位到32位。本系统中上述参数都是可通过软件进行动态配置,以满足MP3编码器和隐藏算法对不同抽样率,不同量化位数的要求。
(3)USB控制模块SL911HS。本系统中提供直接从移动存贮器读取数据的功能,增强系统的可扩展性。通过软件的方式,C6713可通过该控制模块访问移动存贮器。
(4)太网控制模块RTL8019AS。与数据转发单元的通信,采用以太网接口,实际系统工作时,通过该接口直接与数据转发单元通信。采用全双工模式通信,这样的模式优点是同服务器接口容易,作为嵌入式系统,该接口方案基于TCP/IP的协议栈开发软件,可以避免设计底层的通信协议,C6713和RTL8019A的驱动软件编写也很容易。
(5)数据转发模块。数据转发有三项任务:一是接收数据处理单元的音频码流;二是流媒体服务器,处理与流媒体客户端的会话;三是配置管理数据处理单元。在本文的研究中,选用了带有双网卡的工控机作为硬件平台,安装Linux操作系统,所有软件运行在该系统上。在系统设计时,从DSP接收码流和流媒体服务器为一个进程,配置管理数据单元为另一个进程。
2.软件设计。系统在软件设计过程中采用数据驱动的原则,从外部输入输出的数据实现中断的触发,即在中断服务程序中设置标志位。在主循环中,通过检测标志位,判断音频缓冲区、网络状态,启动编码、信息嵌入,然后发送MP3码流。如图3所示给出了数据处理单元的流程图。
在主循环中,通过检测标志位控制流程。最重要的标志位有两个:一个是从数据转发单元来的控制字,包含运行状态的查询、配置的修改,如编码码率,输入增益的调整;另一个是音频缓冲区是否满的标志,如果缓冲区满,则读取该缓冲区数据,经过信息编码后,将数据包送出。
中断服务程序包含定时器中断、模拟音频输入串口中断、网络接收发送数据中断和USB接口输入中断。由于核心数字信号处理器的处理能力非常强大,中断服务程序的处理相对开销较低,因此所有的中断分配了同样的优先级。
核心编码算法的DSPs移植也是很重要的一环,移植使用了TI数字处理器的快速浮点运算库,通过Profile分析的结果,按编码器算法框架内各函数的执行次数和开销百分比,分布实施优化策略,其中的时频变换可以使用FFT来计算。
因为USB接口为低速外设,读取移动存贮器的数据文件时,可以根据文件的大小和系统可用内存空间,决定是否分块读取,减少系统开销。
四、系统测试
本文按照前述方案完成软件硬件设计后,构建了一个高性能的实时流媒体系统,结构如图4所示。数据处理单元与数据转发单元通过“直连”模式的双绞线连接,组成一个内网,配置一个独立的网段。数据转发单元的第二个以太网口与外网相接,客户端通过该网口访问流媒体服务器,用户也可以远程登录服务器后,维护和管理整个系统。由于数据处理单元内的TCP/IP协议栈只处理内部约定的交互命令,这样客户端无法访问到USB连接的移动存贮设备。
系统在研制过程中,各模块都进行了正确性测试,系统集成后,进行了稳定性测试,最后是系统指标测试和负载测试。在系统的性能参数中,处理器的负载和延迟是最重要的两项技术指标。
1.延迟测试。在确保系统能够长时间稳定工作之后,我们测试系统各功能部分的延迟时间。主要包括以下三项:(1)DSP从上电到发包开始的时间:(2)客户端RealPlayer从开始点播到连接服务器成功的时间:(3)音源播放到客户端RealPlayer播出声音的延迟时间。表1给出了测试过程中记录的延迟最大值,最小值和平均值。通过多次测试,各类延迟时间记录如下:
2.负载测试。系统分别对数据处理单元和数据转发单元进行负载测试。
(1)数据处理单元,使用Profile测试。测试时使用的MP3编码器输出码率为128kbps。通过对12个不同类型的测试序列进行数据处理,测试的DSPs负载均小于10%;
(2)数据转发单元,使用Linux下TOP指令查看CPU负载。测试中发现在用户接入的瞬间,CPU占用率会有所增加,但是很快稳定,在20个接入时,CPU稳定后占用率仍低于1%。
从测试结果可以看出,系统能够进行实时的在线广播,延迟参数完全满足应用要求,数据处理单元的CPU资源有充分的余量,为使用更复杂的音频编码算法和信息嵌入算法,甚至扩展视频流媒体应用留下了足够的空间。
五、结论
本文提出的基于音频流媒体的实时传输系统,具有实时压缩音频数据,实时转发,原信息与外网隔离等优点。能满足实时应用的要求。由于数据处理单元的处理器有强大的运算能力,可以引入视频、音频等多种编码算法,直接通过软件升级来设计各种流媒体传输系统。
参考文献:
[1]TMS320C6713, TMS320C6713B floating-point digital signal processors Data Sheet, SPPS1861, May, 2004
[2]TMS320C6000 CPU and Instruction Set Reference Guide, SPRU189F,October 2000
关键词: 流媒体技术 传输原理 虚拟现实技术
1.概述
随着Internet的迅速发展,上网人数的不断增加,用户对网络服务也提出了愈来愈高的要求,人们不再满足于传统的单媒体数据服务(如文本浏览、FTP和E-mail。),一方面,人们希望能在网络上看到生动清晰的媒体演示;另一方面,人们又不得不去面对如此慢的网络速度下文件传输所需的大量时间。为了解决这种矛盾,“流媒体技术”应运而生。同时伴随着Flash及3D技术的飞速发展,实时传送流媒体动画己经成为业界的共识并具有极其巨大的需求,因此流媒体动画受到越来越多的关注[2]。
