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基于校園網的視頻點播系統
前言視頻點播技術（VOD）是近年來新興的一種傳媒方式，它徹底改變了長期以來廣播式的單向視頻傳播方式，滿足了人們對視頻播放進行實時控制的愿望。如今，視頻點播技術正日益受到教育界的普遍關注。將學�，F有的軟硬件資源進行升級改造，構建一個基于校園網的視頻點播系統，將有利于學校開展多種形式的雙向多媒體教學，同時，也有利于學校教育資源的網絡化。
一、視頻點播技術
1、什么是視頻點播
視頻點播（Video On Demand），簡稱VOD，意即根據用戶的需要播放相應的視頻節目。它是一種先進的視頻通信技術,綜合了網絡通信技術、多媒體技術和電視技術的優勢，徹底改變了過去收看節目的被動方式，實現了節目的按需收看。此外，它還可以讓用戶對節目的播放進程進行控制，如開始、停止、暫停、快進、倒退等。近年來，隨著視頻編碼、高容量存儲、ATM交換技術及高速網絡通訊的發展，視頻點播技術的商用已不再是遙不可及的事了。用戶不需要增加很多投資, 只需在現有家用電視或微機終端的基礎上增加一個機頂盒、一個遙控器, 然后連接進郵電寬帶通信網, 即可享受到視頻點播服務。
2、視頻點播（VOD）系統的組成
視頻點播系統由4部分組成（如圖1所示）：視頻節目制作中心、VOD服務器、網絡傳輸和用戶終端等。視頻節目制作中心主要完成視頻節目的制作和存儲。服務器是溝通用戶與節目的橋梁：用戶通過網絡和服務器建立連接，服務器把節目單下傳給用戶終端，用戶從節目單中選擇自己感興趣的節目，服務器分析用戶的請求，從存儲器中調用相應的節目內容，將它以穩定的速率下傳給用戶。VOD系統的網絡可分為交換網和接入網兩大部分。目前交換網大多是采用ATM技術的光纖網。ATM是一種信元交換技術，它綜合了電路交換和分組交換的優點，可穩定流暢地傳輸視頻、聲音、圖像等多媒體信息。接入網是連接用戶和交換網的那一段，可以是RTTC、ADSL、HFC、LAN、WAN等多種方式。用戶終端可以有多種，最常用的就是利用計算機瀏覽器方式或電視機加機頂盒的方式來實現。
3、視頻點播的特點
視頻點播的作為一門新興的綜合性技術，其特點是很明顯的：
（1）視頻信息獲取的主動性和可控性
長期以來，廣播電視都是單向傳播的，用戶只能被動地收看電視臺播出的節目。而在VOD系統中，用戶可以根據自己的需求隨時選擇自己喜愛的節目。這也是VOD系統最吸引人的地方。此外，它還允許用戶對點播節目的開始、結束時間和暫停、快進、快退、定格、慢放等進行控制，交互性很強。這是傳統的閉路電視系統所沒有的。
（2）高質量的視頻壓縮
視頻信息數據量很大而且實時性要求高，如果不經壓縮就直接在網上傳送，其效果是無法忍受的。在VOD系統中，由于采用了MPEG、H.26x等視頻壓縮標準，使系統不僅有較高的數據壓縮比，而且還可獲得高質量的畫面還原特性。
（3）視頻信息的無損重用
傳統的視頻點播是通過錄像帶、VCD盤等信息載體，借助錄像機或VCD機等實現的。存儲在光盤和磁帶上的信息會因反復使用而有磨損，致使觀看效果不佳。而在VOD系統中，視頻信息是經數字化處理后存儲在VOD服務器上的，它不會因反復播放或時間的推移而出現質量下降的問題。
�。�4）視頻信息的并發使用
VOD系統可以讓多個用戶同時點播相同的節目而互不影響，這樣，一個熱點節目可以多人同時收看，而且可以各自對節目的播放進度進行控制。
二、構建基于校園網的視頻點播系統的必要性
�。�1）雙向多媒體教學的需要
