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流媒體技術(shù)在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用 《齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報》> 2006年9月27卷11期作者：喬樹清 【摘要】 流媒體技術(shù)邊下載邊播放的特點使包含大量音/視頻的醫(yī)學(xué)教育信息在網(wǎng)上傳播變得容易實現(xiàn)，本文闡述了流式媒體技術(shù)及其工作原理，并給出了一個Windows環(huán)境下的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)模型及基于網(wǎng)絡(luò)利用流媒體技術(shù)制作醫(yī)學(xué)教學(xué)課件的方法，對在校園網(wǎng)中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。 　　【關(guān)鍵詞】 遠(yuǎn)程醫(yī)學(xué)教育 流媒體 Windows媒體服務(wù) 　　為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力及提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，目前高校的教育模式和教學(xué)方式需要利用多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)來實現(xiàn)效率更高的教學(xué)，提供給學(xué)生更加靈活的學(xué)習(xí)方式，同時也統(tǒng)一規(guī)劃多媒體教學(xué)資源，減輕老師的負(fù)擔(dān)。多媒體遠(yuǎn)程教學(xué)，無論是作為高校在校學(xué)生的知識強化及擴充手段，還是作為社會在職學(xué)員的繼續(xù)教育方式，都起著重要作用。 　　網(wǎng)絡(luò)媒體技術(shù)的高速發(fā)展，給我們提供了便利、快捷的知識獲取渠道，也為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育提供了更多的手段。遠(yuǎn)程教育中時常需要把教師的音視頻和課件一起連續(xù)、同步、低延時的傳遞給其他在線接收端，使得學(xué)員能夠通過網(wǎng)絡(luò)圖文并茂的收看老師的講解。在本文就是探討如何利用流媒體技術(shù)來實現(xiàn)這一技術(shù)。 　　1 流媒體技術(shù)原理 　　流媒體簡單地說就是應(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)就是指在網(wǎng)絡(luò)中使用流式傳輸技術(shù)的連續(xù)時基媒體,如:音頻、視頻和其他多媒體文件。流媒體技術(shù)就是把連續(xù)的影像和聲音信息經(jīng)過壓縮處理后放在網(wǎng)站服務(wù)器上,讓用戶邊下載邊觀看、收聽,而不需要等整個文件全部下載完畢后才可以觀看的技術(shù)。該技術(shù)先在客戶端的計算機上建立一個緩沖區(qū)，播放前預(yù)先下載一段資料作為緩沖，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)實際連線速度小于播放所耗用資料的速度時，播放程序就會取用這一小段緩沖區(qū)內(nèi)的資料，避免播放的中斷，使得播放品質(zhì)得以維持。在網(wǎng)上雖能夠以流的方式播放標(biāo)準(zhǔn)媒體文件格式，但效率不高，需將媒體文件壓縮、編碼成流式文件。流式文件格式經(jīng)過特殊編碼，適合在網(wǎng)絡(luò)上邊下載邊播放，常用的流式文件類型有ASF、RM等。 　　2 流媒體系統(tǒng)的組成 　　流媒體系統(tǒng)大致包括流媒體服務(wù)器，編碼機、網(wǎng)絡(luò)和播放器等組成［1］，如圖1所示。 　　1）編碼機：用于創(chuàng)建、捕捉和編輯多媒體數(shù)據(jù)，形成流媒體格式。2）流媒體數(shù)據(jù)。3）流媒體服務(wù)器：存放和控制流媒體的數(shù)據(jù)。4）網(wǎng)絡(luò)：適合多媒體傳輸協(xié)議甚至是實時傳輸協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)。5）播放器：供客戶端瀏覽流媒體文件。 　　