基于流媒體技術(shù)的多媒體課件的研究與設(shè)計(jì)-基于流媒體技術(shù)的

1、PAGE PAGE 11基于流媒體技術(shù)的多媒體課件的研究與設(shè)計(jì)張曉敏王振勇 （秦皇島職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 秦皇島，066100）摘要：流媒體技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)帶寬的增加極大地推動(dòng)了多媒體課件的發(fā)展。本文列舉了傳統(tǒng)多媒體課件的弊端，對(duì)基于流媒體技術(shù)的多媒體課件進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，包括流媒體課件素材的制作，流媒體課件的實(shí)現(xiàn)，以及流媒體課件的發(fā)布和顯示，重點(diǎn)講述了流媒體課件影音播放和內(nèi)容顯示的同步。關(guān)鍵字：流媒體；課件；SMIL；多媒體中圖法分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AMultimedia Courseware Research and Realization Based on Streaming

2、 Media TechnologyZHANGXIAOMIN WANGZHENYONG(Qinhangdao Professional Technology Institute,HeiBei QinHuangDao ,066100 )(email:qhdzxmwyc)Abstract: With the development of streaming media technology and bandwidth, the multimedia courseware system developed in this environment. This paper brings out the m

3、ultimedia courseware system in detail. In this paper, the design of materials in the multimedia courseware, realization of streaming media courseware and the show of courseware are introduced. The most important thing in it is the synchronization of streaming files play and the courseware contents s

4、how. Key words: Streaming Media; Courseware; SMIL; Multimedia 引言隨著計(jì)算機(jī)的普及，多媒體課件在現(xiàn)代教學(xué)中的作用愈加重要，但是這些課件卻普遍存在著以下問(wèn)題：課件制作周期太長(zhǎng)；資料不能即時(shí)更新，難于修改；資源的再利用率太低；交互性能差；流媒體技術(shù)的出現(xiàn)正好解決了以上缺點(diǎn)，成為了開(kāi)發(fā)多媒體課件的主流。流媒體技術(shù)的發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)帶寬的增加，使得各種應(yīng)用也迅速發(fā)展起來(lái)，網(wǎng)絡(luò)多媒體課件就是一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。它可以制作出互動(dòng)式的訓(xùn)練課程內(nèi)容以及電子學(xué)習(xí)教材等。你只需通過(guò)瀏覽器，便可以同時(shí)看到主講者的影像并聽(tīng)到主講者的聲音，另外配合同步播放的圖片、文本

5、及動(dòng)畫等其它媒體內(nèi)容，讓所有人能夠有效的接收到主講者所要傳達(dá)的信息和知識(shí)，真正實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的“溝通無(wú)距離”。流媒體技術(shù)2.1 流媒體簡(jiǎn)介流媒體（Streaming Media）是一種可以使音頻、視頻等多媒體形式在網(wǎng)絡(luò)上以實(shí)時(shí)的，無(wú)需下載等待的方式進(jìn)行播放的技術(shù)。在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)亩嗝襟w文件，基本上只有文本、圖像可以按照原格式在網(wǎng)上傳輸，動(dòng)畫、音頻、視頻等雖然可以直接在網(wǎng)上播放，但文件偏大，即使使用專線上網(wǎng)，也要等完全下載后才能觀看。流式傳輸方式可將視頻、音頻、動(dòng)畫等多媒體文件經(jīng)編碼工具的特殊處理，分成一個(gè)個(gè)壓縮包，由流媒體服務(wù)器向用戶計(jì)算機(jī)連續(xù)、實(shí)時(shí)傳送。在采用流式傳輸方式的系統(tǒng)中，用戶不必等到

6、整個(gè)文件全部下載完畢，只需經(jīng)過(guò)幾秒或幾十秒的啟動(dòng)延遲即可觀看，文件的其余部分將在后臺(tái)服務(wù)器繼續(xù)下載。流媒體技術(shù)是為解決以Internet為代表的中低帶寬網(wǎng)絡(luò)上多媒體信息傳輸問(wèn)題而產(chǎn)生、發(fā)展起來(lái)的一種網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)，可適應(yīng)從窄帶到寬帶任意的網(wǎng)絡(luò)帶寬。目前，流媒體在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用已經(jīng)開(kāi)始普及，網(wǎng)上直播、點(diǎn)播已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。利用流媒體技術(shù)制作的遠(yuǎn)程教育課件，即可以顯示課程內(nèi)容有關(guān)的文字、圖像、動(dòng)畫等信息，又能看到教師講解的生動(dòng)形象，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)，是理想的遠(yuǎn)程教育資源。2.2 流媒體文件的制作 對(duì)于圖像、文本可以按照原格式在網(wǎng)上進(jìn)行傳輸，沒(méi)有特殊的要求，可以在網(wǎng)上下載，也可以自己通過(guò)編輯工具制作等等。在此

