基本簡介
傳統下載方式的時延很大,因為音視頻文件一般都較大,需要的存儲容量也較大,同時受到網絡帶寬的限制,下載一個文件很耗時,根據文件的大小,可能往往需要幾分鐘甚至幾小時。這種方式不但浪費下載時間、硬盤空間,重要的是使用起來非常不方便。流媒體技術出現後,人們能夠“即點即看”了,多媒體文件一邊被下載一邊被播放,不僅使啟動延時大大縮短,而且不需要太大的緩存容量,極大地減少了用戶在線等待的時間,而且也提升了互動性。
傳輸問題
1、技術方面
在網上進行流媒體傳輸,所傳輸的文件必須制作成适合流媒體傳輸的流媒體格式文件。用通常格式存儲的多媒體文件容量十分大,若要在現有的窄帶網絡上傳輸則需要花費十分長的時間,若遇網絡繁忙,還将造成傳輸中斷。另外,通常格式的流媒體也不能按流媒體傳輸協議進行傳輸。因此,對需要進行流媒體格式傳輸的文件應進行預處理,将文件壓縮生成流媒體格式文件。這裡應注意兩點:一是選用适當的壓縮算法進行壓縮,這樣生成的文件容量較小。二是需要向文件中添加流式信息。
2、傳輸方面
流媒體的傳輸需要合适的傳輸協議,在internet上的文件傳輸大部分都是建立在tcp協議的基礎上,也有一些是以ftp傳輸協議的方式進行傳輸,但采用這些傳輸協議都不能實現實時方式的傳輸。随着流媒體技術的深入研究,比較成熟的流媒體傳輸一般都是采用建立在udp協議上的rtp/rtsp實時傳輸協議。
為何要在udp協議而不在tcp協議上進行實時數據的傳輸呢?這是因為udp和tcp協議在實現數據傳輸時的可靠性有很大的區别。tcp協議中包含了專門的數據傳送校驗機制,當數據接受方收到數據後,将自動向發送方發出确認信息,發送方在接收到确認信息後才繼續傳送數據,否則将一直處于等待狀态。而udp協議則不同,udp協議本身并不能做任何校驗。由此可以看出,tcp協議注重傳輸質量,而udp協議則注重傳輸速度。因此,對于對傳輸質量要求不是很高,而對傳輸速度則有很高的要求的視音頻流媒體文件來說,采用udp協議則更合适。
3、傳輸過程
因為internet是以包為單位進行異步傳輸的,因此多媒體數據在傳輸中要被分解成許多包,由于網絡傳輸的不穩定性,各個包選擇的路由不同,所以到達客戶端的時間次序可能發生改變,甚至産生丢包的現象.為此,必須采用緩存技術來糾正由于數據到達次序發生改變而産生的混亂狀況,利用緩存對到達的數據包進行正确排序,從而使視音頻數據能連續正确地播放。緩存中存儲的是某一段時間内的數據,數據在緩存中存放的時間是暫時的,緩存中的數據也是動态的,不斷更新的。流媒體在播放時不斷讀取緩存中的數據進行播放,播放完後該數據便被立即清除,新的數據将存入到緩存中。因此,在播放流媒體文件時并不需占用太大的緩存空間。
4、播放方面需解決的問題
流媒體播放需要浏覽器的支持.通常情況下,浏覽器是采用mime來識别各種不同的簡單文件格式,所有的web浏覽器都是基于http協議,而http協議都内建有mime.所以web浏覽器能夠通過http協議中内建的mime來标記web上衆多的多媒體文件格式,包括各種流媒體格式。
流式傳輸的過程一般是這樣的:用戶選擇某一流媒體服務後,Web浏覽器與Web服務器之間使用HTTP/TCP交換控制信息,以便把需要傳輸的實時數據從原始信息中檢索出來;然後客戶機上的Web浏覽器啟動A/V Helper程序,使用HTTP從Web服務器檢索相關參數對Helper程序初始化。這些參數可能包括目錄信息、A/V數據的編碼類型或與A/V檢索相關的服務器地址。
A/V Helper程序及A/V服務器運行實時流控制協議(RTSP),以交換A/V傳輸所需的控制信息。與CD播放機或VCRs所提供的功能相似,RTSP提供了操縱播放、快進、快倒、暫停及錄制等命令的方法。A/V服務器使用RTP/UDP協議将A/V數據傳輸給A/V客戶程序(一般可認為客戶程序等同于Helper程序),一旦A/V數據抵達客戶端,A/V客戶程序即可播放輸出。
