多媒体播放系统的设计与实现.docx
《多媒体播放系统的设计与实现.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多媒体播放系统的设计与实现.docx（51页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
多媒体播放系统的设计与实现
摘 要
伴随着计算机技术和多媒体技术的高速发展，人们对于多媒体资源的播放以及管理的要求越来越高。
本文介绍的便是一款能够对媒体资源进行方便地播放管理的多媒体播放器系统。
本文首先从业务需求、功能需求和性能需求三个方面对系统作了详细、全面的需求分析。
然后在此基础上设计了系统的数据库信息、界面布局以及播放控制、后台数据库管理、辅助管理以及异常处理这四大功能模块。
最后重点介绍了系统功能实现的过程和难点解决的办法。
本系统在播放过程中可以实现暂停、停止、上一个、下一个等功能，也能够进行拖动条的拖动播放以及点击播放，实现了音量增大、减小及静音功能。
后台能够对媒体信息和文件音量进行存储，也能实现数据库的清空。
可实现截图、全屏、窗口缩放、进度显示和换肤功能，还能对操作过程中的数据库异常和误操作等进行处理。
本系统是采用Delphi7.0程序开发软件和SQLServer2005数据库来进行设计和开发的。
经过调试运行，播放器能够对AVI、WMV、MP3、wma、wav等格式文件及动画进行播放。
关键词：
多媒体；播放器；Delphi；SQLServer
ABSTRACT
Withthefastdevelopmentofcomputerandmultimediatechnology,thedemandofplaybackandmanagementofmultimediaresourcesbecominghigherandhigher.Thethesis
introducesaplayersystemwhichbeabletomanagetheplaybackexpediently.
Firstly,thedemandanalysisisintroducedinthethesis,whichincludingbusinessrequirements,functionalrequirementsandperformanceequirements.Then,designedthemediadatainformation,thelayoutofthesystemandfunctionmodulesofthesystem.Thesystemincludingfourmodules,theyaretheplaybackmanagementmodule,backgrounddatabasemanagementmodule,auxiliarymanagementmoduleandexceptionhandlingmodule.Finally,thethesisfocusonintroducingtheprocessofthesystemrelizationandthemethodstodealwithdifficultpoints.Duringtheplayback,theplaybackcontrolingincludingplay,pause,stop,prevandnext.TheplaybackofmediaalsocanbecontrolledbydraggingorclicktheTrackBar.Theusercanalsoincrease,decreaseormutethevolumeofthefiles.Thevideoplayerwindowcanbecapturedandzoomed,theplaylistcanbehiddenandcleared,andtheskinoftheplayercanbereplaced.Alotofmethodsarealsousedtohandletheexceptionsandpreventoperatingerrorstomakesuretherobustnessofthedesign.
Thesystemisdevelopedwithdelphi7.0developmenttoolingandSQLServer2005databasesystem.Afterdebuggingoperation,playerisabletoplayAVI,WMV,MP3,wma,wavandflashformatsfiles.