這5個部分有些是網(wǎng)站需要的，有些是客戶端需要的，而且不同的流媒體標(biāo)準(zhǔn)和不同公司的解決方案會在某些方面有所不同。 　　流媒體技術(shù)是Real NetWork、公司首先推出的，日前比較流行的幾種流媒體產(chǎn)品是Real Network公司的realsystem、Microsoft公司的Windows Media Technology和Apple公司的(Quick Time)，其中Microsoft公司的Windows Media Technology使用了MPEC4的壓縮算法，具有壓縮率高、圖像質(zhì)量好等特點，再加上各類軟件對它的支持，獲得了廣泛的應(yīng)用［2］。我院就是采用的是Windows Media Server，因為只要你使用的是微軟的Windows 2000 Server或Windows 2003操作系統(tǒng)，在系統(tǒng)里邊都自帶這項服務(wù)，只要在系統(tǒng)盤中將其找出安裝即可使用，最重要的是免費。它秉承了Windows系列軟件的一貫特點，配置簡單而且功能強大，支持.wmv以及.asf等媒體文件格式。 　　3 Windows Media Technology系統(tǒng) 　　Windows Media Technology由Media Tools、Media Server和Media Player工具構(gòu)成，如圖2所示［3］。Media Tools是整個方案的重要組成部分，它提供了一系列的工具幫助用戶生成ASF格式的多媒體流（包括實時生成的多媒體流），分創(chuàng)建工具和編輯工具兩種，創(chuàng)建工具主要用于生成ASF格式的多媒體流，包括Media Encoder、Author、VidToASF、WavToASF、Presenter五個工具；編輯工具主要對ASF格式的多媒體流信息進(jìn)行編輯與管理，包括后期制作編輯工具ASF Indexer與ASFChop，以及對ASF流進(jìn)行檢查并改正錯誤的ASFCheck。Media Server可以保證文件的保密性，不被下載，并使每個使用者都能以最佳的影片品質(zhì)瀏覽網(wǎng)頁，具有多種文件發(fā)布形式和監(jiān)控管理功能。Media Player則提供強大的流信息的播放功能。 　　圖1 流媒體系統(tǒng)示意圖（略） 　　圖2 Windows Media Technology系統(tǒng)示意圖（略） 　　4 流媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用 　　4.1 實時授課 服務(wù)器端預(yù)先發(fā)布教學(xué)安排，按安排播放教學(xué)內(nèi)容。學(xué)生定時被動地聽課。教師端用攝像機和麥克風(fēng)等采集教師的實時授課現(xiàn)場信息，并用Windows Media Encoder直接制作成ASF流［4］，送到媒體服務(wù)器，同時媒體服務(wù)器啟動Station Service模塊，直接發(fā)布ASF流，客戶端用Windows Media Player接收和播放ASF流。 　　4.2 交互教學(xué) 隨著教育改革的深入，學(xué)生可以更加自由地選擇教師如果聽名師授課的學(xué)生很多，教室容納不下，便可利用流媒體技術(shù)加以解決具體的辦法［5］是:把一臺或多臺攝像機放在教師授課的教室，將攝像機拍攝的教師授課過程實時地傳輸?shù)搅髅襟w編碼機上，經(jīng)過采集卡的采集、編碼后再實時上傳到流媒體服務(wù)器，再由流媒體服務(wù)器實時發(fā)布到終端計算機，最后利用投影儀將教師授課過程進(jìn)行實時播放，使其他教室的學(xué)生在聽課過程中能夠?qū)崟r地和教師討論，可以在其他教室也安裝攝像機，拍攝提問學(xué)生的影像，經(jīng)由編碼計算機上傳到流媒體服務(wù)器，再在教師授課的教室安裝一臺投影儀，用來播放提問學(xué)生的視頻這樣便可達(dá)到教師和異地學(xué)生的實時交流。 　　4.3 制作課件，點播單播 學(xué)生可以向服務(wù)器請求特定課件ASF流的播放，學(xué)生可以自行選擇學(xué)習(xí)內(nèi)容，不受時間地點的限制，并且可以控制開始、暫停、前進(jìn)和后退等播放過程。其步驟如下:首先要制作課件［7］。利用流媒體技術(shù)同步插播電子教案。遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)不僅要傳送教師的圖像、聲音,還需要傳送電子教案,而電子教案的播放與視頻、音頻有嚴(yán)格的同步關(guān)系,這就要求在傳輸過程中仍然要保持同步關(guān)系。