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基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統
前言視頻點(diǎn)播技術(shù)（VOD）是近年來(lái)新興的一種傳媒方式，它徹底改變了長(cháng)期以來(lái)廣播式的單向視頻傳播方式，滿(mǎn)足了人們對視頻播放進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的愿望。如今，視頻點(diǎn)播技術(shù)正日益受到教育界的普遍關(guān)注。將學(xué)�，F有的軟硬件資源進(jìn)行升級改造，構建一個(gè)基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統，將有利于學(xué)校開(kāi)展多種形式的雙向多媒體教學(xué)，同時(shí)，也有利于學(xué)校教育資源的網(wǎng)絡(luò )化。
一、視頻點(diǎn)播技術(shù)
1、什么是視頻點(diǎn)播
視頻點(diǎn)播（Video On Demand），簡(jiǎn)稱(chēng)VOD，意即根據用戶(hù)的需要播放相應的視頻節目。它是一種先進(jìn)的視頻通信技術(shù),綜合了網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)、多媒體技術(shù)和電視技術(shù)的優(yōu)勢，徹底改變了過(guò)去收看節目的被動(dòng)方式，實(shí)現了節目的按需收看。此外，它還可以讓用戶(hù)對節目的播放進(jìn)程進(jìn)行控制，如開(kāi)始、停止、暫停、快進(jìn)、倒退等。近年來(lái)，隨著(zhù)視頻編碼、高容量存儲、ATM交換技術(shù)及高速網(wǎng)絡(luò )通訊的發(fā)展，視頻點(diǎn)播技術(shù)的商用已不再是遙不可及的事了。用戶(hù)不需要增加很多投資, 只需在現有家用電視或微機終端的基礎上增加一個(gè)機頂盒、一個(gè)遙控器, 然后連接進(jìn)郵電寬帶通信網(wǎng), 即可享受到視頻點(diǎn)播服務(wù)。
2、視頻點(diǎn)播（VOD）系統的組成
視頻點(diǎn)播系統由4部分組成（如圖1所示）：視頻節目制作中心、VOD服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò )傳輸和用戶(hù)終端等。視頻節目制作中心主要完成視頻節目的制作和存儲。服務(wù)器是溝通用戶(hù)與節目的橋梁：用戶(hù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò )和服務(wù)器建立連接，服務(wù)器把節目單下傳給用戶(hù)終端，用戶(hù)從節目單中選擇自己感興趣的節目，服務(wù)器分析用戶(hù)的請求，從存儲器中調用相應的節目?jì)热�，將它以穩定的速率下傳給用戶(hù)。VOD系統的網(wǎng)絡(luò )可分為交換網(wǎng)和接入網(wǎng)兩大部分。目前交換網(wǎng)大多是采用ATM技術(shù)的光纖網(wǎng)。ATM是一種信元交換技術(shù)，它綜合了電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，可穩定流暢地傳輸視頻、聲音、圖像等多媒體信息。接入網(wǎng)是連接用戶(hù)和交換網(wǎng)的那一段，可以是RTTC、ADSL、HFC、LAN、WAN等多種方式。用戶(hù)終端可以有多種，最常用的就是利用計算機瀏覽器方式或電視機加機頂盒的方式來(lái)實(shí)現。
3、視頻點(diǎn)播的特點(diǎn)
視頻點(diǎn)播的作為一門(mén)新興的綜合性技術(shù)，其特點(diǎn)是很明顯的：
�。�1）視頻信息獲取的主動(dòng)性和可控性
長(cháng)期以來(lái)，廣播電視都是單向傳播的，用戶(hù)只能被動(dòng)地收看電視臺播出的節目。而在VOD系統中，用戶(hù)可以根據自己的需求隨時(shí)選擇自己喜愛(ài)的節目。這也是VOD系統最吸引人的地方。此外，它還允許用戶(hù)對點(diǎn)播節目的開(kāi)始、結束時(shí)間和暫停、快進(jìn)、快退、定格、慢放等進(jìn)行控制，交互性很強。這是傳統的閉路電視系統所沒(méi)有的。
