流媒體發(fā)展新趨勢(shì)
作者:微軟亞洲研究院網(wǎng)絡(luò)多媒體組 吳楓 李世鵬
文章來(lái)源:中國(guó)多媒體視訊 點(diǎn)擊數(shù): 5025 更新時(shí)間:2005-5-9
一、 流媒體系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢(shì)
所謂流媒體是指用戶通過(guò)網(wǎng)絡(luò)或者特定數(shù)字信道邊下載邊播放多媒體數(shù)據(jù)的一種工作方式。流媒體應(yīng)用的一個(gè)最大的好處是用戶不需要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間將多媒體數(shù)據(jù)全部下載到本地后才能播放,而僅需將起始幾秒的數(shù)據(jù)先下載到本地的緩沖區(qū)中就可以開始播放,后面收到的數(shù)據(jù)會(huì)源源不斷輸入到該緩沖區(qū),從而維持播放的連續(xù)性,因此流媒體播放器通常只是在開始時(shí)有一些時(shí)延。流媒體系統(tǒng)要比下載播放系統(tǒng)復(fù)雜得多,所以需要將多媒體的編解碼和傳輸技術(shù)很好地結(jié)合在一起,才能確保用戶在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下也能得到較穩(wěn)定的播放質(zhì)量。
多媒體數(shù)據(jù)在傳輸前必須要先經(jīng)過(guò)編碼器有效地壓縮成碼流,以減少對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的占用率。目前常用的視頻編碼器有MPEG-2、MPEG-4、H.261、H.263、H.264、Window Media視頻編碼器和Real System視頻編碼器等;音頻編碼器有MP3、MPEG AAC、Window Media 音頻編碼器和AMR等;圖像編碼器有JPEG和JPEG2000等。多媒體編碼器所生成的碼流只包含了解碼該碼流所必需的信息,它不包含媒體間的同步、隨機(jī)訪問(wèn)等系統(tǒng)信息,因此編碼后的多媒體數(shù)據(jù)還要被組織成為具有特定系統(tǒng)格式的多媒體文件用于流媒體傳輸或者是存入磁盤中,目前常用的文件格式有MPEG-2系統(tǒng),MP4,微軟公司的ASF,Real的文件格式,QuickTime的文件格式以及用于3G無(wú)線服務(wù)的3GPP和3GPP2等等。
當(dāng)流媒體在實(shí)時(shí)應(yīng)用中(如現(xiàn)場(chǎng)流媒體廣播),根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶的終端參數(shù),多媒體數(shù)據(jù)是一邊被編碼一邊被流媒體服務(wù)器傳輸給用戶。而在其他的非實(shí)時(shí)應(yīng)用中,多媒體數(shù)據(jù)可以被事先編碼生成多媒體文件,存儲(chǔ)在磁盤陣列中。當(dāng)提供多媒體服務(wù)時(shí),流媒體服務(wù)器直接讀取這些文件傳輸給用戶,這樣服務(wù)方式對(duì)設(shè)備的要求較低。目前許多流媒體服務(wù)屬于后一種方式,這樣就要求流媒體服務(wù)器具有一定的機(jī)制來(lái)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀況和用戶設(shè)備。
目前碼流自適應(yīng)這一模塊主要采用的方法有:將多媒體文件中的視頻碼流轉(zhuǎn)換為一個(gè)特定碼率和圖像尺寸的碼流;或者把同一段視頻內(nèi)容編碼生成多個(gè)具有不同碼率和圖像尺寸的碼流,然后自適應(yīng)選擇一個(gè)最合適的碼流傳輸給用戶。生成的碼流還需要進(jìn)一步打包成為特定網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的數(shù)據(jù)包用于網(wǎng)絡(luò)傳輸,由于現(xiàn)在許多網(wǎng)絡(luò)并不能保證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)能夠及時(shí)并完全正確地被用戶收到,傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包可能需要加前向糾錯(cuò)編碼(FEC)來(lái)保護(hù),經(jīng)過(guò)這些處理后多媒體數(shù)據(jù)就可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸給用戶,目前常用的傳輸協(xié)議有RTP/RTCP、HTTP和MMS。