7、不做介紹。2.2.1 動(dòng)畫素材的獲取與處理Flash是Macromedia公司的一個(gè)網(wǎng)頁(yè)交互動(dòng)畫制作工具，用它可以制作出一種后綴名為swf的動(dòng)畫。這個(gè)動(dòng)畫可以插入HTML里，也可以單獨(dú)成為網(wǎng)頁(yè)。與其它工具相比，它具有矢量描述、播放流暢、數(shù)據(jù)量小、色彩鮮明等特點(diǎn)。Flash采用了“流”技術(shù)，F(xiàn)lash教學(xué)軟件可以邊下載邊播放，這樣就能使整個(gè)教學(xué)過(guò)程流暢自然。而且用Flash制作的動(dòng)畫數(shù)據(jù)流很小，有利于它在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸，方便使用者在互聯(lián)網(wǎng)上直接調(diào)用運(yùn)行。Flash的描述是基于矢量的，用它制作出來(lái)的動(dòng)畫可以任意縮放，不會(huì)產(chǎn)生任何的變形。2.2.2音頻素材的獲取與處理音頻素材的獲取方法：(1)利用一些

8、軟件光盤中提供的聲音文件；(2)通過(guò)計(jì)算機(jī)中的聲卡，從麥克風(fēng)中采集語(yǔ)音生成.WAV文件；(3)通過(guò)計(jì)算機(jī)中聲卡的MIDI接口，從帶MIDI輸出的樂(lè)器中采集音樂(lè)，形成MIDI文件，或者用連接在計(jì)算機(jī)上的MIDI鍵盤創(chuàng)作音樂(lè)，形成.MIDI文件；(4)使用專門的軟件抓取CD或VCD光盤中的音樂(lè)，生成聲源素材，再利用聲音編輯軟件對(duì)聲源素材進(jìn)行剪輯、合成，最終生成所需的聲音文件。采集形成的音頻文件，通過(guò)RealNetworks公司的RealProducer轉(zhuǎn)換成流媒體*.ra的音頻文件。2.2.3 視頻素材的獲取與處理視頻作為多媒體家族中的成員之一，在多媒體課件中占有非常重要的地位。因?yàn)樗旧砭涂梢杂?/p>

9、文本、圖像、圖形、動(dòng)畫、聲音中的一種或多種組合而成。利用其聲音與畫面同步、表現(xiàn)力強(qiáng)的特點(diǎn)，能大大提高教學(xué)的直觀性和形象性。視頻素材的采集方法很多：(1)最常見(jiàn)的是用視頻捕捉卡配合相應(yīng)的軟件（如Ulead公司的Media Studio以及Adobe公司的Premiere）來(lái)采集錄像帶上的素材；(2)利用工具軟件截取VCD上的視頻片段（截取成*.mpg文件或*.bmp圖像序列文件），或把視頻文件*.dat轉(zhuǎn)會(huì)成Windows系統(tǒng)通用的*.avi文件；(3)通過(guò)攝像機(jī)錄制現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況，也可以通過(guò)錄像機(jī)錄制電視或衛(wèi)星信號(hào)，再通過(guò)視頻采集系統(tǒng)將視頻源轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)視頻文件。采集形成的視頻文件，通過(guò)Real公司的

