流媒体网络教学课件的优化处理_教学课件制作
时间：2019-01-14 03:27:32 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】在远程教学中，流媒体网络教学课件作为一种重要的资源呈现形式得到了广泛应用。该文介绍了基于Windows Media技术开发的流媒体网络课件码率优化方法，以提高不同网络接入速度用户的在线点播效果。
【关键词】流媒体课件；Windows media; 码率
【中图分类号】G434 【文献标识码】A【论文编号】1009―8097 (2008) 07―0104―03
一 引言
流媒体网络教学课件是基于流媒体技术和Web技术开发的、可实现文字、图片、音频和视频等多种媒体同步播放的一种教学资源呈现方式，其最大的特点是可以边下载边播放而无须等待，因而受到学习者的喜爱。在网络教育中，流媒体网络教学课件由于其教学效果好、制作便捷、成本较低且符合传统的课堂教学习惯得到了广泛的使用。然而较早开发的流媒体课件，由于面对的主要是校园网用户，课件的网络带宽（码率）通常都设为300K左右以保证视频画质。随着网络教育的发展，学习群体在迅速扩大，上网的方式已从LAN扩大到Modem、ISDN、ADSL、Cable Modem等，使得这些有相当数量单比特率编码的流媒体课件在带宽达不到要求时经常出现播放不流畅甚至无法播放的现象，直接影响了学习效果。因此讨论如何在服务器负载和出口带宽等相对限定的情况下对课件进行优化处理，使不同接入速度的用户在网络繁忙时亦能正常点播、观看课件具有实用意义。
目前在流媒体技术这个领域上，竞争的公司主要有三家：Microsoft、RealNetworks和Apple。由于Microsoft 的Windows Media在技术性能、易用性、效率、交互性和使用成本等方面具有突出的优势，国内开发的流媒体课件专用制作工具又以asf（wmv）格式应用最多[1]。本文以asf（wmv）格式为例，结合实例介绍如何将早期开发的单码率流媒体课件优化成多码率可选流媒体课件的处理方法。
二 流媒体课件的优化处理
1 流媒体课件的组成及特点
Windows Media 流媒体技术的特点之一是交互性很强，这是通常播放的视频所不具备的特征。ASF流媒体课件就是一个经典应用的例子。课件通常采用左右框架结构页面（见图4），主要由教师讲授的视音频和与之同步的演示文稿以及知识点链接三部分组成。左边框上部播放ASF视频文件，当播放到某一时刻，右边框会显示相应的网页内容。左边框下部是知识点链接区，点击某个链接，可立即找到对应的知识点内容。为了实现这些交互功能，需要在ASF视频文件中插入相应的控制信息[2]。
从文件结构来看，流媒体课件主要由视音频文件、图片和其它网页文件组成，其中传输视频占用的资源最大，音频次之，其它页面，无论是swf还是自定义格式均只占用少量的带宽和传输数据量，而且随着码率的降低，流媒体文件的数据量也急剧下降。可见，流媒体文件的编码码率直接影响着课件的传输速度和传输数据量，课件的优化应主要从流媒体文件的处理着手。
2 流媒体课件优化处理的原则
由表1知，流媒体文件的码率大小与视音频质量密切相关，对于同一播放长度的流媒体文件，码率越高其质量也越高，需传输的数据量和占用的带宽相应也越大，反之亦然。因此在对课件的优化处理时要注意把握几点：
（1） 远程学习者的上网方式和条件各不相同，连接到课件点播服务器速度也会有所不同，课件的优化应全面考虑，既要为高带宽接入的用户提供高质量的课件，也要保证其他低带宽接入的用户能正常观看课件。
（2） 在带宽不足或网络繁忙时段，宁可牺牲视频质量甚至是放弃视频也要尽量保证课件的流畅播放，使各种接入速度的学员最大限度地正常点播、观看课件。
（3） 用户端可根据网络状况便捷地选择课件的播放速率。
3 流媒体课件的优化处理
将原有单码率课件优化处理成多个码率可选的课件首先要根据用户群确定合适的视频压缩码率，此外在技术上需要解决以下二个主要问题：一是如何利用原流媒体文件生成其它码率的文件并插入控制信息；二是如何将几种码率的课件合成为一个课件。下面以一节100K单码率的课件为例，介绍如何将其制作成100K、56K和16K（纯音频）三种码率可选的课件。
（1） 流媒体文件的制作
借助Windows media 软件和原100K流媒体文件可生成56K和16K流媒体文件。
56K文件的处理：启动windows media encoder，选择convert a file选项，将原100K课件中的000.asf流媒体文件压缩成56K即可（暂命名为56.asf）。
16K文件的处理：启动windows media stream editor，点击“add source”添加 000.asf文件，选择audio下的16K，然后add到右边的对话框中。点击“create file…”和“start”按钮后，开始从000.asf文件中分拆出16K音频文件（暂命名为audio.asf）。
（2） 控制信息的插入
