18春江南大学《多媒体技术》大作业答案.docx
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18春江南大学《多媒体技术》大作业答案
江南大学现代远程教育考试大作业
考试科目:
《多媒体技术》
要求：
在以下三个方向的题目中任选一题，参考课程提供或自由寻找相关网站上的相关资料，文章内容要新颖、代表相关方向的最新潮流。
独立完成，不少于2000字。
大作业题目：
一、流媒体技术
1.流媒体技术基础（媒体制作、网络发布和传输协议）
2.RealText、RealPix制作介绍。
（要有例子和源程序）
3.流媒体网络服务。
（点播、广播的原理和系统组成、流媒体服务器端的数据流控制）
4.应用方案，主要是教学（远程教育）的应用（课件点播系统、实时交互系统）。
参考网站：
1.流媒体中国
2.流氏论坛
3.蓝宇视频
二、多媒体理论
1.数据编码（mpeg-4或mpeg-7）
2.网络多媒体传输技术
3.多媒体数据库（基于内容的检索技术、多媒体数据库的体系结构）
参考网站：
1.网络世界在线版
2.宇风多媒体
三、虚拟现实（VRML语言）
参考网站：
1.CNVRMLvrml.org/
2.吴宗仁虚拟空间
题目：
浅谈流媒体技术及其在现代网络中的应用
1流媒体技术的背景及发展现状
1.1流媒体技术的产生
随着现代网络技术的发展，网络开始带给人们形式多样的信息。
从在网络上出现第一张图片到现在各种形式的网络视频、三维动画，人们的视听觉在网络上得到了很大的满足。
但人们又面临着另外一种不可避免的尴尬：
在网络上看到生动清晰的媒体演示的同时，不得不为等待传输文件而花费大量时间。
为了解决这个矛盾，一种新的媒体技术应运而生，这就是流媒体技术。
1.2背景
流媒体技术是RealNetworks公司首先推出的，现在许多厂商都有成熟的基于流的产品，如RealNetworks公司的RealSystemG2和微软公司的WindowsMediaService。
除了得到许多制造商的支持，基于流媒体的国际标准也已经提出。
由WWW联合会（W3C）提出的基于流的媒体语言——同步综合多媒体语言（SMIL：
SynchronizedMultimediaIntegrationLanguage）与超文本标记语言（HTML）类似。
它可以描述演示的实时行为、屏幕上演示的版面以及协同媒体之间的超链接，可以演示流式视频、音频、图像、文本等多种类型媒体，允许在一个同步多媒体演示中集成一系列的独立多媒体对象。
利用SMIL语言还可以方便地同步多个基于流的多媒体对象。
1.3发展应用现状
从1995年推出第一个互联网流媒体播放器以来，流媒体应用有了爆炸性增长，据统计，到2007年互联网每周约有4.5万小时的广播节目，58个美国电视台提供Web广播，34个电视台提供点播服务。
有近半数的跨国公司在内部使用流媒体实现Web广播。
2流媒体及流媒体技术
2.1流媒体及流媒体技术概念
流媒体是指在网络中使用流式传输技术的连续时基媒体，如音频、视频或多媒体文件。
而流媒体技术又称流式传输技术，也就是把连续的声音和图像信息经过压缩处理后放到网站服务器上，让用户一边下载一边收听观看，而不需要等待整个文件下载到自己的机器后才可以观看的网络传输技术。
2.2流媒体的播放方式
流媒体的播放方式主要有单播、组播、点播与广播。
单播：
客户机和服务器建立单独的通信信道，服务器发送的每个数据报每次只能传送给一个客户机。
一般在广域网上提供音视频直播。
组播：
IP组播技术构建一种具有组播能力的网络，允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。
单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。
媒体服务器只需要发送一个信息包，所有发出请求的客户端共享同一信息包。
信息可以发送到任意地址的客户机。
但组播需要网络的支持。
点播：
点播是指客户机主动连接服务器的连接方式。
点播方式，用户可以开始、停止、后退、快进或暂停，点播连接提供了对流的最大控制，但这种方式由于每个客户端各自连接服务器，却会迅速用完网络带宽。
广播：
广播是指将数据包的一个拷贝发送给网络上的每个用户，用户是被动接收的，在广播过程中，客户端接收流，但不能控制流。
2.3流媒体的文件格式
2.3.1RealVideo的.rm视频影像格式和.ra的音频格式
.ra格式是RealNetworks公司所开发的一种新型流式音频RealAudio文件格式。
