多媒體課件的生成與再編輯系統研究與設計論文

摘要：隨着下一代互聯網技術的研究，以及CERNET2逐漸應用於現代遠程教育實踐，高帶寬、高速率、高可靠性的網絡將為遠程教育能夠提供更優質的教育服務創造更多的機遇和可能。包含視、音頻等大顆粒信息對象的多媒體課件，在不久的將來，將廣泛運用於遠程教育實踐，並對整個遠程教育的服務質量有一個很大的提升。

關鍵字：多媒體課件、製作、同步

1.多媒體課件與中國遠程教育概述

多媒體課件包含了視、音頻等大信息量的媒體素材，增加了整個課件的信息量，滿足了學生全方位的教育需求；學生可以通過從聲、光、色等多方面來學習知識，完全如身臨真實課堂。本文研究的主要目的是在一定的網絡帶寬下，如何有效地將這些大信息量媒體素材應用於多媒體課件來不斷提高網絡教育的服務質量。

現今，隨着網絡環境的改善、網絡技術的提高，使得視、音頻等大顆粒信息單元成為了課件的主體，使得課件和其它普通的Web網頁可以同步播放，並且可以進行網絡課件的版權保護，而同時隨着網絡教育標準研究的繼續深入，網絡教育標準已經不單單只是對於教育資源的描述和組織，網絡教育系統走向智能化和個性化成為現今網絡教育標準研究的新的熱點。能夠定製每一位學生的學習計劃，對於每一位學生的學習進度進行跟蹤，並且融合了複雜的多媒體技術的智能化網絡教育系統成為了當前遠程教育系統研究領域的重點，成為當前遠程教育市場最大的賣點。

2.多媒體課件的生成與再編輯系統系統框架

多媒體課件生成與再編輯系統包含兩個大的模塊：課堂直播錄製模塊與課件再編輯模塊。課堂直播模塊主要完成教育資源的實時收集、同步和播放；課件再編輯模塊主要完成教育資源的重新整理、組織，並修訂課件的描述信息和版權信息；兩者配合形成可以實際運行的標準化多媒體課件。

2.1課堂直播錄音模塊

課堂直播錄製模塊，是B/S結構的。在教師端（服務器端），能夠方便地將教師講課的視、音頻採集，並可以記錄教師講課過程中所用到DOC文檔、PPT文檔、HTML網頁、圖片、Flash、視、音頻媒體資源，特別是可以將他們與教師講課的視、音頻中的影像同步播放和記錄；同時，也可以同步播放和記錄教師當前的桌面；一個很特別的地方，在特殊硬件的支持下，課堂直播錄製模塊可以同步播放和記錄教師在白板上的操作。在學生端（客户端）能夠實時觀看或是點播教師講課的影像以及與此同步的各種教育素材、桌面和白板操作。課堂直播錄製模塊可以通過流媒體服務器和Web服務器將多媒體課件，實時播放；也可以，將課件記錄到本地硬盤，形成課件毛坯。

教師端，視頻捕獲模塊捕獲教師視、音頻或者其他視、音頻媒體文件作為課件的主視頻，用來控制整個多媒體課件的播放。桌面視頻模塊在沒有切換到桌面時播放黑視頻；在切換到桌面時，實時保存或實時播放教師桌面。白板模塊將硬件檢測到的白板數據，以視頻腳本的形式發送到主視頻。資源收集模塊將DOC文檔、PPT文檔、HTML網頁、圖片、Flash轉化為網頁的形式，發送到Web服務器。桌面視頻模塊把桌面視頻切換的每個動作通過資源同步模塊，形成腳本，發送到主視頻內部；白板模塊把每五個落筆數據及其落筆的時間，通過資源同步模塊，形成腳本，發送到主視頻內部；資源收集模塊把資源切換的每個時間點，及其資源URL，通過資源同步模塊，形成腳本，發送到主視頻內部。整個課件可以保存，也可以通過流媒體服務器和Web服務器發送出去，進行教育直播。

2.2同步方案

在本系統中，多媒體同步解決方案分為三個部分：教師的視、音頻與一般教育素材之間的同步；教師的視、音頻與教師桌面視頻之間的同步；教師的視、音頻與白板事件之間的同步。但是，無論何種方案都是基於微軟的流媒體腳本控制技術的。

