第九節(jié)多媒體流技術-read

1、第九節(jié) 多媒體流技術,一、網(wǎng)上多媒體流技術原理1·多媒體流的特點多媒體流(MultimediaStream)就是多媒體數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡上傳輸時的數(shù)據(jù)流，它不同于一般的文件下載數(shù)據(jù)。多媒體流有以下特點:,,A.數(shù)據(jù)量大:多媒體數(shù)據(jù)，尤其是視頻數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量很大，必須使用特殊多媒體傳輸協(xié)議才能保證順利傳輸。B.對帶寬要求高:由于多媒體數(shù)據(jù)量大，雖然經(jīng)過壓縮，仍然需要大量帶寬。C.數(shù)據(jù)的忽略:在不影響播放效果的前提下，允

2、許忽略一些數(shù)據(jù);這為在低中帶寬網(wǎng)絡下實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)流的查詢提供了可能。,,D.流式傳送:所謂流(Streaming)，也叫"流式"或"串流"，是一種傳輸數(shù)據(jù)信息的方式。采用這種方式，數(shù)據(jù)能夠用穩(wěn)定的速率從發(fā)送端傳轉(zhuǎn)至接收端，而接收端可以在發(fā)送端還沒有完全傳輸完畢之前即可開始處理這些數(shù)據(jù)信息，這特別適合于實現(xiàn)網(wǎng)絡廣播。,,E.當采用流式技術傳送時，可以讓計算機一邊接收，一邊處理，節(jié)約了時間和存儲

3、空間。F.多數(shù)流式傳送技術使用專門的數(shù)據(jù)格式和緩沖系統(tǒng)，以實現(xiàn)連續(xù)播放。,2·實時多媒體流,實時多媒體流就是實時采集、壓縮并傳送，茌客戶端實時接收的多媒體數(shù)據(jù)流。具體說，就是使用特定的視頻/音頻采集設備，采集實時數(shù)據(jù)，并立即遵從某些特定的標準進行壓縮，同時在網(wǎng)絡上傳輸。客戶端緩沖區(qū)不斷更新用以接收壓縮后的數(shù)據(jù)，即時解壓縮并播放。,,在目前的Internet上，由于多種因素的影響，要實現(xiàn)完全的實時傳輸還不可能，只能是近似實時

4、的，這是由于多媒體數(shù)據(jù)流傳送的端到端延遲較大的緣故。它的實際概念是:當前的實時多媒體數(shù)據(jù)在一定時間內(nèi)可傳送到發(fā)出請求的客戶端，并且視頻和音頻保持同步關系。這個延時的具體時間由服務器端的多媒體數(shù)據(jù)的壓縮速度、采用的壓縮方法以及網(wǎng)絡傳輸?shù)膶嶋H情況決定的。,3·網(wǎng)絡模型和相關協(xié)議,A.多媒體流技術在網(wǎng)絡上的應用，可概括為"多媒體服務器——客戶端"的模式。B.通常，在WWW服務器端，多媒體服務器與Web服務器

5、集成在一起，而WWW客戶端則只需Web瀏覽器和播放多媒體數(shù)據(jù)的瀏覽器插件。C.多媒體服務器主要起客戶端進行通信和傳輸多媒體數(shù)據(jù)的作用。,,D.在網(wǎng)絡上傳送多媒體數(shù)據(jù)流涉及不同的協(xié)議，包括:·TCP/IP-傳輸控制協(xié)議，是在WWW客戶與Web之間建立可靠的連接協(xié)議。Web瀏覽器與Web服務器之間通過HTTP，協(xié)議進行通信。·UDP:用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議，它是TCP的一種替代協(xié)議，是無連接的，沒有TCP的差錯糾正，允

6、許丟棄那些被破壞的或遲到的數(shù)據(jù)包，所以它更適合傳輸連續(xù)多媒體數(shù)據(jù)。,,·RTP:實時協(xié)議，它是專門為Internet實時數(shù)據(jù)傳輸指定的協(xié)議，它使用專門時序重建方法來保證多種媒體的同步。·RTSP:實時流協(xié)議。RTSP設計了客戶端與服務器之間特定的通訊方式，專門用于數(shù)據(jù)流的傳輸。·RSVP:它允許為那些嚴重增加網(wǎng)絡負荷的數(shù)據(jù)流指定優(yōu)先級，通過優(yōu)先級來為它們預留一定帶寬，以達到某個QoS。,4·網(wǎng)