�。�2）高質(zhì)量的視頻壓縮
視頻信息數據量很大而且實(shí)時(shí)性要求高，如果不經(jīng)壓縮就直接在網(wǎng)上傳送，其效果是無(wú)法忍受的。在VOD系統中，由于采用了MPEG、H.26x等視頻壓縮標準，使系統不僅有較高的數據壓縮比，而且還可獲得高質(zhì)量的畫(huà)面還原特性。
�。�3）視頻信息的無(wú)損重用
傳統的視頻點(diǎn)播是通過(guò)錄像帶、VCD盤(pán)等信息載體，借助錄像機或VCD機等實(shí)現的。存儲在光盤(pán)和磁帶上的信息會(huì )因反復使用而有磨損，致使觀(guān)看效果不佳。而在VOD系統中，視頻信息是經(jīng)數字化處理后存儲在VOD服務(wù)器上的，它不會(huì )因反復播放或時(shí)間的推移而出現質(zhì)量下降的問(wèn)題。
�。�4）視頻信息的并發(fā)使用
VOD系統可以讓多個(gè)用戶(hù)同時(shí)點(diǎn)播相同的節目而互不影響，這樣，一個(gè)熱點(diǎn)節目可以多人同時(shí)收看，而且可以各自對節目的播放進(jìn)度進(jìn)行控制。
二、構建基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統的必要性
�。�1）雙向多媒體教學(xué)的需要
在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生是一個(gè)主動(dòng)的個(gè)體，知識是學(xué)生主動(dòng)建構得來(lái)的。我們必須改變滿(mǎn)堂灌的說(shuō)教模式，強調學(xué)生的參與意識，讓師生在一個(gè)雙向互動(dòng)的過(guò)程中，共同解決教學(xué)難點(diǎn)。視頻點(diǎn)播保留了傳統教育媒體的多媒體特性，它通過(guò)視頻、聲音、圖像、動(dòng)畫(huà)、文本等多媒體方式向學(xué)生傳送豐富、具體、生動(dòng)的知識，使抽象化的東西形象化；同時(shí)它又克服了傳統教育媒體單向傳播的局限性，它給了學(xué)生充分的主動(dòng)權，學(xué)生可自主點(diǎn)播所需的教學(xué)內容進(jìn)行探索式、發(fā)現式的學(xué)習。這有利于培養學(xué)生自主發(fā)現問(wèn)題、分析問(wèn)題、尋求問(wèn)題解決方案的探索精神和創(chuàng )新能力。
�。�2）教育資源網(wǎng)絡(luò )化需要
教育資源應具有開(kāi)放性，從而實(shí)現教學(xué)資源共享。而傳統的閉路電視系統，不能讓教師在網(wǎng)絡(luò )上共享教學(xué)資料，致使當前很多學(xué)校都存在著(zhù)重復制作多媒體課件、重復購買(mǎi)音像資源的問(wèn)題，造成人力和財力的巨大浪費。構建在計算機網(wǎng)絡(luò )基礎上的VOD系統能夠和Internet無(wú)縫結合。這樣老師和學(xué)生不僅可以點(diǎn)播本校的多媒體資源，還可以訪(fǎng)問(wèn)其他學(xué)校的多媒體教學(xué)資源庫，為己所用。在進(jìn)行視頻點(diǎn)播的同時(shí)，還可以隨時(shí)對Internet進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，從 Internet上獲取所需的教學(xué)資源。管理人員也可以收集優(yōu)秀的多媒體課件、教學(xué)錄像、實(shí)驗錄像等放到VOD的資源庫中，通過(guò)VOD系統的網(wǎng)絡(luò )性能，方便地實(shí)現精品共享與交流。
�。�3）個(gè)性化教學(xué)的需要
雖然由于師資力量等因素的限制，個(gè)性化教學(xué)還未成為主流教學(xué)方式，但通過(guò)視頻點(diǎn)播技術(shù)，可在同一空間營(yíng)造出一個(gè)個(gè)相對個(gè)性化的教學(xué)環(huán)境：學(xué)習者可以不受時(shí)間和地理空間的限制，自主選擇適合自己的學(xué)習內容，并可根據自身情況調整學(xué)習進(jìn)度，自主選擇指導老師。這可充分調動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，達到因材施教的目的。