需要說明的是,在流式傳輸中,使用RTP/UDP和RTSP/TCP兩種不同的通信協議與A/V服務器建立聯系,是為了能夠把服務器的輸出重定向到一個不同于運行A/V Helper程序所在客戶機的目的地址,實現流式傳輸一般都需要專用服務器和播放器。
技術原理
随着互聯網的普及,利用網絡傳輸聲音與視頻信号的需求也越來越大。廣播電視等媒體上網後,也都希望通過互聯網來發布自己的音視頻節目。但是,音視頻在存貯時文件的體積一般都十分龐大。在網絡帶寬還很有限的情況下,花幾十分鐘甚至更長的時間等待一個音視頻文件的傳輸,不能不說是一件讓人頭疼的事。流媒體技術的出現,在一定程度上使互聯網傳輸音視頻難的局面得到改善。
傳統的網絡傳輸音視頻等多媒體信息的方式是完全下載後再播放,下載常常要花數分鐘甚至數小時。而采用流媒體技術,就可實現流式傳輸,将聲音、影像或動畫由服務器向用戶計算機進行連續、不間斷傳送,用戶不必等到整個文件全部下載完畢,而隻需經過幾秒或十幾秒的啟動延時即可進行觀看。當聲音視頻等在用戶的機器上播放時,文件的剩餘部分還會從服務器上繼續下載。
如果将文件傳輸看作是一次接水的過程,過去的傳輸方式就像是對用戶做了一個規定,必須等到一桶水接滿才能使用它,這個等待的時間自然要受到水流量大小和桶的大小的影響。而流式傳輸則是,打開水頭龍,等待一小會兒,水就會源源不斷地流出來,而且可以随接随用,因此,不管水流量的大小,也不管桶的大小,用戶都可以随時用上水。從這個意義上看,流媒體這個詞是非常形象的。
流式傳輸技術又分兩種,一種是順序流式傳輸,另一種是實時流式傳輸。
順序流式傳輸是順序下載,在下載文件的同時用戶可以觀看,但是,用戶的觀看與服務器上的傳輸并不是同步進行的,用戶是在一段延時後才能看到服務器上傳出來的信息,或者說用戶看到的總是服務器在若幹時間以前傳出來的信息。在這過程中,用戶隻能觀看已下載的那部分,而不能要求跳到還未下載的部分。順序流式傳輸比較适合高質量的短片段,因為它可以較好地保證節目播放的最終質量。它适合于在網站上發布的供用戶點播的音視頻節目。
在實時流式傳輸中,音視頻信息可被實時觀看到。在觀看過程中用戶可快進或後退以觀看前面或後面的内容,但是在這種傳輸方式中,如果網絡傳輸狀況不理想,則收到的信号效果比較差。
在運用流媒體技術時,音視頻文件要采用相應的格式,不同格式的文件需要用不同的播放器軟件來播放,所謂“一把鑰匙開一把鎖”。采用流媒體技術的音視頻文件主要有三大“流派”。
一是微軟的ASF(Advanced Stream Format)。這類文件的後綴是.asf和.wmv,與它對應的播放器是微軟公司的“Media Player”。用戶可以将圖形、聲音和動畫數據組合成一個ASF格式的文件,也可以将其中國格式的視頻和音頻轉換為ASF格式,而且用戶還可以通過聲卡和視頻捕獲卡将諸如麥克風、錄像機等外設的數據保存為ASF格式。
二是RealNetworks公司的RealMedia,它包括RealAudio、RealVIdeo和RealFlash三類文件,其中RealAudio用來傳輸接近CD音質的音頻數據,RealVideo用來傳輸不間斷的視頻數據,RealFlash則是RealNetworks公司與Macromedia公司聯合推出的一種高壓縮比的動畫格式,這類文件的後綴是.rm,文件對應的播放器是“RealPlayer”。
三是蘋果公司的QuickTime。這類文件擴展名通常是mov,它所對應的播放器是“QuickTime。”
此外,MPEG、AVI、DVI、SWF等都是适用于流媒體技術的文件格式。