2.流媒体动画技术
流媒体指在Internet/Intranet中使用流式传输技术的连续时基媒体,如音频、视频或多媒体文件[1]。流式媒体在播放前并不下载整个文件,只将开始部分内容存入内存,在播放开始时有一些延迟,后续数据流随时传送随时播放。如果数据流动速度保持足够快的话,播放是连续的。流式传输避免了用户必须等待整个文件全部从Internet上下载才能观看的缺点,无论文件长30s还是3h,用户都只需在观看文件前等上几秒钟即可。
2.1缓存技术
缓存技术以包传输为基础进行断续的异步传输,实时源或存储的文件在传输中被分解为许多包,由于网络是动态变化的,各个包选择的路由可能不尽相同,故到达客户端的时间延迟也就不等,甚至先发的数据包有可能后到。为此,使用缓存系统来弥补延迟和抖动的影响,并保证数据包的顺序正确,从而使媒体数据能连续输出,而不会因为网络延续时拥塞使播放出现停顿。通常高速缓存所需容量并不大,因为高速缓存使用环形链表结构来存储数据,通过丢弃己经播放的内容,流可以重新利用空出的高速缓存空来缓存储后续尚未播放的内容[3]。
2.2传输流程
(1)Web浏览器与服务器之问使用交换控制信息HTTP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数锯从原始信息中检索出来;
(2)用HTTP从Web服务器检索相关数据,A/V播放器进初始化;
(3)从Web服务器检索出来的相关服务器的地址定位A/V服务器;
(4)A/V播放器与A/V服务器之间交换A/V传输,所需要的事实控制协议;
(5)一旦A/V数据抵达客户端,A/V播放器就可以播放媒体动画了[4]。
2.3传输协议
流式传输的实现需要合适的传输协议。由于传输控制协议(TCP)开销较大,故不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中,一般采用超文本传输协议/传输控制协议(HTTP/TCP)来传输控制信息,而用实时传输协议/用户数据报协议(RTP/UDP)来传输实时数据[5]。
3.流媒体技术原理
多媒体数据必须进行预处理才能适合流式传输,这是因为目前的网络带宽对多媒体巨大的数据流量来说远远不够。预处理主要包括2个方面:
①在保证一定质量的前提下,丢弃大量对质量影响较小的信息。
②采用先进、高效的压缩算法。
流式传输的过程一般为:用户选择某一流媒体服务后,Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来;然后客户机上的Web浏览器启动Helper程序,使用HTTP从Web服务器检索相关参数对Helper程序初始化。这些参数可能包括目录信息、数据的编码类型或与信息检索相关的服务器地址[6]。
Helper程序及音/视频服务器运行实时流协议(RTSP),以交换音/视频传输所需的控制信息。与CD播放机或VCR所提供的功能相似,RTSP提供了操纵播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法。音/视频服务器使用RTP/U DP协议将数据传输给客户程序(一般可认为客户程序等同于Helper 程序),一旦音/视频数据抵达客户端,客户程序即可播放输出。实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器,其基本原理如图1所示[7]。
4.流媒体的传播方式
4.1 单播
在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道,从一台服务器送出的数据包只能传送给一个客户机,这种传送方式称为单播。每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询,而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大的冗余首先造成服务器沉重的负担,响应需要很长时间,甚至停止播放;管理人员也被迫购买硬件和带宽来保证一定的服务质量。但用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流媒体。单播连接提供了对流媒体的最大控制。
4.2 广播
广播指的是用户被动接收流媒体。在广播过程中,客户端接收流媒体,但不能控制流媒体。例如,用户不能暂停、快进或后退该流媒体。广播方式中数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户。
4.3 多播
IP多播技术构建一种具有多播能力的网络,允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用多播方式,单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。媒体服务器只需要发送一个信息包,而不是多个;所有发出请求的客户端共享同一信息包。信息可以发送到任意地址的客户机,减少网络上传输的信息包的总量。网络利用效率大大提高,成本大为下降。多播吸收了单播和广播方式的长处,克服了上述2种发送方式的弱点,将数据包的单独一个拷贝发送给需要的客户。多播不会复制数据包的多个拷贝传输到网络上,也不会将数据包发送给不需要的客户,保证了网络上多媒体应用占用网络的最小带宽[7]。