三、構建基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統
當前，視頻點(diǎn)播技術(shù)正日益受到教育界和商界的普遍關(guān)注。各廠(chǎng)商對學(xué)校視頻點(diǎn)播系統都投以了極高的熱情，紛紛提出了自己的解決方案。但是對于大多數學(xué)校而言，在有限的資源條件下，完全依據廠(chǎng)商的方案重新構建校園視頻點(diǎn)播系統是不切實(shí)際的，“因校制宜”，在現有的軟硬件基礎上進(jìn)行升級改造才是一種經(jīng)濟實(shí)用的選擇。下面我們介紹怎樣構建基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統，以使學(xué)�，F有的硬件資源得到充分利用。
1、系統功能定位
我們所要構建的基于校園網(wǎng)視頻點(diǎn)播系統，功能框圖如圖2所示。各教室、實(shí)驗室、教研室、行政辦公室、會(huì )議室、圖書(shū)館、學(xué)生寢室等都裝有計算機終端或帶有機頂盒的電視終端，學(xué)校領(lǐng)導、教師、學(xué)生等都可以通過(guò)就近的終端，通過(guò)統一的界面，自主點(diǎn)播所需的多媒體信息和多媒體教學(xué)資源。這些信息和資源既可以是本校內的，也可以是其它學(xué)�；騃nternet上的信息和資源。
2、系統構建方案
�。�1）結構化布線(xiàn)
建立網(wǎng)絡(luò )主干采用100M交換、用戶(hù)端10M交換到桌面的校園局域網(wǎng)。
�。�2）視頻點(diǎn)播服務(wù)器
視頻點(diǎn)播服務(wù)器是VOD系統的核心，主要負責視頻信息的儲存播放，其工作能力極大地影響視頻點(diǎn)播系統的服務(wù)能力。所以選擇視頻服務(wù)器時(shí)，要充分考慮服務(wù)器的并發(fā)輸出能力、存儲容量、資源的共享性、系統結構的開(kāi)放性、系統的擴充性、穩定性、可靠性等因素對整個(gè)系統運行的影響。校園視頻點(diǎn)播系統由于其業(yè)務(wù)量不是很大，所以我們建議選用基于高檔PC機的視頻服務(wù)器。這種類(lèi)型的服務(wù)器是在高性能計算機的基礎上增加支持視頻數據訪(fǎng)問(wèn)的有關(guān)硬件，再將系統進(jìn)行一定的優(yōu)化，從而實(shí)現視頻點(diǎn)播功能的。
�。�3）用戶(hù)終端
VOD系統用戶(hù)端設備有兩種：一種是計算機（PC）；另一種是電視機（TV）加機頂盒（STB）。機頂盒通稱(chēng)Set Top Box，是一種智慧型的數字式信號轉換器，用戶(hù)透過(guò)此設備即能夠實(shí)現視頻點(diǎn)播、Internet訪(fǎng)問(wèn)、遠程教學(xué)、視頻會(huì )議、電子商務(wù)等多媒體信息服務(wù)。機頂盒通常與電視機配合使用，當用戶(hù)進(jìn)行點(diǎn)播時(shí)，將電視機切換至AV模式后，可使用機頂盒的遙控鍵盤(pán)對VOD系統所提供的視頻節目進(jìn)行點(diǎn)播，操作簡(jiǎn)單方便。為了利用學(xué)�，F有的硬件資源，我們既使用PC機做點(diǎn)播終端，也在現有的電視終端上配以機頂盒做點(diǎn)播終端。
�。�4）視頻點(diǎn)播軟件
我們建議選用基于Web開(kāi)發(fā)的視頻點(diǎn)播軟件，以便能和Internet無(wú)縫結合。這樣老師和學(xué)生在點(diǎn)播校內視頻資源的同時(shí)，可隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)Internet上豐富的多媒體教學(xué)資源。
三、用校園視頻點(diǎn)播系統開(kāi)展多種形式的教學(xué)
利用VOD系統的雙向視頻傳輸特性和網(wǎng)絡(luò )特性，我們可以開(kāi)展多種形式的教學(xué)：
1、視頻點(diǎn)播教學(xué)
