羅 勇，閆曉美，張瑞芳

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，山西 太原 030025)

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流媒體在山西省地震科普網(wǎng)點(diǎn)播系統(tǒng)中的應(yīng)用

羅 勇1，2，閆曉美1，2，張瑞芳1，2

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陸裂谷動(dòng)力學(xué)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站，山西 太原 030025)

文章簡(jiǎn)要介紹流媒體及點(diǎn)播系統(tǒng)在科普網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)，闡述了運(yùn)用流媒體技術(shù)在地震科普網(wǎng)搭建地震科普點(diǎn)播系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法。通過應(yīng)用實(shí)例表明，該技術(shù)的運(yùn)用拓寬了科普知識(shí)宣傳的渠道，有益于社會(huì)公眾及時(shí)了解更全面的、最新的防震減災(zāi)科普知識(shí)。

流媒體；點(diǎn)播系統(tǒng)；科普網(wǎng)

0 引言

相較于傳統(tǒng)的防震減災(zāi)科普宣傳而言，網(wǎng)絡(luò)是一種新的科學(xué)普及方式和科學(xué)傳播手段。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展促進(jìn)了流媒體技術(shù)的成熟，自1995年推出的第一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)流媒體播放器以來，流媒體應(yīng)用有了爆炸性的增長(zhǎng)[1]，目前廣泛應(yīng)用于在線直播、網(wǎng)絡(luò)廣告等行業(yè)。山西省地震科普網(wǎng)在整合現(xiàn)有網(wǎng)站科普知識(shí)和提高宣傳效率的基礎(chǔ)上，不斷豐富表現(xiàn)形式，讓不同的公眾找到合適的學(xué)習(xí)途徑，但面對(duì)公眾日益增長(zhǎng)的需求，存在以下問題：多數(shù)地震科普知識(shí)還是以傳統(tǒng)的圖片和文字加以介紹，不能給公眾更加形象的畫面和深刻的印象；原視頻播放形式是先把全部視頻緩存到本地服務(wù)器，然后再通過瀏覽器播放，由于所用上網(wǎng)的設(shè)備不同，網(wǎng)絡(luò)的帶寬不同，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)乃俣炔槐M相同，對(duì)于較大的視頻文件，用戶就不能及時(shí)觀看，而且當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)瀏覽該視頻時(shí)容易造成服務(wù)器死機(jī)現(xiàn)象。因此，將實(shí)現(xiàn)邊下載邊播放的流媒體技術(shù)充分地應(yīng)用于地震科普知識(shí)宣傳具有重要的意義。

1 流媒體技術(shù)原理

流媒體技術(shù)是將多媒體信息數(shù)據(jù)通過流式傳輸?shù)姆绞竭M(jìn)行，在播放前不需要對(duì)整個(gè)多媒體文件進(jìn)行下載，將初始部分的聲音和影像經(jīng)過壓縮的特殊處理分成壓縮包，將壓縮包放進(jìn)流媒體技術(shù)的服務(wù)器，或者在使用者移動(dòng)手機(jī)、電腦等終端創(chuàng)建緩沖區(qū)。終端播放器在文件播放前會(huì)先下載一部分信息，作為緩存信息，用戶在播放緩存信息的過程中，文件的其他剩余部分會(huì)在后臺(tái)繼續(xù)下載，播放器向用戶不斷地播放終端緩沖區(qū)的多媒體信息，文件的其他剩余部分不斷地從后臺(tái)服務(wù)器傳輸?shù)浇K端緩沖區(qū)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多媒體文件的邊下載邊播放。流媒體技術(shù)具有以下幾個(gè)特點(diǎn) ：(1) 流媒體技術(shù)的壓縮方式特殊；(2) 流媒體技術(shù)將整個(gè)多媒體文件的播放與下載同時(shí)進(jìn)行，節(jié)省用戶終端的緩存空間和硬盤空間；(3) 流媒體技術(shù)縮短了用戶延時(shí)等待的時(shí)間；(4) 流媒體技術(shù)采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP、實(shí)時(shí)流協(xié)議RTSP、實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP、RSVP協(xié)議，保證多媒體數(shù)據(jù)在網(wǎng)上傳輸?shù)母哔|(zhì)量[2]。

2 點(diǎn)播系統(tǒng)在科普網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

為方便公眾對(duì)此點(diǎn)播系統(tǒng)的使用，系統(tǒng)和已經(jīng)上線的山西省地震科普網(wǎng)進(jìn)行了無縫對(duì)接。該視頻點(diǎn)播系統(tǒng)選用B/S架構(gòu)，主要由流媒體服務(wù)器、Web服務(wù)器、網(wǎng)站cms管理系統(tǒng)組成。流媒體服務(wù)器主要響應(yīng)用戶點(diǎn)播請(qǐng)求、提供穩(wěn)定的視頻流、響應(yīng)用戶在點(diǎn)播過程中的交互、滿足多用戶點(diǎn)播請(qǐng)求等；Web服務(wù)器主要用于網(wǎng)站以及點(diǎn)播系統(tǒng)的發(fā)布；網(wǎng)站cms管理系統(tǒng)用于視頻信息的錄入以及視頻地址的獲取等。本系統(tǒng)的視頻發(fā)布流程如下：用戶在Web瀏覽器訪問Web服務(wù)器，Web服務(wù)器查詢由網(wǎng)站cms管理系統(tǒng)上傳的視頻信息、流媒體播放器以及視頻的統(tǒng)一資源定位符(URL)，用戶在Web瀏覽器獲取流媒體播放器并接收流媒體數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)視頻的播放。

