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多媒體課件的生成與再編輯系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)論文
摘要：隨著下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究，以及CERNET2逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育實(shí)踐，高帶寬、高速率、高可靠性的網(wǎng)絡(luò)將為遠(yuǎn)程教育能夠提供更優(yōu)質(zhì)的教育服務(wù)創(chuàng)造更多的機(jī)遇和可能。包含視、音頻等大顆粒信息對(duì)象的多媒體課件，在不久的將來(lái)，將廣泛運(yùn)用于遠(yuǎn)程教育實(shí)踐，并對(duì)整個(gè)遠(yuǎn)程教育的服務(wù)質(zhì)量有一個(gè)很大的提升。
關(guān)鍵字：多媒體課件、制作、同步
1.多媒體課件與中國(guó)遠(yuǎn)程教育概述
多媒體課件包含了視、音頻等大信息量的媒體素材，增加了整個(gè)課件的信息量，滿足了學(xué)生全方位的教育需求；學(xué)生可以通過(guò)從聲、光、色等多方面來(lái)學(xué)習(xí)知識(shí)，完全如身臨真實(shí)課堂。本文研究的主要目的是在一定的網(wǎng)絡(luò)帶寬下，如何有效地將這些大信息量媒體素材應(yīng)用于多媒體課件來(lái)不斷提高網(wǎng)絡(luò)教育的服務(wù)質(zhì)量。
現(xiàn)今，隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的改善、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的提高，使得視、音頻等大顆粒信息單元成為了課件的主體，使得課件和其它普通的Web網(wǎng)頁(yè)可以同步播放，并且可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)課件的版權(quán)保護(hù)，而同時(shí)隨著網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)研究的繼續(xù)深入，網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不單單只是對(duì)于教育資源的描述和組織，網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)走向智能化和個(gè)性化成為現(xiàn)今網(wǎng)絡(luò)教育標(biāo)準(zhǔn)研究的新的熱點(diǎn)。能夠定制每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)計(jì)劃，對(duì)于每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行跟蹤，并且融合了復(fù)雜的多媒體技術(shù)的智能化網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)成為了當(dāng)前遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)，成為當(dāng)前遠(yuǎn)程教育市場(chǎng)最大的賣點(diǎn)。
2.多媒體課件的生成與再編輯系統(tǒng)系統(tǒng)框架
多媒體課件生成與再編輯系統(tǒng)包含兩個(gè)大的模塊：課堂直播錄制模塊與課件再編輯模塊。課堂直播模塊主要完成教育資源的實(shí)時(shí)收集、同步和播放；課件再編輯模塊主要完成教育資源的重新整理、組織，并修訂課件的描述信息和版權(quán)信息；兩者配合形成可以實(shí)際運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)化多媒體課件。
2.1課堂直播錄音模塊
課堂直播錄制模塊，是B/S結(jié)構(gòu)的。在教師端（服務(wù)器端），能夠方便地將教師講課的視、音頻采集，并可以記錄教師講課過(guò)程中所用到DOC文檔、PPT文檔、HTML網(wǎng)頁(yè)、圖片、Flash、視、音頻媒體資源，特別是可以將他們與教師講課的視、音頻中的影像同步播放和記錄；同時(shí)，也可以同步播放和記錄教師當(dāng)前的桌面；一個(gè)很特別的地方，在特殊硬件的支持下，課堂直播錄制模塊可以同步播放和記錄教師在白板上的操作。在學(xué)生端（客戶端）能夠?qū)崟r(shí)觀看或是點(diǎn)播教師講課的影像以及與此同步的各種教育素材、桌面和白板操作。課堂直播錄制模塊可以通過(guò)流媒體服務(wù)器和Web服務(wù)器將多媒體課件，實(shí)時(shí)播放；也可以，將課件記錄到本地硬盤，形成課件毛坯。
