流媒体技术第一章

流媒体技术数字媒体教研室傅慧@bjfu.edu.cn主要内容：第一章流媒体概述第二章流媒体技术基础与制作第三章流媒体服务器第四章SMIL编程第五章移动流媒体技术第六章HTML5课程介绍：理论课：22学时实验课：10学时期末评定：期末考试：70%实验成绩：30%参考书目：1、流媒体技术入门与提高（第二版），齐俊杰等编著，国防工业出版社20092、网络资源第一章流媒体概述本章内容：1.1了解流媒体技术1.2流媒体的传输1.3流媒体体系结构及四大流媒体格式1.4流媒体传输流程1.5流媒体关键技术1.6流媒体技术的国内外动态1.1了解流媒体技术多媒体与流媒体多媒体技术？1.1了解流媒体技术多媒体(Multimedia)是融合两种以上媒体的人-机交互式信息交流和传播媒体：通常认为多媒体中的连续媒体(声音和视频)是人与机器交互的最自然的媒体。1.1了解流媒体技术1.1.1什么是流媒体技术？视频格式有哪些？音频格式有哪些？为什么需要流媒体技术？——流媒体技术的出现，使得在网上观看和传输影音文件成为现实什么是流媒体技术？流媒体（StreamingMedia)技术将视音频文件经过压缩处理后，放在网络服务器上进行分段（分为多个数据包）的传输，客户端计算机不用将整个的视音频文件下载到本地，便可以即时收听和收看。这个过程的一系列相关的包称为“流”。流媒体实际是一种新的媒体传送方式，而非一种新的媒体。总的来说，流媒体就是指在网络上使用流式传输技术的连续回放的多媒体。流媒体具有明显的优点:（1）由于不需要将全部数据下载，因此等待时间可以大大缩短；（2）由于流文件往往小于原始文件的数据量，并且用户也不需要将全部流文件下载到硬盘，从而节省了大量的磁盘空间；（3）由于采用了rstp等实时传输协议，更加适合动画、视音频在网上的实时传输。流媒体网络传输过程流式传输主要指通过网络传送媒体（如视频、音频）的技术总称。其特定含义为通过Internet将影视节目传送到PC机。实现流式传输有两种方法：实时流式传输（realtimestreaming）和顺序流式传输（progressivestreaming）。实时流式传输(realtimestreaming)一般说来，如视频为实时广播，或使用流式传输媒体服务器，或应用如RTSP的实时协议，即为实时流式传输。实时流式传输特点:1媒体信号带宽与网络连接相匹配(使媒体可被实时观看到)2需要专用的流媒体服务器与传输协议。3特别适合现场事件，也支持随机访问，用户可快进或后退以观看前面或后面的内容。实时流式传输特点:4实时流一经播放就不可停止，但实际上，可能发生周期暂停。缺点:实时流式传输必须匹配连接带宽，这意味着在以调制解调器速度连接时图象质量较差。而且，由于出错丢失的信息被忽略掉，网络拥挤或出现问题时，视频质量很差。实时流式传输服务器:•QuickTimeStreamingServer、•RealServer•WindowsMediaServer。这些服务器允许你对媒体发送进行更多级别的控制，因而系统设置、管理比标准HTTP服务器更复杂。实时流式传输协议:实时流式传输还需要特殊网络协议，如：RTSP(RealtimeStreamingProtocol)MMS(MicrosoftMediaServer)这些协议在有防火墙时有时会出现问题，导致用户不能看到一些地点的实时内容。顺序流式传输(progressivestreaming)顺序流式传输是顺序下载，在下载文件的同时用户可观看在线媒体，在给定时刻，用户只能观看已下载的那部分，而不能跳到还未下载的前头部分.顺序流式传输特点:1顺序流式传输不象实时流式传输在传输期间根据用户连接的速度做调整。2由于标准的HTTP服务器可发送这种形式的文件，也不需要其他特殊协议，它经常被称作HTTP流式传输。顺序流式传输(progressivestreaming)3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，由于该文件在播放前观看的部分是无损下载的，这种方法保证电影播放的最终质量。