流媒体技术在远程教学系统多媒体课件中的应用.doc

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《数理医药学杂志》>2009年6月22卷3期>>文章详情流媒体技术在远程教学系统多媒体课件中的应用作者：叶靓熊斌    作者单位：(武汉大学继续教育学院武汉)【摘要】 以武汉大学网络教育教学系统中的网络学习平台为基础，为解决网络学习平台课件制作中存在的问题，提出应利用流媒体相关技术作为解决问题的办法，并从理论和实践两个方面简要阐述流媒本技术在网络学习平台上实现多媒体课件的技术应用。【关键词】 流媒体;远程教学;课件;应用21世纪是以高科技为核心的知识经济时代，教育作为知识创新、传播和应用，已成为经济发展和社会进步的重要基础。现代远程教育正是随着计算机网络技术和多媒体技术的发展而产生的一种新型教育模式，为推动我国社会经济发展，迎接知识经济的到来，提高全民素质和综合国力产生了极大的影响。　　远程教育的发展，需要丰富的多媒体课件作为其教育资源。随着网络时代信息化社会的到来，计算机以及信息技术的快速发展，Internet应用的不断深入，正在逐步推动着远程教育教学改革，新型的远程教学模式正在形式，在这种新型模式下的课件设计和开发与传统的课件设计和开发已经有了较大的更新与完善，教学和学习领域正进行着一场深刻的变革。在这种形势下发展起来的基于网络的多媒体课件系统在教学等方面越来越体现出它无可比拟的优势，数字媒体已逐渐改变着传统的信息传播方式。　　本研究以武汉大学网络教育的网络教学系统中网络学习平台为基础，为改变网络学习平台中单纯的课程学习插件模式，从理论和实践两个方面对流媒体技术进行应用与研究，并利用流媒体相关关键技术，在网络学习平台上实现多媒体课件，实现课件的网上点播，及其边下载边播放的特点。　　1传统远程教学系统多媒体课件存在的问题　　由于传统课件系统中存在课件交互性差、文件庞大、制作复杂、不适合网上实时传输播放等缺点。分析我校网络教育网络学习平台课件的开发状况，存在以下问题：①课件必须由程序员用程序设计语言编写，编写的课件修改困难，尤其是修改其它程序员开发的课件几乎是不可能的;②课件开发周期长，耗费人力、物力;③要开发课件需要具备计算机程序设计知识和相关课件的专业知识和教学经验;④各种各样的课件风格不一，不便于使用;⑤课件形式较单调，主要以链接文本和PPT为主。　　图1网络教育学习系统课件平台 　　针对以上几种问题，为了提高多媒体网页课件的开发效率，使不具备计算机专业知识的广大教师都能投入到课件的开发中来，让课件具备统一操作风格，需要向课件的开发者提供一些课件开发的专用工具。因此这需要我们进一步的改进和完善，而流媒体技术的出现和发展解决了这个问题。本研究提出了用流媒体技术设计制作课程远程教育多媒体课件合成系统，相对于其他课件工具，本系统体积小、操作简单、易于推广。　　2流媒体课件整体的设计与制作　　2.1流媒体课件整体的设计　　流媒体课件整体的设计见图2。　　2.2原始课件整体的制作　　原始课件的制作就是将教师制作的原始课件编织成适合于流传输的软件。原始课件主要是采用MicrosoftPowerPoint。在课件制作方面采用了如下多种手段综合制成：①现场录制：直接将教师授课过程用摄像机拍摄下来，用采集卡(例如Osprey200)采进计算机;②音视频素材的嵌入：搜集和课程相关的音视频素材，将其嵌入到课件中;③使用相应的软件来制作课件：主要采用PowerPoint和Authorware生成的课件。结果，现场录制教师的整个授课过程存入计算机，再转为适合流传输的流媒体格式，适用于学生点播观看。　　对于实践类课程，实践动手能力比较重要，所以在教学实验中应分为三个部分。第一部分是试验操作示范，可对各种元件的介绍以流媒体的形势在线或下载播放，使学生有感性的认识;第二部分是原理部分以知识点的形式表示，通过多种手段展现其本质，以便学生能够深刻体会;第三部分是动手操作过程则采取视频录像的方式把整个实验过程录制下来，转化为流媒体格式。　　