用戶收到傳輸?shù)臄?shù)據(jù)后,如果存在丟包或者是比特出錯(cuò),錯(cuò)誤恢復(fù)處理會(huì)根據(jù)附加的糾錯(cuò)數(shù)據(jù)來(lái)恢復(fù)傳輸錯(cuò)誤。如果還不能恢復(fù)傳輸錯(cuò)誤,用戶端可以向服務(wù)器發(fā)出重傳請(qǐng)求,在解碼開始前重新傳輸丟失的包?;謴?fù)后的多媒體數(shù)據(jù)將由解碼器解碼得到重構(gòu)的多媒體數(shù)據(jù),由于容錯(cuò)保護(hù)和數(shù)據(jù)重傳可能不能恢復(fù)所有的錯(cuò)誤數(shù)據(jù),錯(cuò)誤掩藏模塊可以利用重構(gòu)的多媒體數(shù)據(jù)的相關(guān)性來(lái)掩蓋這些錯(cuò)誤,最后這些數(shù)據(jù)就播放給用戶。
通常流媒體系統(tǒng)中的服務(wù)器和用戶間并不是單向通信,如前面提到的重傳請(qǐng)求。事實(shí)上,用戶端會(huì)傳遞給服務(wù)器許多反饋信息,如終端設(shè)備的能力和網(wǎng)絡(luò)連接速度會(huì)傳給服務(wù)器的碼流自適應(yīng)模塊來(lái)調(diào)整碼流,在實(shí)時(shí)應(yīng)用中這些信息還可能傳給編碼器;用戶端的丟包率、數(shù)據(jù)包收到的時(shí)間信息和用戶緩沖區(qū)狀態(tài)等信息也會(huì)傳遞給服務(wù)器來(lái)估計(jì)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)狀況,從而控制碼流的自適應(yīng)和數(shù)據(jù)的發(fā)送策略。從上面的描述來(lái)看,實(shí)際上流媒體系統(tǒng)在多媒體信息處理中是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),目前市面上主要的產(chǎn)品有微軟公司的Windows Media, Real公司的Real System和蘋果公司的QuickTime,其中Windows Media系統(tǒng)的市場(chǎng)占有率最大。
這篇文章主要集中討論流媒體的發(fā)展趨勢(shì)和出現(xiàn)的新的服務(wù)和技術(shù)。早期的流媒體系統(tǒng)常用在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸一些低質(zhì)量的多媒體信息,但是隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,一些高質(zhì)量的流媒體應(yīng)用已經(jīng)開始出現(xiàn),如IPTV將向用戶傳輸標(biāo)清甚至高清的電視節(jié)目。另外,隨著無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和各種各樣手持設(shè)備的出現(xiàn),無(wú)線流媒體的應(yīng)用也變得越來(lái)越重要。并且由于很多現(xiàn)代家庭中既有高端的PC和電視,又有多種功能的手機(jī),PDA,便攜式媒體播放器,流媒體也將在家庭娛樂(lè)和數(shù)據(jù)共享上一顯身手。針對(duì)這些應(yīng)用的需求,流媒體技術(shù)本身也在迅速地變革和發(fā)展,例如利用一些高效的編碼技術(shù)和傳輸技術(shù)提高流媒體系統(tǒng)性能;發(fā)展新的標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展流媒體技術(shù)到各種不同的網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備;在流媒體系統(tǒng)中增加更多的新功能來(lái)滿足應(yīng)用的需要。
二、流媒體新服務(wù)
本章將討論流媒體系統(tǒng)的一些新的應(yīng)用和服務(wù)。
1. IPTV
據(jù)國(guó)際電信聯(lián)盟ITU在2004年9月的一份報(bào)告指出,全球的寬帶用戶已經(jīng)在去年底首度突破 1億大關(guān),其中中國(guó)電信的寬帶用戶就超過(guò)了1千萬(wàn),用戶的主要接入方式是ADSL和以太網(wǎng)線,其實(shí)際的連接速率可以達(dá)到1Mbit/s。而且隨著高性能的編碼技術(shù)的采用,如H.264和最新的Windows Media視頻編碼器,800kbit/s的視頻流就可以接近或達(dá)到DVD質(zhì)量。
在這種情況下,擴(kuò)展流媒體技術(shù)用來(lái)提供電視服務(wù)也就順理成章了。IPTV,也叫交互式網(wǎng)絡(luò)電視,就是利用流媒體技術(shù)通過(guò)寬帶網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)字電視信號(hào)給用戶,這種應(yīng)用有效地將電視、電訊和PC三個(gè)領(lǐng)域結(jié)合在一起,具有很強(qiáng)的發(fā)展前景。IPTV可以采用兩種不同的方式提供用戶電視服務(wù),組播或者廣播方式和視頻點(diǎn)播(VOD)方式。一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)是IPTV是基于現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)服務(wù)器和用戶終端的連接,因此很容易同時(shí)提供現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù),將電視服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)瀏覽,電子郵件,以及多種在線信息咨詢、娛樂(lè)、教育及商務(wù)功能結(jié)合在一起。
