採用流媒體技術實現網路中的視頻、音頻傳播
一、前言 當今，我們正處在網路多彩精緻的時代。快速連結和多媒體電腦的出現使網路上的資訊不再只是文本、圖象和簡單的音效檔。越來越多的公司和個人正在利用音頻、視訊剪輯的多媒體技術使自己的網站更具吸引力、擁有更大的資訊量和經濟效益。這些多媒體內容包括電影、新聞剪輯電台、電視廣播、網路遊戲甚至虛擬寵物。想要使用這些多媒體資訊，就必須實現視頻、音頻資訊在網路上的傳輸。 二、什麼是流媒體 流是用於描述媒體檔案的名詞。與常規檔案不同，媒體檔案可以在向播放器傳輸的過程中就開始播放。為何流這麼重要呢？原因就是時間。媒體檔案通常體積龐大，下載需要很長時間。甚至短到30秒的視訊剪輯在正常的每秒56Kbps Internet接入上傳輸也需要20分鐘以上的下載時間。而30分鐘長的視頻檔案則需要幾個小時的下載時間。
由於資料發送過程幾乎立即開始播放，因此解決了下載時間問題。由於採用了"串流"技術，檔案象水流那樣流動。檔案不是一次讀取發送所有的資料，而是首先線上路中發送音頻或視訊剪輯的第一部分。在第一部分開始播放的同時，資料的其餘部分源源不斷的流出，及時達到目的地供播放使用。為保證在阻塞造成網路速度下降的情況下播放不會發生中斷，播放器在開始播放前先採集一小部分所謂緩衝的預備資料。如果資料流動速度保持足夠快的話，播放是連續的。無論檔案長30秒還是30分鐘，使用者只是在觀看檔案 前等上幾秒鐘產生這個緩衝資料。
總的來說，流媒體就是指在Internet/Intranet上使用串流技術的連續時基媒體。 三、流媒體技術原理 1、 串流的實現途徑與過程
首先，多媒體資料進行預先處理才能適合串流，這是因為目前的網路頻寬對多媒體巨大的資料流量來說還顯得遠遠不夠。預先處理主要包括兩方面：一是降低品質；二是採用先進高效的壓縮演算法。
其次，串流的實現需要緩衝。這是因為Internet以包傳輸為基礎進行連續的非同步傳輸，對一個即時A/V源或儲存的A/V檔案，在傳輸中它們要被分解為許多包，由於網路是動態變化的，每個包選擇的路由可能不盡相同，故到達用戶端的時間延遲也就不等，甚至先發的資料包還有可能後到。為此，使用緩衝系統來彌補延遲和抖動的影響，並保證資料包的順序正確，從而使媒體資料能連續輸出，而不會因為網路暫時阻塞使播放出現停頓。通常快取所需容量並不大。這是因為快取使用環行鏈表結構來儲存資料：通過丟棄已經播放的內容，"流"可以重新利用空出的快取空間來緩衝後續尚未播放的內容。
再次，串流的實現需要合適的傳輸協議。WWW技術是以HTTP協議為基礎的，而HTTP又建立在TCP協議基礎之上。由於TCP需要較多的開銷，故不太適合傳輸即時資料，在串流的實現方案中，一般採用HTTP/TCP來傳輸控制資訊，而用RTP/UDP來傳輸即時聲音資料。
串流的過程通常如下：
（1）、使用者選擇某一流媒體服務後，Web瀏覽器與Web伺服器之間使用HTTP/TCP交換控制資訊，以便把需要傳輸的即時資料從原始資訊中檢索出來；然後客戶機上的Web瀏覽器啟動A/V Helper程式，使用HTTP從Web伺服器檢索相關參數對Helper程式初始化。這些差數可能包括目錄資訊、A/V資料的編碼類別型或與A/V檢索相關的伺服器位址。
（2）、A/V Helper程式及A/V伺服器運行即時資料流控制協議（RTSP），以交換A/V傳輸所需的控制資訊。RTSP提供了操縱播放、快進、快倒、暫停及錄製等命令的方法。
（3）、A/V伺服器使用RTP/UDP協議將A/V資料轉送給A/V客戶程式，一旦A/V資料抵達用戶端，A/V客戶程式即可播放輸出。
在串流中，使用RTP/UDP和RTSP/TCP兩種不同的通訊協定與A/V伺服器建立聯絡，是為了能夠把伺服器的輸出重新導向到一個不同於運行A/V Helper程式所在客戶機的目的地址。 2、 支援流媒體傳輸的網路通訊協定
（1）、即時傳輸協議RTP（Real-timeTransportProtocol），用於Internet上針對多媒體資料流的一種傳輸協議。RTP被定義為在一對一或一對多的傳輸情況下工作，起目的是提供時間資訊和實現流同步。
（2）、即時傳輸控制通訊協定RTCP（Real-timeTransportContrilProtocol），和RTP一起提供流量控制和擁塞控制服務。RTP和RTCP配合使用，能以有效反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，因而特別適合傳送網上的即時資料。
