网络多媒体技术第8 流媒体技术.ppt

　　流媒体技术是多媒体和网络领域的交叉学科。多媒体技术使PC机能够将声音、视频、文字等多种信息整合成多媒体信息，并实现方便的交互，从而给人们的工作和娱乐带来丰富多采的变化，只是这些多媒体信息的数据量比传统的文本文件要大得多。当人们不再满足只在单机上看到丰富的声、文、图等多媒体信息，而是希望能从网络中获得多媒体信息的时候，网络的数据传输压力大大增加，因为即使下载一个很短时间的视/音频文件也需要用户等待很长的时间。形成这种等待的主要原因是多媒体文件需要从服务器上全部下载到客户端后才能播放。为了解决这个问题，流媒体技术应运而生。本章对流媒体技术从概述、传输协议、关键技术、开发平台以及P2P流媒体技术几个方面进行全面介绍。 8.1.1 流媒体的定义　　目前尚没有一个关于流媒体的公认定义。一般来说，流媒体(Streaming Media)是指在Internet/Intranet中使用流式技术进行传输的连续时基媒体，如音/视频等多媒体内容。其中流式(Streaming)技术是指在媒体传输过程中，服务器将多媒体文件压缩解析成多个压缩包后放在IP网上按顺序传输，客户端(通常是指PC机，也称用户端)则开辟一块一定大小的缓冲区(计算机内存中用于临时存放数据的存储块)来接收压缩包， 缓冲区被充满只需几秒钟或数十秒钟的时间，之后客户端就可以解压缩缓冲区中的数据并开始播放其中的内容。客户端在消耗掉缓冲区内数据的同时，又下载后续的压缩包到空出的缓冲区空间中，从而实现了边下载边播放的流式传输。可见流式传输是流媒体实现的关键技术。 　　与传统的多媒体技术相比，流媒体具有如下特点：　　?流媒体是实时的，当客户下载媒体文件时，不需要像传统的播放技术那样将整个文件都下载下来之后再播放，而是边下载边播放，它不仅节省了客户端的缓冲区容量，还大大减少了用户的等待时间。　　?流媒体数据在播放后即被丢弃，不会存储在用户的计算机上，便于流媒体文件的版权保护。　　?流媒体的服务器支持客户端对流媒体进行VCR(录像机)操作控制，即用户可以像使用家用录像机一样对流媒体进行播放、暂停、快进、快退、停止等操作。 8.1.2 流媒体的通信原理　　由于目前的网络带宽还不能完全满足巨大的AV、3D等多媒体数据流量的要求，因此在流媒体通信技术中，应首先对AV、3D等多媒体文件数据进行预处理，然后才能进行流式传输。它主要包括降低质量和采用先进、高效的压缩算法两个方面。与下载方式相比，尽管流式传输大大降低了对系统缓存容量的要求，但它的实现仍需要缓存，这是因为Internet是以包传输为基础进行断续异步传输的。数据在传输中要被分解为许多包，而网络又是动态变化的，各个包选择的路由可能不尽相同，故到达用户计算机的时间延时也就不同。 所以，必须使用缓存系统来弥补延时和抖动的影响，并保证数据包传输顺序的正确，使媒体数据能连续输出，不会因网络的暂时拥堵而出现播放停顿。在整个传输和控制过程中，必须采用一定的网络协议来实现流式传输，为客户提供可靠的服务质量保证。 　　流媒体的传输过程如图8-1所示。客户(Web浏览器)通过HTTP/TCP与Web服务器(Web Server)交换信息，获取流媒体服务清单，根据获得的流媒体服务清单向媒体服务器(AV Server)请求相关服务；然后客户机的Web浏览器启动相应的媒体播放器(AV Player)，通过RTP/UDP从媒体服务器中获取流媒体数据，实时播放。在播放过程中，客户机的媒体播放器需要实时通过RTSP/TCP(UDP)与媒体服务器交换控制信息，媒体服务器根据客户机反馈的流媒体接收情况，智能化地调整向客户机传送的媒体数据流，从而在客户端达到最优的接收效果。 　　图8-1 流式传输的基本原理实现流式传输有两种方法：实时流式(Realtime Streaming)传输和顺序流式(Progressive Streaming)传输。一般来说，如果视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用如RTSP的实时协议，则流式传输为实时流式传输。如果使用HTTP服务器，文件即通过顺序流发送，这种传输方式就称为顺序流式传输。流式文件在播放前可完全下载到硬盘上。 　　1. 顺序流式传输　　顺序流式传输是顺序下载的，在下载文件的同时客户可观看在线媒体，在给定时刻，客户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的后续部分。顺序流式传输不像实时流式传输那样，可在传输期间根据客户连接的速度作调整。由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，因而不需要其他特殊协议，它经常被称做HTTP流式传输。顺序流式传输比较适合高质量的短片段，如片头、片尾和广告，由于这种文件是无损下载的，因此它可以保证电影播放的最终质量。这意味着客户在观看前必须经历延时，对较慢的连接尤其如此。