基于Web的教学流媒体视频点播系统

文章编号:1006-2475(2007)09-0120-03

计算机与现代化

JISUANJIYUXIANDAIHUA

总第145期

基于Web的教学流媒体视频点播系统

肖克曦,杜娟娟

1

2

(1.天津外国语学院教育技术系,天津300204;2.天津工业大学图书馆,天津300160)

摘要:介绍了ASP技术和流媒体技术的相关知识以及HelixServer服务器的特点,阐述了在Windows平台上设计和实现教学视频点播系统的思路和方案,并指出了开发的重点和难点。本文还涉及到了ASP中相关组件的使用,数据库的设计和HelixServer服务器的安装配置。

关键词:ASP;流媒体;视频点播;HelixServer中图分类号:TP39 文献标识码:A

EducationalVODSystemBasedonWeb

XIAOKe-xi,DUJuan-juan

1

2

(1.DepartmentofEducationalTechnology,TianjinForeignStudiesUniversity,Tianjin300204,China;

2.LibraryofTianjinPolytechnicUniversity,Tianjin300160,China)

Abstract:ThispaperintroducestherelativeknowledgeofASPandstreammediaandthecharacteristicofHelixServer,explainstheideaandplanofhowtodesignandrealizeaneducationalVODsystemonWindowsplatformandpointsoutthedifficultiesofdevelopingthesystem.ThispaperinvolvestheuseofrelativecontrolsinASP,thedesignofdatabase,andthesettingsofHelixServer.

Keywords:ASP.NET;streammedia;VOD;HelixServer

0 引 言

随着计算机技术和网络技术的发展,尤其是网络

传输带宽的大幅提高,利用校园网进行教学视频点播,逐渐成为了提高教学效果的重要手段之一。学生可以根据自己的实际需要,随时通过网络教学站点,点播自己感兴趣的内容,比如教师讲课的现场录像视频,再配合网页中适当的文字描述,达到因材施教,巩固课堂教学效果的目的。师生还可以通过系统中设置的交流平台,进行知识上的探讨,迅速地发现和解决问题。这样,既有利于教师了解学生对知识的掌握情况,也有利于学生进行自主性学习和交互式学习。

整个文件从Web服务器全部下载到本地客户端,然后才能进行观看。若视频文件较大,则需要等待较长的时间且需要较大的本地存储空间。而使用流媒体技术,则是把连续的影像和声音经过压缩后,放到流媒体服务器上。用户不用下载整个文件,可以边下载边播放,这样就节省了等待时间和存储空间。该技术在客户端创建一个缓冲区,流媒体播放器在播放前先下载一小段视频到缓冲区,然后从缓冲区内读取数据进行播放,这时视频文件的其它部分仍在客户端后台继续下载。即使下载期间网络传输速率不稳定甚至是传输暂时中断,也不会使播放受到明显影响,从而保证了播放的质量[1]。

2.常见的流媒体文件格式。

目前,流媒体领域主要的开发厂商有三个,它们分别是Microsoft公司、Apple公司和RealNetworks公司。Microsoft公司所开发的流媒体文件的格式称为ASF(AdvancedStreamFormat),它能够使用Windows自带的媒体播放器(MediaPlay-er)进行播放,流媒体服务器软件使用的是WindowsMediaServer。Apple公司的QuickTime是Apple公司面向专业视频编辑、Web网站创建和CD-ROM内容制作领域开发的多媒体

1 流媒体简介

1.流媒体技术。

在普通的Web方式下,要浏览一段视频文件,首先要将

收稿日期:2007-04-23

作者简介:肖克曦(1979-),男,湖南津市人,天津外国语学院教育技术系助教,研究方向:计算机应用;杜娟娟(1979-),女,陕西咸阳人,天津工业大学图书馆助理馆员,研究方向:计算机应用。

2007年第9期肖克曦等:基于Web的教学流媒体视频点播系统121

技术平台,支持几乎所有主流的个人计算平台,是数字媒体领域事实上的工业标准。其客户端使用QuickTime专用播放器,服务器端使用MAC平台下的服务器QuickTimeStreamingServer。RealNetworks公司的ReaMledia包括RealAudio、Re-alVideo和RealFlash三类文件。其中,RealAudio用来提供高品质的音频数据,RealVideo提供连续的视频流,RealFlash是一种适于网络传输的动画格式。ReaMledia文件格式有压缩比高、体积小的特点,是目前应用较广的一种流媒体格式。其客户端使用RealPlayer专用播放器,服务器端使用RealServ-er,目前新的版本称为HelixServer[2-3]。

Server2000数据库提供视频文件信息和用户信息的管理,He-lixServer用于将流媒体文件发送给客户端。客户端不需要任何特殊的设置,只要软件系统具备IE浏览器和RealPlayer播放器即可。系统结构如图1所示。