在教學過程中，學生是一個主動的個體，知識是學生主動建構得來的。我們必須改變滿堂灌的說教模式，強調學生的參與意識，讓師生在一個雙向互動的過程中，共同解決教學難點。視頻點播保留了傳統教育媒體的多媒體特性，它通過視頻、聲音、圖像、動畫、文本等多媒體方式向學生傳送豐富、具體、生動的知識，使抽象化的東西形象化；同時它又克服了傳統教育媒體單向傳播的局限性，它給了學生充分的主動權，學生可自主點播所需的教學內容進行探索式、發現式的學習。這有利于培養學生自主發現問題、分析問題、尋求問題解決方案的探索精神和創新能力。
�。�2）教育資源網絡化需要
教育資源應具有開放性，從而實現教學資源共享。而傳統的閉路電視系統，不能讓教師在網絡上共享教學資料，致使當前很多學校都存在著重復制作多媒體課件、重復購買音像資源的問題，造成人力和財力的巨大浪費。構建在計算機網絡基礎上的VOD系統能夠和Internet無縫結合。這樣老師和學生不僅可以點播本校的多媒體資源，還可以訪問其他學校的多媒體教學資源庫，為己所用。在進行視頻點播的同時，還可以隨時對Internet進行訪問，從 Internet上獲取所需的教學資源。管理人員也可以收集優秀的多媒體課件、教學錄像、實驗錄像等放到VOD的資源庫中，通過VOD系統的網絡性能，方便地實現精品共享與交流。
�。�3）個性化教學的需要
雖然由于師資力量等因素的限制，個性化教學還未成為主流教學方式，但通過視頻點播技術，可在同一空間營造出一個個相對個性化的教學環境：學習者可以不受時間和地理空間的限制，自主選擇適合自己的學習內容，并可根據自身情況調整學習進度，自主選擇指導老師。這可充分調動學生的主動性，達到因材施教的目的。
三、構建基于校園網的視頻點播系統
當前，視頻點播技術正日益受到教育界和商界的普遍關注。各廠商對學校視頻點播系統都投以了極高的熱情，紛紛提出了自己的解決方案。但是對于大多數學校而言，在有限的資源條件下，完全依據廠商的方案重新構建校園視頻點播系統是不切實際的，“因校制宜”，在現有的軟硬件基礎上進行升級改造才是一種經濟實用的選擇。下面我們介紹怎樣構建基于校園網的視頻點播系統，以使學�，F有的硬件資源得到充分利用。
1、系統功能定位
我們所要構建的基于校園網視頻點播系統，功能框圖如圖2所示。各教室、實驗室、教研室、行政辦公室、會議室、圖書館、學生寢室等都裝有計算機終端或帶有機頂盒的電視終端，學校領導、教師、學生等都可以通過就近的終端，通過統一的界面，自主點播所需的多媒體信息和多媒體教學資源。這些信息和資源既可以是本校內的，也可以是其它學�；騃nternet上的信息和資源。
2、系統構建方案
�。�1）結構化布線
建立網絡主干采用100M交換、用戶端10M交換到桌面的校園局域網。
（2）視頻點播服務器
視頻點播服務器是VOD系統的核心，主要負責視頻信息的儲存播放，其工作能力極大地影響視頻點播系統的服務能力。所以選擇視頻服務器時，要充分考慮服務器的并發輸出能力、存儲容量、資源的共享性、系統結構的開放性、系統的擴充性、穩定性、可靠性等因素對整個系統運行的影響。校園視頻點播系統由于其業務量不是很大，所以我們建議選用基于高檔PC機的視頻服務器。這種類型的服務器是在高性能計算機的基礎上增加支持視頻數據訪問的有關硬件，再將系統進行一定的優化，從而實現視頻點播功能的。
�。�3）用戶終端
VOD系統用戶端設備有兩種：一種是計算機（PC）；另一種是電視機（TV）加機頂盒（STB）。機頂盒通稱Set Top Box，是一種智慧型的數字式信號轉換器，用戶透過此設備即能夠實現視頻點播、Internet訪問、遠程教學、視頻會議、電子商務等多媒體信息服務。機頂盒通常與電視機配合使用，當用戶進行點播時，將電視機切換至AV模式后，可使用機頂盒的遙控鍵盤對VOD系統所提供的視頻節目進行點播，操作簡單方便。為了利用學�，F有的硬件資源，我們既使用PC機做點播終端，也在現有的電視終端上配以機頂盒做點播終端。
