◆周永福 王成光

(吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)研究

◆周永福 王成光

(吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院)

針對吉林交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院的計算機教學(xué)實際需要，開發(fā)了一個采用DirectX11技術(shù)實現(xiàn)的高速率LAN多媒體教學(xué)系統(tǒng)。在分析目前多媒體網(wǎng)絡(luò)教學(xué)需求的基礎(chǔ)上，對系統(tǒng)進行了分析，給出了教師機和學(xué)生機的設(shè)計方案和部分實現(xiàn)代碼?；诰钟蚓W(wǎng)的實驗結(jié)果表明，該網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)寬帶要求低，同時支持100個學(xué)生機時所占帶寬為1．6Mb/s左右。

多媒體教學(xué) Direct11 視頻壓縮 網(wǎng)絡(luò)多播

一、引言

現(xiàn)代教育已經(jīng)在很大程度上依賴于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)將在很大程度上彌補傳統(tǒng)教育方式的不足。由于網(wǎng)絡(luò)和多媒體的結(jié)合具有前所未有的優(yōu)越性，其在未來必將得到廣泛應(yīng)用，也將成為一種普遍的教學(xué)模式進一步促進教學(xué)質(zhì)量的提高。

我校的計算機室只有隨機贈送的網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)軟件，由于這些軟件版本較早，功能通常較簡單，不能較好的提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，無法滿足現(xiàn)代高水平、高質(zhì)量教學(xué)的需求。因此開發(fā)了基于局域網(wǎng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)。

二、網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)的需求分析

網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)的功能大致可以分為以下幾個方面，老師示范與講解、教師遠程監(jiān)視、網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)、多媒體遠程播放、電子教鞭、屏幕內(nèi)容錄制、教師遠程輔導(dǎo)、屏幕內(nèi)容精確回放、電子式搶答、輔助點名，信息交流、傳輸文件，提交作業(yè)，考試討論和電子答題等等，其基本教學(xué)功能如圖1所示。

圖1 基本教學(xué)功能需求

三、系統(tǒng)總體設(shè)計

圖2 教師計算機和學(xué)生計算機功能

對于網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)而言，可以大致分成教師用計算機軟件部分和學(xué)生用計算機軟件兩個部分，原理如圖2所示。作為教師計算機，它是整個系統(tǒng)的核心部分，它使每個學(xué)生計算機都能收到老師講課的內(nèi)容，而且還可通過命令對學(xué)生計算機進行遠程控制，啟動或關(guān)閉學(xué)生計算機端的程序。學(xué)生計算機軟件相對較簡單，主要是接收教師計算機的廣播和控制，控制指令如關(guān)機、重啟和黑屏肅靜，等等。

四、圖像信息的壓縮

圖像壓縮是網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)實時傳輸?shù)年P(guān)鍵問題，圖像壓縮分兩部分進行:鼠標信息的壓縮和圖像的壓縮。用直接傳遞鼠標位置信息的方法，也就是進行語義壓縮，減少信息傳輸量。其方法是:對鼠標圖像進行每秒30次的采樣，對采樣后的推向進行比較，如果鼠標圖像改變則傳遞鼠標的位置信息，沒有改變則不傳。另外為了避免鼠標信息丟失，學(xué)生機可能會出現(xiàn)鼠標不動的現(xiàn)象，每隔幾秒就傳一次鼠標信息。鼠標信息的傳輸格式如圖3所示，

圖3 鼠標信息的傳輸格式

其中X表示鼠標在屏幕上的橫坐標范圍0～1024，Y表示鼠標在屏幕上的縱坐標范圍0～768，當(dāng)S取值為1表示時表示鼠標信息沒有發(fā)生變化，L表示后續(xù)鼠標圖像信息的長度。

本文采用局域網(wǎng)內(nèi)優(yōu)勢更大的UDP協(xié)議傳輸圖像和語音信息，一個UDP數(shù)據(jù)報的大小最大是64KB，因此要將圖像信息分塊傳輸。我們將教師計算機屏幕圖像劃分為4x4共l6塊，將每塊圖像與之前時刻的圖像比較，并判斷是否發(fā)相同，僅對發(fā)生改變的圖像塊進行壓縮和傳輸。系統(tǒng)通過幀的同步來防止錯誤的傳遞，每隔一定的時間就發(fā)送完整的屏幕信息。

五、結(jié)論

系統(tǒng)采用DirectX11技術(shù)實現(xiàn)了高速率LAN多媒體教學(xué)功能，基于局域網(wǎng)的實驗結(jié)果表明，該網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)對網(wǎng)絡(luò)寬帶要求低，同時支持100個學(xué)生端時所占帶寬為1．6Mb/s左右。系統(tǒng)改變了我校的計算機室只有隨機贈送的網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)軟件的狀態(tài)，較好的提高了學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，滿足了現(xiàn)代高水平、高質(zhì)量教學(xué)的需求。因此開發(fā)了基于局域網(wǎng)的多媒體教學(xué)系統(tǒng)。針對長春交通學(xué)院的計算機教學(xué)實際需要。

［1］宗緒鋒，崔奎勇．多媒體實用技術(shù)基礎(chǔ)教程．北京:中國電力出版社，2006．2 －5．

［2］DavidS，rubman，MiehaelW．Mareellin．JPEG200O ImageComPressiFundamentals，StadardsandPraetiee．電子工業(yè)出版社，2004．

［3］謝玉華．網(wǎng)絡(luò)課程中基于認知靈活性理論的非線性學(xué)習(xí)研究．教學(xué)與管理，2008，16(2):92 －93．