5.流媒体动画的应用
基于绵阳师范学院新校区的虚拟显示展示是建立在现代传媒技术基础上的多媒体应用系统,它通过现代的通信网络将学校校区的全景及建筑分布以动画、声音和视频的形式展现给用户,从而模拟出学校全景直观感受,让用户有身临其境的感受。在互连网上以动画的形式传输需要解决两个基本问题:音频、视频流信息的传送,以及它们与数据之间的同步。由于音频、视频信息的带宽比较宽,不可能让用户将所有的节目下载到本地计算机上后再播放,必须要采用先进网络播放技术来实现边发送边播放。
6.结语
随着Internet的飞速发展,流媒体技术日趋完善,它的应用越来越普及。流媒体动画在绵阳师范学院新校区的成功展示是流媒体技术应用的一个方面,其还广泛应用于多媒体新闻、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。流媒体技术在网络上将有更广阔的发展前景[8]。
参考文献:
[1]李炳林.流媒体技术及应用.现代通信与网络技术讲座.2001.12.68-70.
[2]刘辅.Character Education Of China.[C].北京:中央广播电视大学出版社, 2004.118-206.
[3]吴莉莉,刘益成.流媒体技术及应用.[C].信息技术.2002.39-41.
[4]李炳林.电力系统自动化(电力自动化研究院通信所,南京210003).
[5]李东生.基于Windows 2000流式媒体技术的远程教育系统.太原理工大学学报,2000,31(5).
[6]实时多媒体广播系统的研究与应用.铁路计算机应用,2000,09(3).
关键词:多媒体技术;多媒体素材;多媒体集成;流式技术
中图分类号:TP37文献标识码:A文章编号:1009-3044(2010)09-2227-02
Discuss the Skill Solution in the Multimedia Technology Simply
ZHU Wei-feng1, MA Quan-hui2
(1.Guangdong Vocational and Technical College Engineering,Guangzhou 510520,China;2.Guangdong Provincial Administration of Commerce and Industry,Guangzhou 510620,China)
Abstract: The multimedia material was gathered and integrated technology has already become important skills of the multimedia technology in IT trades, playing an important role during the process of training IT trade " software blue collar ", multimedia integrate and flow media solution of technology influence multimedia transmission quality of work in the Internet directly.
Key words: multimedia technology; multimedia material; the multimedia is integrated; streaming media
随着网络技术、3G通讯技术、多媒体技术的迅猛发展,人们可以通过快速而廉价的网络去享受五彩缤纷的世界,传统的广播影视媒体、教育、商业广告、军事指挥与训练,甚至家庭娱乐等领域纷纷加入到Internet领域中,使自身的传播方式得到了扩充,但如何使多媒体适应流方式进行传输,使之能在网络非常拥挤或很差的拨号连接的条件下,也能提供清晰、不中断的数码信息给观众,实现了网上动画、影音等多媒体的实时播放,这就是多媒体应用上应该给予解决的技能问题了。
众所周知,多媒体技术(Multimedia Technology)是一种把文本、图形图像、动画、视频和声音等形式的信息结合在一起,并通过计算机进行综合处理和控制,能支持完成一系列交互式操作的信息技术。多媒体开发一般可分为需求分析、脚本设计、素材准备、程序设计与数据集成、系统测试以及等阶段,如图1所示,核心技术主要在多媒体素材采集、集成及流媒体中体现。
1 多媒体素材采集方案
多媒体素材采集技术主要包括字处理软件、绘图软件、图形图像处理软件、动画制作软件、声音编辑软件以及视频编辑软件等软件的应用。
字处理软件常见的有记事本、写字板、Word、OCR识别软件。文字量大时一般使用OCR识别软件,在识别前一般需要对文稿进行扫描,扫描后文件以.tif格式保存,分辩率为300dpi以上,模式为黑白。
图形图像处理软件常见有PhotoShop、CorelDraw、Freehand、PageMaker、Iiiustrator、Hypersnap屏幕抓图等软件。在设计制作过程中,首先要注意每种产品的设计有不同的行业规范,例如海报的输出分辩率一般是600dpi,名片大小固定为90mm54mm,挂历版面固定尺寸等等,而Photoshop软件中要注重图层和通道的应用,熟知.psd等文件格式如何转换到CorelDraw软件中应用等。
