基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)

　　視頻點(diǎn)播技術(shù)（VOD）是近年來新興的一種傳媒方式，它徹底改變了長期以來廣播式的單向視頻傳播方式，滿足了人們對(duì)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(xiàn)有的軟硬件資源進(jìn)行升級(jí)改造，構(gòu)建一個(gè)基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，將有利于學(xué)校開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），簡稱VOD，意即根據(jù)用戶的需要播放相應(yīng)的視頻節(jié)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(shì)，徹底改變了過去收看節(jié)目的被動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)了節(jié)目的按需收看。此外，它還可以讓用戶對(duì)節(jié)目的播放進(jìn)程進(jìn)行控制，如開始、停止、暫停、快進(jìn)、倒退等。近年來，隨著視頻編碼、高容量存儲(chǔ)、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。用戶不需要增加很多投資, 只需在現(xiàn)有家用電視或微機(jī)終端的基礎(chǔ)上增加一個(gè)機(jī)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(tǒng)的組成

　　視頻點(diǎn)播系統(tǒng)由4部分組成（如圖1所示）：視頻節(jié)目制作中心、VOD服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)傳輸和用戶終端等。視頻節(jié)目制作中心主要完成視頻節(jié)目的制作和存儲(chǔ)。服務(wù)器是溝通用戶與節(jié)目的橋梁：用戶通過網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)器建立連接，服務(wù)器把節(jié)目單下傳給用戶終端，用戶從節(jié)目單中選擇自己感興趣的節(jié)目，服務(wù)器分析用戶的請(qǐng)求，從存儲(chǔ)器中調(diào)用相應(yīng)的節(jié)目內(nèi)容，將它以穩(wěn)定的速率下傳給用戶。VOD系統(tǒng)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(wěn)定流暢地傳輸視頻、聲音、圖像等多媒體信息。接入網(wǎng)是連接用戶和交換網(wǎng)的那一段，可以是RTTC、ADSL、HFC、LAN、WAN等多種方式。用戶終端可以有多種，最常用的就是利用計(jì)算機(jī)瀏覽器方式或電視機(jī)加機(jī)頂盒的方式來實(shí)現(xiàn)。

　　3、視頻點(diǎn)播的特點(diǎn)

　　視頻點(diǎn)播的作為一門新興的綜合性技術(shù)，其特點(diǎn)是很明顯的：

　?。?）視頻信息獲取的主動(dòng)性和可控性

　　長期以來，廣播電視都是單向傳播的，用戶只能被動(dòng)地收看電視臺(tái)播出的節(jié)目。而在VOD系統(tǒng)中，用戶可以根據(jù)自己的需求隨時(shí)選擇自己喜愛的節(jié)目。這也是VOD系統(tǒng)最吸引人的地方。此外，它還允許用戶對(duì)點(diǎn)播節(jié)目的開始、結(jié)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(qiáng)。這是傳統(tǒng)的閉路電視系統(tǒng)所沒有的。

　　（2）高質(zhì)量的視頻壓縮

　　視頻信息數(shù)據(jù)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，其效果是無法忍受的。在VOD系統(tǒng)中，由于采用了MPEG、H.26x等視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)，使系統(tǒng)不僅有較高的數(shù)據(jù)壓縮比，而且還可獲得高質(zhì)量的畫面還原特性。

　?。?）視頻信息的無損重用

　　傳統(tǒng)的視頻點(diǎn)播是通過錄像帶、VCD盤等信息載體，借助錄像機(jī)或VCD機(jī)等實(shí)現(xiàn)的。存儲(chǔ)在光盤和磁帶上的信息會(huì)因反復(fù)使用而有磨損，致使觀看效果不佳。而在VOD系統(tǒng)中，視頻信息是經(jīng)數(shù)字化處理后存儲(chǔ)在VOD服務(wù)器上的，它不會(huì)因反復(fù)播放或時(shí)間的推移而出現(xiàn)質(zhì)量下降的問題。

　　（4）視頻信息的并發(fā)使用

　　VOD系統(tǒng)可以讓多個(gè)用戶同時(shí)點(diǎn)播相同的節(jié)目而互不影響，這樣，一個(gè)熱點(diǎn)節(jié)目可以多人同時(shí)收看，而且可以各自對(duì)節(jié)目的播放進(jìn)度進(jìn)行控制。