图2课件合成系统流程图　　3流媒体文件的生成及应用　　对于视频文件课件可选用RealNetworks公司的RealPresenter来完成此项工作。这里的视频文件主要指实验的演示部分，由于摄像机采集来的文件一般都是AVI的形式，不适合流传输，所以要转换成适合流传输的流媒体格式，这里是转为RM格式。还要考虑到传输速率的问题，根据不同的传输速率选择不同的压缩比，制作出不同压缩比的流格式文件，适应不同用户的要求。针对PowerPoint课件，选用RealNetworks公司的RealPresenterG2来完成此项工作。该软件是专门针对PowerPoint演示文稿进行设计，并在网上实现流式传播的工具。它的本质是把PPT文件通过同期录播的形式保存下来，教师可以控制录播的开始，然后一边讲课，一边翻页。RealPresenter借助SMI语言并以分帧的形式将课程内容和老师的讲课声音记录下来，而后，通过它又可实现录入内容的重现。并且它还可以根据PPT内置的框架结构，划分整个记录过程的片断，也就是说，可以根据PPT内置结构，把一节课分为：第一小节/第一段/第二段，第二小节……。它可以现场直播PowerPoint演示文稿，也可以把制作好的PowerPoint演示文稿转化成流媒体格式存储在硬盘上用来点播。　　下面介绍将PowerPoint文档转化为流媒体格式的具体过程。本文件的制作采用的软件主要是RealPresenterG2、PowerPointxp。 　　3.1创建解说脚本　　解说脚本就是在录制PPT演讲稿时要说的的内容、安排等。　　3.2启动RealPresenterG2　　单击“NarrateaMicrosoftPowerPointPresentation”按钮，选择需要转化的PowerPoint文档，选中后系统启动PowerPoint并弹出转换向导，点击“下一步”按钮，根据提示向导输入文档作者名、标题等相关信息，点击“Finish”按钮，开始转化PowerPoint文档操作。在RealPresenter转化过程中，它会要求设定录音或录像，checkAudio/VideoEquipment，连上摄像头和耳麦就可以开始下一步的上作了。　　3.3根据解说脚本录制演示　　当步骤2完成后，RealPresenter会对PPT文档进行预处理，目的是根据PPT内置的框架结构，划分整个记录过程的片断，然后会弹出一个“录制演示”控制面板。　　点击“Start”按钮，就可以开始录制。面版下面有计时器(00：00：00/00：00：00)，左边为当前幻灯片所用的录制时间，右边是总共录制时间，记住要保证每张幻灯片的录制时间不少于5秒，我想应该是保证它有足够时间来编码，当然在录制过程中可以使用“Pause”暂停一下。录制演示完毕后，系统会自动保存，其默认保存目录为：C：ProgramFilesRealRealServerContentRealPresenter用户名演示的标题名。此目录下有很多相关文件，其中用于播放的文件默认名称为trainer.Smi。　　到此，针对教师的Powerpoint教案来编制的流文件就初步完成了。　　3.4流媒体文件的发布效果检验　　对初步完成的流媒体文件进行试验性发布，从动画效果和声文同步两个角度进行检查。如果效果不佳，就要调整放映速度、翻页时间、从课件中裁剪的碎片的大小。例如，当下面的动态画面(插图)出现时，动作、伴音和文字的出现应该恰如其分，不能有任何一方出现明显滞后。　　图3多媒体课件作品演示　　在播放器的左上角是教师的视频图像，左下角是控制区用来控制右边PPT文件，右边是PPT文件。视频图像可以通过SMIL语言编程与PPT文件达到同步播放的效果。一节课的课件制作时间跟实际讲课时间相差无几，属于同步制作。　　