流媒体课程架构：多媒体专业柔性课程开发

张垚 张天星 蒋思宁

摘 要：新媒体时代，伴随互联网及移动互联网底层技术不断发展，网络带宽不断提升。人们对多媒体，3尤其是音视频产品的播放质量要求越来越高。作为将普通的多媒体（音、视频）文件，经过特殊编码，使其成为在网络中使用流式传输的连续时基媒体，以适应网络上边下载边播放的播放方式的传播技术，流媒体正处于蓬勃发展的阶段。为满足职业教育的经典型原则和前瞻性原则，并符合柔性教学模式对复合应用型人才的培养目标，尝试开发流媒体课程架构，满足多媒体专业学生在技术不断发展的前提下，适应未来的能力变化需求。

关键词：流媒体 柔性课程

一、什么是流媒体

流媒体技术起源于20世纪90年代（窄带互联网时期）：1994年，Progressive Networks公司（Real Networks公司前身）成立，并于1995年推出了第一款远程信息沟通软件：Real Audio，自此拉开了流媒体技术发展的序幕。

所谓流媒体就是将普通的多媒体（音、视频）文件，经过特殊的编码，使其成为在网络中使用流式传输的连续时基媒体，以适应网络上边下载边播放的播放方式。此基本概念决定了流媒体技术的核心领域，即：多媒体文件编码技术、流媒体文件传输技术和流媒体文件解码技术。并在此之基础上发展了流媒体资产管理、知识版权保护等一系列衍生技术。

相对于传统的先下载再播放的音视频文件获取方式，流媒体具备如下优点：1.启动时延大幅缩短;2.节省本地存储空间;3.实现网络音视频文件实时传输。但是，流媒体文件质量受网络传输环境制约，在窄带互联网时期，存在视频分辨率低、帧速率不高、声音嘈杂等缺点，因此并未得到很好的发展和普及。

二、宽带互联网时期的流媒体技术

伴随网络基础建设的不断完善和宽带井喷式的发展，网络用户不再满足于传统的以文字和图片为主要媒介的互联网信息传输，对集合音频、视频等多渠道媒体介质的综合性信息的需求日趋提升。另据统计数字表明，约78.5%的网络用户以互联网作为信息获取的主要渠道，网络音乐和网络视频的使用群体更是分别占到网络用户的83.7%和67.7%，互联网作为新兴媒体，具备传统媒体无法比拟的互动性、灵活性，时效性，大有取而代之之势。在此背景下，流媒体技术为网络多媒体传输提供了新的解决方案。近年，优库、土豆、新浪播客等一大批国内优秀的视讯网站涌现;pps、pplive等网络电视软件持续升温;传统电视媒体纷纷推出在线直播、点播系统，分享大量媒体资源;移动通信4g网络商用，手机电视牌照发放;都预示着流媒体技术即将进入高速发展时期。

流媒体技术的基础是信息压缩理论，虽然音视频压缩标准的发展一直趋向于低码率、高质量，但其仍和现有网络带宽间存在较大差异，造成了现阶段流媒体文件质量尚无法和传统广播电视媒体相提并论，这也是影响流媒体普及的最大问题，但伴随H.264/MPEG4-AVC、WMV9/VC-1等编码标准的推出，使用流媒体技术平台提供标清甚至高清视频已经成为可能，同时，网络基础建设持续发展，传输码率与网络带宽间的差异不断减小，可以预见，流媒体必将取代传统广播电视媒体成为未来音视频信息传输的核心。

三、流媒体技术与职业教育

职业教育的核心是技能学习，但在计算机领域，技术革新速度很快，如何保证学生即学即用？为解决这个问题，计算机相关专业的课程设置必须满足两个原则：1.经典性原则;2.前瞻性原则。某一课程教学的核心任务之一就是发展学生的再学习能力，以维持其在此技术领域的生存时间，而发展其学习能力的基础就是掌握此领域中的核心理论知识。这就要求开设某一门课程的前提是此技术领域中是否存在成熟、完备的理论支撑，这就是经典型原则。教学和就业相比存在滞后性， 特别是在计算机领域中，这种滞后性尤为明显，如何保证学生所学的恰恰是市场所需要的？这就要求在开设课程之前对此技术的发展有一个预判，这种预判是基于技术和商业两方面的，技术性预判要求明确的技术发展方向作支持;商业性预判要求可预见的市场需求作支持。

流媒体作为新兴的网络应用技术，恰恰满足这两方面原则。首先，流媒体技术具备成熟的信息压缩理论和网络传输技术作为基本理论支撑;其次，新一代编码标准的出台，指明了流媒体编码技术的发展方向，同时，网络视讯应用的蓬勃发展预见了其可观的商业市场。因此，在职业院校中开展流媒体技术相关课程恰逢其时。

四、流媒体技术柔性课程架构

本门课程作为专业基础课，为满足柔性课程“稳定和变化”的要求，采用模块化课程架构。课程计划72学时，由图像压缩和编码技术概述、音视频格式转换和流媒体服务平台搭建三个模块组成，课程目的是使学生理解常见音视频编码标准及其压缩原理，熟练掌握音视频格式转换，掌握现阶段主流流媒體服务平台搭建，熟悉第三方流媒体设备应用。课程前期知识储备为网络传输基础，要求学生熟悉网络传输机制和数据包、网络协议等基本概念。课程结构图如下：

模块一：图像压缩和编码技术概述

图像压缩和编码技术概述作为本门课程的理论支撑，在本门课程中起核心指导作用，后续应用课程皆围绕此核心展开，旨在帮助学生对此部分理论知识深化认识。本模块由如下子课题构成：图形图像压缩基础，MPEG、H.26x系列标准及应用和新时期编码技术。