教師端，視頻捕獲模塊捕獲教師視、音頻或者其他視、音頻媒體文件作為課件的主視頻，用來(lái)控制整個(gè)多媒體課件的播放。桌面視頻模塊在沒(méi)有切換到桌面時(shí)播放黑視頻；在切換到桌面時(shí)，實(shí)時(shí)保存或?qū)崟r(shí)播放教師桌面。白板模塊將硬件檢測(cè)到的白板數(shù)據(jù)，以視頻腳本的形式發(fā)送到主視頻。資源收集模塊將DOC文檔、PPT文檔、HTML網(wǎng)頁(yè)、圖片、Flash轉(zhuǎn)化為網(wǎng)頁(yè)的形式，發(fā)送到Web服務(wù)器。桌面視頻模塊把桌面視頻切換的每個(gè)動(dòng)作通過(guò)資源同步模塊，形成腳本，發(fā)送到主視頻內(nèi)部；白板模塊把每五個(gè)落筆數(shù)據(jù)及其落筆的時(shí)間，通過(guò)資源同步模塊，形成腳本，發(fā)送到主視頻內(nèi)部；資源收集模塊把資源切換的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)，及其資源URL，通過(guò)資源同步模塊，形成腳本，發(fā)送到主視頻內(nèi)部。整個(gè)課件可以保存，也可以通過(guò)流媒體服務(wù)器和Web服務(wù)器發(fā)送出去，進(jìn)行教育直播。
2.2同步方案
在本系統(tǒng)中，多媒體同步解決方案分為三個(gè)部分：教師的視、音頻與一般教育素材之間的同步；教師的視、音頻與教師桌面視頻之間的同步；教師的視、音頻與白板事件之間的同步。但是，無(wú)論何種方案都是基于微軟的流媒體腳本控制技術(shù)的。
2.2.1流媒體腳本控制技術(shù)
在wmv、wma、asf格式的視、音頻文件中可以插入六種類型的腳本節(jié)點(diǎn)：TEXT、URL、EVENT、CAPTION、FILENAME、OPENEVENT，他們這六種類型的腳本節(jié)點(diǎn)都基于視頻播放的時(shí)間，即：在何時(shí)產(chǎn)生何種事件。其中，TEXT節(jié)點(diǎn)，是在視、音頻流的某個(gè)時(shí)間加入一段文字，這段文字的格式可以是平文本、SAMI文件形式或是HTML格式，當(dāng)視、音頻播放到這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，腳本語(yǔ)言就可以檢測(cè)到這段文字，并可就此做進(jìn)一步處理；URL節(jié)點(diǎn)，是在視、音頻流的某個(gè)時(shí)間加入一個(gè)URL地址，當(dāng)視、音頻播放到這個(gè)時(shí)間點(diǎn)，腳本語(yǔ)言就可以IE播放檢測(cè)到的URL地址；EVENT節(jié)點(diǎn)，是在視、音頻的某個(gè)時(shí)間加入一個(gè)事件，當(dāng)視、音頻播放到這個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，觸發(fā)這個(gè)事件執(zhí)行，這個(gè)事件可以是用戶自定義的，但是事件列表必須在這個(gè)流的WindowsMediaMetafile中定義；CAPTION節(jié)點(diǎn)，同TEXT節(jié)點(diǎn)一樣，也是在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)加入一段文字，但是CAPTION節(jié)點(diǎn)支持標(biāo)準(zhǔn)的HTML格式化，所以，文字樣式可以按照自己要求進(jìn)行格式化；FILENAME節(jié)點(diǎn)，是在視、音頻流的某個(gè)時(shí)間加入一個(gè)文件的鏈接，當(dāng)播放到這個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)，此文件打開(kāi)；OPENEVENT節(jié)點(diǎn)，與EVENT節(jié)點(diǎn)基本相同，只是在事件來(lái)臨前允許視頻預(yù)填充Buffer，保存視頻的無(wú)縫連接。
2.2.2視、音頻與一般教育素材同步方案