10、Real Producer轉(zhuǎn)換成流媒體*.rm的視頻文件。流媒體課件的結(jié)構(gòu)本文所設(shè)計(jì)的多媒體課件是基于頁(yè)面形式顯示的，即由若干個(gè)頁(yè)面鏈接成“網(wǎng)狀”系統(tǒng),每個(gè)頁(yè)面又由若干反映被講授知識(shí)點(diǎn)的多媒體素材（積件元數(shù)據(jù)）聚集而成，每個(gè)積件元數(shù)據(jù)在其生命周期內(nèi)會(huì)發(fā)生一系列行為或狀態(tài)變化，由此完成了輔助教學(xué)的功能。圖1所示為多媒體課件的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。每一行表示一頁(yè)，此多媒體課件有n頁(yè)組成，對(duì)第i頁(yè)來(lái)講，它是由積件ji1，ji2，jiki構(gòu)成的，而頁(yè)與頁(yè)間是通過(guò)Ts（觸發(fā)鏈接的事件集）鏈接來(lái)實(shí)現(xiàn)連接的。同樣，Tp（觸發(fā)鏈接的事件集）實(shí)現(xiàn)了積件元數(shù)據(jù)與積件元數(shù)據(jù)之間的連接，以及實(shí)現(xiàn)了頁(yè)面之間的積件元數(shù)據(jù)之間的跳轉(zhuǎn)。

11、流媒體課件的層次結(jié)構(gòu)通過(guò)上面的分析，把多媒體課件的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)分成三個(gè)層次，即系統(tǒng)級(jí)，頁(yè)面級(jí)和積件級(jí)。系統(tǒng)級(jí) 系統(tǒng)級(jí)主要描述組成課件的頁(yè)面間的鏈接關(guān)系，定義如下： 其中：是組成系統(tǒng)的頁(yè)面集，是觸發(fā)鏈接的事件集，是到的映射。如果，則當(dāng)前頁(yè)面遇到鏈接事件，轉(zhuǎn)向頁(yè)面；是起始頁(yè)面，；為退出系統(tǒng)的終止頁(yè)面集，。頁(yè)面級(jí)頁(yè)面級(jí)描述每一個(gè)頁(yè)面從進(jìn)入到退出的展示周期內(nèi)，組成頁(yè)面的積件集及其變化。定義如下： 其中：是頁(yè)面展開(kāi)周期內(nèi)出現(xiàn)的所有積件元數(shù)據(jù)集合；是頁(yè)面狀態(tài)集，中的元素是的子集，表示頁(yè)面可能出現(xiàn)的積件元數(shù)據(jù)集；是觸發(fā)頁(yè)面狀態(tài)變化的事件集；是到的映射，如果，則當(dāng)前狀態(tài)遇到事件，轉(zhuǎn)入狀態(tài)；是進(jìn)入頁(yè)面時(shí)的初始狀態(tài)，

12、；是退出頁(yè)面時(shí)的終止?fàn)顟B(tài)集，。積件級(jí)積件級(jí)進(jìn)一步描述組成頁(yè)面的每一個(gè)積件元數(shù)據(jù)從出現(xiàn)到消失的整個(gè)生命周期內(nèi)發(fā)生的一系列狀態(tài)變化，即關(guān)注的是多媒體素材的動(dòng)態(tài)特性。它有兩層含義：一是積件元數(shù)據(jù)的外在狀態(tài)的變化，如視頻積件元數(shù)據(jù)的開(kāi)與關(guān)等；二是積件元數(shù)據(jù)的內(nèi)在特征，反映為積件的屬性值和與積件狀態(tài)變化緊密相關(guān)的各種變量值等，如視頻“開(kāi)關(guān)”屬性值以及它的聲音大小的屬性值等。定義如下：其中：是積件元數(shù)據(jù)的狀態(tài)集；是觸發(fā)積件狀態(tài)變化的事件集；是到的映射，如果，則當(dāng)前狀態(tài)遇到事件，轉(zhuǎn)入狀態(tài)；是積件呈現(xiàn)時(shí)的初始狀態(tài)，；是積件元數(shù)據(jù)的終止?fàn)顟B(tài)集，。流媒體課件的層次結(jié)構(gòu)，旨在幫助教師快速建立自己的課堂用輔助教學(xué)軟件

13、，將自己的教學(xué)思想、授課經(jīng)驗(yàn)、構(gòu)思、創(chuàng)意等逐步在軟件中實(shí)現(xiàn)。在設(shè)計(jì)自己的教學(xué)課件時(shí)，按照層次模型構(gòu)造過(guò)程逐層制作，逐步求精。每下一層都是建立在上一層的基礎(chǔ)之上，并進(jìn)一步進(jìn)行細(xì)化而得到的。它在設(shè)計(jì)的過(guò)程中重點(diǎn)突出了課件的時(shí)間和空間布局的問(wèn)題，在下面的內(nèi)容中重點(diǎn)介紹課件在解決時(shí)空問(wèn)題的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)課件的流媒體課件的實(shí)現(xiàn)流媒體課件能夠?qū)崿F(xiàn)多媒體資源的共享，重組等傳統(tǒng)的多媒體課件不能解決的問(wèn)題，但是它是怎樣來(lái)組織多媒體素材的，如何達(dá)到共享的，如何實(shí)現(xiàn)多媒體素材片斷連續(xù)、平滑地播放，如何實(shí)現(xiàn)其時(shí)間和空間上的同步性等。同步多媒體集成語(yǔ)言（SMIL）的目的就是要定義一種描述多媒體信息的單一格式，這種多媒體信息