2. 無(wú)線流媒體
2.5G、3G以及超3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展也使得流媒體技術(shù)可以被用到無(wú)線終端設(shè)備上,目前中國(guó)聯(lián)通公司提供CDMA 1x,用戶網(wǎng)絡(luò)帶寬最多可以達(dá)到100kbit/s,這已經(jīng)足夠提供QCIF大小的流媒體服務(wù);而且隨著3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用,用戶的網(wǎng)絡(luò)帶寬可以達(dá)到384kbit/s。另一方面,手機(jī)設(shè)備運(yùn)算能力越來(lái)越強(qiáng),存儲(chǔ)空間越來(lái)越大,不用說(shuō)SMART Phone和Pocket PC等高端手機(jī),就是一般的中檔手機(jī),如Nokia 6610,也能實(shí)現(xiàn)基本的H.264的軟件解碼。
面向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的流媒體應(yīng)用對(duì)當(dāng)前的編碼和傳輸技術(shù)提出了更大的挑戰(zhàn),首先,相對(duì)于有線網(wǎng)絡(luò)而言,無(wú)線網(wǎng)絡(luò)狀況更不穩(wěn)定,除去網(wǎng)絡(luò)流量所造成的傳輸速率的波動(dòng)外,手持設(shè)備的移動(dòng)速度和所在位置也會(huì)嚴(yán)重地影響到傳輸速率,因此高效的可自適應(yīng)的編碼技術(shù)至關(guān)重要。其次,無(wú)線信道的環(huán)境也要比有線信道惡劣的多,數(shù)據(jù)的誤碼率也要高許多,而高壓縮的碼流對(duì)傳輸錯(cuò)誤非常敏感,還會(huì)造成錯(cuò)誤向后面的圖像擴(kuò)散,因此無(wú)線流媒體在信源和信道編碼上需要很好的容錯(cuò)技術(shù)。盡管手機(jī)設(shè)備的運(yùn)算能力越來(lái)越強(qiáng),但是由于它是由電池供電的,因此編解碼處理不能太復(fù)雜,并且最好能夠根據(jù)用戶設(shè)備的電池來(lái)調(diào)整流媒體的接收和處理,能源管理技術(shù)也是移動(dòng)流媒體的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
3. 電子家庭
現(xiàn)代家庭中的越來(lái)越多的設(shè)備可以用來(lái)采集,接收,發(fā)送和播放多媒體數(shù)據(jù)。如人們可以通過(guò)電視來(lái)收看電視節(jié)目,通過(guò)PC機(jī)在互聯(lián)網(wǎng)上欣賞流媒體節(jié)目,通過(guò)自己的數(shù)字相機(jī)和攝像機(jī)來(lái)拍攝圖像和視頻,通過(guò)手機(jī)和其他手持設(shè)備來(lái)發(fā)送彩信,通過(guò)汽車的音響系統(tǒng)來(lái)欣賞音樂(lè)和廣播。并且家庭中的網(wǎng)絡(luò)連接也是多樣化的,如電視連接有線電視網(wǎng),PC機(jī)連接著互聯(lián)網(wǎng),手機(jī)連接著無(wú)線網(wǎng)絡(luò),而且這些設(shè)備也能在家里通過(guò)藍(lán)牙或者802.11無(wú)線網(wǎng)連接在一起。
所有這些設(shè)備所收到的多媒體數(shù)據(jù)如何在家庭網(wǎng)絡(luò)和設(shè)備間共享,為流媒體的發(fā)展提供了一個(gè)更大的舞臺(tái),真正實(shí)現(xiàn)一種無(wú)所不在、隨心所至的多媒體服務(wù),讓多媒體真正地像液體一樣自由流動(dòng)起來(lái)。流媒體在家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的關(guān)鍵是如何使多媒體數(shù)據(jù)能夠適應(yīng)不同的設(shè)備的能力,如在電視和PC機(jī)中播放的視頻的大小可能是標(biāo)清甚至是高清,但是同樣的內(nèi)容就可能需要經(jīng)過(guò)流媒體系統(tǒng)有效的轉(zhuǎn)換才能成為最適合在手持設(shè)備上播放的媒體。
三、流媒體新技術(shù)
這章我們將討論高效的視頻編碼、可伸縮的視頻編碼和P2P技術(shù),它們都能極大地改進(jìn)當(dāng)前流媒體系統(tǒng)的性能。