2.2.1流媒體腳本控制技術

在wmv、wma、asf格式的視、音頻文件中可以插入六種類型的腳本節點：TEXT、URL、EVENT、CAPTION、FILENAME、OPENEVENT，他們這六種類型的腳本節點都基於視頻播放的時間，即：在何時產生何種事件。其中，TEXT節點，是在視、音頻流的某個時間加入一段文字，這段文字的格式可以是平文本、SAMI文件形式或是HTML格式，當視、音頻播放到這個時間點，腳本語言就可以檢測到這段文字，並可就此做進一步處理；URL節點，是在視、音頻流的某個時間加入一個URL地址，當視、音頻播放到這個時間點，腳本語言就可以IE播放檢測到的URL地址；EVENT節點，是在視、音頻的某個時間加入一個事件，當視、音頻播放到這個時間點時，觸發這個事件執行，這個事件可以是用户自定義的.，但是事件列表必須在這個流的WindowsMediaMetafile中定義；CAPTION節點，同TEXT節點一樣，也是在某個時間點加入一段文字，但是CAPTION節點支持標準的HTML格式化，所以，文字樣式可以按照自己要求進行格式化；FILENAME節點，是在視、音頻流的某個時間加入一個文件的鏈接，當播放到這個時間點時，此文件打開；OPENEVENT節點，與EVENT節點基本相同，只是在事件來臨前允許視頻預填充Buffer，保存視頻的無縫連接。

2.2.2視、音頻與一般教育素材同步方案

視、音頻與一般教育素材同步主要採用URL腳本節點來實現。一般教育素材主要包括：DOC文檔、PPT文檔、HTML網頁、圖片、Flash。首先，調用Word和PowerPoint的編程接口將DOC文檔和PPT文檔轉化為HTML網頁；然後，將轉化的網頁資源和已有的網頁資源，以及圖片和Flash，採用IIS作為Web服務器發佈，最後，在需要與之同步的視、音頻的時間點嵌入這些發佈的URL地址。這樣，在教師的視、音頻播放時，就能同步地播放教師當時點擊的一般的教育素材。

2.2.3視、音頻與教師桌面同步解決方案

視、音頻與教師桌面視頻的同步主要採用TEXT腳本節點來實現，即：在主視、音頻需要桌面視頻切換的時間點嵌入特殊的TEXT字符串，通知桌面視頻的切換。教師桌面視頻與一般教育素材之間的主要區別在於，視頻的播放需要緩衝。即，桌面視頻在觸發它開始播放的時候，必須首先填滿播放器中的buffer，所以，觸發的時間點與視頻的播放就存在一個時間差，這樣就造成了教師的視、音頻與教師的桌面視頻的不同步。解決這個問題的一個方法是，可以在桌面視頻不進行播放的時候插入一個全黑的視頻流（由於全黑視頻信息量最小，佔有帶寬最小，對整體的性能的影響最小），保持播放器中的buffer的充滿，這樣就解決了桌面視頻在播放前需要填滿buffer而造成不同步的問題。

2.3多媒體Codec解決方案

微軟提供了一些對於視、音頻的數字信號編碼器，每種多媒體數字信號編碼器定義了對於支持的媒體的配置。利用這些Codec可以根據需要壓縮和解壓縮媒體內容。多媒體數字信號編解碼器根據Profile（文件）中的配置進行媒體數據壓縮。Profile中的配置信息保存在壓縮文件頭中。當媒體數據進行解壓縮時，保存在媒體文件頭的配置信息就被讀取，用來解壓縮媒體數據。

各種多媒體Codec的特性不同，而且對於視頻質量的影響很大，所以必須根據其特性合理使用。如：WindowsMediaVideo9對於對比度強的內容表現的比較清晰，而且CPU消耗比較小，但是，對於顏色豐富的內容處理的就不近乎人意。而，WindowsMediaVideo7對於顏色豐富的內容處理的就要好的多，但其他性能就都不如WindowsMediaVideo9。

2.4內容包裝規範

內容包裝規範旨在為學習內容定義一個標準的數據結構，並且綁定足夠的描述信息，以便於學習資源的快速檢索、有效的共享和交換。只要符合內容包裝規範，不同種類的課件可以作為獨立單元在不同的平台進行傳輸、交換和執行，可以被不同的製作工具所重用。內容包裝規範使學習內容成為可以在多個應用與學習環境之間進行交換和重用的學習單元，有利於不同網絡教育機構之間進行充分的教育資源共享，減少學習內容製作的時間和開銷。

3.結束語

多媒體課件製作、編輯系統完成了網絡課件的製作生成、編輯，在這個流程中，融合了對於學習計劃的安排和學習進度的管理，大大地提高了網絡教育的服務質量。

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