.rm格式则是流式视频RealVedio文件格式，主要用来在低速率的网络上实时传输活动视频影像，可以根据网络数据传输速率的不同而采用不同的压缩比率，在数据传输过程中边下载边播放视频影像，从而实现影像数据的实时传送和播放。
客户端通过RealPlayer播放器进行播放。
2.3.2MicrosoftMediatechnology的.asf格式
MicrosoftMediatechnology的ASF也是流行一种网上流媒体格式。
它的使用与windows操作系统是分不开的，其播放器MicrosoftMediaPlayer已经与windows捆绑在一起，不仅用于Web方式播放，还可以用于在浏览器以外的地方来播放影音文件。
2.3.3QuickTime的.qt格式
QuickTimeMovie的.qt格式是Apple公司开发的一种音频、视频文件格式，用于保存音频和视频信息，具有先进的音频和视频功能，由包括AppleMacOS，MicrosoftWindows95/98/NT在内的所有主流计算机操作系统支持。
Quicktime文件格式支持25位彩色，支持RLC、JPEG等领先的集成压缩技术，提供150多种视频效果。
2.3.4Flash的.swf格式
SWF是基于Macromedia公司Shockwave技术的流式动画格式，是用Flash软件制作的一种格式，源文件为.fla格式，由于其体积小、功能强、交互能力好、支持多个层和时间线程等特点，故越来越多地应用到网络动画中.SWF文件是Flash的其中一种发布格式，已广泛用于Internet上，客户端安装Shockwave的插件即可播放。
目前，Flash在Internet的主要应用有：
（1）网上的MTV：
采用Flash技术制作的MTV，形式活泼、生动，甚至还有一定的交互性，传输速度快在网上非常受欢迎。
（2）网络游戏
（3）网络动画
（4）网上交互式网页：
采用Flash来制作网站的例子已不少见，而且，部分大学也开始使用它来开发整门课程的网络课件，其效果非常不错。
2.3.5Metastream的.mts格式
MetaCreations公司的网上流式三维技术MetaStream实现英特网上流式三维网页的浏览，它是一种新兴的网上3D开放文件标准（基于Intel构架），主要用于创建、发布及浏览可以放缩的3D图形和开发电脑游戏。
2.3.6Authorware的.aam多媒体教学课件格式
纵观市场上的计算机辅助教学（简称CAI）课件，我国多采用像Authorware等多媒体制作工具，这类课件利用Shockwave技术和WebPackage软件可以把Authorware生成的文件压缩为.aam和.aas流式文件格式为播放；也可以用Director生成后，利用Shockwave技术改造为网上传输的流式多媒体课件。
2.4流媒体的传输过程
流式传输的过程一般如下：
①用户选择某一流媒体服务后，Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP／TCP交换控制信息，以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来；
②Web浏览器启动音视频客户程序，使用HTTP从Web服务器检索相关参数对音视频客户程序初始化，这些参数可能包括目录信息、音视频数据的编码类型或与音视频检索相关的服务器地址；
③音视频客户程序及音视频服务器运行实时流协议，以交换音视频传输所需的控制信息，实时流协议提供执行播放、快进、快倒、暂停及录制等命令的方法；
④音视频服务器使用RTP／UDP协议将音视频数据传输给音视频客户程序，一旦音视频数据抵达客户端，音视频客户程序即可播放输出。
附注：
在流式传输中，使用RTP／UDP和RTSP／TCP两种不同的通信协议与音视频服务器建立联系，目的是为了能够把服务器的输出重定向到一个非运行音视频客户程序的客户机的目的地址。
另外，实现流式传输一般都需要专用服务器和播放器。
2.5流媒体的传输方法
2.5.1使用标准的Web服务器，把声音数据和电视数据传输到媒体播放器
（1）先下载后播放—用Web服务器实现
客户机获取多媒体文件的最简单方法有：
a）.把声音或影视文件放到Web服务机上
b）.在Web服务机上创建包含媒体文件所在地址的网页，媒体文件所在地址称为“统一资源地址（URL）”，如快播
c）.通过Web浏览器把媒体文件下载到客户机上。
d）.启动媒体播放器播放媒体文件，如迅雷看看