1. 高效的編碼技術(shù)
媒體系統(tǒng)中的多媒體數(shù)據(jù)要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸給用戶,高效的編碼技術(shù)可以極大地降低流媒體系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的要求。目前標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化的視頻編碼技術(shù)都是基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和DCT變換的,從早期的MPEG-1和H.261,到最新的MPEG-4 AVC/H.264和Windows Media視頻編碼器都采用了這個(gè)框架。在這個(gè)框架中,運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償模塊用來(lái)消除相鄰圖像間的冗余信息,熵編碼模塊用來(lái)消除編碼信號(hào)的冗余性,變換量化模塊根據(jù)人的視覺系統(tǒng)對(duì)視頻信號(hào)的細(xì)微變化的不敏感性丟失部分信息,從而提高壓縮比。
在這個(gè)編碼框架下,過(guò)去十多年的時(shí)間內(nèi)編碼技術(shù)取得了很大的發(fā)展,事實(shí)上,最新MPEG-4 AVC/H.264標(biāo)準(zhǔn)的編碼效率要比MPEG-1提高了4倍左右,除去更精細(xì)的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和基于上下文的熵編碼外,幀內(nèi)預(yù)測(cè),多參考幀的預(yù)測(cè),環(huán)路濾波和率失真優(yōu)化技術(shù)也極大地提高了該標(biāo)準(zhǔn)的性能。
2. 可伸縮性編碼技術(shù)
在前面兩章中我們也討論過(guò),在流媒體應(yīng)用中需要解決的一個(gè)基本問(wèn)題是網(wǎng)絡(luò)帶寬的波動(dòng),不同的人在不同的時(shí)刻使用互聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí),得到的數(shù)據(jù)傳輸率存在著很大的差異;甚至同一個(gè)人在同一個(gè)時(shí)刻,哪怕是在傳輸同一個(gè)視頻流,實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸率也會(huì)存在較大的波動(dòng)。目前在流媒體系統(tǒng)中所用的編碼技術(shù)都是生成固定碼率的碼流,它們很難適應(yīng)如此復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)帶寬的波動(dòng)。一個(gè)有效的方法是采用可伸縮性的視頻編碼,MPEG-4和H.263標(biāo)準(zhǔn)中就包含了分層的可伸縮性的視頻編碼,它們提供一定的適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)帶寬變化的能力,但是在流媒體應(yīng)用中人們更期望視頻編碼技術(shù)能提供精細(xì)的碼流可伸縮性,MPEG-4 FGS就是一種這樣的編碼技術(shù),目前MPEG-21可伸縮視頻編碼組正在研究?jī)商拙幋a方案:高效的FGS編碼方案和3D小波編碼方案。
3. 多媒體標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)
多媒體編碼標(biāo)準(zhǔn)在流媒體里是至關(guān)重要的。一方面標(biāo)準(zhǔn)的制定和執(zhí)行確保不同廠家和服務(wù)商之間可以互通互聯(lián),另一方面標(biāo)準(zhǔn)里的知識(shí)產(chǎn)權(quán)也是商家必爭(zhēng)之處。掌握了標(biāo)準(zhǔn)里的知識(shí)產(chǎn)權(quán),在競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候就有很大的主動(dòng)權(quán)。所以很多商家乃至政府部門都在全力推出自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)到各種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)里去,甚至打造自己的產(chǎn)業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
4. 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(P2P)
