互聯網的迅猛發展和普及為流媒體業務發展提供了強大市場動力,流媒體業務正變得日益流行。流媒體技術廣泛用於多媒體新聞發布、在線直播、網絡廣告、電子商務、視頻點播、遠程教育、遠程醫療、網絡電臺、實時視頻會議等互聯網信息服務的方方面面。流媒體技術的應用將為網絡信息交流帶來革命性的變化,對人們的工作和生活將產生深遠的影響。壹個完整的流媒體解決方案應是相關軟硬件的完美集成,它大致包括下面幾個方面的內容: 內容采集、 視音頻捕獲和壓縮編碼、內容編輯、內容存儲和播放、應用服務器內容管理發布及用戶管理等。
流媒體技術和聲音信息經過壓縮處理後放上網站服務器,讓用戶壹邊下載壹邊觀看、收聽,而不要等整個壓縮文件下載到自己的計算機上才可以觀看的網絡傳輸技術。該技術先在使用者端的計算機上創建壹個緩沖區,在播放前預先下壹段數據作為緩沖,在網路實際連線速度小於播放所耗的速度時,播放程序就會取用壹小段緩沖區內的數據,這樣可以避免播放的中斷,也使得播放品質得以保證。
傳輸流程
在流式傳輸的實現方案中,壹般采用HTTP/TCP來傳輸控制信息,而用RTP/UDP來傳輸實時聲音數據。具體的傳輸流程如下:
(1)Web瀏覽器與Web服務器之間使用HTTP/TCP交換控制信息,以便把需要傳輸的實時數據從原始信息中檢索出來。
(2)用HTTP從Web服務器檢索相關數據,由A/V播放器進行初始化。
(3)從Web服務器檢索出來的相關服務器的地址定位A/V服務器。
(4)A/V播放器與A/V服務器之間交換A/V傳輸所需要的實時控制協議。
(5)壹旦A/V數據抵達客戶端,A/V播放器就可播放。
技術方式
主流的流媒體技術有三種,分別是RealNetworks公司的RealMedia、Microsoft公司的WindowsMediaTechnology和Apple公司的QuickTime。這三家的技術都有自己的專利算法、專利文件格式甚至專利傳輸控制協議。
1.Apple公司的QuickTime
QuickTime是壹個非常老牌的媒體技術集成,是數字媒體領域事實上的工業標準。之所以說集成這個詞是因為QuickTime實際上是壹個開放式的架構,包含了各種各樣的流式或者非流式的媒體技術。QuickTime是最早的視頻工業標準,1999年發布的QuickTime4.0版本開始支持真正的流式播放。由於QuickTime本身也存在著平臺的便利(MacOS),因此也擁有不少的用戶。QuickTime在視頻壓縮上采用的是SorensonVideo技術,音頻部分則采用QDesignMusic技術。QuickTime最大的特點是其本身所具有的包容性,使得它是壹個完整的多媒體平臺,因此基於QuickTime可以使用多種媒體技術來***同制作媒體內容。同時,它在交互性方面是三者之中最好的。例如,在壹個QuickTime文件中可同時包含midi、動畫gif、flash和smil等格式的文件,配合QuickTime的WiredSprites互動格式,可設計出各種互動界面和動畫。QuickTime流媒體技術實現基礎是需要3個軟件的支持,QuickTime播放器、QuickTime編輯制作、QuickTimeStreaming服務器。
2.RealNetworks公司的RealMedia
RealMedia發展的時間比較長,因此具有很多先進的設計,例如,ScalableVideoTechnology可伸縮視頻技術可以根據用戶電腦速度和連接質量而自動調整媒體的播放質素。Two—passEncoding兩次編碼技術可通過對媒體內容進行預掃描,再根據掃描的結果來編碼從而提高編碼質量。特別是SureStream自適應流技術,可通過壹個編碼流提供自動適合不同帶寬用戶的流播放。RealMedia音頻部分采用的是RealAudio,該編碼在低帶寬環境下的傳輸性能非常突出。RealMedia通過基於smil並結合自己的RealPix和RealText技術來達到壹定的交互能力和媒體控制能力。Real流媒體技術需要3個軟件的支持,RealPlayer播放器、RealProducer編輯制作、RealServer服務器。