至此用PowerPoint制作的电子课件已经变成带有详尽解说的流媒体文件，使用RealPlayer播放器可以看到制作结果。　　3.5流文件的后期制作 　　课件转为适合网络传输的流媒体格式后，在发布之前还要用SMIL语言对其进行编辑，以去掉一些文件中不必要的元素，例如在转换PowerPoint文件时产生的流文件前面会有Real公司的介绍，可以通过SMIL语言把这些图片去掉，加入自己设计的片头。　　3.6课件的主要开发工具及适用平台　　3.6.1课件的主要开发工具流媒体课年制作一般经过脚本编写、素材准备(搜集、制作)、集成编排等步骤，对开发工具选择上主要是强调易用性和通用性，将所有的媒体都转化成网络上通用的格式以便于快速下载。客户端只要具备基本的网络设备和软件，就可以接入网络进行学习。课件的主要开发工具如下：①文字处理方面：需要文本编辑软件，如MicrosoftWord，NotePad等。它主要是对来源于教案，教学大纲以及教科书的脚本进行处理;动画处理方面：必须有二维和三维动画软件。其中二维动画软件打算采用Animategif软件，三维动画处理采用3DMAX。②图形制作方面：必须有绘图软件，如AutoCAD，CorelDraw等，可以把AutoCAD同3DStudioMax结合使用，充分利用AutoCAD制图精确和3DStudioMax渲染出色的特点。③图像处理方面：可以使用Photoshop等专业软件，以便进行色彩，色调等处理。④声音处理软件：可以使用Windows系统下的"录音机"软件，不过只能录60秒，必须找一些专业的录音软件，如：录音大师，可以对采集到的声音进行编辑，达到预期的效果。我所用的软件是CoolEdit，能够比较好的处理采集来的音频。⑤视频处理软件：采用Realproducer生成适合网络传输的流文件。⑥多媒体编辑软件：选用Authorware来进行整体合成。⑦网页的制作采用Dreamweaver、Firework、Flash网页合成软件，前台采用PhotoShop、3DMAX等图形处理软件来美化页面，后台则采用HTML语言及数据库辅助ASP、JAVA程序使网页能够实现互动。所涉及到的还有单片机芯片、通讯接口、数据库软件、单片机MCS51KeilC51软件仿真器等。　　3.6.2适用平台本网络课件，可运行于如下软件平台：①Windows2000Professional以上更高版本;②标准的WEB浏览器，建议IE5.0以上版本;③最低硬件要求：所有能够运行浏览器的硬件均可，包括PC机、网络电脑、电视机顶置盒等。　　4结论与探讨　　本研究例举实例简要介绍了流媒体课件的制作与生成，并将上述基本原理与相关技术应用于远程网络教学系统多媒体课件的制作。应用此技术后可以实现课件点播和实时授课，在开发过程中，应综合应用流媒体技术、SMIL语言、脚本设计、数据库技术语言。设计开发的系统界面清晰，流程合理，操作简单，系统的实用性和扩展性很强。　　由于远程教育是流媒体技术的又一新的应用领域，在国内技术成熟应用的不多，对流媒体技术的探讨还有待进一步深入，特别是当前比较前沿的流媒体与移动通信与3G之间的关系，这是流技术的一个趋势。同时，对流格式压缩算法方面的研究，也需要加强。这样才能全面，从深度和广度上清楚认识流媒体。另外，对于本研究关于流媒体技术的应用还需要继续完善。在今后的研究中，我们可以从以下几个方面着手进行： 　　①完善课件制作系统的功能，如教师屏幕捕捉、画笔等功能，使制作的课件显得生动形象。　　②将本课件制作系统与交互式电子白板结合起来，增强制作系统的适应性。　　③深入研究RealMedia和WindowsMedia的数字加密技术，将生成的视频课件按照自己的要求进行加密打包，有效地保护视频课件。【参考文献】 　1姜强，赵蔚.基于Internet环境下流媒体同步技术的实现.远程教育杂志，2004，2：161.　　2胡晓虹.网络高等教育流行课件样式比较与分析.中国远程教育(资讯版)，2002，10：64～66.