P2P是當(dāng)前互聯(lián)網(wǎng)上較熱門的技術(shù),已應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)文件共享和Napster的MP3下載。其基本思想是通過(guò)P2P技術(shù),除了和服務(wù)器外,每個(gè)用戶可以共享他的文件或信息給其他用戶。
P2P技術(shù)也可以應(yīng)用到流媒體,每個(gè)流媒體用戶也是一個(gè)P2P中的一個(gè)節(jié)點(diǎn),在目前的流媒體系統(tǒng)中用戶之間是沒有任何聯(lián)系的,但是采用P2P技術(shù)后,用戶可以根據(jù)他們的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和設(shè)備能力與一個(gè)或幾個(gè)用戶建立連接來(lái)分享數(shù)據(jù),這種連接能減少服務(wù)器的負(fù)擔(dān)和提高每個(gè)用戶的視頻質(zhì)量。P2P技術(shù)在流媒體應(yīng)用中特別適用于一些熱門事件,即使是大量的用戶同時(shí)訪問(wèn)流媒體服務(wù)器,也不會(huì)造成服務(wù)器因負(fù)載過(guò)重而癱瘓。此外,對(duì)于多人的多媒體實(shí)時(shí)通信,P2P技術(shù)也會(huì)對(duì)網(wǎng)絡(luò)狀況和音視頻質(zhì)量帶來(lái)很大改進(jìn)。
P2P技術(shù)如果與可伸縮性視頻編碼技術(shù)結(jié)合將能極大地提高每個(gè)用戶所接收的視頻質(zhì)量。由于可伸縮性碼流的可加性,媒體數(shù)據(jù)不用全部傳輸給每個(gè)用戶,而是把它們分散傳輸給每個(gè)用戶,再通過(guò)用戶間的連接,每個(gè)用戶就可以得到合在一起的媒體數(shù)據(jù)。即使每個(gè)用戶與服務(wù)器的連接帶寬是有限的,應(yīng)用P2P技術(shù),每個(gè)用戶依然可以通過(guò)流媒體系統(tǒng)享受高質(zhì)量的多媒體服務(wù)。
四、結(jié)束語(yǔ)
流媒體的發(fā)展正處在一個(gè)醞釀著突變的階段。無(wú)論從應(yīng)用、服務(wù)和技術(shù),都將會(huì)產(chǎn)生一系列重大的突破。在流媒體的領(lǐng)域里,重點(diǎn)不應(yīng)是只放在幾個(gè)孤立的關(guān)鍵技術(shù)上,而是應(yīng)該把流媒體當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)工程,編碼、傳輸、分享、網(wǎng)絡(luò)以及設(shè)備都是互相聯(lián)系的一個(gè)整體。怎么能在這樣一個(gè)系統(tǒng)里,最有效地將流媒體以一種最適合用戶終端設(shè)備的形式傳送給用戶,并且不增加服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān),可能是能否在流媒體領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地的根本。
流媒體基礎(chǔ):什么是流媒體
流媒體簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是應(yīng)用流技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)亩嗝襟w文件,而流技術(shù)就是把連續(xù)的影象和聲音信息經(jīng)過(guò)壓縮處理后放上網(wǎng)站服務(wù)器,讓用戶一邊下載一邊觀看、收聽,而不需要等整個(gè)壓縮文件下載到自己機(jī)器后才可以觀看的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)。該技術(shù)先在使用者端的電腦上創(chuàng)造一個(gè)緩沖區(qū),于播放前預(yù)先下載一段資料作為緩沖,于網(wǎng)路實(shí)際連線速度小于播放所耗用資料的速度時(shí),播放程序就會(huì)取用這一小段緩沖區(qū)內(nèi)的資料,避免播放的中斷,也使得播放品質(zhì)得以維持。
目前在這個(gè)領(lǐng)域上,競(jìng)爭(zhēng)的公司主要有三個(gè):Microsoft、RealNetworks、Apple,而相應(yīng)的產(chǎn)品就是:Windows Media 、Real Media、QuickTime。
流媒體技術(shù)的應(yīng)用及前景
1. 遠(yuǎn)程教育
電腦的普及、多媒體技術(shù)的發(fā)展以及互聯(lián)網(wǎng)的迅速崛起,給遠(yuǎn)程教育帶來(lái)了新的機(jī)遇。世界各國(guó)都正大力開展包括網(wǎng)絡(luò)教育在內(nèi)的遠(yuǎn)程教育。
在遠(yuǎn)程教學(xué)過(guò)程中,最基本的要求是將信息從教師端傳遞到遠(yuǎn)程的學(xué)生端,需要傳遞的信息可能是多元化的,這其中包括各種類型的數(shù)據(jù):如視頻、音頻、文本、圖片等。將這些資料從一端傳遞到另一端是遠(yuǎn)程教學(xué)需要解決的問(wèn)題,而如何將這些信息資料有效的組合起來(lái)以達(dá)到更好的教學(xué)效果更是我們思考的重要方面。
