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流媒体

2015-09-11 09:31:02

流媒体又叫流式媒体,它是指商家用一个视频传送服务器把节目当成数据包发出,传送到网络上。用户通过解压设备对这些数据进行解压后,节目就会像发送前那样显示出来。这个过程的一系列相关的包称为“流”。流媒体实际指的是一种新的媒体传送方式,而非一种新的媒体。流媒体技术全面应用后,人们在网上聊天可直接语音输入;如果想彼此看见对方的容貌、表情,只要双方各有一个摄像头就可以了;在网上看到感兴趣的商品,点击以后,讲解员和商品的影像就会跳出来;更有真实感的影像新闻也会出现。

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流媒体 - 简介

所谓流媒体是指采用流式传输的方式在Internet/Intranet播放的媒体格式,如音频、视频或多媒体文件。流媒体在播放前并不下载整个文件,

流媒体平台 只将开始部分内容存入内存,在计算机中对数据包进行缓存并使媒体数据正确地输出。流媒体的数据流随时传送随时播放,只是在开始时有些延迟。显然,流媒体实现的关键技术就是流式传输,流式传输主要指将整个音频和视频及三维媒体等多 媒体文件经过特定的压缩方式解析成一个个压缩包,由视频服务器向用户计算机顺序或实时传送。在采用流式传输方式的系统中,用户不必像采用下载方式那样等到整个文件全部下载完毕,而是只需经过几秒或几十秒的启动延时即可在用户的计算机上利用解压设备对压缩的A/V、 3D等多媒体文件解压后进行播放和观看。此时多媒体文件的剩余部分将在后台的服务器内继续下载。与单纯的下载方式相比,这种对 多媒体文件边下载边播入的流式传输方式不仅使启动延时大幅度地缩短,而且对系统缓存容量的需求也大大降低,极大地减少用户用在等待的时间。

流媒体可以边下载边播放,与平面媒体不同。流媒体最大的特点在于互动性,这也是互联网最具吸引力的地方。

流媒体 - 流媒体文件

提到媒体,我们马上就会想到报纸杂志、广播电视。要说起现在刚出现的一个新名词流媒体,一些人可能也会认为它同平常我们所说的媒体有某种关系。其实,所谓的流媒体同我们通常所指的媒体风牛马不相及,它只是一个技术名词。

流媒体电视

流媒体(StreamingMedia)指在数据网络上按时间先后次序传输和播放的连续音/视频数据流。以前人们在网络上观看电影或收听音乐时,必须先将整个影音文件下载并存储在本地计算机上,然后才可以观看。与传统的播放方式不同,流媒体在播放前并不下载整个文件,只将部分内容缓存,使流媒体数据流边传送边播放,这样就节省了下载等待时间和存储空间。流媒体数据流具有三个特点:连续性(Continuous)、实时性(Real-time)、时序性,即其数据流具有严格的前后时序关系。我国的863高科技研究计划“高性能信息示范网络3TNet”中,明确提出要从宽带流媒体等典型业务入手,建立一个能适应InternetTV等媒体流实时传输的高性能、广域(城域)宽带演示验证网络3Tnet。除了宽带网络外,流媒体技术还可以广泛地应用于其它网络,例如无线流媒体传输是3G网络的主要应用之一。在NGN网络中,流媒体也扮演重要的角色。流媒体应用类型:流媒体应用可以根据传输模式、实时性、交互性粗略地分为多种类型。

根据上述分类,常见的流媒体的应用主要有:视频点播(VOD)、视频广播、视频监视、视频会议、远程教学、交互式游戏等。总之,目前基于流媒体的应用非常多,发展非常快。丰富的流媒体应用对用户有很强的吸引力,在解决了制约流媒体的关键技术问题后,可以预料,流媒体应用必然会成为未来网络的主流应用。

流媒体 - 流媒体技术

流媒体技术也称流式媒体技术。

流媒体技术

流媒体技术和声音信息经过压缩处理后放上网站服务器,让用户一边下载一边观看、收听,而不要等整个压缩文件下载到自己的计算机上才可以观看的网络传输技术。该技术先在使用者端的计算机上创建一个缓冲区,在播放前预先下一段数据作为缓冲,在网路实际连线速度小于播放所耗的速度时,播放程序就会取用一小段缓冲区内的数据,这样可以避免播放的中断,也使得播放品质得以保证。