由于流媒體技術在一定程度上突破了網絡帶寬對多媒體信息傳輸的限制,因此被廣泛運用于網上直播、網絡廣告、視頻點播、遠程教育、遠程醫療、視頻會議、企業培訓、電子商務等多種領域。
對于新聞媒體來說,流媒體帶來了機遇,也帶來了挑戰。
流媒體技術為傳統媒體在互聯網上開辟更廣闊的空間提供了可能。廣播電視媒體節目的上網更為方便,聽衆、觀衆在網上點播節目更為簡單,網上音視頻直播也将得到廣泛運用。
流媒體技術将過去傳統媒體的“推”式傳播,變為受衆的“拉”式傳播,受衆不再是被動地接受來自廣播電視的節目,而是在自己方便的時間來接收自己需要的信息。這将在一定程度上提高受衆的地位,使中國在新聞傳播中占有主動權,也使中國的需求對新聞媒體的活動産生更為直接的影響。
流媒體技術的廣泛運用也将模糊廣播、電視與網絡之間的界限,網絡既是廣播電視的輔助者與延伸者,也将成為它們的有力的競争者。利用流媒體技術,網絡将提供新的音視頻節目樣式,也将形成新的經營方式,例如收費的點播服務。發揮傳統媒體的優勢,利用網絡媒體的特長,保持媒體間良好的競争與合作,是未來網絡的發展之路,也是未來傳統媒體的發展之路。
定義
流媒體技術發端于美國,又稱流式媒體,是一種新的媒體傳送方式。流式傳輸方式将整個A/V及3D等多媒體文件經過特殊的壓縮方式分成一個個壓縮包,由視頻服務器向用戶計算機連續、實時傳送。用戶不必像采用下載方式那樣等到整個文件全部下載完畢,而是隻需經過幾秒或幾十秒的啟動延時即可在用戶的計算機上利用解壓設備對壓縮的A/V、3D等多媒體文件解壓後進行播放和觀看。這種對多媒體文件邊下載邊播放的流式傳輸方式不僅使啟動延時大幅度地縮短,而且對系統緩存容量的需求也大大降低。
應用
流媒體技術在互聯網媒體傳播方面起到了重要的作用,它方便了人們在全球範圍内的信息、情感交流,其中視頻點播、遠程教育、視頻會議、Internet直播、網上新聞發布、網絡廣告等方面的應用更空前廣泛。
1、廣電直播中的應用
經過09年的全面發展,3G技術已經被廣大用戶所熟悉和接受,各種各樣基于3G技術的應用層出不窮,三大運營商抓住三網融合的大環境,積極推進3G技術在廣電行業的應用。
據了解,江蘇省廣電也通過3G技術實現旗下七大新聞欄目(《江蘇新時空》、《早安江蘇》、《新聞夜宴》、《有一說一》、《公共新聞網》、《絕對現場》、《零距離》)的3G直播。無獨有偶,浙江衛視也實現了3G傳輸技術在電視新聞直播的應用。利用3G傳輸技術應用于電視新聞直播,彌補了衛星傳輸、光纜和數字微波傳輸系統都存在的造價高、系統龐大、操作複雜等不足,同時可以使電視直播設備更加輕便,直播工作範圍更加廣泛。
要解釋什麼是移動流媒體技術,就要先解釋下什麼是流媒體技術。流媒體是指視頻、聲音等數據以實時傳輸協議承載,并以連續的流形式從源端向目的端傳輸,在目的端接收到一定緩存數據後就可以播放出來的多媒體應用。流媒體技術應用到移動網絡和終端上,稱之為移動流媒體技術。
移動流媒體技術有三大特點,一是能夠實時播放音視頻和多媒體内容。這樣可以大大縮短啟動延時,避免了用戶必須等待整個文件全部從服務器源上下載完成後才能觀看的缺點。二是播放的流媒體文件不需要在客戶端保存,減少了對客戶端存儲空間的要求,也減少了緩存容量的需求。三是流媒體文件不在客戶端保存,從一定程度上解決了媒體文件的版權保護問題。3G無線網絡的發展也使得流媒體技術可以被用到無線終端設備上,3G用戶無線網絡接入帶寬的提高,移動流媒體技術所封裝出的應用将會成為3G的一類主要應用。
