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基于校园网的视频点播系统

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前言

  视频点播技术(VOD)是近年来新兴的一种传媒方式,它彻底改变了长期以来广播式的单向视频传播方式,满足了人们对视频播放进行实时控制的愿望。如今,视频点播技术正日益受到教育界的普遍关注。将学校现有的软硬件资源进行升级改造,构建一个基于校园网的视频点播系统,将有利于学校开展多种形式的双向多媒体教学,同时,也有利于学校教育资源的网络化。

  一、视频点播技术

  1、什么是视频点播

  视频点播(Video On Demand),简称VOD,意即根据用户的需要播放相应的视频节目。它是一种先进的视频通信技术,综合了网络通信技术、多媒体技术和电视技术的优势,彻底改变了过去收看节目的被动方式,实现了节目的按需收看。此外,它还可以让用户对节目的播放进程进行控制,如开始、停止、暂停、快进、倒退等。近年来,随着视频编码、高容量存储、ATM交换技术及高速网络通讯的发展,视频点播技术的商用已不再是遥不可及的事了。用户不需要增加很多投资, 只需在现有家用电视或微机终端的基础上增加一个机顶盒、一个遥控器, 然后连接进邮电宽带通信网, 即可享受到视频点播服务。  

   2、视频点播(VOD)系统的组成

  视频点播系统由4部分组成(如图1所示):视频节目制作中心、VOD服务器、网络传输和用户终端等。视频节目制作中心主要完成视频节目的制作和存储。服务器是沟通用户与节目的桥梁:用户通过网络和服务器建立连接,服务器把节目单下传给用户终端,用户从节目单中选择自己感兴趣的节目,服务器分析用户的请求,从存储器中调用相应的节目内容,将它以稳定的速率下传给用户。VOD系统的网络可分为交换网和接入网两大部分。目前交换网大多是采用ATM技术的光纤网。ATM是一种信元交换技术,它综合了电路交换和分组交换的优点,可稳定流畅地传输视频、声音、图像等多媒体信息。接入网是连接用户和交换网的那一段,可以是RTTC、ADSL、HFC、LAN、WAN等多种方式。用户终端可以有多种,最常用的就是利用计算机浏览器方式或电视机加机顶盒的方式来实现。

  3、视频点播的特点

  视频点播的作为一门新兴的综合性技术,其特点是很明显的:

  (1)视频信息获取的主动性和可控性

  长期以来,广播电视都是单向传播的,用户只能被动地收看电视台播出的节目。而在VOD系统中,用户可以根据自己的需求随时选择自己喜爱的节目。这也是VOD系统最吸引人的地方。此外,它还允许用户对点播节目的开始、结束时间和暂停、快进、快退、定格、慢放等进行控制,交互性很强。这是传统的闭路电视系统所没有的。

  (2)高质量的视频压缩 

  视频信息数据量很大而且实时性要求高,如果不经压缩就直接在网上传送,其效果是无法忍受的。在VOD系统中,由于采用了MPEG、H.26x等视频压缩标准,使系统不仅有较高的数据压缩比,而且还可获得高质量的画面还原特性。

  (3)视频信息的无损重用

  传统的视频点播是通过录像带、VCD盘等信息载体,借助录像机或VCD机等实现的。存储在光盘和磁带上的信息会因反复使用而有磨损,致使观看效果不佳。而在VOD系统中,视频信息是经数字化处理后存储在VOD服务器上的,它不会因反复播放或时间的推移而出现质量下降的问题。

  (4)视频信息的并发使用

  VOD系统可以让多个用户同时点播相同的节目而互不影响,这样,一个热点节目可以多人同时收看,而且可以各自对节目的播放进度进行控制。 

  二、构建基于校园网的视频点播系统的必要性

  (1)双向多媒体教学的需要

  在教学过程中,学生是一个主动的个体,知识是学生主动建构得来的。我们必须改变满堂灌的说教模式,强调学生的参与意识,让师生在一个双向互动的过程中,共同解决教学难点。视频点播保留了传统教育媒体的多媒体特性,它通过视频、声音、图像、动画、文本等多媒体方式向学生传送丰富、具体、生动的知识,使抽象化的东西形象化;同时它又克服了传统教育媒体单向传播的局限性,它给了学生充分的主动权,学生可自主点播所需的教学内容进行探索式、发现式的学习。这有利于培养学生自主发现问题、分析问题、寻求问题解决方案的探索精神和创新能力。

  (2)教育资源网络化需要

  教育资源应具有开放性,从而实现教学资源共享。而传统的闭路电视系统,不能让教师在网络上共享教学资料,致使当前很多学校都存在着重复制作多媒体课件、重复购买音像资源的问题,造成人力和财力的巨大浪费。构建在计算机网络基础上的VOD系统能够和Internet无缝结合。这样老师和学生不仅可以点播本校的多媒体资源,还可以访问其他学校的多媒体教学资源库,为己所用。在进行视频点播的同时,还可以随时对Internet进行访问,从 Internet上获取所需的教学资源。管理人员也可以收集优秀的多媒体课件、教学录像、实验录像等放到VOD的资源库中,通过VOD系统的网络性能,方便地实现精品共享与交流。

  (3)个性化教学的需要

  虽然由于师资力量等因素的限制,个性化教学还未成为主流教学方式,但通过视频点播技术,可在同一空间营造出一个个相对个性化的教学环境:学习者可以不受时间和地理空间的限制,自主选择适合自己的学习内容,并可根据自身情况调整学习进度,自主选择指导老师。这可充分调动学生的主动性,达到因材施教的目的。 