Keywords:
multi-media;mediaplphi;SQLServer
目 录
第1章绪论
1.1选题和研究背景
在如今这样一个信息社会，以多媒体为代表的信息技术和信息产业的发展和应用对我们的生活产生的影响和作用越来越明显，越来越重要。
可以毫不夸张地说，多媒体产业的形成和发展，将不仅引起计算机上业的一次革命，也将引起人类社会发生一场巨大的变革。
多媒体这个词被很多人了解和熟知，多媒体技术的快速发展和广泛应用，极大地推动了非常多的工业的相互渗透和高速发展，逐渐地改变了整个人类社会的工作结构和生活方式。
如近年来信息高速公路、计算机数字通信和大众媒体传播等领域的迅猛发展和统—对于促进一个国家，乃至整个人类社会的发展起到了里程碑的作用。
世界许多发达和发展中国家，对多媒体技术的研究和应用以及多媒体产业的形成发展十分重视，投入了大量的人力、物力和财力，试图拥有先进的多媒体信息技术和庞大的多媒体产业市场，尽快推动本民族工业、经济和科学技术的飞速发展。
现今，在计算机界有很大影响力的展览会COMDEX，多媒体展台竟然占据一半多的数目；在其他很多名目繁多的影视工业和计算机产品展览会上，多媒体展品可以说是丰富多彩、琳琅满目、十分引入注目。
在一次多媒体产品展览会上，会有很多人参加，由这个不难判断，多媒体的流行风波已经刮遍全球了。
1.2多媒体技术发展过程
20世纪90年代以来，世界向着信息化社会发展的速度明显加快，而多媒体技术的应用在这一发展过程中发挥了极其重要的作用。
多媒体改善了人类信息的交流，缩短了人类传递信息的路径。
应用多媒体技术是20世纪90年代计算机应用的时代特征，也是计算机的又一次革命。
多媒体的定义何谓多媒体呢？
“多媒体”一词译自英文“Multimedia”，而该词又是由multiple和media复合而成，核心词是媒体。
媒体在计算机领域有两种含义：
一是指存储信息的实体，如磁盘、光盘、磁带、半导体存储器等，中文常译为媒质；二是指传递信息的载体，如数字、文字、声音、图形和图像等，中文译作媒介，多媒体技术中的媒体是指后者。
与多媒体对应的一词是单媒体，从字面上看，多媒体是由单媒体复合而成。
人类在信息交流中要使用各种信息载体，多媒体就是指多种信息载体的表现形式和传递方式，但是，这样来理解“媒体”，其概念还是比较窄了一点，其实，"媒体"的概念范围是相当广泛的。
现如今“多媒体”实际上就常常被当作“多媒体技术”的同义语。
另外还应注意到，现在人们谈论的多媒体技术往往与计算机联系起来，这是由于计算机的数字化及交互式处理能力，极大地推动了多媒体技术的发展。
通常可以把多媒体看作是先进的计算机技术与视频、音频和通信等技术融为一体而形成的新技术或新产品[1]。
关于多媒体技术的发展，从音频技术、视频技术、图像处理技术三个方面进行阐述。
1、音频技术
音频技术发展较早，几年前一些技术已经成熟并产品化，甚至进入了家庭，如数字音响。
音频技术主要包括四个方面:
音频数字化、语音处理、语音合成及语音识别。
音频数字化目前是较为成熟的技术，多媒体声卡就是采用此技术而设计的，数字音响也是采用了此技术取代传统的模拟方式而达到了理想的音响效果。
音频采样包括两个重要的参数即采样频率和采样数据位数。
采样频率即对声音每秒钟采样的次数，人耳听觉上限在20KHz左右，目前常用的采样频率为11KHz，22KHz和44KHz几种。
采样频率越高音质越好，存贮数据量越大。
CD唱片采样频率为44.1KHz，达到了目前最好的听觉效果。
采样数据位数即每个采样点的数据表示范围，目前常用的有8位、12位和16位三种。
不同的采样数据位数决定了不同的音质，采样位数越高，存贮数据量越大，音质也越好。
CD唱片采用了双声道16位采样，采样频率为44.1KHz，因而达到了专业级水平。