7、上多媒體服務的過程,用戶進行網(wǎng)上多媒體活動時，其一般過程可描述為:·客戶端通過Web瀏覽器發(fā)送HTTP請求給指定的WWW服務器。·服務器受到客戶請求，做出響應，發(fā)送已收到的信息給客戶。·客戶端在收到請求情況下，激活瀏覽器的插件，向指定的多媒體服務器發(fā)送請求。·多媒體服務器收到客戶端的請求，通過UDP協(xié)議開始向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)。·客戶端收到數(shù)據(jù)，進行順序化、解壓縮后播放。,校園網(wǎng)視

8、頻點播、直播和廣播系統(tǒng),系統(tǒng)支持B/S架構，支持安全認證，遠程管理，遠程上傳節(jié)目等功能，針對流媒體在校園網(wǎng)中應用的特點，特別對系統(tǒng)進行了優(yōu)化，可以更方便的實現(xiàn)，課堂直播、電視直播、以及課件、電影的點播，廣泛的應用在網(wǎng)絡教學、校園電視臺、校園廣播、校園監(jiān)控、校園電影點播中。,,酒店VOD系統(tǒng),酒店VOD（Video On Demand）系統(tǒng)，出現(xiàn)于90年代中期。它是旅游服務業(yè)和現(xiàn)代計算機網(wǎng)絡寬帶科技發(fā)展的產(chǎn)物。在國外VOD服務、信息服務

9、已廣泛應用于各大星級酒店和高檔住宅小區(qū)、娛樂場所、有線電視臺，成為其提高服務水準，增加競爭力的必備設施。美國、日本普及率全在90%以上，香港也在80%以上。現(xiàn)代酒店顧客已不止?jié)M足于視頻點播的需要，還需要更多更方便的信息服務。為順應社會、科技的發(fā)展需要，我們將具有VOD系統(tǒng)功能及能提供更多信息服務的系統(tǒng)，統(tǒng)稱為“客房信息服務系統(tǒng)HISS”。也便于區(qū)別局限于單純的VOD系統(tǒng)。,,5·單點傳送和多點傳送,客戶機/服務器模型的通信只描

10、述了點對點連接的情形。實際上每個客戶都可與服務器建立點對點的連接，這種方式即單點傳送(Unicast)。單點傳送的一個明顯弊病是Web服務器、多媒體服務器與數(shù)量較多的客戶進行通信時，性能會明顯下降，客戶端將需要很長的響應時間和很低的傳輸速率。,,多點傳送(Multicast)則解決了上述問題，主機使用IP地址中的D類地址向網(wǎng)絡中的一組能識別D類地址的主機發(fā)送數(shù)據(jù)，即多點傳送需要主機網(wǎng)卡和路由器的支持。通常，路由器中保存組成員的信息，它能

11、根據(jù)多點傳送的數(shù)據(jù)包目的地址，把它轉(zhuǎn)發(fā)到相應的組中。由于多點傳送的發(fā)送方只需要發(fā)送依次數(shù)據(jù)包，不必為每個請求都建立相應的連接，因此降低了對網(wǎng)絡帶寬的需求，提高了傳輸?shù)馁|(zhì)量。,6.視頻/音頻壓縮,l         1980年以來，國際電話咨詢委員會陸續(xù)完成了各種數(shù)據(jù)壓縮和通訊標準，與數(shù)字視頻壓縮相關的有:JPEG、H.261、H.263、MPEG-1、MPE

12、G-2、MPEG音頻壓縮方法有:MPEG-1、G.723。,二、流媒體軟件,目前幾種典型的流產(chǎn)品為:·Microsoft公司的WindowsNT Server NetShow Services.(Windows Media)·RealNetworks公司的RealSystemG2.·Macromedia公司的Shockwave.,1.Netshow,1)Netshow是一個在網(wǎng)絡上提供流式多媒體服務

13、的平臺，它既適用于撥號接入的Internet網(wǎng)絡，也適用于帶寬富裕的局域網(wǎng)。2)利用Netshow，開發(fā)人員可以快捷地開發(fā)出需要多媒體服務的網(wǎng)絡應用，滿足培訓、英語學習、娛樂、及廣告等領域的需要。,,3)在客戶端的播放器為WindowsMediaPlayer，可播放ASF、AVI、MP3等格式的網(wǎng)上視音頻。4)MicroSoft的Netshow提供了兩種服務類型:Netshow Service for WindowsNT和Ne

14、tShow Theater Server系統(tǒng)，其中后者是使用在ATM和快速以太網(wǎng)上。,,5)NetShow Service是使用在中低帶寬網(wǎng)絡中傳輸多媒體數(shù)據(jù)流，是一個純軟件環(huán)境，其主要特點是:·支持Multicast，可以通過創(chuàng)建"站(Station)"來建立Multicast通信。·與視頻音頻壓縮/解壓縮方法相獨立，通過ASF(ActiveStreamFormat)文件來實現(xiàn)壓縮、解壓縮