由于當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)帶寬的限制,流式媒體無(wú)疑是最佳的選擇,學(xué)生可以在家通過(guò)一臺(tái)計(jì)算機(jī)、一條電話線、一只Modem就可以參加到遠(yuǎn)程教學(xué)當(dāng)中來(lái)。對(duì)于教師來(lái)講,也無(wú)須做過(guò)多的準(zhǔn)備,授課方法基本與傳統(tǒng)授課方法相同,只不過(guò)面對(duì)的是攝像頭和計(jì)算機(jī)而已。
就目前來(lái)講,能夠在互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行多媒體交互教學(xué)的技術(shù)多為流媒體,像Real System、Flash、Shockwave等技術(shù)就經(jīng)常應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中。遠(yuǎn)程教育是對(duì)傳統(tǒng)教育模式的一次革命。它能夠集教學(xué)和管理于一體,突破了傳統(tǒng)"面授"的局限,為學(xué)習(xí)者在空間和時(shí)間上都提供了便利。
除去實(shí)時(shí)教學(xué)以外,使用流媒體中的VOD(視頻點(diǎn)播)技術(shù),更可以達(dá)到因材施教、交互式的教學(xué)目的。學(xué)生也可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和成果。大型企業(yè)可以利用基于流技術(shù)的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)作為對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)的手段,這里不僅可以利用視頻和音頻,計(jì)算機(jī)屏幕的圖形捕捉也可以被用流的方式傳送給學(xué)員?,F(xiàn)在微軟公司自己內(nèi)部就大量使用了其自己的流技術(shù)產(chǎn)品作為其全球各分公司間員工培訓(xùn)和交流的手段。
隨著網(wǎng)絡(luò)及流媒體技術(shù)的發(fā)展,越來(lái)越多的遠(yuǎn)程教育網(wǎng)站開始采用流媒體作為主要的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方式。
2. 寬帶網(wǎng)視頻點(diǎn)播
在前面的遠(yuǎn)程教育中曾經(jīng)提到過(guò)VOD(Video On Demand)--視頻點(diǎn)播,視頻點(diǎn)播技術(shù)已經(jīng)不是什么新鮮的概念了,最初的VOD應(yīng)用于卡拉ok點(diǎn)播,當(dāng)時(shí)的VOD系統(tǒng)是半自動(dòng)的需要人工參與。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展,VOD技術(shù)逐漸應(yīng)用于局域網(wǎng)及有線電視網(wǎng)中,此時(shí)的VOD技術(shù)趨于完善,但有一個(gè)困難阻礙了VOD技術(shù)的發(fā)展,那就是音視頻信息的龐大容量。
這樣服務(wù)器端不僅需要大量的存儲(chǔ)系統(tǒng),同時(shí)還要負(fù)荷大量的數(shù)據(jù)傳輸,導(dǎo)致服務(wù)器根本無(wú)法進(jìn)行大規(guī)模的點(diǎn)播。同時(shí)由于局域網(wǎng)中的視頻點(diǎn)播覆蓋范圍小,用戶也無(wú)法通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)媒介收聽或觀看局域網(wǎng)內(nèi)的節(jié)目。
此時(shí)流媒體技術(shù)出現(xiàn)了,在視頻點(diǎn)播方面我們完全可以遺棄局域網(wǎng)而使用互聯(lián)網(wǎng),由于流媒體經(jīng)過(guò)了特殊的壓縮編碼,使得它很適合在互聯(lián)網(wǎng)上傳輸??蛻舳瞬捎脼g覽器方式進(jìn)行點(diǎn)播,基本無(wú)需維護(hù)。由于采用了先進(jìn)的機(jī)群技術(shù),可對(duì)大規(guī)模的并發(fā)點(diǎn)播請(qǐng)求進(jìn)行分布式處理,使其能適應(yīng)大規(guī)模的點(diǎn)播環(huán)境。
隨著寬帶網(wǎng)和信息家電的發(fā)展,流媒體技術(shù)會(huì)越來(lái)越廣泛的應(yīng)用于視頻點(diǎn)播系統(tǒng),也許有一天你也可以在自己的家中欣賞到與電視節(jié)目相當(dāng)?shù)牧魇揭曨l節(jié)目。就當(dāng)前而言,很多大型的新聞娛樂(lè)媒體都在Internet上提供基于流技術(shù)的音視頻節(jié)目,如國(guó)外的CNN、CBS以及我國(guó)的中央電視臺(tái)、北京電視臺(tái)等,有人將這種Internet上的播放節(jié)目稱之為"webcast"。