音频处理包括范围较广，但主要方面集中在音频压缩上，目前最新的MPEG语音压缩算法可将声音压缩六倍。
语音合成是指将正文合成为语言播放，目前国外几种主要语音的合成水平均已到实用阶段，汉语合成几年来也有突飞猛进的发展，实验系统正在运行。
在音频技术中难度最大最吸引人的技术当属语音识别，虽然目前只是处于实验研究阶段，但是广阔的应用前景使之一直成为研究关注的热点之一[2]。
2、视频技术
虽然视频技术发展的时间较短，但是产品应用范围已经很大，与MPEG压缩技术结合的产品已开始进入家庭。
视频技术包括视频数字化和视频编码技术两个方面。
视频数字化是将模拟视频信号经模数转换和彩色空间变换转为计算机可处理的数字信号，使得计算机可以显示和处理视频信号。
目前采样格式有两种：
Y:
U:
V4:
1:
1和Y:
U:
V4:
2:
2，前者是早期产品采用的主要格式，Y:
U:
V4:
2:
2格式使得色度信号采样增加了一倍，视频数字化后的色彩、清晰度及稳定性有了明显的改善，是下一代产品的发展方向。
视频编码技术是将数字化的视频信号经过编码成为电视信号，从而可以录制到录像带中或在电视上播放。
对于不同的应用环境有不同的技术可以采用。
从低档的游戏机到电视台广播级的编码技术都已成熟。
3、图像压缩技术
图像压缩一直是技术热点之一，它的潜在价值相当大，是计算机处理图像和视频以及网络传输的重要基础，目前ISO制订了两个压缩标准即JPEG和MPEG。
JPEG是静态图像的压缩标准，适用于连续色调彩色或灰度图像。
它包括两部分：
一是基于DPCM（空间线性预测）技术的无失真编码，一是基于DCT（离散余弦变换）和哈夫曼编码的有失真算法。
前者图像压缩无失真，但是压缩比很小，目前主要应用的是后一种算法，图像有损失但压缩比很大，压缩20倍左右时基本看不出失真。
MJPEG是指MotionJPEG，即按照25帧/秒速度使用JPEG算法压缩视频信号，完成动态视频的压缩。
MPEG算法是适用于动态视频的压缩算法，它除了对单幅图像进行编码以外还利用图像序列中的相关原则，将帧间的冗余去掉，这样大大提高了图像的压缩比例。
通常保持较高的图像质量而压缩比高达100倍。
MPEG算法的缺点是压缩算法复杂，实现很困难[3]。
多媒体可以播放多种格式的媒体文件，界面多是简单大方的，应用也是十分方便，根据有关数据显示。
到2004年的时候，多媒体技术相关的产品产生了5000亿美元的总价值，这是一个多么令人惊异的数字，这个数字超过了能源产生的总价值，在产业价值的排名次序中，排在第一位。
谈到多媒体的优点，首先想到的就是它的交互性。
通过多媒体，平面的东西或视觉影像是可以实现的。
随着多媒体技术的不断发展，一个完全不同于现实的虚拟社会，将在不远的未来实现。
现代社会能给人类带来很多新东西，其中非常有趣的有处于萌芽时代的交互式电视。
在不久的将来，人类通过远程控制器上的几个按钮，就可以很方便地欣赏到所喜欢的电影或者其它娱乐节目。
根据目前的情况，多媒体技术的发展趋势如下：
1、网络化发展趋势
随着宽带通信技术与互联网的飞速发展，多媒体技术已经越来越多地与网络相结合，应用到人类生活的很多领域。
比如教学领域、检索咨询、科学研究、远程医疗、文化娱乐等领域。
就像前面已经提到的，多媒体技术发展过程随着计算机存储容量和处理能力还有网络带宽的发展，使得计算机技术、通信技术及音像技术得到很紧密的结合。
目前，数字化多媒体技术也已经应用到很多领域，如金融、建筑艺术、教育、娱乐、通信等，数字化多媒体技术被称为是21世纪知识经济的一大核心产业。
如果以教学领域为重点介绍，比如学校的教师，对于一些不易于描述的复杂问题，借助于多媒体就能够非常形象生动地讲述出来，在课外时间，学生同样也可以利用多媒体进行自学。
