构建基于流媒体的远程教育平台
时间：2022-09-27 02:33:31
摘要：本文全面叙述了搭建流媒体远程教学平台的软硬件配置。硬件方面介绍了服务器、编码机以及采集卡的配置要求；软件方面通过截图详细介绍了服务软件、编码软件的设置。
关键词：流媒体；远程教学；硬件；软件
中图分类号：TP37文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)07-11712-04
Construct A Long-distance Education's Platform Based on Streaming Media
CHU Zhan-qi
(Modern Education Technology and Information Center of Henan University of Science and Technology, Luoyang 471003, China)
Abstract: The paper roundly describes the configuration about software and hardware of constructing a long-distance education's platform. The configured requirement about the server, encoding machine and the card for gathering information are introduced in the field of hardware. By inserting some pictures I also present some setting parameters of the software about service and encoding in detail.
Key words: Streaming Media; Long-distance Education; Hardware; Software
1 引言
随着计算机网络软硬件技术的发展及普及，远程教学向网上教学发展。流媒体技术解决了互联网上实时音视频的难题，促进了远程教学的发展。
目前成熟的流媒体技术主要有Real Networks公司的Real System、Microsoft公司的Windows Media Service和Apple公司的Quick Time。成套的流媒体产品包括服务、编码、点播三大部分，作为当前互联网上最为成熟的流媒体服务器软件，Real Networks公司的Helix Server适用于Unix、Linux、Windows等各种操作系统[1]。因此，我们在此选择它作为流媒体服务器软件。系统需要的硬件包括服务用计算机、编码计算机、存储服务器、流媒体采集卡及数字摄像机和高性能话筒；软件采用的是Helix Systems。下面分别从软硬件两方面进行详细阐述。
2 硬件部分
2.1 服务器
服务器的性能要根据被流化信号的比特率和帧数以及并发数量来决定。流媒体服务器的硬件配置有经验值可以借鉴，以200用户收看为例推荐配置如表1。
2.2 编码计算机及采集卡
编码计算机的性能要根据音视频源的不同而不同，如果要处理实时信号源，那么要采用能跟上高比特率和高帧数编码的工作站，如果正在压缩的是先前捕捉的数据，那么系统的能力就没有编码实时数据时那样关键；也会与选用采集卡的型号有关，如果采用高性能压缩卡会大大减轻CPU的负担，如Osprey-500DV，它具有从数字影像源同步传输的功能，能实现数字影像的硬件解压，这样能减轻CPU的负担。如果你采用Broadway系列的压缩卡，那么要采用至少16位以上的兼容声卡。常用的流媒体采集卡型号及功能如表2，编码机推荐配置如表3。
推荐采用Osprey200，因为Osprey200系列采集卡具有音视频采集功能，可避免采集时音视频不同步现象的产生，虽然Osprey200不是硬件解压卡，但其消耗极少CPU资源，采集全帧视频可达30帧/秒，而且价格也不高，是实现流媒体采集较常用的采集卡。
2.3 数字摄像机及话筒
数字摄像机选择具有自动追踪并自动聚焦功能的摄像头，可自动追踪人物的移动采取相应的操作。教师用话筒可采用无线话筒，学生拾音话筒可根据教室面积大小配置高指向性话筒若干。
3 软件部分
流媒体系统由3大部分组成：服务、编码和播放。服务是指提供给用户点播所需要的服务，编码是指把媒体文件转换成此服务所需要的文件格式的软件，点播是指用户观看服务内容所使用的应用平台。
3.1 服务软件的安装与配置
3.1.1 安装流程
(1)双击安装图标（本人使用的是“rs903-win32.exe”），进入安装界面，点击“next”，弹出Real公司许可文件对话框，点击“Browse”按钮，在下载文件中找到后缀为“lic”的文件即为许可文件，如图1所示，点击“next”进入后续操作。
(2)根据自己的需要设置完安装路径后，会要求填写管理员账户及密码，此账户为进入Helix Server管理界面的账户和密码，应牢牢记住。
(3)点击“Next”，进入RTSP、HTTP、PNA、MMS协议及管理员的端口号设置窗口。对于HTTP协议，为避免与WEB协议端口号80冲突可改为8080，其他端口号采用默认值即可。
(4)点击“Next”，在弹出的对话框中将“Install Helix Server as an NT Service”选项勾选，这样可以将Helix Server作为Windows一项服务进行加载。
(5)点击“Next”，我们可以看到管理员账号、各协议端口号及安装路径等信息，如图2所示。如果确认不更改，则点击“Finish”开始正式安装。
3.1.2 基本设置
服务安装完之后，重启计算机Helix Server便作为Windows服务在计算机启动时自动加载，根据需要可以随时进行配置。基本设置如下：
(1)打开管理页面。双机桌面上“Helix Server Administrator”网页图标，此时会弹出输入管理员帐户及密码对话框，输入在安装过程(2)中设置的帐户及密码，就可以进入管理页面。