  三、构建基于校园网的视频点播系统

   当前,视频点播技术正日益受到教育界和商界的普遍关注。各厂商对学校视频点播系统都投以了极高的热情,纷纷提出了自己的解决方案。但是对于大多数学校而言,在有限的资源条件下,完全依据厂商的方案重新构建校园视频点播系统是不切实际的,“因校制宜”,在现有的软硬件基础上进行升级改造才是一种经济实用的选择。下面我们介绍怎样构建基于校园网的视频点播系统,以使学校现有的硬件资源得到充分利用。

1、系统功能定位

  我们所要构建的基于校园网视频点播系统,功能框图如图2所示。各教室、实验室、教研室、行政办公室、会议室、图书馆、学生寝室等都装有计算机终端或带有机顶盒的电视终端,学校领导、教师、学生等都可以通过就近的终端,通过统一的界面,自主点播所需的多媒体信息和多媒体教学资源。这些信息和资源既可以是本校内的,也可以是其它学校或Internet上的信息和资源。

  2、系统构建方案

  (1)结构化布线
  建立网络主干采用100M交换、用户端10M交换到桌面的校园局域网。

  (2)视频点播服务器
  视频点播服务器是VOD系统的核心,主要负责视频信息的储存播放,其工作能力极大地影响视频点播系统的服务能力。所以选择视频服务器时,要充分考虑服务器的并发输出能力、存储容量、资源的共享性、系统结构的开放性、系统的扩充性、稳定性、可靠性等因素对整个系统运行的影响。校园视频点播系统由于其业务量不是很大,所以我们建议选用基于高档PC机的视频服务器。这种类型的服务器是在高性能计算机的基础上增加支持视频数据访问的有关硬件,再将系统进行一定的优化,从而实现视频点播功能的。

  (3)用户终端
  VOD系统用户端设备有两种:一种是计算机(PC);另一种是电视机(TV)加机顶盒(STB)。机顶盒通称Set Top Box,是一种智慧型的数字式信号转换器,用户透过此设备即能够实现视频点播、Internet访问、远程教学、视频会议、电子商务等多媒体信息服务。机顶盒通常与电视机配合使用,当用户进行点播时,将电视机切换至AV模式后,可使用机顶盒的遥控键盘对VOD系统所提供的视频节目进行点播,操作简单方便。为了利用学校现有的硬件资源,我们既使用PC机做点播终端,也在现有的电视终端上配以机顶盒做点播终端。

  (4)视频点播软件
  我们建议选用基于Web开发的视频点播软件,以便能和Internet无缝结合。这样老师和学生在点播校内视频资源的同时,可随时访问Internet上丰富的多媒体教学资源。

  三、用校园视频点播系统开展多种形式的教学

  利用VOD系统的双向视频传输特性和网络特性,我们可以开展多种形式的教学:

  1、视频点播教学

  将各科优秀教师的多媒体课件、电视教材、直播课程、现场实验示范等采编存入VOD系统,教师可在终端机上,通过统一的点播界面,自由点播这些视频资源进行教学。VOD系统中丰富的多媒体教学资源不仅减轻了教师的备课负担有利于资源共享,此外,由于VOD系统支持多用户点播而互不影响,所以不同地点的老师可以同时点播相同教学内容来进行教学,并分别对播放进程进行控制。

  2、自主学习

  在VOD系统中,可以充分发挥学生的自主性:学生可以根据自己的学习情况,在寝室、图书馆、计算机机房甚至家里,自由地选择多媒体课件、老师讲课录像等进行学习,以增强学习的自主性和主动性;学生还可以点播自己感兴趣的内容进行补充学习,拓宽知识面;在学习过程中,学生可以按照自己的学习进度,对播放过程进行控制,营造出一个相对个性化的学习环境,达到最好的学习效果。

  3、远程教学

  和Internet无缝整合在一起的VOD系统可实现跨地域的远程教学。将优秀教师的讲课录像放到VOD服务器上,听课者可以远程点播这些录像,进行在线学习;听课者也可以先把录像下载到本地服务器上,然后在当地的局域网范围内点播学习。利用VOD系统开展远程教学的有两大优点:首先,它的视频传输特性好,这是一般的网络教学达不到的;此外,VOD系统的视频传播是双向的,学习者可以根据自己的具体情况,自行安排学习时间,这是VOD教学明显优于广播电视教学的地方。

  4、视频报告会

  由于VOD系统视频传输特性好,所以老师和学生不必亲临学术交流会现场,通过VOD系统的现场直播或实况转播功能,就可聆听专家们精彩的报告,观看交流会的现场实况。在观看过程中,还可以通过VOD系统提供的提问、留言和发表评论等交互功能,向与会的专家们提问,与他们进行交流。

  5、影视欣赏

  VOD系统能够平滑流畅地传播视频信息,而且观看者还可自由地对播放进程进行控制。把影视资料放到VOD服务器中,学生们就可随时随地地点播收看,这样就增大了影视资料的共享范围,极大地丰富了学生们的影视文化生活;此外,在VOD系统中,影视资料的播放质量不会因播放次数的增多而下降,从而也延长了影视资料的使用寿命。

  结束语

  视频点播是多种先进技术融合的结晶,它不仅能够平滑流畅地传播视频信息,而且赋予了用户极大的自主选择空间,从而满足了现代人崇尚自由、渴望参与的心理需求。构建基于校园网的视频点播系统并利用它开展多种形式的教学,有利于学生学习主动性的发挥,有利于体现教师的教学创造性,实现双向多媒体组合教学。可以预见,在不久的将来,视频点播将成为学校教育中不可缺少的组成部分,从而推进数字化校园的建设。

  参考文献

  1.什么是视频点播(VOD)技术》  李亚波   http://www.ccidnet.com 
  2. 《VOD视频点播技术原理》  赵强   http://www.chinatelecom.com.cn
  3.《VOD系统的应用》VOD系统的应用  陈 刚 


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