2 系统设计

1.本系统使用的工具简介。

(1)ASP(ActiveServerPages)技术。ASP是微软推出的一种动态服务器网页技术。ASP文件在服务器端运行,它是由普通的HTML文件中嵌入VBScript或JavaScript脚本语言所构成。当客户端向服务器端的ASP文件提出请求后,服务器端会把该文件解释成标准的HTML文件,并发送给客户端,因此客户端可以不受浏览器类型的限制。同时,ASP中内建了ADO组件,可以方便地对数据库进行操作[4]。

(2)IIS(InternetInformationService)。IIS是由微软开发的一款Web服务器,它和Windows2000Server结合紧密,能够提供稳定的基于http协议的Web服务。在安装Windows2000Server时,系统就已经默认安装了IIS5.0。IIS的配置简单方便,能够同时管理多个Web站点和虚拟目录,并且能直接支持ASP文件的运行。

(3)SQLServer2000。SQLServer2000数据库是在Win-dows平台上常见的后台数据库系统,提供了强大的企业数据库管理功能。它通过对高端硬件平台以及最新网络和存储技术的支持,可以为Web站点和企业级的应用提供可扩展性和高可靠性。SQLServer2000支持OLEDB和多种查询,并且能够提供强大的、灵活的基于Web的分析[5]。

(4)HelixServer。HelixServer是在RealNetworks公司所开发的RealServer的基础上升级而来的。HelixServer功能强大,设置灵活,能够稳定地提供高带宽、大数据量的流媒体服务。并且HelixServer兼容性好,能够支持大多数的流媒体格式,除了能支持RealNetworks公司自己开发的ReaMledia格式外,还支持ASF、QuickTime、Flash、MPEG-4等文件格式。Helix提供了丰富的图形界面管理功能,包括访问控制、带宽控制、性能监视等。

图2 系统功能图图1 系统结构图

3.系统的总体设计。

用户分为三类,分别是学生、教师和管理员。用户首先根据不同权限从登录页面进入主界面,在主界面用户可以浏览最新上传或者访问量排在前列的视频文件信息。若主页面没有用户感兴趣的内容,用户可以进入查找页面,根据专业类别、学科类别等信息进行分类检索和排序。若检索成功,可以根据相应的视频链接进行点播。教师用户可以管理自己所上传的视频文件,能进行添加、修改和删除等操作。管理员可以进行系统后台的管理,比如专业类别、用户信息管理、BBS管理等。用户若有任何的疑问或观点,还可以访问系统所设立BBS交流平台进行讨论。所有用户都可以对自己的个人信息进行管理,比如密码的修改等。软件系统的功能如图2所示。

4.数据库设计。

使用SQLServer2000进行后台数据库的建立,可以使用两种方式:一种方式是使用企业管理器,在图形化界面的方式下建立和配置数据库;另一种方式是使用SQL语句,通过查询分析器进行数据库的建立和配置。

本系统创建名为videoinfo的新数据库。数据库中主要包含4个表:UserInfo、MediaInfo、SortInfo、BBSInfo。UserInfo主要用来保存用户的信息,包含的主要字段有:用户ID号、用户姓名、密码、专业、班级、性别、用户权限、上次登录时间、登录次数。Med-iaInfo主要用来保存视频资源信息,包含的主要字段有:资源编号、资源发布者、资源名称、资源简介、专业名称、学科名称、资源地址、发布日期、被访问次数。SortInfo主要用来保存专业和学科的信息,便于用户在上传视频文件时进行分类,包含的主要字段有:

2.运行环境的建立。

服务器端主要功能是对视频文件信息和用户信息进行组织和管理,并能根据用户的点播要求,从数据库中查询相应的视频文件地址,然后将视频文件发送给客户端。另外,服务器端还应对视频文件信息以及用户信息进行管理。为了实现上述功能要求,服务器端软件环境可设置为Windows2000Server+IIS5.0+SQLServer2000+HelixServer。其中Windows2000Server提供基本的软件运行环境,IIS5.0提供Web服务,SQL

122 计 算 机 与 现 代 化2007年第9期

专业名称、学科名称、类别标记(用来区别某条记录是存放专业名称还是学科名称)。BBSInfo主要用来保存用户留言的信息,包含的主要字段有:留言编号、用户ID号、留言主题、留言内容、发表日期、所在层次(是新留言还是跟帖)。

成下拉菜单,然后用户从中选择待上传视频文件所属的类别。视频文件在上传到指定的文件夹之后,需要在数据库中记录下上传文件的名称和地址。由于使用HelixServer作为流媒体服务器,主要使用的是rtsp传输协议而不是普通的http协议,因此不能直接存放文件相对于Web页面的地址,而应该存放HelixServer所指定的文件目录的相对地址,并在文件地址前面加上/rtsp://0。若要从服务器中删除某个视频文件,可以使用ASP内建的FileSystemObject组件实现视频文件的物理删除,同时一并删除数据库中的相关记录。