我們可以利用Windows media service提供的強大的數(shù)據(jù)同步功能在視音頻流中加入時間標(biāo)記信息、命令、URL地址,從而使播放電子教案或其他多媒體課件的計算機與Encoder之間建立連接。當(dāng)教師在講課過程中播放了某一張幻燈片,多媒體課件計算機就會向Encoder發(fā)出一個信息,當(dāng)Encoder接收到該命令后,會在編碼流對應(yīng)的位置做一個時間標(biāo)記,通過Encoder直播出去。當(dāng)學(xué)習(xí)者的多媒體計算機接收到加入標(biāo)記的流媒體信息后,在播放過程中可以直接跳轉(zhuǎn)到指定標(biāo)記的位置進(jìn)行播放。這樣的話,當(dāng)教師講到某個問題時就可以很容易地將電子教案與講課過程的具體時刻建立聯(lián)系,使得電子教案在指定的時間內(nèi)出現(xiàn)在屏幕上,并使得學(xué)生端的計算機會根據(jù)教師端的幻燈片播放的時間隨時切換,同步實現(xiàn)播放和翻轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)音、視頻流與電子教案的同步。 　　4.4 考場監(jiān)控 輔助老師監(jiān)考，能最大化地起到監(jiān)督考場紀(jì)律的作用。在每個考場安放兩臺攝像機，從前后兩個方位監(jiān)控考試狀況。把攝像機的AV輸出連接到編碼計算機的視頻采集卡上，由編碼計算機采集編碼后上傳到控制中心，在控制中心即可監(jiān)視各個考場狀況另外，得到控制中心授權(quán)的用戶還可以在校園網(wǎng)內(nèi)安裝了監(jiān)控客戶端軟件的聯(lián)網(wǎng)計算機上查看各監(jiān)控點，并把監(jiān)控的情況實時錄制下來，以供備查［6］。 　　4.5 視頻會議 院校之間經(jīng)常會有學(xué)術(shù)或者合作項目上的交流，利用視頻會議系統(tǒng)可極大提高辦公效率，在IP網(wǎng)上的軟件視頻會議系統(tǒng)與基于硬件的傳統(tǒng)視頻會議系統(tǒng)相比較，具有成本低、方便靈活的優(yōu)勢同時，教育網(wǎng)充足的網(wǎng)絡(luò)帶寬為實施視頻會議提供了便利條件。 　　可以預(yù)見，流媒體技術(shù)在醫(yī)學(xué)院校的教學(xué)中具有更廣泛的應(yīng)用前景。 　　參考文獻(xiàn) 　　［1］李英.Real 流媒體技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)［J］.遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報,2005,24(3):410-412 　?。?］路瑩.基于Windows流媒體技術(shù)的現(xiàn)代醫(yī)學(xué)遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)［J］.計算機輔助工程，2003，(6)：56-58 　?。?］溫蘊.基于流媒體技術(shù)的遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)［J］.內(nèi)蒙古電大學(xué)刊,2005,68(4)：62-65 　?。?］張軍翔.基于視頻流媒體技術(shù)的交互教學(xué)系統(tǒng)的研究［J］.湖北師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2005,25(6):63-66 　?。?］王以寧,鄭燕林.流媒體技術(shù)及其教育應(yīng)用［J］.中國電化教育,2000(11):45-48 　?。?］吳國勇,邱學(xué)剛,萬燕仔,等.網(wǎng)絡(luò)視頻流媒體技術(shù)與應(yīng)用［M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社,2001 　?。?］常金娥.流媒體技術(shù)及其在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古電大學(xué)刊,2005,68(4):73-74 　　作者單位：齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)中心 　　郵編 161042