多媒体有直观、方便、和内容丰富等特点，因此受到人们的日益关注和重视，国内正在爆发一场多媒体技术的革命。
2、智能化发展趋势
利用交互式弥补计算机智能趋势不可避免的一些缺点，让多媒体计算机增加语音的识别和输入、文字识别和输入、图形的识别理解以及人工智能的一些问题。
同样以教学系统为例，多媒体网络技术在教学领域与传统媒体，如黑板，挂图，粉笔等的本质区别在于，多媒体网络技术具有交互性、非线性、可控性和信息空间主体化等特点，总的来说就是更加智能化。
这对传统的枯燥的教学内容、教学模式等产生了很大的冲击[4]。
1.3多媒体技术的主要特征
多媒体技术是指利用计算机交互式综合处理多种媒体信息——文本、图形、图像和声音等，使多种媒体之间建立逻辑连接，集成为一个整体系统并具有一定的交互性[5]。
多媒体技术主要具有以下特征：
1、多维性
多维性是指多媒体技术具有处理信息范围的空间放大功能以及扩展功能。
利用多媒体技术能轻易将输入的媒体信息进行加工，产生输入信息本来没有的表现能力，丰富媒体信息的显示效果。
多媒体信息使人们不仅能观察到静止的图像，看到文字说明，而且能听到声音，使人有身临其境的感觉。
这种信息空间的多维性，使信息的表现方式不再像以前一样单调，变得有声有色，逼真生动。
2、集成性
多媒体系统是结合图像、文字、声音、图形、和动画等各种媒体的—种应用，是一个利用计算机技术来整合各种媒体的系统。
根据媒体属性的不同可分成音频、视频和文字。
文字可分成字符与数字，而视频又可分为影像、静止图像和动画，音频则可分为音乐和语言。
多媒体系统是将提到的媒体资源集成在一起，经过多媒体技术的处理，使它们能综合发挥作用，这就是多媒体技术的集成性。
3、交互性
交互性就是指人的行为与计算机的行为互为交流沟通的关系。
这也是多媒体与传统媒体之间最大的不同[6]。
为更好地说明多媒体技术的交互性这一特征，不妨以电视教学系统为例说明，电视教学系统虽然也具有“声、文、图”并茂的多种信息媒体，但电视节目的内容是事先由工作人员录制和安排好的，人们只能被动地接受播放的节目，却不能随意选择感兴趣的内容，整个过程是单向的，而不是双向交互性的。
1.4论文主要研究内容及论文结构安排
本毕业设计的目的是制作一个可播放目前主流媒体格式的多媒体播放器，其基本功能应具有媒体播放、音量调节、播放进度选择、暂停、停止以及歌曲信息的查询与添加等，使之成为一款简易的媒体播放设备，能够完美地播放市面上大多数的音频、视频文件。
论文的结构安排如下：
第1章绪论。
介绍研究背景，多媒体技术的发展过程和主要特征等。
第2章系统需求分析和概要设计。
首先从业务需求、功能需求、性能需求三个方面对系统作需求分析；然后简要介绍系统的运行环境和用到的最关键的控件；最后作系统的数据库设计和系统模块的简要设计。
第3章系统详细设计。
详细介绍系统的界面设计和系统各功能模块的设计。
第4章系统实现。
从系统各个模块和系统的数据库两方面介绍系统实现过程，对实现过程中的难点进行详细介绍。
最后是本文的结论部分，对整个开发过程进行了总结。
第2章系统需求分析及概要设计
本章将对多媒体播放系统作出全面深入的介绍，首先将对多媒体播放系统的需求从业务，功能，性能等三方面进行分析，然后根据需求分析作出系统的概要设计和数据库设计。
2.1系统需求分析
在软件设计开发过程中，首先应该完成需求的分析，如果需求分析出现问题，将直接导致软件无法实现基本功能，即使做得再美观精细，也只能是一个废品，更无法谈及产生经济效益了。
所以需求分析在软件开发过程中有着举足轻重的导航作用，只有对需求做出合理的、准确的、全面的分析，才能保证后续工作的正常进行。