（4）視頻點播軟件
我們建議選用基于Web開發的視頻點播軟件，以便能和Internet無縫結合。這樣老師和學生在點播校內視頻資源的同時，可隨時訪問Internet上豐富的多媒體教學資源。
三、用校園視頻點播系統開展多種形式的教學
利用VOD系統的雙向視頻傳輸特性和網絡特性，我們可以開展多種形式的教學：
1、視頻點播教學
將各科優秀教師的多媒體課件、電視教材、直播課程、現場實驗示范等采編存入VOD系統，教師可在終端機上，通過統一的點播界面，自由點播這些視頻資源進行教學。VOD系統中豐富的多媒體教學資源不僅減輕了教師的備課負擔有利于資源共享，此外，由于VOD系統支持多用戶點播而互不影響，所以不同地點的老師可以同時點播相同教學內容來進行教學，并分別對播放進程進行控制。
2、自主學習
在VOD系統中，可以充分發揮學生的自主性：學生可以根據自己的學習情況，在寢室、圖書館、計算機機房甚至家里，自由地選擇多媒體課件、老師講課錄像等進行學習，以增強學習的自主性和主動性；學生還可以點播自己感興趣的內容進行補充學習，拓寬知識面；在學習過程中，學生可以按照自己的學習進度，對播放過程進行控制，營造出一個相對個性化的學習環境，達到最好的學習效果。
3、遠程教學
和Internet無縫整合在一起的VOD系統可實現跨地域的遠程教學。將優秀教師的講課錄像放到VOD服務器上，聽課者可以遠程點播這些錄像，進行在線學習；聽課者也可以先把錄像下載到本地服務器上，然后在當地的局域網范圍內點播學習。利用VOD系統開展遠程教學的有兩大優點：首先，它的視頻傳輸特性好，這是一般的網絡教學達不到的；此外，VOD系統的視頻傳播是雙向的，學習者可以根據自己的具體情況，自行安排學習時間，這是VOD教學明顯優于廣播電視教學的地方。
4、視頻報告會
由于VOD系統視頻傳輸特性好，所以老師和學生不必親臨學術交流會現場，通過VOD系統的現場直播或實況轉播功能，就可聆聽專家們精彩的報告，觀看交流會的現場實況。在觀看過程中，還可以通過VOD系統提供的提問、留言和發表評論等交互功能，向與會的專家們提問，與他們進行交流。
5、影視欣賞
VOD系統能夠平滑流暢地傳播視頻信息，而且觀看者還可自由地對播放進程進行控制。把影視資料放到VOD服務器中，學生們就可隨時隨地地點播收看，這樣就增大了影視資料的共享范圍，極大地豐富了學生們的影視文化生活；此外，在VOD系統中，影視資料的播放質量不會因播放次數的增多而下降，從而也延長了影視資料的使用壽命。
結束語
視頻點播是多種先進技術融合的結晶，它不僅能夠平滑流暢地傳播視頻信息，而且賦予了用戶極大的自主選擇空間，從而滿足了現代人崇尚自由、渴望參與的心理需求。構建基于校園網的視頻點播系統并利用它開展多種形式的教學，有利于學生學習主動性的發揮，有利于體現教師的教學創造性，實現雙向多媒體組合教學。可以預見，在不久的將來，視頻點播將成為學校教育中不可缺少的組成部分，從而推進數字化校園的建設。
參考文獻
1.什么是視頻點播（VOD）技術》 李亞波 http://www.ccidnet.com
2. 《VOD視頻點播技術原理》 趙強 http://www.chinatelecom.com.cn
3.《VOD系統的應用》VOD系統的應用 陳 剛
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