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摘要：随着科技的不断发展，高校简单的多媒体演示文稿教学方式已逐渐不能适应时代的要求。如何突破固有思维，寻找一种更实用更便捷的教学方法或载体，已经成为高校教育改革的首要任务。本文借鉴在线视频会议的流媒体技术，辅助互联网异步传输，设计了一套针对高校多媒体课堂的实时互动教学系统，为科技整合教育资源提供了一个方向。
关键词：流媒体 异步传输 高校教学系统
0 引言
随着网络技术的不断发展，高校多媒体教学方法得到了普遍推广。现如今的高校教学，大多以课堂现场播放音视频和演示文稿的方式进行，这虽然可以提高教学的直观性，变抽象为形象，提高课堂效率，但同时这样的方式也存在诸多弊端，比如课件过于程式化，华而不实，忽略了学生的学习主体性，不能和学生进行有效的互动，从而掩盖了多媒体技术的优势，也无法引起现今大学生学习的兴趣。
基于高校教育的现状，本文设计了一套即时互动的教学系统，该系统基于流媒体技术设计，辅助互联网异步传输技术，可以实现以学生为主体，以实时互动为手段，以传统板书式教学和演示文稿教学为辅助的新的多媒体教学方案。
1 流媒体技术简介
流媒体技术，是一种新的媒体传送方式，主要应用在在线会议、网络直播等实时数据传送中。它的传输原理是将视频、音频等媒体压缩为一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送，只需要在用户端缓存足够可播放的视频容量就可以开始播放，而不必下载完整个文件。这种技术不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低。
流媒体的传输协议主要包括两个部分，即实时数据传输协议RTP和实时传输控制协议RTCP，它们是由IETF的音视频工作组于1996年制订的，主要是为了弥补互联网带宽不足和服务质量控制机制微弱的局限性。RTP主要用来传输具有实时特点的数据，而RTCP用来控制服务质量，并在正在进行的会话里传送参加方的信息。
2 系统设计
2.1 总体结构
基于实时友好的设计理念，本系统主要包括服务器流媒体管理模块和客户端交互模块两部分。总体流程图如图1所示。
2.2 服务器流媒体管理模块
服务器流媒体管理模块作为该系统的核心，主要完成对课件、录制的音视频文件和其他教学文件的合成、采集、编码、存储和广播功能。
服务器流媒体管理模块的合成过程主要采用微软公司的Movie Maker和PowerPoint的Producer组件，采集和存储过程主要采用微软公司的Windows Media Encoder，而流媒体服务器的架设和广播功能主要采用Windows Media Server。
微软公司的Movie Maker和PowerPoint的Producer组件可以很方便的把已有的音视频文件和演示文稿制作成丰富多彩的形式。首先利用摄像机、音视频采集卡或桌面录制软件，把音视频和操作场景录制下来，然后利用Movie Maker制作包括字幕、转场特效等在内的完善的视频文件，也可以利用Producer组件制作复杂框架的多媒体演示文稿。
本系统媒体源的采集使用Windows Media Encoder软件，编码方式是微软的ASF。该软件可以捕捉话筒、摄像头、视频采集卡和电脑桌面等多种终端，生成的媒体源被捕捉以后发布存储到已经架设好的流媒体服务器上，就可以进行实时广播和点播功能。为了增强媒体的丰富性，我们第一步已经制作好了完善的视频文件和复杂框架的多媒体演示文稿，通过此步骤，可以把制作好的文件按一定的编码格式采集到流媒体服务器上。