图1使用Web服务器先下载后播放的多媒体播放过程
（2）边流边播—用Web服务器实现
用Web服务器实现的边流边播系统,预先要做的事情
a）.将声音和影视数据压缩成适合特定网络带宽的单个媒体文件
b）.将媒体文件和它的播放说明文件放到Web服务机上
c）.在Web服务机上创建包含媒体文件所在地址（URL）的网页。
图2使用Web服务器边下载边播放的多媒体播放过程
2.5.2使用单独的流媒体服务器，把声音数据和电视数据传输到媒体播放器，即边流边播—用流媒体服务器实现
媒体文件放在安装有流媒体服务器的服务机上，但包含媒体文件所在地址（URL）的网页仍然要放到Web服务机上。
流媒体服务器是用于传输声音和影视文件的专用软件，如RealSystemServers，QuickTimeStreamingServer和Windows200XSever中的WindowsMediaServices
附注：
Web服务器和流媒体服务器可放在同一服务机上
图3使用流媒体服务器的流媒体播放过程
3流媒体的应用
Internet的迅猛发展和普及为流媒体业务发展提供了强大的市场动力，流媒体业务正变得日益流行。
流媒体技术广泛用于多媒体新闻发布、在线直播、网络广告、电子商务、视频点播（VOD）、远程教育、远程医疗、网络电台、实时视频会议等互联网信息服务的方方面面。
流媒体技术的应用将为网络信息交流带来革命性的变化，对人们的工作和生活产生深远的影响。
下面介绍流媒体技术在电话视频会议、视频声音点播、远程教育、Internet直播等四方面的应用。
3.1电话视频会议
市场上的视频会议系统有很多，这些产品基本上都支持TCP／IP协议，但采用流媒体技术作为核心技术的系统并不占多数。
视频会议技术上涉及到数据采集、数据压缩、网络传输等多项技术。
流媒体技术为视频会议的发展起了重要的推动作用。
采用流媒体格式传送音视频文件，解决了使用者观看前的等待问题，还达到了即时的效果。
虽然在画面质量上有一些损失，但就一般的视频会议来讲，并不需要很高的图像质量。
视频会议是流媒体技术的一个商业用途，通过流媒体会议的举办方和与会者可以实现面对面的远程视频会议，最常见的就是可视电话。
只要两端都有一台接入Internet的电脑和一个摄像头，在世界任何地点都可以进行音视频通信。
此外，大型企业可以利用基于流媒体的视频会议系统来组织跨地区的会议和讨论。
例如，美国第二大证券交易商从1998年开始，采用StarlightNetwork公司提供的流技术方案，为其分布在全球500多个城市和地区的分公司经纪人和投资咨询员实时提供到桌面的财经新闻，使他们的客户获取更多的投资利润。
例如：
网络视频办公自动化系统（V-OA）
图4网络视频办公自动化系统（V-OA）
3.2视频声音点播
最初的视频点播应用于卡拉OK点播，随着计算机技术的发展，VOD技术逐渐应用于局域网及有线电视网，此时的VOD技术趋于完善，但音视频文件的庞大容量仍然阻碍了VOD技术的进一步发展。
由于服务器端不仅需要大容量的存储系统，同时还要承担大量数据的传输，因而服务器根本无法支持大规模的点播。
同时，由于局域网中的视频点播覆盖范围小，用户也无法通过Internet等网络媒介收听或观看局域网中的节目。
由于以下的原因使得基于流媒体技术的VOD完全可以从局域网转向Internet。
①流媒体经过了特殊的压缩编码后很适合在Internet上传输；
②客户端采用浏览器方式进行点播，基本无需维护；
③采用先进的机群技术可以对大规模的并发点播请求进行分布式处理，使其能适应大规模的点播环境。
随着宽带网和信息家电的发展，流媒体技术会越来越广泛地应用于视频点播系统。
目前，很多大型的新闻娱乐媒体，如国外的CNN、CBS以及中央电视台、北京电视台等，都在Internet上提供基于流媒体技术的节目。
从调查结果来看，国内最大的几个视频网站，如优酷、土豆、迅雷看看、六间房、奇异等都提供了大量视频给用户在线观看，然而只有少数网站实现了应用流媒体技术，提供给用户高清视频在线观看功能。
3.3远程教育
电脑的普及、多媒体技术的发展以及Internet的迅速崛起，给远程教育带来了新的机遇。
远程教育的发展经历了三个阶段。
第一阶段，主要以图片和文字为主要载体，学习者通过Web浏览器获取这些信息。
第二阶段以Web数据库为基础，增加了音频素材、flash课件等。
学生可以通过BBS、电子邮件的方式与老师进行离线式的双向交流。
第三阶段是以流媒体技术为基础的流式传输阶段，主要特征是可以使音频信息边下载边播放。
目前在国内，仅有为数不多的几所高校在远程教育中采用了流媒体技术。