(2)在管理界面进行相关设置。管理界面的左上角是服务器的各项设置，如图3所示。我们选与实际应用相关的选项进行设置，其他选项采用默认即可。
①端口设置。点击“Server Setup”菜单下的“Ports”子菜单，窗口右边会出现在安装过程中分配的端口列表，如图4所示，可根据情况进行修改。注意：对服务器每项设置完成后，都要单击对应的“Apply”按钮和网页右上角的“Restart Server”按钮，设置才能生效。
②IP绑定。点击“Server Setup”菜单下的“IP Binding”子菜单，右边会出现设置窗口，输入本机的IP地址，如果本机有数个IP，可点击“+”，添加绑定数量。
③连接控制。点击“Server Setup”菜单下的“Connection Control”子菜单，打开连接控制选项，管理员可以根据自己服务器的状况确定最大用户连接数量及最大带宽。
④配置加载点。加载点是一个到文件实际存放位置的访问指向。点击“Server Setup”菜单下的“Mount Points”子菜单，页面右边会出现加载点的配置窗口。首先我们看根加载点的配置修改，根加载点以“/”表示，其名称为“Real System Content”，我们可以在右边的“Edit Description”框中对其进行修改，如图5所示。
在“Base Path”框中显示的是安装时默认的根加载的指向目录，我们可以在这里修改为媒体文件实际存放的目录。例如，我们把指向目录修改为“E:\Video”。单击“Apply”和“Restart Server”后，就可以访问新目录了。比如，E:\Video目录下有一个媒体文件叫20329.rm的文件，我们打开RealPlayer 播放器，点击“文件”“打开”，在地址栏中输入rtsp://ip地址/20329.rm即可访问。
如果想增加加载点，可点击“Mount Point Description”后的“+”，然后在右列输入新加载点的各项内容，就可以访问新加载点下的内容了。
3.2 服务方式
采用流媒体的方式可以实现vod点播，教学直播，网络课堂等功能。vod点播及就是把课件或者媒体文件利用编码软件压缩成服务软件可以识别的文件类型存放到服务器上，供观众随时观看的服务模式；教学直播是采用组播的方式，通过相关硬件（如：采集卡、摄像头等），可以将教师授课的实况到网络上，学生通过登陆校园网站进入到相关页面，实时观看教师的授课。
3.3 编码软件的配置
编码软件的作用是把其他格式媒体文件转化成服务软件能识别的文件格式类型，对应于Helix Server服务软件的编码软件是Helix Producer，下面以Helix Producer Plus 9.01为例做一简要说明。
3.3.1 Helix Producer Plus 9.01的一般设置
①Clip Information打开Helix Producer Plus 9.0.1中的“File”菜单，选择“Open Input File”，导入要转换的文件。然后选择“Settings”菜单中的“Show Clip Information”，在“Clip Information”中可以设置Real Media文件的标题、作者、版权等信息。
②Audio Gain Control打开“Settings”菜单，选择“Show Audio Gain Control”，你可以在这里设置音量的增大或减小，但更改此设置会让Real Media文件中出现轻微噪音（不论增大减小），不推荐修改。
③Video Filters打开“Settings”菜单，选择“Show Video Filters”。开启“Video Filters”中的“Cropping”功能可以去掉文件多余的部分，例如“黑边”。中间高亮的部分是要保留的，其余的部分则是要丢掉的。建议不要对“Video Filters”中其他的滤波器进行更改。
④Audiences打开“Settings”菜单，选择“Show Audiences”，弹出Audiences窗口，见图6。
Encoding Settings（编码设置）：有三个设置选项，分别是“Audio mode”（音频编码设置）、“Video mode”（视频编码设置）、“Video codec”（编解码器选择），都选默认值即可；“Use high quality resampler for audio”（对音频进行高品质编码）：默认是开启的，可以关闭；“2-pass video encoding”（二次编码）默认是开启的，建议关闭。
Audience Selection（方案选择）：
“Templates”（模板选择）：这个选项要根据自己的实际情况来选择。
如果源文件品质较高，则推荐使用下面的两个方案。“512k DSL or Cable 450Kbps”，恒定比特率（CBR）压制方案，播放时CPU占有率较低，在剧烈运动画面时会出现轻微跳帧，可用于在线播放；“450k VBR Download 450Kbps”，动态比特率（VBR）压制方案，播放时CPU占有率较高，在剧烈运动画面时虽不会出现跳帧，但画质却会有所降低，在配置较低的计算机上播放时像是在看幻灯片。只能用于下载，不能用来在线播放。
“Audiences in job”：如果不打算将转换好的Real Media拿去做在线播放，则建议只使用一个编码方案。
3.3.2 Helix Producer Plus 9.0.1的其他设置
①指定保存Real Media文件的目录打开“File”菜单，选择“Add File Destination”，为转换好的Real Media文件指定一个目录。指定目录的剩余空间必须要大于生成的Real Media文件大小。如果不进行指定，那么转换好的Real Media文件将被保存到源文件所在目录内。
②缩短转换时间将“View”菜单中的“Input Audio Meter”、“Input Video”、“Output Audio Meter”和“Output Video”前面的对钩去掉可以节省不少时间。
3.4 客户端配置
客户端的配置无论是通过网页登陆还是利用播放软件观看，都需要安装RealPlayer解码软件，或者是支持解码Real Media脚本文件的其他播放软件。
参考文献：