多媒体播放系统的需求在前一章节有简单的叙述，下面将作出进一步从业务需求，功能需求，性能需求三个方面进行详细、全面的介绍。
2.1.1业务需求
多媒体播放系统的主要功能是播放音频、视频和文字。
普通人可以在闲暇时为放松心情、舒缓压力而使用，教育工作者可以在教学工作中为达到更好的授课效果而使用，而学生也可以将它应用于学习过程中，音乐电影等爱好者则同样可以用本系统播放自己喜欢的影视音乐作品。
只要有播放媒体文件需求的人都应该成为本系统的用户，所以用户应该是所有拥有能安装软件的计算机的人。
然而，其中不乏相当一部分计算机使用不熟练，甚至只懂得开机和关机的人。
所以为保证播放系统使用的广泛性，播放器的界面应该设计的尽量简洁，操作应该更方便和人性化，业务流程不应该太复杂。
在使用本系统时，不宜有繁琐的登录过程，尽量使用户点击图标就实现打开播放器的目的，播放器打开之后就应该在很醒目的位置看到打开媒体资源的文字说明或者图标，打开文件之后播放按钮应该处于激活状态，点击之后就应该马上进行音频、视频或者动画的播放。
播放过程中，如果用户觉得不喜欢当前播放的内容，可以用鼠标拖动拖动条到自己喜欢的播放范围，或者进行下一文件、上一文件的播放，也可以在播放列表中随意选择以前播放过的内容，当然也可以打开新的文件；当用户有事需要暂时离开时，则可以暂停在当前播放位置；而在用户不喜欢播放列表中的文件时，可以将其清空并导入自己喜欢的其他文件；也应该使用户在播放过程对自己喜欢的播放内容进行截图，还可以随意选择调整视频播放窗口的大小，或者停止播放。
当然，用户还可以对音量进行控制，即双声道的音量增加、音量减小和静音。
而播放列表和音量大小都可以在数据库中进行存储，以便下次打开播放器时不必再次进行设置。
系统还应该支持换肤功能，以免用户使用时间长后产生视觉疲劳却没办法换一个喜欢的界面，播放列表也可以隐藏，使系统显得简洁、大方。
播放器的基本业务流程如图2.1所示。
图2.1播放器基本业务流程图
管理播放媒体文件包括鼠标拖动播放、上一文件播放、下一文件播放、暂停、停止、音量调整、视频截图、窗口缩放、全屏播放等等。
2.1.2功能需求
在前面业务需求阐述过程中对系统功能也有叙述，下面将对播放器的功能需求作进一步的整理和详细的介绍。
多媒体播放系统实现的功能有：
（1）通过打开对话框在磁盘中查找相关的能播放的文件；
（2）能够播放AVI、WAV、MIDI、等文件格式；
（3）播放后可进行暂停、播放上一个、播放下一个、停止播放等，而且设置了一些位图按钮，便于让人理解；
（4）通过trackbar调节播放进度；
（5）显示文件播放的时间和总的时间；
（6）可以自选方式来进行多媒体的使用，即选择视频播放，或者MP3播放。
通过对以上所述的系统功能进一步的分析，笔者将播放系统的功能分成了四个大模块，分别是媒体解码模块、播放控制模块、辅助功能模块、界面及异常处理模块，然后对各个模块作了具体叙述，多媒体播放系统的功能需求如表2.1所示。
表2.1多媒体播放系统功能需求
媒体解码
能够识别、打开目前主流的音视频文件比如*.mid、*.mp3、*.wav、*.wma、*wmv、*.AVI、*.rmvb等和动画文件比如*.fla、*.flv、*.swf等。
播放控制
对打开的多媒体文件进行播放、暂停、停止、上一个、下一个等基本的播放控制。
能够通过拖动、点击拖动条来改变媒体播放进度，能够对进行音量增大减小、静音等音量控制。
辅助播放功能
全屏播放、播放进行显示、窗口缩放、视频窗口的截图、播放列表的点击播放及数据库的清空等。
界面及异常处理
界面简洁友好，操作简单。
能够对用户的误操作进行处理，能够减少程序异常崩溃的出现。
2.1.3性能需求
多媒体播放系统的性能在某种程度上直接反映其质量，决定着系统发挥的作用。