相信在未来一段时间内经济实用、高质量的流媒体点播系统将有迅速发展，并逐渐成为校园网应用的主流。
现在来看，能够在Internet上进行多媒体交互教学的技术多为流媒体技术，如RealSystem、Flash、Shockwave等技术就经常被应用到网络教学中。
除了实时教学外，大型企业可以利用基于流媒体技术的远程教育对员工进行培训，不仅可以利用视频和音频，计算机屏幕的图形捕捉也可以被用流的方式传送给学员。
现在微软公司自己内部就大量使用了其自己的流技术产品作为其全球各分公司间员工培训和交流的手段。
随着网络及流媒体技术的发展，越来越多的远程教育网站开始采用流媒体作为主要的网络教学方式。
例如：
数字化视频图书馆
图5数字化视频图书馆
教学网站：
图6天津教学网站
目前国内实时的远程视频教育的应用还不是很广泛，但是应用流媒体技术诞生的视频教育网站已经不断出现在我们眼前。
国内最著名的视频教育网是中国教师教育视频网，我们经常接触到的一些免费的视频学习网站大多数并没有提供很强的交互功能，但也能满足学习者的基本要求。
3.4Internet直播
随着Internet技术的发展和普及以及网民越来越多，Internet上直接收看体育赛事、重大庆典、商贸展览成为很多网民的愿望，而很多厂商希望借助网上直播的形式将自己的产品和活动传遍全世界。
这些需求促成了Internet直播的形成，而且随着宽带网的不断普及和流媒体技术的不断改进，Internet直播已经从实验阶段走向实用，并能够提供较满意的音视频效果。
流媒体技术在Internet直播中充当着重要角色，主要表现在以下方面：
①流媒体技术实现了在低带宽环境下提供高质量的音视频信息；
②像Real公司的SureStream这样的智能流媒体技术可以保证不同连接速率下的用户能够得到不同质量的音视频效果；
③流媒体的Multicast（多址广播）技术可以大大减少服务器端的负荷，同时最大限度地节省带宽。
无论从技术上还是从市场上考虑，现在互联网直播是流媒体众多应用中最成熟的一个。
已经有很多公司提供网上直播服务，每年一度的《春节晚会》就提供网上现场直播。
图6为使用WindowsMediaPlayer的现场直播节目。
图7直播网络教室的播放过程
4流媒体在行业中的应用前景
4.1政府行业
4.1.1政府机构、事业单位
a）部分地区科学技术委员会
网络新闻直播，点播；内部培训
b）部分地区的气象局和环保局
远程交互式视频和数据会议；会议记录
4.1.2与各种网络办公自动化系统结合提供
在线新闻直播、时事焦点点播、在职培训、会议记录点播
4.1.3视频会议网络直播、记录和回放
音视频通讯、数据会议、实况转播、记录、点播
图8
4.2教育行业
a）大部分高校里已经使用的多媒体案例有：
网络教学、音视频课件点播、多媒体课件制作
b）部分高校使用的多媒体案例有：
网络讨论式实时教学、网络教学直播、卫星电视转播
4.3互联网视频服务
2010年8月12日，乐视网成为全球第一家上市的互联网视频服务提供商；
2012年6月12日，乐视网率先全球分红；
2011年6月，三星携百视通全产品线推广互联网视频服务。
香港候鸟电子媒体有限公司
图9香港候鸟电子媒体有限公司的网上视频节目
4.4在部队里的应用
1、数字化网络视频监控，例如：
借助于部队的IP专网，通过GTS集群对接网关，与军队原有的模拟集群、数字集群等系统能够互通互联，也可以与新的数字集群系统互联互通，并最终实现了部署一套多媒体调度平台来把各种通信系统通过IP网络整合到一起，实现有线、无线网络的融合调度，语音、数据系统的统一调度，及与卫星、NGN、PSTN、GSM、CDMA、WIFI、城域网等其它网络的互联。
2、超远距离访问，比如短信指令、视频会议，单兵视频回传、视频转发分发、大屏幕电视墙（视频调度台可将视频转至电视墙）
3、多客户端使用
4、异常视频监测报警
5、其它：
军事多媒体模拟演练、大型数据库，摄影和图像处理
结论
流媒体技术的发展具有广阔的前景，流媒体技术在当今是网络多媒体发展的趋势，具有可扩展与合理利用网络带宽的特点。
流媒体的兴起和发展为信息社会的发展带来了千载难逢的机遇，推动信息化的进一步加深，牵动着时代的迅猛发展。
现代网络中应用流媒体也是顺应现代教育的需要。
而且人们也普遍看好技术未来的发展，网站巨头Yahoo公司创始人杨致远曾指出，鉴于网络用户数量日益增加，企业高度重视流媒体技术的时候到了。
他说：
“从早期发展向大规模应用的过渡已基本完成，我们相信，通过网络传播多媒体信息的条件已经成熟，流媒体技术腾飞的时刻即将到来。