3.Microsoft公司的WindowsMedia
WindowsMedia是三家之中最後進入這個市場的,但憑借其操作系統的便利很快便取得了較大的市場份額。WindowsMediaVideo采用的是mpeg-4視頻壓縮技術,音頻方面采用的是WindowsMediaAudio技術。WindowsMedia的關鍵核心是MMS協議和ASF數據格式,MMS用於網絡傳輸控制,ASF則用於媒體內容和編碼方案的打包。目前WindowsMedia在交互能力方面是三者之中最弱的,自己的ASF格式交互能力不強,除了通過IE支持smil之外就沒有什麽其他的交互能力了。WindowsMedia流媒體技術的實現需要3個軟件的支持,WindowsMedia播放器、WindowsMedia工具和WindowsMedia服務器。總的來說,如果使用Windows服務器平臺,WindowsMedia的費用最少。雖然在現階段其功能並不是最好,用戶也不是最多。
存在問題
流媒體技術不是壹種單壹的技術,它是網絡技術及視/音頻技術的有機結合。在網絡上實現流媒體技術,需要解決流媒體的制作、發布、傳輸及播放等方面的問題,而這些問題則需要利用視音頻技術及網絡技術來解決,具體如下:
(1)流媒體制作技術方面解決的問題
在網上進行流媒體傳輸,所傳輸的文件必須制作成適合流媒體傳輸的流媒體格式文件。因為通常格式存儲的多媒體文件容量十分大,若要在現有的窄帶網絡上傳輸則需要花費十分長的時間,若遇網絡繁忙,還將造成傳輸中斷。另外,通常格式的流媒體也不能按流媒體傳輸協議進行傳輸。因此,對需要進行流媒體格式傳輸的文件應進行預處理,將文件壓縮生成流媒體格式文件。這裏應註意兩點:壹是選用適當的壓縮算法進行壓縮,這樣生成的文件容量較小。二是需要向文件中添加流式信息。
(2)流媒體傳輸方面需解決的問題
流媒體的傳輸需要合適的傳輸協議,在internet上的文件傳輸大部分都是建立在tcp協議的基礎上,也有壹些是以ftp傳輸協議的方式進行傳輸,但采用這些傳輸協議都不能實現實時方式的傳輸。隨著流媒體技術的深入研究,實時傳輸協議。
為何要在udp協議而不在tcp協議上進行實時數據的傳輸呢?這是因為udp和tcp協議在實現數據傳輸時的可靠性有很大的區別。tcp協議中包含了專門的數據傳送校驗機制,當數據接受方收到數據後,將自動向發送方發出確認信息,發送方在接收到確認信息後才繼續傳送數據,否則將壹直處於等待狀態。而udp協議則不同,udp協議本身並不能做任何校驗。由此可以看出,tcp協議註重傳輸質量,而udp協議則註重傳輸速度.因此,對於對傳輸質量要求不是很高,而對傳輸速度則有很高的要求的視音頻流媒體文件來說,采用udp協議則更合適.
(3)流媒體的傳輸過程中需要緩存的支持
因為interent是以包為單位進行異步傳輸的,因此多媒體數據在傳輸中要被分解成許多包,由於網絡傳輸的不穩定性,各個包選擇的路由不同,所以到達客戶端的時間次序可能發生改變,甚至產生丟包的現象.為此,必須采用緩存技術來糾正由於數據到達次序發生改變而產生的混亂狀況,利用緩存對到達的數據包進行正確排序,從而使視音頻數據能連續正確地播放.緩存 中存儲的是某壹段時間內的數據,數據在緩存中存放的時間是暫時的,緩存中的數據也是動態的,不斷更新的.流媒體在播放時不斷讀取緩存中的數據進行播放,播放完後該數據便被立即清除,新的數據將存入到緩存中.因此,在播放流媒體文件時並不需占用太大的緩存空間.
(4)流媒體播放方面需解決的問題
流媒體播放需要瀏覽器的支持.通常情況下,瀏覽器是采用mime來識別各種不同的簡單文件格式,所有的web瀏覽器都是基於http協議,而http協議都內建有mime.所以web瀏覽器能夠通過http協議中內建的mime來標記web上眾多的多媒體文件格式,包括各種流媒體格式.