（3）、即時資料流通訊協定RTSP（RealTimeStreamingProtocol），定義了一對多應用程式如何有效地通過IP網路傳送多媒體資料。
（4）、RSVP協議（ResourceReserveProtocol）,正在開發的Internet上的資源預訂協議。 3、 識別流媒體類型的途徑-MIME
MIME是Multipurpose Internet Mail Extensions（通用網際網路郵件擴充）的縮減語，它不僅用於電子郵件，還能用來標記在Internet上傳輸的任何檔案類型。通過它，Web伺服器和Web瀏覽器才可以識別流媒體並進行相應的處理。Web伺服器和Web瀏覽器都基於HTTP協議，而HTTP都內建有MIME。HTTP正是通過MIME標記Web上繁多的多媒體檔案格式。為了能處理一種特定檔案格式。需對Web伺服器和Web瀏覽器都進行MIME類型設定。對於標準的MIME類型，如文本和JPEG圖象，Web伺服器瀏覽器提供內建支援；但對Real等非標準的流媒體檔案格式，則需設定audio/x-pn-realaudio等MIME類型。 4、 瀏覽器對流媒體的支援
瀏覽器通過MIME來識別流媒體的類型，並調用相應的程式或Plug-in來處理，尤其在IE中，提供了豐富的內建流媒體支援。 四、流媒體應用與開發 目前，Internet上使用較多的流式視頻格式主要包括了以下三種：RealNetwork公司的RealMedia、Apple公司的QuickTime以及Microsoft公司的Advanced Streaming Format（ASF）。
其中，RealNetwork公司所制定的音頻視頻壓縮規範RealMedia，是目前在Internet上相當流行的跨平台的客戶服務器結構的多媒體應用標準，它採用音頻視頻流和同步回放技術來實現在Intranet上全頻寬地提供最優質的多媒體，同時也能夠在Internet上提供立體聲和連續視頻。因此，下面以RealMedia為例來說明流媒體應用的情況。 1、 流媒體的製作過程
流媒體就內容提交的不同可以分為兩種：實況流媒體廣播（即Web廣播）和由使用者按需訪問的存檔的視頻和音頻。不論是哪一種類型的流媒體，起實現從攝製的原始鏡頭到流式內容的轉變都要經過以下過程：
（1）、對事件進行錄製；
（2）、對內容進行編輯，然後利用視頻編輯硬體和軟體對它進行數字化處理；
（3）、數字化的視頻和音頻內容被編碼為流媒體（.ram）格式。
（4）、媒體檔案或實況資料流被儲存在安裝了流媒體伺服器軟體的宿主要電腦上；
（5）、使用者點擊網頁請求視頻流或訪問流內容的資料庫；
（6）、宿主伺服器向終端使用者提交數字化內容，而終端使用者利用在案頭上顯示媒體內容的播放程式（Realplayer）來觀看數字化內容。
圖1便是採用RealNetwork公司的RealMedia格式來實現流媒體製作的過程圖。
2、 在電腦上實現.rm檔案的製作
RealNetwork公司為了實現數字檔案向.rm檔案的轉換，提供了RealProducer這個後台製作軟體，它支援已有檔案的轉換，同時也支援即時的網上直播的轉換。在這裡，必須正確的設定檔案存放的路徑，以及選擇適當的檔案轉換檔次。（根據網路頻寬的不同，RealProducer提供了多種不同的.rm檔案轉換格式，可以實現從28.8K到100M的不同頻寬上的傳播。 3、 在Web伺服器中安裝流媒體發布軟體
RealNetwork公司提供了RealServer作為RealMedia檔案的發布軟體。因此，必須將RealServer伺服器程式安裝在Web伺服器上，並正確地設定它。
（1）、安裝服務程式；
（2）、設定MIME類型 4、 在網頁中嵌入RealPlayer播放器
安裝配置好伺服器，並準備好.rmWENJIAN後，就可以在Web頁中使用.rm檔案。常用的兩種使用形式是：
（1）、使用標準的HTML串連.rm檔案。
（2）、使用<EMBED>標記即時嵌入.rm檔案 5、 為用戶端安裝RealPlayer播放器
五、流媒體的未來 流媒體服務系統不同於網路檔案服務系統。從功能實現上看，流媒體網路服務系統和傳統的網路檔案服務系統雖然有許多相似之處，尤其強調對資料對象的共用使用和追求最大化的資料吞吐率，但是，流媒體更為強調對高速、穩定和連續的訪問流支援，強調對同步的支援，從而確保媒體資料的按時到達。
隨著電腦網路的進一步發展，網路頻寬的不斷擴大，尤其是Internet2的即將問世，流媒體技術必將會在未來的網路應用中發揮更大的作用。 |