3.互聯(lián)網(wǎng)直播
也許大家只聽說(shuō)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)直播、衛(wèi)星轉(zhuǎn)播之類的名詞,對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)直播(或稱為網(wǎng)絡(luò)直播)的概念還并不太熟悉,隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及網(wǎng)民越來(lái)越多,從互聯(lián)網(wǎng)上直接收看體育賽事、重大慶典、商貿(mào)展覽成為很多網(wǎng)民的愿望。而很多廠商希望借助網(wǎng)上直播的形式將自己的產(chǎn)品和活動(dòng)傳遍全世界,這也許是任何一種媒體都不能達(dá)到的。這一切都促成了互聯(lián)網(wǎng)直播的形成。
但是網(wǎng)絡(luò)帶寬問(wèn)題一直困擾著互聯(lián)網(wǎng)直播的發(fā)展,不過(guò)隨著寬帶網(wǎng)的不斷普及和流媒體技術(shù)的不斷改進(jìn),互聯(lián)網(wǎng)直播已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)階段走向了實(shí)用階段,并能夠提供較滿意的音、視頻效果。
流媒體技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)直播中充當(dāng)著重要的角色,首先流媒體實(shí)現(xiàn)了在低帶寬的環(huán)境下提供高質(zhì)量的影音。其次,像Real公司的SureStream這樣的智能流技術(shù)可以保證不同連接速率下的用戶可以得到不同質(zhì)量的影音效果。此外,流媒體的Multicast(多址廣播)技術(shù)可以大大減少服務(wù)器端的負(fù)荷,同時(shí)最大限度的節(jié)省了帶寬。
無(wú)論從技術(shù)上還是從市場(chǎng)上考慮,現(xiàn)在互聯(lián)網(wǎng)直播是流媒體眾多應(yīng)用中最成熟的一個(gè)。已經(jīng)有很多公司提供網(wǎng)上直播服務(wù),每年一度的《春節(jié)晚會(huì)》就提供網(wǎng)上現(xiàn)場(chǎng)直播。
4.視頻會(huì)議
市場(chǎng)上的視頻會(huì)議系統(tǒng)有很多,這些產(chǎn)品基本都支持TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,但采用流媒體技術(shù)作為核心技術(shù)的系統(tǒng)并不占多數(shù)。視頻會(huì)議技術(shù)上涉及到數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)榷囗?xiàng)技術(shù)。
流媒體并不是視頻會(huì)議必須的選擇,但是流媒體技術(shù)的出現(xiàn)為視頻會(huì)議的發(fā)展起了很重要的作用。采用流媒體格式傳數(shù)影音,使用者不必等待整個(gè)影片傳送完畢,就可以實(shí)時(shí)的連續(xù)不斷的觀看,這樣不但改善觀看前的等待問(wèn)題,也可以達(dá)到即時(shí)的效果。雖然我們損失了一些畫面質(zhì)量,但就視頻會(huì)議來(lái)講,并不需要很高的音視頻質(zhì)量。
視頻會(huì)議是流媒體的一個(gè)商業(yè)用途,通過(guò)流媒體我們還可以進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信,最常見的例子就是可視電話。只要我們有一臺(tái)已經(jīng)接入互聯(lián)網(wǎng)的電腦和一個(gè)攝像頭,就可以與世界任何地點(diǎn)的人進(jìn)行音視頻的通信,是不是很便捷?此外,大型企業(yè)可以利用基于流技術(shù)的視頻會(huì)議系統(tǒng)來(lái)組織跨地區(qū)的會(huì)議和討論,從而節(jié)省大量的開支。一個(gè)實(shí)際的例子是美國(guó)第二大證券交易商從1998年開始,采用Starlight Network公司提供的流技術(shù)方案,為其分布在全球500多個(gè)城市和地區(qū)的分公司經(jīng)紀(jì)人和投資咨詢員實(shí)時(shí)提供到桌面的財(cái)經(jīng)新聞,使他們的客戶獲取更多的投資利潤(rùn)。
2003流媒體產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)需求分析