动画制作软件常见有AutoDesk Animator Pro、3DS MAX、Maya、Flash 、Cool 3D等,例如Cool 3D是一个三维文字动画制作工具,做片头常使用;Flash是交互式矢量图和Web动画的标准,网页设计者使用Flash能创建漂亮的、可改变尺寸的、以及极其紧密的导航界面、技术说明以及其他奇特的效果。
声音编辑软件常见有豪杰超级音乐工作室、Audition、Sound Forge、Wave Edit等 ,主要解决声音的录制、剪辑、合成及输出格式等,其中Adobe Audition前身为Cool Edit ,是一个专业级的音频编辑软件。
视频处理常见软件有AdobePremiere、Ulead Media Studio、Super Screen Recorder等。例如AdobePremiere专业视频处理软件,目前已经成为主流的DV编辑工具,它为高质量的视频提供了完整的解决方案,作为一款专业非线性视频编辑软件在业内受到了广大视频编辑专业人员和视频爱好者的好评。
2 多媒体集成解决方案
多媒体集成主要通过应用软件的创作工具来帮助应用开发人员提高工作效率,它将各种媒体素材按照超文本节点和链结构的形式进行组织,形成多媒体应用系统。目前常用的多媒体集成系统为:Authorware、Director、方正奥思、绘声绘色、ZineMake、IeBook等,编程语言为:Visual Basic、Visual C++、Delphi,刻录系统:Ner0-Burning ROM、Easy-CD Pro。
3 主要流式技术的主要解决方案
在Internet上所传输的多媒体格式中,文本、图形可以照原格式在网上传输,但是动画、音频、视频、PowerPoint文件、多媒体作品等内容等虽然可以直接在网上播放,但文件偏大,即使使用专线上网,也要等完全下载后才能观看,为便于在网上传输,这几种类型的媒体现均采用流式技术来进行处理,此技术能将一个资料(动画、影音等)分段传送,用户不必等待整个内容传送完毕,就可以观看到即时的连续的内容,甚至可以随时的暂停、快进、快倒。
目前, RealNetworks公司的Real system、Microsoft公司的WindowsMedia Technology和Apple公司的QuickTime是Internet上流媒体传输系统的三大主流。
1)Real system由媒体内容制作工具Real Producer、服务器端RealServer、客户端软件(ClientSoftware)三部分组成。其流媒体文件包括RealAudio、RealVideo、Real Presentation和RealFlash四类文件,新型流式音频Real Audio文件格式为.ra格式,流式视频Real Vedio文件格式为.rm格式。
目前大量的影视、音乐点播、春节晚会、网上直播都采用此系统。
2)Windows Media Technology是Microsoft提出的信息流式播放方案,由Media Tools、Media Server和Media Player工具构成,核心是ASF文件,其是一种包含音频、视频、图像以及控制命令、脚本等多媒体信息在内数据格式,可以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。
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,具有多种文件形式和监控管理功能。
3)QuickTime包括QuickTime Streaming Server、QuickTimePlayer、QuickTime 4Pro、PictureViewer以及使Internet浏览器能够播放QuickTime影片的QuickTime 插件。支持Http或Ftp协议传输数据及RLC、JPEG等领先的集成压缩技术,提供150多种视频效果。
目前,新闻在线、BBC World、气象频道(WeatherChannel)等机构都使用QuickTime 技术制作实况转播节目。
除了上述流媒体技术格式外,目前网络上的MTV、游戏、动画、交互式网页及职业院校使用Macromedia的Shockwave技术开发网络课件;MetaCreations公司的网上流式三维技术MetaStream是一种基于Intel构架的网上3D开放文件标准,主要用于创建、及浏览可以放缩的3D图形和游戏开发。
而基于3G终端的流媒体协议栈则由RTSP协议栈,RTP/RTCP协议栈,TCP/IP协议栈组成,其可以实现:①进行视频通话,三方举行视频会议;②替代以电视为媒体的广告与节目播放,提供更具吸引力的多媒体点播等互动服务;③享受移动银行,股票信息,以及电子交易等各种信息服务。3G协议栈具有强大的兼容性,能根据基站服务器通信准则建立最优播放效果,并根据网络状况,实时适应以改变通信策略和媒体播放效果。如图2的系统框架将以流媒体协议栈进行规划,分为5个模块:人机界面、RTSP模块、RTP/RTCP模块,以及硬件媒体编解码器模块。
随着3G通讯技术的继续推广,远程教育、网络电台、视频点播、收费播放等都涉及到多媒体技术,若采取的技能解决方案妥当合理,多媒体技术的应用将更广、更辉煌。
参考文献:
[1] 田兴.多媒体技术应用[M].北京:化学工业出版社,2002.