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2008年7月24日 星期四

streaming 影音串流

streaming

Posted by YuanYuan

遠距學園添利器,影音串流增顏色

林文雅 國家圖書館閱覽組設計師

國圖遠距學園開辦至今已超過兩年了(網址為http://cu.ncl.edu.tw),在前任及現任承辦同仁多人的努力之下,已略見雛形,此次參 加「91年傑出資訊應用暨產品獎—電子化政府類」,於四十四個參選單位中入圍前十名,與其他入圍者相比較,遠距學園所花的經費很少,以如此少的經費所製作 出的成果能夠入圍,誠屬難能可貴。為了讓課程內容更具可看性,遠距學園加裝了 Streaming Server(影音串流伺服器),使教材的播放具有串流的功能。

Streaming 其實不是新東西,數年前就存在了,RealNetworks 公司可說是串流媒體的始祖,也是目前streaming media 市場佔有率較高者,其所推出的RealPlayer 是最早支援 streaming 觀念的程式,不過早期的串流技術較簡單,現在的可複雜多了。什麼是 streaming 呢?簡單的說,就是將一個影音檔案分成一段段傳送出去,用戶端(client)可以邊看邊下載,不佔硬碟空間,觀看與下載的動作是並行的,使用者不必等整 個檔案傳送完畢,就可即時連續不斷地觀賞,這樣不但大幅節省使用者等待的時間,也可以達到即時的效果;由於只需要幾秒鐘的時間就可以看到內容,不會有花費 大量的金錢與時間而下載了無用檔案的情形發生,使用者可以 forward 或 backward 快轉影片,使得觀賞網路影音如同觀賞家庭錄放影設備播放的影片。目前在用戶端,較普遍的多媒體播放軟體有 RealNetworks 公司的 RealPlayer、Apple 公司的 QuickTime Player 以及 Microsoft 公司的 Windows Media Player。

串流媒體最大的問題在於用戶端接收到的畫面品質是否可以接受,串流媒體在傳輸前檔案須經壓縮處理,用戶端收到後再解壓縮,這個過程會造成畫面失真,另外, 在傳輸檔案時,網路需要大的頻寬、夠快的傳輸速度;隨著壓縮技術的進步,以及寬頻網路的普及,串流媒體的問題面獲得相當大的解決,加上它的眾多優點如:讓 使用者可以隨按隨看,前後快轉……等,因此可預見的,串流媒體將是未來一段時間內網路影音傳播技術的主流。

為了讓民眾觀賞遠距學園的教學節目能更順暢,學習更有效果,遠距學園決定加裝影音串流伺服器。因為遠距學園網站架在 Apache 之上,而欲安裝的 Streaming Server 採用的是微軟產品,所以 Streaming Server 必須放在另外一台硬體伺服器,無法與遠距學園網站共放在同一台硬體伺服器上。為什麼選擇微軟產品呢? 最主要的考量是價錢問題,RealNetworks 的產品稍貴,而微軟的 Media Server 是免費的,買了 Win 2000 Server,就內建有 Windows Media Server。遠距學園的 Windows Media Server 採用unicast 的訊號傳送方式,unicast 則選用點播(Video on Demand)發佈。目前最常見串流媒體的訊號傳送方式為 unicast,用戶端透過 HTTP、TCP、UDP 等通訊協定來接收訊號,通常在 unicast 的情況下,用戶端會使用微軟自行開發的 MMS protocol 來收取播放內容,MMS 最大的特色就是可以依照當時的連線狀況,依序嘗試用 UDP、TCP 或 HTTP 來建立連結,尤其是透過 HTTP 傳送影音資料可以讓許多在防火牆後端的使用者正常收訊。MMS(Microsoft Media Server)是 MicroSoft 所創立的一種通訊協定(protocol),它的目的是要在網路上能夠順利的傳輸多媒體廣播、視訊檔、音效檔、實況轉播等檔案和其他即時與非即時之程式, 使用者可以透過使用它來觀看一些多媒體檔案。當然啦!使用者必須使用 Microsoft的 Internet Explorer與 Media Player(7.0以上之版本),傳輸的檔案形態,則包含 ASF、AVI、WMV 或 MOV 等副檔名。

微軟的 Media Server 可使用 MMS 或 HTTP 作為使用者連結頻道的通訊協定,建議使用 MMS,因為它可以根據使用者的連線狀況,自動切換不同的通訊協定以取得最佳的連線,微軟的 Media Server 提供四種發行方式(delivery method)供選擇,如附圖: MMS、MMS-UDP、MMS-TCP 及 HTTP;遠距學園選擇使用 MMS, MMS port 為 1755, MMS可使用 MMS-UDP、MMS-TCP、MMS-HTTP 等方式來傳送串流, 通訊協定自動切換開始時先使用 MMS-UDP 嘗試讓用戶端連線至伺服器,如果無法順利建立連線,用戶端的 media player 會嘗試使用 MMS-TCP,如不通,再試 MMS-HTTP。所以用戶端的 media player 會使用 server 端的 port 1755 (UDP or TCP) or port 80 (HTTP) 來接收串流影音檔。理論上,server 端的 port 1755 只要保持 open 即可,不需設定其為 TCP 或 UDP,但在企業環境下(enterprise environment),會架設諸如防火牆(firewall)、交換器(switch)或路由器(router)等網路設備,這時 port 1755 通常設定為 TCP,即 port 1755 只允許使用 MMS-TCP 來建立連線。

有些人認為遠距教學的教材內容,只需有聲音及圖片、文字即可,不需有視訊檔的存在,如此即不會受限於頻寬,而影響觀賞效果。視訊檔播放的通常是該課 程老師的課堂講課錄影,經過專業處理加上特殊效果後,能呈現出生動活潑的講課實況,可大大增強瀏覽者的臨場感,對課程效果有絕對的加分作用,隨著寬頻的普 及,串流技術的進步,筆者認為教材的製作有視訊檔是必要的。

由於視訊可以提供使用者炫麗的視覺效果,使多媒體網站更具有吸引力,網路影音將會是未來的趨勢,包含文字、動畫、聲音、影像及其他多媒體內容的網路 即時播放技術:影音串流媒體(Streaming Media)將成為電子商務網站、遠距教學網站、網路行銷等各項網路應用的主流媒介。遠距學園將跟隨這個趨勢,提升網站的串流功能,製作更精美的多媒體影 音課程,加裝網頁搜尋引擎、提供全文檢索功能,以便讓使用者有一個更方便、更愉快、更有可看性的學習環境。


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