1、第九节 多媒体流技术,一、网上多媒体流技术原理1多媒体流的特点多媒体流(MultimediaStream)就是多媒体数据在网络上传输时的数据流，它不同于一般的文件下载数据。多媒体流有以下特点:,A.数据量大:多媒体数据，尤其是视频数据，数据量很大，必须使用特殊多媒体传输协议才能保证顺利传输。B.对带宽要求高:由于多媒体数据量大，虽然经过压缩，仍然需要大量带宽。C.数据的忽略:在不影响播放效果的前提下，允许忽略一些数据;这为在低中带宽网络下实现多媒体数据流的查询提供了可能。,D.流式传送:所谓流(Streaming)，也叫流式或串流，是一种传输数据信息的方式。采用这种方式，数据能够用稳定的速率从
2、发送端传转至接收端，而接收端可以在发送端还没有完全传输完毕之前即可开始处理这些数据信息，这特别适合于实现网络广播。,E.当采用流式技术传送时，可以让计算机一边接收，一边处理，节约了时间和存储空间。F.多数流式传送技术使用专门的数据格式和缓冲系统，以实现连续播放。,2实时多媒体流,实时多媒体流就是实时采集、压缩并传送，茌客户端实时接收的多媒体数据流。具体说，就是使用特定的视频/音频采集设备，采集实时数据，并立即遵从某些特定的标准进行压缩，同时在网络上传输。客户端缓冲区不断更新用以接收压缩后的数据，即时解压缩并播放。,在目前的Internet上，由于多种因素的影响，要实现完全的实时传输还不可能，只
3、能是近似实时的，这是由于多媒体数据流传送的端到端延迟较大的缘故。它的实际概念是:当前的实时多媒体数据在一定时间内可传送到发出请求的客户端，并且视频和音频保持同步关系。这个延时的具体时间由服务器端的多媒体数据的压缩速度、采用的压缩方法以及网络传输的实际情况决定的。,3网络模型和相关协议,A.多媒体流技术在网络上的应用，可概括为多媒体服务器客户端的模式。B.通常，在WWW服务器端，多媒体服务器与Web服务器集成在一起，而WWW客户端则只需Web浏览器和播放多媒体数据的浏览器插件。C.多媒体服务器主要起客户端进行通信和传输多媒体数据的作用。,D.在网络上传送多媒体数据流涉及不同的协议，包括:TCP/
4、IP-传输控制协议，是在WWW客户与Web之间建立可靠的连接协议。Web浏览器与Web服务器之间通过HTTP，协议进行通信。UDP:用户数据包协议，它是TCP的一种替代协议，是无连接的，没有TCP的差错纠正，允许丢弃那些被破坏的或迟到的数据包，所以它更适合传输连续多媒体数据。,RTP:实时协议，它是专门为Internet实时数据传输指定的协议，它使用专门时序重建方法来保证多种媒体的同步。RTSP:实时流协议。RTSP设计了客户端与服务器之间特定的通讯方式，专门用于数据流的传输。RSVP:它允许为那些严重增加网络负荷的数据流指定优先级，通过优先级来为它们预留一定带宽，以达到某个QoS。,4网上多
5、媒体服务的过程,用户进行网上多媒体活动时，其一般过程可描述为:客户端通过Web浏览器发送HTTP请求给指定的WWW服务器。服务器受到客户请求，做出响应，发送已收到的信息给客户。客户端在收到请求情况下，激活浏览器的插件，向指定的多媒体服务器发送请求。多媒体服务器收到客户端的请求，通过UDP协议开始向客户端发送数据。客户端收到数据，进行顺序化、解压缩后播放。,校园网视频点播、直播和广播系统,系统支持B/S架构，支持安全认证，远程管理，远程上传节目等功能，针对流媒体在校园网中应用的特点，特别对系统进行了优化，可以更方便的实现，课堂直播、电视直播、以及课件、电影的点播，广泛的应用在网络教学、校园电视台
6、、校园广播、校园监控、校园电影点播中。,酒店VOD系统,酒店VOD（Video On Demand）系统，出现于90年代中期。它是旅游服务业和现代计算机网络宽带科技发展的产物。在国外VOD服务、信息服务已广泛应用于各大星级酒店和高档住宅小区、娱乐场所、有线电视台，成为其提高服务水准，增加竞争力的必备设施。美国、日本普及率全在90%以上，香港也在80%以上。现代酒店顾客已不止满足于视频点播的需要，还需要更多更方便的信息服务。为顺应社会、科技的发展需要，我们将具有VOD系统功能及能提供更多信息服务的系统，统称为“客房信息服务系统HISS”。也便于区别局限于单纯的VOD系统。,5单点传送和多点传送,
7、客户机/服务器模型的通信只描述了点对点连接的情形。实际上每个客户都可与服务器建立点对点的连接，这种方式即单点传送(Unicast)。单点传送的一个明显弊病是Web服务器、多媒体服务器与数量较多的客户进行通信时，性能会明显下降，客户端将需要很长的响应时间和很低的传输速率。,多点传送(Multicast)则解决了上述问题，主机使用IP地址中的D类地址向网络中的一组能识别D类地址的主机发送数据，即多点传送需要主机网卡和路由器的支持。通常，路由器中保存组成员的信息，它能根据多点传送的数据包目的地址，把它转发到相应的组中。由于多点传送的发送方只需要发送依次数据包，不必为每个请求都建立相应的连接，因此降低