　　二、構(gòu)建基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)的必要性

　?。?）雙向多媒體教學(xué)的需要

　　在教學(xué)過程中，學(xué)生是一個(gè)主動(dòng)的個(gè)體，知識(shí)是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)得來的。我們必須改變滿堂灌的說教模式，強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與意識(shí)，讓師生在一個(gè)雙向互動(dòng)的過程中，共同解決教學(xué)難點(diǎn)。視頻點(diǎn)播保留了傳統(tǒng)教育媒體的多媒體特性，它通過視頻、聲音、圖像、動(dòng)畫、文本等多媒體方式向?qū)W生傳送豐富、具體、生動(dòng)的知識(shí)，使抽象化的東西形象化；同時(shí)它又克服了傳統(tǒng)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(quán)，學(xué)生可自主點(diǎn)播所需的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行探索式、發(fā)現(xiàn)式的學(xué)習(xí)。這有利于培養(yǎng)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、尋求問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(yīng)具有開放性，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享。而傳統(tǒng)的閉路電視系統(tǒng)，不能讓教師在網(wǎng)絡(luò)上共享教學(xué)資料，致使當(dāng)前很多學(xué)校都存在著重復(fù)制作多媒體課件、重復(fù)購買音像資源的問題，造成人力和財(cái)力的巨大浪費(fèi)。構(gòu)建在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上的VOD系統(tǒng)能夠和Internet無縫結(jié)合。這樣老師和學(xué)生不僅可以點(diǎn)播本校的多媒體資源，還可以訪問其他學(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(duì)Internet進(jìn)行訪問，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(yàn)錄像等放到VOD的資源庫中，通過VOD系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)性能，方便地實(shí)現(xiàn)精品共享與交流。

　?。?）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，但通過視頻點(diǎn)播技術(shù)，可在同一空間營造出一個(gè)個(gè)相對(duì)個(gè)性化的教學(xué)環(huán)境：學(xué)習(xí)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(xí)內(nèi)容，并可根據(jù)自身情況調(diào)整學(xué)習(xí)進(jìn)度，自主選擇指導(dǎo)老師。這可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性，達(dá)到因材施教的目的。

　　三、構(gòu)建基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)

　　當(dāng)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。各廠商對(duì)學(xué)校視頻點(diǎn)播系統(tǒng)都投以了極高的熱情，紛紛提出了自己的解決方案。但是對(duì)于大多數(shù)學(xué)校而言，在有限的資源條件下，完全依據(jù)廠商的方案重新構(gòu)建校園視頻點(diǎn)播系統(tǒng)是不切實(shí)際的，“因校制宜”，在現(xiàn)有的軟硬件基礎(chǔ)上進(jìn)行升級(jí)改造才是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的選擇。下面我們介紹怎樣構(gòu)建基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，以使學(xué)?，F(xiàn)有的硬件資源得到充分利用。

1、系統(tǒng)功能定位

　　我們所要構(gòu)建的基于校園網(wǎng)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)，功能框圖如圖2所示。各教室、實(shí)驗(yàn)室、教研室、行政辦公室、會(huì)議室、圖書館、學(xué)生寢室等都裝有計(jì)算機(jī)終端或帶有機(jī)頂盒的電視終端，學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、教師、學(xué)生等都可以通過就近的終端，通過統(tǒng)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(nèi)的，也可以是其它學(xué)?；騃nternet上的信息和資源。

　　2、系統(tǒng)構(gòu)建方案

　　（1）結(jié)構(gòu)化布線
　　建立網(wǎng)絡(luò)主干采用100M交換、用戶端10M交換到桌面的校園局域網(wǎng)。

　?。?）視頻點(diǎn)播服務(wù)器
　　視頻點(diǎn)播服務(wù)器是VOD系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)視頻信息的儲(chǔ)存播放，其工作能力極大地影響視頻點(diǎn)播系統(tǒng)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(chǔ)容量、資源的共享性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的開放性、系統(tǒng)的擴(kuò)充性、穩(wěn)定性、可靠性等因素對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的影響。校園視頻點(diǎn)播系統(tǒng)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(jī)的視頻服務(wù)器。這種類型的服務(wù)器是在高性能計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)上增加支持視頻數(shù)據(jù)訪問的有關(guān)硬件，再將系統(tǒng)進(jìn)行一定的優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)視頻點(diǎn)播功能的。

　?。?）用戶終端
　　VOD系統(tǒng)用戶端設(shè)備有兩種：一種是計(jì)算機(jī)（PC）；另一種是電視機(jī)（TV）加機(jī)頂盒（STB）。機(jī)頂盒通稱Set Top Box，是一種智慧型的數(shù)字式信號(hào)轉(zhuǎn)換器，用戶透過此設(shè)備即能夠?qū)崿F(xiàn)視頻點(diǎn)播、Internet訪問、遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻會(huì)議、電子商務(wù)等多媒體信息服務(wù)。機(jī)頂盒通常與電視機(jī)配合使用，當(dāng)用戶進(jìn)行點(diǎn)播時(shí)，將電視機(jī)切換至AV模式后，可使用機(jī)頂盒的遙控鍵盤對(duì)VOD系統(tǒng)所提供的視頻節(jié)目進(jìn)行點(diǎn)播，操作簡單方便。為了利用學(xué)校現(xiàn)有的硬件資源，我們既使用PC機(jī)做點(diǎn)播終端，也在現(xiàn)有的電視終端上配以機(jī)頂盒做點(diǎn)播終端。