流程圖如第43頁圖1所示。

2.1 流媒體服務(wù)器

市面上的流媒體服務(wù)器有很多種，本文選取較為典型的幾款作簡(jiǎn)要介紹。根據(jù)網(wǎng)站現(xiàn)階段的需求及特點(diǎn)，選取Windows Media Services作為搭建視頻網(wǎng)站的流媒體服務(wù)器。

圖1 系統(tǒng)技術(shù)流程圖Fig.1 Technical process of the system

2.1.1 RealServer流媒體服務(wù)器

RealServer是Real公司開發(fā)的RealNetworks流式音視頻解決方案中的服務(wù)器軟件，它也是整個(gè)流媒體架設(shè)平臺(tái)的核心軟件，通過RealServer的建立，可以使瀏覽者訪問服務(wù)器上的影音文件，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上在線試聽。RealServer是用戶量很大的服務(wù)器軟件，要實(shí)現(xiàn)流式音視頻解決方案還需安裝RealPlayer 播放器、RealProducer 編輯制作軟件，操作步驟繁瑣，而且用戶在瀏覽文件時(shí)只能通過固定的播放器實(shí)現(xiàn)，通過嵌入網(wǎng)頁的方式實(shí)現(xiàn)視頻文件的瀏覽較困難。該服務(wù)器軟件不是免費(fèi)的，在視頻網(wǎng)站開發(fā)的過程中會(huì)增加成本。

2.1.2 WebPlayer9

WebPlayer9網(wǎng)絡(luò)播放器是專門針對(duì)視頻在線播放開發(fā)的軟件，任何網(wǎng)站都可以免費(fèi)使用該系統(tǒng)來向用戶提供視頻點(diǎn)播服務(wù)。服務(wù)器端利用微軟的ISAPI技術(shù)，直接將IIS作為流媒體服務(wù)器，節(jié)省硬件成本，減輕網(wǎng)站管理工作量；播放器控件全面支持RMVB/RM/ASF/WMV/FLV格式的視頻文件，實(shí)現(xiàn)Web在線播放。該軟件將IIS轉(zhuǎn)換成流媒體服務(wù)器，需要將基于ISAPI技術(shù)的一個(gè)小動(dòng)態(tài)庫，放到網(wǎng)站根目錄下，給網(wǎng)站的安全性增加一定的風(fēng)險(xiǎn)。

2.1.3 WindowsMediaServices

Windows Media Server服務(wù)是Windows Server 2003系統(tǒng)自帶組件之一，在默認(rèn)情況時(shí)未安裝，需要自行手動(dòng)添加。Mircosoft的Windows Media Services由于提供了免費(fèi)的全套解決方案和優(yōu)越的性能，得到廣泛的應(yīng)用。其特點(diǎn)主要有：

(1) 流媒體的速率范圍非常廣。

Windows Media Services制作節(jié)目流的最低速率是22 kb/s，最高可達(dá)4 Mb/s。用戶既可以用Modem接入，也可以使用LAN接入。圖像質(zhì)量可從桌面的小圖像到高質(zhì)量的全屏幕圖像。

(2) 采用先進(jìn)的視頻、音頻壓縮編碼方法。

Windows Media Services采用基于MPEG-4的視頻壓縮算法。對(duì)于視頻信息，當(dāng)采用CIF格式、編碼速率達(dá)到300 kb/s時(shí)，就可以全屏播放，其圖像質(zhì)量與VCD相當(dāng)。其最新的Windows MediaVideo 8編碼器實(shí)現(xiàn)了在500 kb/s傳送速率下，提供接近于DVD質(zhì)量的畫面[2](分辨率640×480像素，24 FPS)。音頻處理采用Microsoft研發(fā)的編碼器，其最新的Windows Media Audio 8在提供與MP3同等聲音質(zhì)量的條件下，數(shù)據(jù)文件大小僅為MP3的1/3[3]。先進(jìn)的視頻、音頻壓縮編碼方法使網(wǎng)絡(luò)播放成為可能。

(3) 對(duì)多速率的支持。

用Windows Media Services對(duì)音頻、視頻信息編碼后，雖然只產(chǎn)生一個(gè)流文件，但在這個(gè)文件中最多可以有6種不同速率的流[4]。當(dāng)用戶點(diǎn)播節(jié)目時(shí)，會(huì)根據(jù)用戶接入帶寬的不同，選擇一種與用戶相近的速率發(fā)送給用戶。因此，同一個(gè)節(jié)目，不同接入帶寬的用戶均可以點(diǎn)播，但獲得的音頻、視頻質(zhì)量各不相同。