如前述，交互功能的实现是需要在ASF视频文件中插入相应的控制信息的。新生成的56.asf和audio.asf文件还没有任何控制信息，需借助000.asf文件中导入这些信息。
启动windows media file editor，点击“open”打开000.asf文件，选择“Move Scripts to Header….”，把文件保存后，选择“Export header file….”，保存这个控制信息文件（如命名为scrip.txt）。
分别用windows media file editor打开56.asf和audio.asf文件，点击 “import header file…”，选择script.txt文件，再点击“save and index”完成控制信息的插入。
（3） 课件的组合
先将原100K课件命名为100K并复制两份后，分别改名为56K和audio，用刚才制作好的56.asf和audio.asf流媒体文件分别代替56K文件夹和audio文件夹里的000.asf文件。然后增加一个上下结构的框架首页面index.htm以及用于选择码率的页面top.htm，其中上边框显示top.htm页面，下边框显示课件播放页面（通常为content.htm页面）。处理好的这节课可作为一个模版，用于其他课件的处理。
4 流媒体课件优化后的优势
优化后的流媒体课件具有完整、适用面广、使用效率高、操作简便等特点。
（1） 完整性和便捷性。几种不同码率内容相同的课件保存在同一节（课）流媒体课件文件夹中，码率选择与课件播放页面处于同一界面，学员可快捷切换到任一码率，课件完整、操作便捷且保留原有风格和形式。
（2） 适应性和可用性。学员通过Internet远程点播时，可根据当时的网络状况在客户端自由选择课件的播放码率。当网络状况良好或接入速度高时，可选高质量的码流；当网络状况不好时，可选择低码流甚至是声音码流以确保课件正常、流畅地播放，从而大大提高了课件的可用度和使用效果。
三 结束语
流媒体网络教学课件是信息化教育的一种重要学习资源，但在前些年制作的流媒体课件中，由于考虑的侧重点不同，只注重了课件的视频高质量而忽略了传输速度的问题，从而影响了这部分积累多年的宝贵学习资源的使用效果。上面介绍的流媒体课件优化方法为解决上述问题提供了一种思路。对于新开发的流媒体课件，可借助微软的Windows Media智能流技术――Multiple BitRate，制作成多码率自适应流媒体课件。这种课件把多种不同速率的编码保存在同一个asf文件中，学员通过Internet远程点播时，服务器和学员客户端自动确定当前可用的带宽，服务器提供适当比特率媒体流。当连接速率降低，服务器会自动检测到带宽的变化，并提供更低带宽的媒体流，相反如果连接速率增大，服务器将提供更高带宽的媒体流，即“自适应”。课件还有关键帧优先，音频数据比部分帧数据重要的特点[1]。
教学资源建设是教育信息化的基础，是需要长期建设与维护的系统工程[3]。开发和制作内容丰富、质量稳定、高可用且适合于学生自主学习的教学资源是一项持久的任务。教育技术人员在教学资源建设的过程中，应以人为本，从技术等多个层面上最大限度地满足广大学习者的需求。
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参考文献
[1] 刘晗等.流媒体课件网络版与光盘版的优化处理[J].教育信息化,2006,(4):43-44.
[2]张力.Windows Media 流媒体技术详解[EB/OL].
[3] 教育部现代远程教育资源建设委员会.现代远程教育资源建设技术规范[Z].北京,2000.5.
Optimization of streaming media courseware in network teaching
CHEN Li-na XIE Shou-qing CHEN Shao-bo
(The Educational Technology Center, Sun Yat-sen University, Guangzhou, 510275, China)
Abstract: In distance teaching, streaming media courseware has been widely used as an important presenting resource.This paper introduces the flow rate optimization methods for streaming media courseware based on Windows Media technology, which can improve the online broadcasting quality for users with different internet connection speeds.
Keywords: Streaming Media Courseware; Windows Media; Flow Rate