4这意味着用户在观看前，必须经历延迟，对较慢的连接尤其如此。顺序流式传输适应类型顺序流式文件是放在标准HTTP或FTP服务器上，易于管理，基本上与防火墙无关。顺序流式传输不适合长片段和有随机访问要求的视频，如：讲座、演说与演示。它也不支持现场广播，严格说来，它是一种点播技术问题:优酷土豆网是那种流式传输技术?1.1.2流媒体文件格式流媒体格式文件是经过了特殊的编码，才能够实现在网络上边下载边播放的。通常，编码由专门的压缩编码软件来完成，而使用者收听或收看网络影音文件则是一个解压缩的过程，这是由专门的播放器来完成的。目前，流媒体领域当中，参与竞争的公司主要有以下四个：微软，RealNetworks和苹果公司，Adobe公司。表1-1四家公司使用的流媒体格式公司产品文件扩展名服务器部分使用者部分MicrosoftWindowsMediaASFWMVWMAWindowsMediaServerWindowsMediaPlayerRealNetworksRealSystemRM，RARP，RTRealServerRealOnePlayerAppleQuickTimeMOVQTQuickTime(Darwin)StreamingServerQuickTimePlayerAdobeflv，swf可提供流媒体服务的服务器JWFLVmediaplayer流媒体播放器:QuickTimePlayerRealOnePlayerWindowsMediaPlayerMacromediaFlashPlayerAdobeFlashPlayer媒体播放器具有以下功能（1）解压，为节省存储空间和网络带宽，音频和视频通常都是压缩的。媒体播放器必须在播放时解压。（2）消除抖动分组。抖动是数据流中分组从源到目的地的延迟的差异。由于音频和视频必须同步播放，接收者必须对接收的分组做短期的缓存来消除抖动。（3）纠错。由于不可预知因特网拥塞，分组数据流中的一段可能丢失。如果此片段非常大，用户就无法接受音频和视频的质量了。许多流式系统就尝试恢复丢失的数据。它们或者通过冗余分组的传送重建丢失的分组，或者直接要求重发这些分组，或者从收到的数据推断并插入丢失的数据。（4）带控制部件的用户界面。这是用户可操作的部分，包括音量控制、暂停/继续按钮、时间跳跃滑动条等。1.1.3流媒体技术的应用1.网络视频点播VOD(VedioOnDemand)——视频点播•最初应用于卡拉OK中。•计算机的出现使VOD视频点播技术逐步被应用于局域网和有线电视网中•流媒体技术的出现，视频点播跨越到互联网。很多著名的视频点播网站：优酷，土豆等1.1.3流媒体技术的应用2.网络直播现场直播卫星转播网络直播流媒体技术在网络直播中占有重要地位。1）流媒体技术实现了在低带宽的情况下通过网络实时传输较高质量的影音文件；2）流媒体技术中的多播(Multicast)技术也可以最大程度地减小流媒体服务器的负荷，节省网络带宽。1.1.3流媒体技术的应用3.视频会议流媒体技术的商业用途使用者可以不用将所有的影片传送完毕，便可以观看到连续不断的会议实况，解决了观看前的等待问题，可以达到实时会议效果。另一个重要因素是，使用流媒体技术组织视频会议投入少，可以节省大量的开支。1.1.3流媒体技术的应用4.远程教育远程教育的最大特点就是教师与学生在时间和空间上的分离。流媒体技术在网络上的应用，可以实现在学习者和教师之间迅捷的信息传递，这些信息不再只是文字教学资源，而是视频、音频、图片、文本等多媒体的教学资源。1.1.3流媒体技术的应用5、IPTV即交互式网络电视，是一种利用有线电视网，集互联网、多媒体和通信等多种技术于一体，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术。可以完成接收视频点播节目、视频广播及网上冲浪等功能。1.1.3流媒体技术的应用6、移动视频不再满足于：移动语音，简单数据沟通。