將各科優(yōu)秀教師的多媒體課件、電視教材、直播課程、現場(chǎng)實(shí)驗示范等采編存入VOD系統，教師可在終端機上，通過(guò)統一的點(diǎn)播界面，自由點(diǎn)播這些視頻資源進(jìn)行教學(xué)。VOD系統中豐富的多媒體教學(xué)資源不僅減輕了教師的備課負擔有利于資源共享，此外，由于VOD系統支持多用戶(hù)點(diǎn)播而互不影響，所以不同地點(diǎn)的老師可以同時(shí)點(diǎn)播相同教學(xué)內容來(lái)進(jìn)行教學(xué)，并分別對播放進(jìn)程進(jìn)行控制。
2、自主學(xué)習
在VOD系統中，可以充分發(fā)揮學(xué)生的自主性：學(xué)生可以根據自己的學(xué)習情況，在寢室、圖書(shū)館、計算機機房甚至家里，自由地選擇多媒體課件、老師講課錄像等進(jìn)行學(xué)習，以增強學(xué)習的自主性和主動(dòng)性；學(xué)生還可以點(diǎn)播自己感興趣的內容進(jìn)行補充學(xué)習，拓寬知識面；在學(xué)習過(guò)程中，學(xué)生可以按照自己的學(xué)習進(jìn)度，對播放過(guò)程進(jìn)行控制，營(yíng)造出一個(gè)相對個(gè)性化的學(xué)習環(huán)境，達到最好的學(xué)習效果。
3、遠程教學(xué)
和Internet無(wú)縫整合在一起的VOD系統可實(shí)現跨地域的遠程教學(xué)。將優(yōu)秀教師的講課錄像放到VOD服務(wù)器上，聽(tīng)課者可以遠程點(diǎn)播這些錄像，進(jìn)行在線(xiàn)學(xué)習；聽(tīng)課者也可以先把錄像下載到本地服務(wù)器上，然后在當地的局域網(wǎng)范圍內點(diǎn)播學(xué)習。利用VOD系統開(kāi)展遠程教學(xué)的有兩大優(yōu)點(diǎn)：首先，它的視頻傳輸特性好，這是一般的網(wǎng)絡(luò )教學(xué)達不到的；此外，VOD系統的視頻傳播是雙向的，學(xué)習者可以根據自己的具體情況，自行安排學(xué)習時(shí)間，這是VOD教學(xué)明顯優(yōu)于廣播電視教學(xué)的地方。
4、視頻報告會(huì )
由于VOD系統視頻傳輸特性好，所以老師和學(xué)生不必親臨學(xué)術(shù)交流會(huì )現場(chǎng)，通過(guò)VOD系統的現場(chǎng)直播或實(shí)況轉播功能，就可聆聽(tīng)專(zhuān)家們精彩的報告，觀(guān)看交流會(huì )的現場(chǎng)實(shí)況。在觀(guān)看過(guò)程中，還可以通過(guò)VOD系統提供的提問(wèn)、留言和發(fā)表評論等交互功能，向與會(huì )的專(zhuān)家們提問(wèn)，與他們進(jìn)行交流。
5、影視欣賞
VOD系統能夠平滑流暢地傳播視頻信息，而且觀(guān)看者還可自由地對播放進(jìn)程進(jìn)行控制。把影視資料放到VOD服務(wù)器中，學(xué)生們就可隨時(shí)隨地地點(diǎn)播收看，這樣就增大了影視資料的共享范圍，極大地豐富了學(xué)生們的影視文化生活；此外，在VOD系統中，影視資料的播放質(zhì)量不會(huì )因播放次數的增多而下降，從而也延長(cháng)了影視資料的使用壽命。
結束語(yǔ)
視頻點(diǎn)播是多種先進(jìn)技術(shù)融合的結晶，它不僅能夠平滑流暢地傳播視頻信息，而且賦予了用戶(hù)極大的自主選擇空間，從而滿(mǎn)足了現代人崇尚自由、渴望參與的心理需求。構建基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統并利用它開(kāi)展多種形式的教學(xué)，有利于學(xué)生學(xué)習主動(dòng)性的發(fā)揮，有利于體現教師的教學(xué)創(chuàng )造性，實(shí)現雙向多媒體組合教學(xué)�？梢灶A見(jiàn)，在不久的將來(lái)，視頻點(diǎn)播將成為學(xué)校教育中不可缺少的組成部分，從而推進(jìn)數字化校園的建設。
參考文獻
1.什么是視頻點(diǎn)播（VOD）技術(shù)》 李亞波 http://www.ccidnet.com
2. 《VOD視頻點(diǎn)播技術(shù)原理》 趙強 http://www.chinatelecom.com.cn
3.《VOD系統的應用》VOD系統的應用 陳 剛
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