(4) 強(qiáng)大的數(shù)據(jù)同步功能。

Windows Media Services在提供流媒體發(fā)布功能的同時(shí)還具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)同步功能。它可以將很多標(biāo)記(marker)和命令腳本(script)插入到編碼后的流中，用戶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，利用標(biāo)記將節(jié)目中的內(nèi)容進(jìn)行分段，從而實(shí)現(xiàn)隨機(jī)瀏覽的功能。如果節(jié)目中加入了命令腳本，當(dāng)播放器遇到這些命令時(shí),會(huì)根據(jù)命令執(zhí)行不同的操作。

圖2為搭建好的命名為CMS-101的流媒體服務(wù)器管理界面。

圖2 流媒體服務(wù)器管理界面Fig.2 Management page of streaming media server

2.2 網(wǎng)站對(duì)接定義

點(diǎn)播系統(tǒng)視頻的發(fā)布由A.SOP電子政務(wù)公共服務(wù)管理與支撐平臺(tái)支持，通過該平臺(tái)可以方便地管理視頻的介紹信息、封面圖片以及視頻的URL地址，該平臺(tái)利用自身網(wǎng)頁發(fā)布的優(yōu)勢(shì)，將系統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)組件(如新聞列表、圖片列表等)有序地組合在一起，使視頻信息的介紹更清晰、頁面更美觀。此外，該平臺(tái)支持后臺(tái)代碼上傳，所以在上傳信息的同時(shí)，可以將自己設(shè)計(jì)的流媒體播放器發(fā)布到Web瀏覽器，供用戶瀏覽。下面是定義播放器的一段代碼，通過這段代碼可以實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)頁中加載播放器以觀看視頻。

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圖3為網(wǎng)站cms管理系統(tǒng)后臺(tái)對(duì)視頻點(diǎn)播系統(tǒng)信息的管理界面。

圖3 點(diǎn)播系統(tǒng)信息管理界面Fig.3 Information management interface of video-on-demand system

3 應(yīng)用展示

該視頻點(diǎn)播系統(tǒng)已經(jīng)上線，公眾可以通過點(diǎn)擊視頻的概要圖彈出播放器觀看視頻。圖4為視頻信息在網(wǎng)頁中的展示，以方便公眾瀏覽。

圖5為視頻在網(wǎng)頁中以彈出浮動(dòng)窗口的形式進(jìn)行播放。

4 結(jié)語

以圖片和文字來宣傳防震減災(zāi)知識(shí)的方式已經(jīng)不能完全滿足公眾的需求，生動(dòng)形象的視頻對(duì)于防震減災(zāi)知識(shí)的傳播具有很大的影響力。文中介紹的視頻點(diǎn)播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了防震減災(zāi)知識(shí)通過流媒體的形式供公眾在網(wǎng)頁上觀看的基本功能。此系統(tǒng)結(jié)合目前工作中使用的網(wǎng)站cms管理系統(tǒng)及免費(fèi)的Windows Media Services軟件，在不增加額外經(jīng)濟(jì)支出的情況下實(shí)現(xiàn)了科普網(wǎng)知識(shí)傳播方式的多樣性，收到了較好的效果。但系統(tǒng)仍存在不足之處，如，播放器頁面不夠美觀和人性化；缺乏視頻的搜索功能，不方便公眾查找自己需要

圖4 視頻信息網(wǎng)頁Fig.4 Video information page

圖5 視頻在網(wǎng)頁中播放界面Fig.5 Play interface of video in web page

的信息，需在今后的研究中不斷完善。

[1] 周小文.流媒體技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)探討[J].新聞知識(shí),2007(9):80-81.

[2] 胡 敏.流媒體技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用與發(fā)展探究[J].電子測(cè)試,2014(3):131-132.

[3] 李學(xué)明，李 繼，魏 芳.遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)及其實(shí)現(xiàn)[M].北京:人民郵電出版社,2000.

[4] 張國(guó)瑜.流媒體農(nóng)業(yè)科技互動(dòng)平臺(tái)研究[J].山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版)，2010,9(3)：326-328.

Application of Streaming Media on Video-on-Demand System in Shanxi Popular Earthquake Science Network

LUO Yong1,2, YAN Xiao-mei1,2, ZHANG Rui-fang1,2

(1.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan Shanxi 030021, China;2.Stake Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan Shanxi 030025, China)

This paper briefly introduces the key technologies of streaming media and video-on-demand system in popular science network. The realization method of the construction of popular earthquake science video-on-demand system on the popular earthquake science network by streaming media technology is elaborated. The application example shows that of the technology broadens the propaganda channel of popular science knowledge. It is useful to the public to know more comprehensive, the latest earthquake disaster mitigation popular science knowledge in time.

Streaming media; Vido-on-demand system; Popular science network

1000-6265(2016)04-0042-04

2016-05-17

羅 勇(1986— )，男，山西省榆縣人。2012年畢業(yè)于北京建筑工程學(xué)院，碩士研究生，工程師。

P315.99

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