15、方法的自動下載。·支持多種協(xié)議，包括TCP.UDP和HTTP.·提供了多媒體內(nèi)容制作工具，包括實時視頻音頻壓縮工具，以及Netshow服務器管理器。,,6) NetShow提供了Unicast和Multicast兩種傳輸模式服務。多媒體數(shù)據(jù)點播和實時多媒體流都可通過這兩個方式傳給對方，它的服務模式如圖所示：,,2·Real System,a)Real Networks公司的RealSystemG2的目

16、的是使任何基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡都可以使用視頻和音頻流技術。b)它是第一個基于開放、擴展標準的流式媒體系統(tǒng)。通過它的同步性和對多種媒體的重播，用戶可體驗到全新的多媒體感覺。c)新的StreamSmart傳輸技術使實際網(wǎng)絡環(huán)境下的重播更為可靠穩(wěn)定。,,d)新加入的兩種媒體格式(Realtext和Realpix)與同步性多媒體集成語言(SMIL)相結(jié)合便可使大量的多媒體程序在窄帶網(wǎng)絡上傳輸。e)它采用流傳輸方式是基于Int

17、ernet的流式傳輸協(xié)議RTSP(實時同步傳輸協(xié)議).,,f)RealSystemG2系統(tǒng)作為一個客戶機/服務器架構的流媒體系統(tǒng)，產(chǎn)品包括客戶端軟件:.RealplayerG2及RealplayerplusG2，用于播放Real流式媒體特有的格式;流媒體生成軟件:RealProduceProG2及RealProducePlusG2，用于制作生成流媒體;服務器端軟件Real Server G2，用于控制Real系統(tǒng)。新的系統(tǒng)支持AVI.

18、MPEG和WAV及SWF等格式。,,3.ShocKwave,1)Shockwave流技術與普通HTTP，(超文本傳輸協(xié)議)緊密結(jié)合，網(wǎng)上多媒體內(nèi)容可由Macromedia公司的Director、Authorwave、Flash軟件制作。2)Macromedia與Microsoft、Netscape達成協(xié)議，將ShocKwave技術嵌入在它們的網(wǎng)絡瀏覽器中，正式成為網(wǎng)絡多媒體標準?，F(xiàn)在Shockwave已成為Internet上多媒體

19、的標準。,,3)Snockwave的內(nèi)容可以滿足Web上豐富的內(nèi)容而不必在乎Internet的傳輸速度。4)Shockwave對于交互式多媒體處理有著十分重要的作用，在教育上使用的一些網(wǎng)上多媒體應用與它關系緊密。,,5)以著作工具Autnorwave的網(wǎng)上多媒體作品制作為例，一般做法為:·壓縮原文件，資源放在外部，引用格式為甙、Jpg、swa等。·重新編譯原文件為A4R。,,·切割處理，生成映射

20、文件AAM、分段文件AAS，每段4k-500k，按網(wǎng)絡通訊速度設置，將AAM文件嵌到HTML網(wǎng)頁中。·將AAM、AAS文件和外部文件放到服務器上。·客戶端安裝ShockkwaveforrAuthorwave插件，內(nèi)容流式傳送進行交互學習。,,6）新的Authorwave5Attain進展是向"智能化"發(fā)展，出現(xiàn)了"知識流"(KnowledgeStreeam)技術，知識流是一

21、種智能流式技術，它能預測并在適當時間預先下載所需要的應用片段，與標準的流式技術不同的是，知識流針對具有復雜分支結(jié)構的交互式多媒體學習應用進行了優(yōu)化。,三、流技術在網(wǎng)上教學中的應用,a)Netshow和RealSystemG2能使我們在網(wǎng)上方便地實現(xiàn)音視頻點播及實時廣播。b)Shockwave則能使我們?nèi)菀椎卦诰W(wǎng)上實現(xiàn)交互式多媒體學習。c)通過集成視頻流和傳統(tǒng)遠程教學及培訓，WebFORCEMediaBase已使教室和公司環(huán)境下

22、的網(wǎng)上教學和培訓成為現(xiàn)實。利用WebFORCEMediaBase。技術，得克薩斯大學和3Com公司的工程師們已經(jīng)開始進行網(wǎng)上教學和培訓項目。,,d)WebFORCEMediaBase將音頻流和視頻流輸出到桌面，在學生和老師之間用Web環(huán)境架設了一座橋梁。e)這種按需選課的好處在于學生既可以接受現(xiàn)場的教學，也可以課后再聽取這些課程。這種實時的Web廣播的特性在于，學生有充分的自主性，通過桌面類似于瀏覽器的一些工具，就可以在異地看到現(xiàn)