視、音頻與一般教育素材同步主要采用URL腳本節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般教育素材主要包括：DOC文檔、PPT文檔、HTML網(wǎng)頁(yè)、圖片、Flash。首先，調(diào)用Word和PowerPoint的編程接口將DOC文檔和PPT文檔轉(zhuǎn)化為HTML網(wǎng)頁(yè)；然后，將轉(zhuǎn)化的網(wǎng)頁(yè)資源和已有的網(wǎng)頁(yè)資源，以及圖片和Flash，采用IIS作為Web服務(wù)器發(fā)布，最后，在需要與之同步的視、音頻的時(shí)間點(diǎn)嵌入這些發(fā)布的URL地址。這樣，在教師的視、音頻播放時(shí)，就能同步地播放教師當(dāng)時(shí)點(diǎn)擊的一般的教育素材。
2.2.3視、音頻與教師桌面同步解決方案
視、音頻與教師桌面視頻的同步主要采用TEXT腳本節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，即：在主視、音頻需要桌面視頻切換的時(shí)間點(diǎn)嵌入特殊的TEXT字符串，通知桌面視頻的切換。教師桌面視頻與一般教育素材之間的主要區(qū)別在于，視頻的播放需要緩沖。即，桌面視頻在觸發(fā)它開(kāi)始播放的時(shí)候，必須首先填滿播放器中的buffer，所以，觸發(fā)的時(shí)間點(diǎn)與視頻的播放就存在一個(gè)時(shí)間差，這樣就造成了教師的視、音頻與教師的桌面視頻的不同步。解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)方法是，可以在桌面視頻不進(jìn)行播放的時(shí)候插入一個(gè)全黑的視頻流（由于全黑視頻信息量最小，占有帶寬最小，對(duì)整體的性能的影響最�。�，保持播放器中的buffer的充滿，這樣就解決了桌面視頻在播放前需要填滿buffer而造成不同步的問(wèn)題。
2.3多媒體Codec解決方案
微軟提供了一些對(duì)于視、音頻的數(shù)字信號(hào)編碼器，每種多媒體數(shù)字信號(hào)編碼器定義了對(duì)于支持的媒體的配置。利用這些Codec可以根據(jù)需要壓縮和解壓縮媒體內(nèi)容。多媒體數(shù)字信號(hào)編解碼器根據(jù)Profile（.prx文件）中的配置進(jìn)行媒體數(shù)據(jù)壓縮。Profile中的配置信息保存在壓縮文件頭中。當(dāng)媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行解壓縮時(shí)，保存在媒體文件頭的配置信息就被讀取，用來(lái)解壓縮媒體數(shù)據(jù)。
各種多媒體Codec的特性不同，而且對(duì)于視頻質(zhì)量的影響很大，所以必須根據(jù)其特性合理使用。如：WindowsMediaVideo9對(duì)于對(duì)比度強(qiáng)的內(nèi)容表現(xiàn)的比較清晰，而且CPU消耗比較小，但是，對(duì)于顏色豐富的內(nèi)容處理的就不近乎人意。而，WindowsMediaVideo7對(duì)于顏色豐富的內(nèi)容處理的就要好的多，但其他性能就都不如WindowsMediaVideo9。
2.4內(nèi)容包裝規(guī)范
內(nèi)容包裝規(guī)范旨在為學(xué)習(xí)內(nèi)容定義一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且綁定足夠的描述信息，以便于學(xué)習(xí)資源的快速檢索、有效的共享和交換。只要符合內(nèi)容包裝規(guī)范，不同種類的課件可以作為獨(dú)立單元在不同的平臺(tái)進(jìn)行傳輸、交換和執(zhí)行，可以被不同的制作工具所重用。內(nèi)容包裝規(guī)范使學(xué)習(xí)內(nèi)容成為可以在多個(gè)應(yīng)用與學(xué)習(xí)環(huán)境之間進(jìn)行交換和重用的學(xué)習(xí)單元，有利于不同網(wǎng)絡(luò)教育機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行充分的教育資源共享，減少學(xué)習(xí)內(nèi)容制作的時(shí)間和開(kāi)銷。
3.結(jié)束語(yǔ)
多媒體課件制作、編輯系統(tǒng)完成了網(wǎng)絡(luò)課件的制作生成、編輯，在這個(gè)流程中，融合了對(duì)于學(xué)習(xí)計(jì)劃的安排和學(xué)習(xí)進(jìn)度的管理，大大地提高了網(wǎng)絡(luò)教育的服務(wù)質(zhì)量。
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