在图形图像压缩基础子课题中，将对图形图像压缩原理及技术作详细阐述，使学生了解图形图像压缩过程中如：运动补偿、运动向量、变换、量化、熵编码等基本概念和相关技术，熟悉压缩过程的相应流程。

MPEG、H.26x系列标准及应用子课题以MPEG、H.26x系列标准的发展、作用及其应用作为主要内容，使学生了解视频压缩标准的发展，熟悉图形图像压缩原理在视频压缩标准中的应用，及视频压缩标准的应用和影响。

新时期编码技术子课题作为本模块的重点，将以H.264 /MPEG4-AVC、RealVIideo 10和WMV-9的原理和应用作为主要内容，使学生熟悉各种主流编码器、编码标准的应用及对应的音视频文件封装方式和压缩效果。

模块二：音视频格式转换

音视频格式转换模块旨在帮助学生通过软件的应用，对音视频文件在不同标准、不同格式间相互转换中，加深对图像压缩和编码技术的理解，同时熟练掌握MPEG-4标准视频文件、Real平台视频文件、Windows平台视频文件和Flash平台视频文件的压制。本模块由：制作DVDRip、Real平台视频文件制作、Windows平台视频文件制作和Flash平台视频文件制作四个子课题组成。

在制作DVDRip子课题中，通过对DVD的压制，使学生熟练掌握MPEG-2标准视频文件到MPEG-4标准视频文件的转换，同时加深对MPEG-4标准及满足其标准的编码器和多种音视频文件封装方式的理解。

在Real平台视频文件制作子课题中，通过制作Real平台的流媒体文件，使学生熟练掌握Real平台编码工具的使用，理解网络环境对视频码率的影响，同时加深对RealVideo编码器的理解。

在Windows平台视频文件制作子课题中，通过制作Windows平台的流媒体文件，使学生熟练掌握Windows平台编码工具的使用，同时加深对WMV编码器和视频码率的理解。

在Flash平台视频文件制作子课题中，通过制作Flash平台的流媒体文件，使学生熟练掌握Flash平台编码工具的使用，同时加深对FLV编码器和视频码率的理解。

模块三：流媒体服务平台搭建

流媒体服务平台搭建模块通过对在主流流媒体平台中多种服务的配置搭建，使学生熟练掌握各种流媒体平台的基本应用。本模块由视频点播服务搭建、视频直播服务搭建、视频会议服务搭建、网络电视服务搭建四个实训课题组成。

在视频点播服务搭建实训课题中，将分别在Real平台、Windows平台、Flash平台实现视频点播服务，使学生掌握在视频点播服务中，各平台编码器、服务器、解码器及相关第三方软件或硬件的相应设置、熟悉各部分协同工作过程，同时掌握在视频点播服务中各流媒体平台网络环境的评估、测试及调试。

在视频直播服务搭建实训课题中，将分别在Real平台、Windows平台、Flash平台实现视频直播服务，使学生掌握在视频直播服务中，各平台编碼器、服务器、解码器及音视频采集设备的相应设置、熟悉各部分协同工作过程，同时掌握在视频直播服务中各流媒体平台网络环境的评估、测试及调试。

在视频会议服务搭建实训课题中，将分别在Real平台、Windows平台、Flash平台实现视频会议服务，使学生掌握在视频会议服务中，各平台编码器、服务器、解码器及第三方视频会议软件、音视频采集设备的相应设置、熟悉各部分协同工作过程，同时掌握在视频会议服务中各流媒体平台网络环境的评估、测试及调试。

在网络电视服务搭建实训课题中，将分别在Real平台、Windows平台、Flash平台实现网络电视服务，使学生掌握在网络电视服务中，各平台编码器、服务器、解码器和第三方软件，硬件编码器、分流器、解调器等相关设备的相应设置、熟悉各部分协同工作过程，同时掌握在网络电视服务中各流媒体平台网络环境的评估、测试及调试。

四、流媒体在其他课程中的延展性

根据柔性课程的要求，流媒体技术作为专业基础课，可将其技术理论知识延展到本专业其他课程中，以提供更全面的知识结构和更广泛的技能应用。

1.数据库

数据库课程中应加入多媒体数据库应用模块，使学生了解多媒体数据的存储、组织和管理，帮助学生理解大型流媒体服务的组织形式和后台数据支撑。

2.动态网页设计

动态网页设计课程应加入流媒体视频服务网站开发模块，使学生掌握流媒体服务插件、同步多媒体集成语言（SMIL）和多媒体数据库在动态网页中的应用;帮助学生熟悉视讯网站开发模式及主流流媒体服务在视讯网站建设中的应用。

3.计算机网络

计算机网络课程中应加入流媒体服务协议模块，使学生熟悉RSVP、RTP、P2P等常见流媒体服务协议及其工作模式和CDN网络，掌握流媒体服务网站建设规程。

4.Flash

Flash课程中应加入流媒体视频播放模块，熟悉基于Flash的流媒体播放器开发制作及使用脚本语言实现对流媒体文件的控制。

五、结语

互联网已经进入多媒体时代，伴随编码技术的不断发展和网络带宽的不断提升，流媒体技术势将成为主导此时代的核心解决方案。面对即将迅猛发展的流媒体市场，流媒体专业技能人才的需求必将大规模提升。而开展流媒体技术相关课程，正是职业院校以人才市场为依托，以市场需求为导向的办学原则的体现。

参考文献

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