流媒体服务器主要用于储存和控制广播流媒体的数据，它的架设离不开Windows Media Server，微软的服务器版本的系统都自带这一软件。架设好的服务器还需要进行流媒体站点的设置后，才能进行媒体流的播放功能。流媒体站点有两种设置，一种是实况推传递广播；另一种是录制拉传递点播。本系统在课上时间使用推传递广播，把教师现场的音视频、演示文稿等内容实况传输到学生机器上，并根据学生的反馈进行课件的实时调整；课下自学习时间则采用点播方式，让学生自行选择要学习的课程观看或下载。流媒体站点发布完成之后，就可以在学生端打开Media Player，输入发布点的地址mms://地址/文件名进行观看。本系统客户端交互模块会设计更友好更直观的客户端和浏览器网络界面，避免操作播放器的麻烦。
2.3 客户端交互模块
客户端交互模块直接面对学生，负责把流媒体模块的源数据展示在界面上，同时负责即时通信功能，让学生和教师实时沟通，教师端也可以自行屏蔽这一功能。该模块主要采用网页Ajax技术，对互动数据进行及时推拉。
Ajax技术俗称为异步传输技术，它是一种新的网页开发技术，利用它可以快捷方便的开发出即时聊天、文件传输等功能。Ajax的核心是JavaScript对象XmlHttpRequest，它可以使客户通过浏览器直接与服务器进行通信，而不用重新加载整个页面，从而减轻服务器的数据传输，使交互页面更小、更快、更友好。
本系统主要基于流媒体和网页Ajax技术开发设计，流媒体服务器除了上述的架设和软件安装外，还要配置好IIS（互联网信息服务），这样客户端就可以不受环境和条件限制，直接展示在互联网上。
本系统目前已完成主要的模块设计和框架整合。
3 结束语
信息技术的快速发展，为高校教育的改革提供了新的可能，在视频会议领域广泛应用的流媒体技术无疑是其中最有前景的研究方向。本系统充分融合流媒体技术和异步传输技术的优势，摒弃多媒体教学的固有思维，变学生为主体，以互动为手段，让课堂上每个人都参与其中，充分發挥学生的学习积极性，提高高校课堂学习效率。
参考文献：
[1]钟玉琢，向哲，沈洪.《流媒体和视频服务器》，清华大学出版社，2003.
[2]章森，吴建平，林闯.《互联网端到端拥塞控制研究综述》，软件学报，2002.
[3]梁民，汪伟.《基于AJAX技术开发web应用》，电脑知识与技术，2006.
关键词：流媒体 异步传输 高校教学系统
0 引言
随着网络技术的不断发展，高校多媒体教学方法得到了普遍推广。现如今的高校教学，大多以课堂现场播放音视频和演示文稿的方式进行，这虽然可以提高教学的直观性，变抽象为形象，提高课堂效率，但同时这样的方式也存在诸多弊端，比如课件过于程式化，华而不实，忽略了学生的学习主体性，不能和学生进行有效的互动，从而掩盖了多媒体技术的优势，也无法引起现今大学生学习的兴趣。
基于高校教育的现状，本文设计了一套即时互动的教学系统，该系统基于流媒体技术设计，辅助互联网异步传输技术，可以实现以学生为主体，以实时互动为手段，以传统板书式教学和演示文稿教学为辅助的新的多媒体教学方案。
1 流媒体技术简介
流媒体技术，是一种新的媒体传送方式，主要应用在在线会议、网络直播等实时数据传送中。它的传输原理是将视频、音频等媒体压缩为一个个压缩包，由视频服务器向用户计算机连续、实时传送，只需要在用户端缓存足够可播放的视频容量就可以开始播放，而不必下载完整个文件。这种技术不仅使启动延时大幅度地缩短，而且对系统缓存容量的需求也大大降低。
流媒体的传输协议主要包括两个部分，即实时数据传输协议RTP和实时传输控制协议RTCP，它们是由IETF的音视频工作组于1996年制订的，主要是为了弥补互联网带宽不足和服务质量控制机制微弱的局限性。RTP主要用来传输具有实时特点的数据，而RTCP用来控制服务质量，并在正在进行的会话里传送参加方的信息。
2 系统设计
2.1 总体结构
基于实时友好的设计理念，本系统主要包括服务器流媒体管理模块和客户端交互模块两部分。总体流程图如图1所示。