移动视频技术就是流媒体技术在移动网络和终端的应用，主要是利用移动通信网为手机终端提供音频、视频和数据的流媒体服务。典型应用：•按需点播•实况事件•模拟实况1.1.4流媒体技术的三个方面流媒体技术包含三个基本方面：1、编码器（编码技术）；2、播放器（播放支持）；3、流服务器。三者缺一不可。仅仅具有其中一到两个要素是不能被称为流媒体技术的。1.1.4流媒体技术的三个方面流媒体技术更全面的内容:•流媒体数据采集、•视/音频编解码、•存储、•传输、•播放流的两种含义:广义上的流是使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流的一系列技术、方法和协议的总称，我们习惯上称之为流媒体系统；狭义上的流是相对于传统的下载－回放（Download-Playback）方式而言的一种媒体格式，它能从Internet上获取音频和视频等连续的多媒体流，客户可以边接收边播放，使时延大大减少。1.2流媒体的传输1.2.1传输协议网络上数据传输需要一些协议作为支持。支持流媒体传输的一些协议：RSVP:资源预留协议RTP：实时传输协议RTCP：实时传输控制协议RTSP：实时流协议1.2.1传输协议RSVP协议：RSVP(ResourceReservationProtocol)——资源预留协议。该协议保证流媒体传输时，能够预留出一部分网络资源（即带宽），能在一定程度上为流媒体的传输提供Qos.Qos(QualityofService):服务质量1.2.1传输协议RTP协议：RTP(Real-TimeTransportProtocol)——实时传输协议RTP被定义为一对一或者一对多的传输情况下工作。其目的是提供时间信息和保证实现流的同步，它通常使用UDP协议来传输数据，但也可以在TCP或者ATM等其他协议上工作。1.2.1传输协议RTCP协议：RTCP(Real-TimeControlProtocol)——实时传输控制协议RTCP是一个控制协议，是与RTP协议共同工作的，功能是为顺序传输数据包提供精确可靠的传送机制，并且提供流量控制功能，使服务器可根据接收端的反馈信息动态地控制数据的传输速率。1.2.1传输协议RTSP协议：RTSP(Real-TimeStreamingProtocol)——实时流协议它是由RealNetWorks和Netscape共同提出的，该协议定义了一对多应用程序如何有效地通过IP网络传输多媒体数据。RTSP协议使用TCP或者RTP完成数据传输。1.2.2流媒体的播送单播、多播、点播和广播单播和多播是指客户端从媒体服务器收数据包的两种方式点播和广播是用来描述客户端与服务器之间的关系的。1.2.2流媒体的播送例如：在单播的接受方式为前提下，客户端与服务器之间存在两种关系，即点播和广播。在进行广播时，也可以采用单播和多播两种方式实现。1.2.2流媒体的播送1.单播客户端与服务器之间建立一个点到点（P2P）的单独数据通道，在流媒体播放过程中从一台服务器发送出的数据包只能传给一个客户机。所以只有当客户端发出请求时，媒体服务器才向客户端发送数据。单播基本原理图1.2.2流媒体的播送1.单播局限性:这种方式接收数据时，每个客户端必须分别对媒体服务器发出请求。而相应的，媒体服务器也必须向，向每一个客户发送所申请的数据。这样服务器负担很大，同时由于每个客户端都自行地连接服务器，这样也会占用很大的网络带宽。单播这种方式受到客户端数量的限制。1.2.2流媒体的播送2.多播也称为组播。多播是一种多地址广播。服务器与客户端之间是一对多的关系，在流媒体播放过程中，服务器只向一组特定的用户发送一个数据包，组内各个用户可以共享这个数据包，而组外的用户无法接收。使用多播使原来由服务器承担的重复的数据分发工作被转移到路由器中完成。多播方式解决了单播中服务器的负担和对网络带宽的占用问题，同时能够保证网络的服务质量。1.2.2流媒体的播送2.多播局限性：