”
本文对流媒体技术的应用现状做了初步研究和探究，认为流媒体技术的应用为实现网络应用提供了更强大的技术支撑。
通过本次的论文看到了流媒体的许多好处，流媒体的应用，提高了人们的工作方式，也使人们的生活更具有活力动力。
但流媒体目前还存在着不足之处，在教育医疗军事等方面还不成熟，不过相信不用太久，流媒体在这些方面的发展和应用也将逐渐成熟完善。
参考资料
[1]流媒体技术的原理、应用与发展现代电信科技20070302
[2]宁矿凤流媒体技术在网络教学系统中的应用研究20071101
[3]周德福流媒体技术在远程教育中的应用现代远程教育2005（02）：
60-62
[4]伏宏彬，蒋海燕，叶建军多媒体课件及其发展概况成都纺织高等专科学校校报2001（7）：
16-17
[5]网络流媒体技术大全上海交通大学信息中心
[6]《多媒体技术基础》林福宗
[7]浅析网络影视流媒体陈洁、祝成琦、陈博楠
[8]宽带网络流媒体技术及应用李军技术总监天津七所信息技术有限公司
[9]王传萌浅谈网络流媒体技术科技信息论坛2009年第13期
[10]党子奇互联网时代我国流媒体技术的发展网络财富,InternetFortune,编辑部邮箱2008年04期
[11]李芳论网络流媒体技术电脑知识与技术Vol.5No.21July2009
[12]流媒体技术研究背景及现状前景XX百科2011-08-12
[13]同三维视频网流媒体技术的优势2010-6-18
二、多媒体理论
1.数据编码（mpeg-4或mpeg-7）
2.网络多媒体传输技术
3.多媒体数据库（基于内容的检索技术、多媒体数据库的体系结构）
参考网站：
1.网络世界在线版
2.宇风多媒体
关于MPEG-4编码技术
在宽带接入日益普及的环境下，在网上观看、下载电影成为很多用户非常熟悉的应用。
压缩电影的背后是MPEG-4技术，而MPEG-4背后有一条不平凡的发展道路。
运动图像专家组——这个名称对很多读者来说还很陌生，但提到它的英文简称MPEG（MovingPictureExpertsGroup），便几乎是尽人皆知了。
MPEG是隶属于ISO/IEC的一个专家工作组，主要负责为数字音视频编码算法开发和制定标准。
1.家族兄弟的诞生
MPEG组织始建于1988年，并于1992年制定出MPEG0-1标准，它能将视频数据压缩成1～2Mbps的标准数据流，工业产品VCD机和MP3播放器都是以该标准为基础衍生出来的。
随后的1994年，该组织制定出MPEG-2标准，它是为了获得更高的分辨率（720×486）、提供广播级视频和CD品质的音频而产生的高质量音视频编码标准，传输速率在3～10Mbps，它也是数字电视、DVB和DVD所遵循的压缩标准。
随着研究工作的深入发展，ISO又公布了“超低比特率活动图像和语音压缩标准”，排序MPEG-4。
1998年10月批准第一版，1994年4月又公布了第二版及其校验模型（VM）。
MPEG-4正式编号是ISO/IEC国际标准14496，它是一种新型的多媒体标准。
与前标准一个重要区别就在于，它是一个基于对象的视频编码压缩标准，它所定义的码率控制的目标就是获得在给定码率下的最优质量，它为互联网上传输高质量的多媒体视频提供了很好的技术平台。
2. MPEG-4从封闭到开放
1998年微软开发了第一个在PC上使用的MPEG-4编码器，它包括MSMPEG4V1、MSMPEG4V2、MSMPEG4V3的系列编码内核。
其中V1和V2用来制作AVI文件，一直到现在它都作为Windows的默认组件。
不过V1和V2的编码质量不是很好，一直到MSMPEG4V3才开始有好转，画质有了显著的进步。
但是微软却将这个视频编码内核封闭，仅仅使其应用于WindowsMedia流媒体技术上，也就是我们熟悉的ASF流媒体文件中。
ASF文件虽然有一些优势，但是由于过分封闭不能被编辑，末得到广泛的应用。
这便激起了视频黑客和致力于钻研视频编码的高手的强烈反应，这些小组不仅破解了微软的视频编码，而且经过他们的修改，一种新的视频编码诞生了——那就是广为流传的MPEG编码器DivX3.11。
DivX采用了MS的MPEGV3，改良后并加入自己功能称之为DivX3.11，也是目前互联网上普通采用的MPEG-4编码器之一。
很快，DivX流传红得发紫，几乎成了业界的标准。
但是问题同样很快出现了，DivX的基础技术是非法盗用
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