流媒體是一種基于寬帶技術(shù)的視頻、音頻實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)。人們?cè)诰W(wǎng)頁(yè)上看到的不再是文字或者靜止的圖像,而是類似電視播放的活動(dòng)圖像信息。它的出現(xiàn)使網(wǎng)絡(luò)成為集電視、報(bào)紙、廣播于一體的新的媒體,并使我們剛剛熟悉的“網(wǎng)絡(luò)——第4媒體”的概念推向輝煌。
隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)不斷向縱深發(fā)展,用戶對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)的使用開始向娛樂(lè)、影視欣賞等方向轉(zhuǎn)移,對(duì)流媒體的應(yīng)用需求也從簡(jiǎn)單的了解信息向視聽欣賞轉(zhuǎn)變。因此一方面要加大對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的建設(shè),同時(shí)對(duì)流媒體節(jié)目?jī)?nèi)容的編解碼?制作與回放?技術(shù)和方式,也提出了更高的要求。沿著流媒體技術(shù)的指引,人們看到未來(lái)寬帶的發(fā)展方向,多媒體互動(dòng)成了人們對(duì)寬帶網(wǎng)絡(luò)未來(lái)發(fā)展的寄托。終端消費(fèi)者的直接需求,使傳統(tǒng)影視媒體市場(chǎng)與寬帶網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)相融合,產(chǎn)生了寬帶VOD、在線音樂(lè)、遠(yuǎn)程教育、寬帶收費(fèi)電視等新的應(yīng)用。
目前,流媒體技術(shù)日趨成熟,應(yīng)用也日益廣泛。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明:2000年網(wǎng)上訪問(wèn)流媒體內(nèi)容的人數(shù)增加了65%,網(wǎng)上視頻流媒體技術(shù)應(yīng)用增長(zhǎng)達(dá)251%,在美國(guó)約79%的家庭網(wǎng)絡(luò)用戶在電腦上安放了流媒體播放器。
基于此,國(guó)際上各路IT英豪紛紛預(yù)言,流媒體將成為未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主流,并將推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)整體架構(gòu)的革新。其實(shí),這種預(yù)言也并非沒有根據(jù)。據(jù)悉由于受全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展步伐放緩的影響,目前流媒體應(yīng)用的重點(diǎn)已明顯開始向前景廣闊的商業(yè)領(lǐng)域傾斜,技術(shù)供應(yīng)模式也在發(fā)生著根本性變化。
據(jù)英國(guó)Analysys公司今年1月16日公布的針對(duì)視頻流式媒體市場(chǎng)的調(diào)查結(jié)果表明,隨著視頻流式媒體逐漸成為企業(yè)的一種比較現(xiàn)實(shí)的選擇,2006年西歐市場(chǎng)規(guī)模將從2001年的約2500萬(wàn)美元成長(zhǎng)為約2億美元,規(guī)模將擴(kuò)大10倍。該公司并且透露,在今后,視頻流式媒體市場(chǎng)主要將受到公司內(nèi)部通訊、研修和營(yíng)銷活動(dòng)以及對(duì)投資家提供信息等用途的拉動(dòng)。到2006年,傳輸量將以年均90%,營(yíng)業(yè)額將以年均50%的速度增長(zhǎng)。但據(jù)其推測(cè),寬帶視頻流媒體真正的快速成長(zhǎng)將從2005年開始。
任何的技術(shù)都要應(yīng)用到實(shí)際的行業(yè)中才有價(jià)值,流媒體的應(yīng)用主要集中于以下產(chǎn)業(yè):
電信通信、國(guó)家機(jī)關(guān)、教育出版、公用事業(yè)、郵政物流、
金融證券、交通旅游、醫(yī)療衛(wèi)生、商業(yè)企業(yè)。
流媒體世界根據(jù)2003年的網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),統(tǒng)計(jì)出各行業(yè)對(duì)流媒體技術(shù)的需求,并加以對(duì)比,如下圖所示
由此圖可以看出,對(duì)流媒體產(chǎn)品需求量最大的是電信通信行業(yè)與國(guó)家政府機(jī)構(gòu),這一切都是源于2003年SARS引起的視頻會(huì)議的商機(jī)。其次,2003年的教育市場(chǎng)對(duì)流媒體產(chǎn)品需求量也是很迫切的,主要應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育,視頻課件點(diǎn)播等。
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