從國内領先的流媒體系統技術提供商VIEWGOOD(遠古)公司了解到,VIEWGOOD依賴專業的流媒技術結合衆多的電信級用戶的檢驗,安全穩定的保障,通過對3G應用的全面理解并結合手機用戶和PC用戶的需求,為移動運營商/廣電推出了Web3G移動流媒體平台,通過獨創的USS統一流媒體服務引擎,同時支持各種操作系統的手機、PC以及機頂盒,使所有用戶都能方便快捷的使用流媒體業務,并且使用同一套後台管理系統對所有平台的節目進行統一管理,最終實現了手機、PC、電視的三屏互動。
随着3G移動流媒體技術的逐漸成熟以及3G網絡設備和終端設備的不斷完善,移動流媒體技術将成為3G時代的代表技術,移動流媒體業務能大大提高用戶通信體驗并推動3G的不斷發展。
2、航空探測中的應用
2007年11月27日消息運用VIEWGOOD WebTable系統的“遠望5号”測量船,在海面上監測“嫦娥一号”衛星的運行軌道,給“嫦娥一号”下達指令,指示“嫦娥”不斷變軌,使其按照固定軌道順利運行。“中國自主研發的第一個月球探測器——‘嫦娥一号’已經開始她的探月任務”;“明年,‘神七’升空,中國宇航員将首次進行太空行走,電視直播将展現每個細節”;“中國計劃與俄合作,于2009年發射火星探測器”随着一篇篇航空新聞的披露,一項項航空工程的啟動、實現,中國太空探測的步伐越走越快。在所有的航空事件裡,測量技術是所有工作開展的必備條件。
随着測量船“遠望”家族的不斷壯大,中國測控技術的發展更是迅速。尤其是流媒體技術出現以後,測量技術在航空探測中的應用越來越廣。從數據的及時反饋、圖像的按時傳回到太空行走過程的電視直播,越來越多的項目中需要依賴流媒體技術。
互聯網的飛速發展,讓流媒體技術的應用越來越普及。在Streaming Media West'99展會中,Microsoft、Intel、Apple、Real Networks等公司就流媒體技術的發展和應用展開了激烈的競争。在短短數年内,流媒體技術有了飛躍發展,軍事應用、太空探測、深海測量等高尖端行業也都陸續出現它們的身影。
WebTable系統支持視頻和桌面多路實時同步直播,獨創KeyBuffer技術,使廣域網時延最短隻有0.1s,滿足龐大關注人群的收視需求。WebTable系統清晰度高、實時性強,并發能力與抗幹擾能力更是首屈一指,成功助“嫦娥一号”順利進行探月工程,為流媒體技術在航空探測中的應用樹立了裡程碑。
流媒體直播技術作為流媒體重要組成模塊,廣泛用于娛樂、電子商務、遠程培訓、視頻會議、遠程教育、遠程醫療、電視台重大節目直播等互聯網信息服務的方方面面,它的應用給網絡信息交流帶來革命性的變化,流媒體直播技術突破了網站媒體一直以來以文字、圖片方式向傳遞信息的局限性。
有消息指出,2008年10月“神七”号宇航船将發射升空,“神七”搭載三名宇航員,完成中國第一次太空行走。此過程将進行電視直播,太空行走的每一個細節都可以看清楚,但受收視條件的限制,不是每一個關注此事件的人都能守在電視機前,所以網絡直播甚至是手機直播就成了重要的收視渠道。流媒體直播系統支持的網絡、手機,綜合了計算機網絡技術和視頻技術的優點,完全達到,甚至優于電視直播,使收看更便捷。這也是對流媒體直播技術應用的一大挑戰。
随着中國航空、軍事等高尖端行業的發展,流媒體技術的應用越來越頻繁,領域越來越廣,項目密度越來越大,為流媒體技術應用創造了拓展機遇,也為擁有最先進技術、最優越平台的流媒體技術提供商,提供了大展拳腳的舞台。
發展
進入90年代以來,Internet網絡通訊技術的飛速發展,已對人類日常生活和工作方式産生了深刻的影響,同時也對傳統的教育教學模式産生了極大的挑戰。網上教學、網絡課程的開發已成為教育技術界同仁讨論的中心論題和21世紀教育改革發展的新趨勢。而當今世界,科學技術的迅猛發展,使得知識經濟已見端倪,知識經濟呼籲創新教育,要求中國變革傳統的教育教學模式,發展學生的創新意識和創造性思維的能力,培養創新性人才。