14、能夠被瀏覽器和播放器閱讀和執(zhí)行，然后以媒體同步的方式播放。SMIL語(yǔ)言的簡(jiǎn)介SMIL（Synchronized Multimedia Integration Language）是一種基于網(wǎng)絡(luò)的同步多媒體集成語(yǔ)言，由3W(WorldWideWebConsortium) 于1998年6月發(fā)布問(wèn)世。最新的SMIL版本是2001年8月推出的SMIL2.0。SMIL與HTML（超文本傳輸語(yǔ)言）的語(yǔ)法格式非常相似，HTML主要針對(duì)普通的網(wǎng)絡(luò)媒體文件進(jìn)行操縱，是文本、圖像、動(dòng)畫、音頻、視頻的機(jī)械堆砌，而SMIL則操縱多媒體片斷，對(duì)多媒體片斷的有機(jī)的、智能的組合。SMIL用簡(jiǎn)單且有效的標(biāo)記語(yǔ)言來(lái)說(shuō)明一個(gè)媒體片

15、斷何時(shí)播放，在窗口的什么位置播放，以什么樣的方式播放等，從而實(shí)現(xiàn)音頻、視頻、文本、圖像等媒體的并發(fā)實(shí)時(shí)播放。SMIL可以直接組織使用各種不同類型的多媒體文件，根本不需要對(duì)源文件進(jìn)行任何的修改。不僅如此，SMIL可以同步播放不同位置（不同服務(wù)器）上的分離多媒體片斷，可以控制多媒體片斷的起始、結(jié)束及持續(xù)時(shí)間，甚至可以做出動(dòng)畫效果，還可以對(duì)一個(gè)頁(yè)面的不同區(qū)域根據(jù)需要進(jìn)行布局。媒體播放器經(jīng)解析載入的SMIL文件,將相應(yīng)的媒體文件集成到同一窗口進(jìn)行同步播放。SMIL只是將各種媒體文件關(guān)聯(lián)起來(lái),而不是把它們打包為一個(gè)大的集成課件,因此，我們重新編輯同樣的媒體素材，就可得到另一種媒體播放方式的SMIL文件。

16、5.2 流媒體課件的播放 SMIL不但可以描述視頻，還可以描述文字、圖像和音頻，它將時(shí)間信息和空間定位信息保存為一個(gè)只有幾百到幾千字節(jié)大小的*.smil文本文件。對(duì)于*.smil文件的播放，支持的公司越來(lái)越多。例如RealNetwork公司開(kāi)發(fā)的RealPlayer播放器，Microsoft公司的Windows Media Player播放器，以及蘋果公司的QuickTime軟件等都對(duì)SMIL支持。 從各個(gè)方面考慮，本文采用了RealNetworks公司的RealPlayer播放器來(lái)播放*.smil文件，它對(duì)SMIL的支持比較完善，即支持SMIL1.0，又支持SMIL2.0。5.3 流媒體課件的實(shí)現(xiàn)基于本文提出的流媒體課件的模型，開(kāi)發(fā)了C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程的多媒體課件。主要代碼如下： !- - 多媒體課件制作完畢以后，把此課件的SMIL文件放到服務(wù)器上的指定目錄下，然后就可以通過(guò)瀏覽器進(jìn)行演示了。結(jié)束語(yǔ)本文結(jié)合流媒體技術(shù)對(duì)多媒體課件進(jìn)行了研究，介紹了多媒體課件的時(shí)間和空間的分布，并對(duì)多媒體課件的制作和播放中的同步設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。在這里，基于流媒體技術(shù)的多媒體課件實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)課件的網(wǎng)上點(diǎn)播，體現(xiàn)了邊下載邊播放以及影音播放與內(nèi)容顯示同步等特點(diǎn)。參考文獻(xiàn)：1 RealSystem SDKR. Real Networks.2 Advan