(4)视频文件的播放。每个视频文件都根据其在服务器上的地址在Web页面中动态生成超链接,用户点击相关链接后,服务器把视频文件的地址发送给客户端,即可实现视频文件的流式播放。播放的方式可有如下两种:一种方式是在客户端自动打开RealPlayer播放器进行播放,在播放过程中能够进行全屏播放、暂停、浏览、音量调节等操作;另一种方式是使用ReaMledia控件,将RealPlayer播放器嵌入到IE浏览器中,通过IE浏览器直接播放,根据对控件参数的不同设置,可以限制用户对RealPlayer播放器的相关操作[6]。

5.流媒体服务器的安装和配置。

HelixServer服务器在安装前,需要从RealNetworks公司获取相关的授权许可文件。授权许可文件中包含了Helix服务器运行时的相关性能。在安装的过程中,按照安装向导的提示可以迅速地完成软件的安装。HelixServer在工作时,需要使用相关端口才能提供服务,比如将554端口作为rtsp协议的默认端口。这里要注意的是,HelixServer默认的http服务端口号是80,这和IIS默认的端口号发生了冲突。为了避免这种情况,应将此端口号进行修改,比如更改为8080。安装好HelixServer之后,最基本的配置工作就是设定挂载点(mountpoint)。挂载点就类似于IIS中的虚拟目录,可以方便系统管理视频文件的地址。另外,还可以对服务器的最大连接数和带宽进行限制。以上步骤操作完毕后,就可以使用HelixServer提供流媒体服务了。

6.几个关键问题。

(1)用户权限的分类。为了有效地管理资源和保证系统的安全性,系统将登录访问的用户分为3类,分别是学生、教师和管理员。这3类用户的权限是不相同的。学生的权限最低,只能进行页面的浏览,视频资源的查询和点播以及在BBS上留言等功能。教师的权限比学生要高,能对指定类型的视频资源进行管理。比如对某个类别的视频资源及其相关信息进行上传、删除、更新等操作。管理员的权限最高,管理员可以对系统所涉及的所有信息进行管理,包括视频文件信息和用户信息。管理员还能对后台数据库服务器以及Helix服务器进行配置和管理工作,同时也兼作BBS的管理员。以这种分权限的方式来管理用户,效率高,安全性好,能防止由于误操作或恶意行为而造成系统运行故障。

(2)视频文件的上传。教师或管理员通过客户端将视频文件上传到服务器端,并将上传的文件信息写入数据库,以便其他用户进行访问,是本系统一项重要的管理功能。通过ASP上传文件,可以使用专门的上传组件,也可以使用无组件上传。无组件上传与上传组件相比,通常对上传文件有大小的限制,而且速度不及上传组件快。视频文件通常容量较大,若使用无组件上传,则等待时间较长。因此,本系统使用专门的文件上传组件ASPUpload进行视频文件上传。ASPUpload组件的对象丰富,运行稳定,上传速度快,且能直接获得上传文件的相关信息,非常适合本系统的需求。

(3)视频文件及其相关信息在服务器端的管理。视频文件上传到服务器后,应在数据库服务器中记录其相关信息,尤其是分类信息和地址信息。用户在检索视频文件时,主要是通过其专业名称和学科名称进行的。因此在上传时,系统应该先从数据库中的SortInfo表中读取专业和学科信息,动态生

3 结束语

教学视频资源在线点播对于丰富教学形式,发挥学生学习的能动性,提高学生自主学习的能力都有积极的意义。本文将动态网页设计技术、数据库技术和

流媒体技术相结合,使用ASP、IIS、SQLServer2000、HelixServer等工具,设计并实现了基于ASP的视频点播系统。本系统交互性好,易于管理和维护,能够较快速地响应大数据量的点播请求,对于高效而稳定地提供视频点播服务,提高学生的学习效率有着实际的意义。

参考文献:

[1] 世界经理人博客.什么是流媒体?[EB/OL].http://

www.souxin.com/ca-inew/stream-base.htm,2006-11-01.[2] 专业多媒体.流媒体技术基础-流媒体文件格式(续

一)[EB/OL].http://www.helixapp.com/article/view_265.htm,l2007-03-22.

[3] 三湘时空网.网络视频流技术展望[EB/OL].http://

www.sxsky.cn/it/html/20051046338.htm,2005-10-04.[4] 尚俊杰.网络程序设计基础[M].北京:清华大学出版

社,2003.

[5] 粱嘉超,卢山,夏运强.ASP后台数据库网站制作实例

经典[M].北京:冶金工业出版社,2001.

[6] 张丽.流媒体技术大全[M].北京:中国青年出版社,

2001.