所以保证多播放系统具有良好的稳定性、易操作性、灵活性等是异常重要的[7]。
系统要对媒体文件即音频、视频、动画等进行流畅播放，在点击播放键后播放器应该很快进入播放状态，播放过程中也不会出现卡死或者直接退出系统等情况；点击上一文件或下一文件的播放时，如果不存在上一文件或者下一文件，也不会出现崩溃现象；视频播放时要保证清晰度，播放流畅；拖动拖动条或者点击拖动条调整播放进度时，播放器能够实时相应用户操作等。
关键的操作如打开文件，选择文件播放等最好设计得人性化一些，比如可以将打开文件操作设置成点击右键打开，并且在视频窗口顶端再一次列出打开文件图标。
而选择文件播放时可以点击上一个文件或者下一个文件，也可以用鼠标直接点击播放列表中已经存在的文件直接播放。
2.2运行环境设计
通过对系统的需求进行业务需求、功能需求以及性能需求，可以进行系统的进一步设计。
在对系统进行设计之前，将对播放系统用到的关键技术控件进行介绍。
该系统在delphi7.0开发环境以及SQLServer2005数据库系统下实现。
系统根据面向对象程序设计的思想提出了播放器的设计框图，播放器采用核心组件Tmediaplayer来进行媒体的解码和播放，利用shockflashplayer控件来实现动画的播放，采用数据库技术对媒体信息和播放列表进行保存和读取，listview作为后台数据的界面显示，界面的美化及换肤功能则使用第三方的控件组BusinessSkinForm来实现。
播放器进行的大量的异常处理和防误操作手段来保持程序的健壮性。
Delphi7.0是Borland公司推出的一种开发环境，并不是专门为开发多媒体设计的,但它可以完成几乎任何方面的工作。
可是由于它使用了MicrosoftWindows图形用户界面许多先进技术和设计思想，同时把许多复杂的细节进行了良好的封装，这使用户可以容易并且有效地开发Windows应用程序[8]。
SQLServer2005是微软新一代的数据管理和分析解决方案的大型数据库系统，它使企业级应用数据和分析程序变得更安全、更稳定和更可靠，使得它们更易于创建、部署和管理，从而可以在很大程度上帮助企业做出更快、更好的决策以及在减少预算的同时，提高开发团队的生产力，更好地满足多种需求。
SQLServer2005不仅是一个全面的关系型数据库服务器产品，而且是一个面向企业级的数据库应用平台[9]。
2.2.1TmediaPlayer播放器控件
Delphi中多媒体编程的实现，笼统来说可以分为VCL方法和API方法。
VCL方法时Delphi的一大特色，利用已有的组件进行多媒体开发。
API方法是利用WindowsAPI函数实现多媒体开发。
1、TmediaPlayer控件简介
本系统采用VCL方法进行多媒体开发，可视化控件TmediaPlayer提供了Windows里的媒体控制接口（MCI-MediaControlInterface）的作用，只要在计算机的多媒体属性中完整安装了媒体控制设备驱动程序，就可以利用该构件来播放媒体文件[10]。
TmediaPlayer控件的样式如图2.2所示。
图2.2TmediaPlayer控件示意图
从上图中可以看到，TmediaPlayer控件共有九个按钮，从左到右依次是Play,Pause,Stop,Next,Prev,Step,Back,Record,Eject。
其主要功能如表2.2所示。
表2.2TmediaPlayer控件各按钮属性列表
按钮名称
按钮值
执行动作
对应方法
Play
btPlay
播放媒体
Play
Pause
btPause
暂停播放或录制，若目前正处在暂停状态，则继续播放或录制
Pause
Stop
btStop
停止播放或录制
Stop
Next
btNext
跳到下一个轨
升级会员 