2.2 服务器流媒体管理模块
服务器流媒体管理模块作为该系统的核心，主要完成对课件、录制的音视频文件和其他教学文件的合成、采集、编码、存储和广播功能。
服务器流媒体管理模块的合成过程主要采用微软公司的Movie Maker和PowerPoint的Producer组件，采集和存储过程主要采用微软公司的Windows Media Encoder，而流媒体服务器的架设和广播功能主要采用Windows Media Server。
微软公司的Movie Maker和PowerPoint的Producer组件可以很方便的把已有的音视频文件和演示文稿制作成丰富多彩的形式。首先利用摄像机、音视频采集卡或桌面录制软件，把音视频和操作场景录制下来，然后利用Movie Maker制作包括字幕、转场特效等在内的完善的视频文件，也可以利用Producer组件制作复杂框架的多媒体演示文稿。
本系统媒体源的采集使用Windows Media Encoder软件，编码方式是微软的ASF。该软件可以捕捉话筒、摄像头、视频采集卡和电脑桌面等多种终端，生成的媒体源被捕捉以后发布存储到已经架设好的流媒体服务器上，就可以进行实时广播和点播功能。为了增强媒体的丰富性，我们第一步已经制作好了完善的视频文件和复杂框架的多媒体演示文稿，通过此步骤，可以把制作好的文件按一定的编码格式采集到流媒体服务器上。
流媒体服务器主要用于储存和控制广播流媒体的数据，它的架设离不开Windows Media Server，微软的服务器版本的系统都自带这一软件。架设好的服务器还需要进行流媒体站点的设置后，才能进行媒体流的播放功能。流媒体站点有两种设置，一种是实况推传递广播；另一种是录制拉传递点播。本系统在课上时间使用推传递广播，把教师现场的音视频、演示文稿等内容实况传输到学生机器上，并根据学生的反馈进行课件的实时调整；课下自学习时间则采用点播方式，让学生自行选择要学习的课程观看或下载。流媒体站点发布完成之后，就可以在学生端打开Media Player，输入发布点的地址mms://地址/文件名进行观看。本系统客户端交互模块会设计更友好更直观的客户端和浏览器网络界面，避免操作播放器的麻烦。
2.3 客户端交互模块
客户端交互模块直接面对学生，负责把流媒体模块的源数据展示在界面上，同时负责即时通信功能，让学生和教师实时沟通，教师端也可以自行屏蔽这一功能。该模块主要采用网页Ajax技术，对互动数据进行及时推拉。
Ajax技术俗称为异步传输技术，它是一种新的网页开发技术，利用它可以快捷方便的开发出即时聊天、文件传输等功能。Ajax的核心是JavaScript对象XmlHttpRequest，它可以使客户通过浏览器直接与服务器进行通信，而不用重新加载整个页面，从而减轻服务器的数据传输，使交互页面更小、更快、更友好。
本系统主要基于流媒体和网页Ajax技术开发设计，流媒体服务器除了上述的架设和软件安装外，还要配置好IIS（互联网信息服务），这样客户端就可以不受环境和条件限制，直接展示在互联网上。
本系统目前已完成主要的模块设计和框架整合。
3 结束语
信息技术的快速发展，为高校教育的改革提供了新的可能，在视频会议领域广泛应用的流媒体技术无疑是其中最有前景的研究方向。本系统充分融合流媒体技术和异步传输技术的优势，摒弃多媒体教学的固有思维，变学生为主体，以互动为手段，让课堂上每个人都参与其中，充分發挥学生的学习积极性，提高高校课堂学习效率。
参考文献：
[1]钟玉琢，向哲，沈洪.《流媒体和视频服务器》，清华大学出版社，2003.
[2]章森，吴建平，林闯.《互联网端到端拥塞控制研究综述》，软件学报，2002.
[3]梁民，汪伟.《基于AJAX技术开发web应用》，电脑知识与技术，2006.