8、了对网络带宽的需求，提高了传输的质量。,6.视频/音频压缩,l 1980年以来，国际电话咨询委员会陆续完成了各种数据压缩和通讯标准，与数字视频压缩相关的有:JPEG、H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2、MPEG音频压缩方法有:MPEG-1、G.723。,二、流媒体软件,目前几种典型的流产品为:Microsoft公司的WindowsNT Server NetShow Services.(Windows Media)RealNetworks公司的RealSystemG2.Macromedia公司的Shockwave.,1.Netshow,1)Netshow是一个在网络上提供流式多媒
9、体服务的平台，它既适用于拨号接入的Internet网络，也适用于带宽富裕的局域网。2)利用Netshow，开发人员可以快捷地开发出需要多媒体服务的网络应用，满足培训、英语学习、娱乐、及广告等领域的需要。,3)在客户端的播放器为WindowsMediaPlayer，可播放ASF、AVI、MP3等格式的网上视音频。4)MicroSoft的Netshow提供了两种服务类型:Netshow Service for WindowsNT和NetShow Theater Server系统，其中后者是使用在ATM和快速以太网上。,5)NetShow Service是使用在中低带宽网络中传输多媒体数据流，是一个
10、纯软件环境，其主要特点是:支持Multicast，可以通过创建站(Station)来建立Multicast通信。与视频音频压缩/解压缩方法相独立，通过ASF(ActiveStreamFormat)文件来实现压缩、解压缩方法的自动下载。支持多种协议，包括TCP.UDP和HTTP.提供了多媒体内容制作工具，包括实时视频音频压缩工具，以及Netshow服务器管理器。,6) NetShow提供了Unicast和Multicast两种传输模式服务。多媒体数据点播和实时多媒体流都可通过这两个方式传给对方，它的服务模式如图所示：,2Real System,a)Real Networks公司的RealSyst
11、emG2的目的是使任何基于TCP/IP协议的网络都可以使用视频和音频流技术。b)它是第一个基于开放、扩展标准的流式媒体系统。通过它的同步性和对多种媒体的重播，用户可体验到全新的多媒体感觉。c)新的StreamSmart传输技术使实际网络环境下的重播更为可靠稳定。,d)新加入的两种媒体格式(Realtext和Realpix)与同步性多媒体集成语言(SMIL)相结合便可使大量的多媒体程序在窄带网络上传输。e)它采用流传输方式是基于Internet的流式传输协议RTSP(实时同步传输协议).,f)RealSystemG2系统作为一个客户机/服务器架构的流媒体系统，产品包括客户端软件:.Realpla
12、yerG2及RealplayerplusG2，用于播放Real流式媒体特有的格式;流媒体生成软件:RealProduceProG2及RealProducePlusG2，用于制作生成流媒体;服务器端软件Real Server G2，用于控制Real系统。新的系统支持AVI.MPEG和WAV及SWF等格式。,3.ShocKwave,1)Shockwave流技术与普通HTTP，(超文本传输协议)紧密结合，网上多媒体内容可由Macromedia公司的Director、Authorwave、Flash软件制作。2)Macromedia与Microsoft、Netscape达成协议，将ShocKwave技
13、术嵌入在它们的网络浏览器中，正式成为网络多媒体标准。现在Shockwave已成为Internet上多媒体的标准。,3)Snockwave的内容可以满足Web上丰富的内容而不必在乎Internet的传输速度。4)Shockwave对于交互式多媒体处理有着十分重要的作用，在教育上使用的一些网上多媒体应用与它关系紧密。,5)以著作工具Autnorwave的网上多媒体作品制作为例，一般做法为:压缩原文件，资源放在外部，引用格式为甙、Jpg、swa等。重新编译原文件为A4R。,切割处理，生成映射文件AAM、分段文件AAS，每段4k-500k，按网络通讯速度设置，将AAM文件嵌到HTML网页中。将AAM、
14、AAS文件和外部文件放到服务器上。客户端安装ShockkwaveforrAuthorwave插件，内容流式传送进行交互学习。,6）新的Authorwave5Attain进展是向智能化发展，出现了知识流(KnowledgeStreeam)技术，知识流是一种智能流式技术，它能预测并在适当时间预先下载所需要的应用片段，与标准的流式技术不同的是，知识流针对具有复杂分支结构的交互式多媒体学习应用进行了优化。,三、流技术在网上教学中的应用,a)Netshow和RealSystemG2能使我们在网上方便地实现音视频点播及实时广播。b)Shockwave则能使我们容易地在网上实现交互式多媒体学习。c)通过集成视频流和传统远程教学及培训，WebFORCEMediaBase已使教室和公司环境下的网上教学和培训成为现实。利用WebFORCEMediaBase。技术，得克萨斯大学和3Com公司的工程师们已经开始进行网上教学和培训项目。,d)WebFORCEMediaBase将音频流和视频流输出到桌面，在学生和老师之间用Web环境架设了一座桥梁。e)这种按需选课的好处在于学生既可以接受现场的教学，也可以课后再听取这些课程。这种实时的Web广播的特性在于，学生有充分的自主性，通过桌面类似于浏览器的一些工具，就可以在异地看到现场的讲解。,