　?。?）視頻點(diǎn)播軟件
　　我們建議選用基于Web開發(fā)的視頻點(diǎn)播軟件，以便能和Internet無縫結(jié)合。這樣老師和學(xué)生在點(diǎn)播校內(nèi)視頻資源的同時(shí)，可隨時(shí)訪問Internet上豐富的多媒體教學(xué)資源。

　　三、用校園視頻點(diǎn)播系統(tǒng)開展多種形式的教學(xué)

　　利用VOD系統(tǒng)的雙向視頻傳輸特性和網(wǎng)絡(luò)特性，我們可以開展多種形式的教學(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(xiàn)場實(shí)驗(yàn)示范等采編存入VOD系統(tǒng)，教師可在終端機(jī)上，通過統(tǒng)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(tǒng)中豐富的多媒體教學(xué)資源不僅減輕了教師的備課負(fù)擔(dān)有利于資源共享，此外，由于VOD系統(tǒng)支持多用戶點(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(nèi)容來進(jìn)行教學(xué)，并分別對(duì)播放進(jìn)程進(jìn)行控制。

　　2、自主學(xué)習(xí)

　　在VOD系統(tǒng)中，可以充分發(fā)揮學(xué)生的自主性：學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，在寢室、圖書館、計(jì)算機(jī)機(jī)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(xí)，以增強(qiáng)學(xué)習(xí)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(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充學(xué)習(xí)，拓寬知識(shí)面；在學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以按照自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度，對(duì)播放過程進(jìn)行控制，營造出一個(gè)相對(duì)個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，達(dá)到最好的學(xué)習(xí)效果。

　　3、遠(yuǎn)程教學(xué)

　　和Internet無縫整合在一起的VOD系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)跨地域的遠(yuǎn)程教學(xué)。將優(yōu)秀教師的講課錄像放到VOD服務(wù)器上，聽課者可以遠(yuǎn)程點(diǎn)播這些錄像，進(jìn)行在線學(xué)習(xí)；聽課者也可以先把錄像下載到本地服務(wù)器上，然后在當(dāng)?shù)氐木钟蚓W(wǎng)范圍內(nèi)點(diǎn)播學(xué)習(xí)。利用VOD系統(tǒng)開展遠(yuǎn)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(dá)不到的；此外，VOD系統(tǒng)的視頻傳播是雙向的，學(xué)習(xí)者可以根據(jù)自己的具體情況，自行安排學(xué)習(xí)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(bào)告會(huì)

　　由于VOD系統(tǒng)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(xiàn)場，通過VOD系統(tǒng)的現(xiàn)場直播或?qū)崨r轉(zhuǎn)播功能，就可聆聽專家們精彩的報(bào)告，觀看交流會(huì)的現(xiàn)場實(shí)況。在觀看過程中，還可以通過VOD系統(tǒng)提供的提問、留言和發(fā)表評(píng)論等交互功能，向與會(huì)的專家們提問，與他們進(jìn)行交流。

　　5、影視欣賞

　　VOD系統(tǒng)能夠平滑流暢地傳播視頻信息，而且觀看者還可自由地對(duì)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(tǒng)中，影視資料的播放質(zhì)量不會(huì)因播放次數(shù)的增多而下降，從而也延長了影視資料的使用壽命。

　　結(jié)束語

　　視頻點(diǎn)播是多種先進(jìn)技術(shù)融合的結(jié)晶，它不僅能夠平滑流暢地傳播視頻信息，而且賦予了用戶極大的自主選擇空間，從而滿足了現(xiàn)代人崇尚自由、渴望參與的心理需求。構(gòu)建基于校園網(wǎng)的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)并利用它開展多種形式的教學(xué)，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性的發(fā)揮，有利于體現(xiàn)教師的教學(xué)創(chuàng)造性，實(shí)現(xiàn)雙向多媒體組合教學(xué)?？梢灶A(yù)見，在不久的將來，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(shù)字化校園的建設(shè)。

　　參考文獻(xiàn)

　　1.什么是視頻點(diǎn)播（VOD）技術(shù)》 李亞波 http://www.ccidnet.com　
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　　3.《VOD系統(tǒng)的應(yīng)用》VOD系統(tǒng)的應(yīng)用 陳 剛