传输流程

在流式传输的实现方案中,一般采用HTTP/TCP来传输控制信息,而用RTP/UDP来传输实时声音数据。具体的传输流程如下:
(1)Web浏览器与Web服务器之间使用HTTP/TCP交换控制信息,以便把需要传输的实时数据从原始信息中检索出来。
(2)用HTTP从Web服务器检索相关数据,由A/V播放器进行初始化。
(3)从Web服务器检索出来的相关服务器的地址定位A/V服务器。
(4)A/V播放器与A/V服务器之问交换A/V传输所需要的实时控制协议。
(5)一旦A/V数据抵达客户端,A/V播放器就可播放。

技术方式

目前主流的流媒体技术有三种,分别是RealNetworks公司的RealSystem、Microsoft公司的WindowsMediaTechnology和Apple公司的QuickTime。这三家的技术都有自己的专利算法、专利文件格式甚至专利传输控制协议。

1.Apple公司的QuickTime

互动流媒体业务平台
QuickTime是一个非常老牌的媒体技术集成,是 数字媒体领域事实上的工业标准。之所以说集成这个词是因为QuickTime实际上是一个开放式的架构,包含了各种各样的流式或者非流式的媒体技术。QuickTime是最早的视频工业标准,1999年发布的QuickTime4.0版本开始支持真正的流式播放。由于QuickTime本身也存在着平台的便利(MacOS),因此也拥有不少的用户。QuickTime在视频压缩上采用的是SorensonVideo技术,音频部分则采用QDesignMusic 技术。QuickTime最大的特点是其本身所具有的包容性,使得它是一个完整的多媒体平台,因此基于QuickTime可以使用多种媒体技术来共同制作媒体内容。同时,它在交互性方面是三者之中最好的。例如,在一个QuickTime文件中可同时包含midi、 动画gif、flash和smil等格式的文件,配合QuickTime的WiredSprites互动格式,可设计出各种互动界面和动画。QuickTime流媒体技术实现基础是需要3个软件的支持,QuickTime播放器、QuickTime编辑制作、QuickTimeStreaming服务器。

2.RealNetworks公司的RealMedia

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RealMedia发展的时间比较长,因此具有很多先进的设计,例如,ScalableVideoTechnology可伸缩视频技术可以根据用户电脑速度和连接质量而自动调整媒体的播放质素。Two—passEncoding两次编码技术可通过对媒体内容进行预扫描,再根据扫描的结果来编码从而提高编码质量。特别是SureStream自适应流技术,可通过一个编码流提供自动适合不同带宽用户的流播放。RealMedia 音频部分采用的是RealAudio,该编码在低带宽环境下的传输性能非常突出。RealMedia通过基于smil并结合自己的RealPix和RealText技术来达到一定的交互能力和媒体控制能力。Real流媒体技术需要3个软件的支持,RealPlayer 播放器、RealProducer编辑制作、RealServer服务器。

3.Microsoft公司的WindowsMedia
WindowsMedia是三家之中最后进入这个市场的,但凭借其操作系统的便利很快便取得了较大的市场份额。WindowsMediaVideo采用的是mpeg-4视频压缩技术,音频方面采用的是WindowsMediaAudio技术。WindowsMedia的关键核心是MMS协议和ASF数据格式,MMS用于网络传输控制,ASF则用于媒体内容和编码方案的打包。目前WindowsMedia在交互能力方面是三者之中最弱的,自己的ASF格式交互能力不强,除了通过IE支持smil之外就没有什么其他的交互能力了。WindowsMedia流媒体技术的实现需要3个软件的支持,WindowsMedia播放器、WindowsMedia工具和WindowsMedia服务器。总的来说,如果使用Windows服务器平台,WindowsMedia的费用最少。虽然在现阶段其功能并不是最好,用户也不是最多。

存在问题

互动流媒体业务平台

流媒体技术不是一种单一的技术,它是网络技术及视/音频技术的有机结合。在网络上实现流媒体技术,需要解决流媒体的制作、发布、传输及播放等方面的问题,而这些问题则需要利用视音频技术及网络技术来解决,具体如下:

(1)流媒体制作技术方面解决的问题
在网上进行流媒体传输,所传输的文件必须制作成适合流媒体传输的流媒体格式文件。因这通常格式存储的多媒体文件容量十分大,若要在现有的窄带网络上传输则需要花费十分长的时间,若遇网络繁忙,还将造成传输中断。另外,通常格式的流媒体也不能按流媒体传输协议进行传输。因此,对需要进行流媒体格式传输的文件应进行预处理,将文件压缩生成流媒体格式文件。这里应注意两点:一是选用适当的压缩算法进行压缩,这样生成的文件容量较小。二是需要向文件中添加流式信息。

(2)流媒体传输方面需解决的问题
流媒体的传输需要合适的传输协议,目前在internet上的文件传输大部分都是建立在tcp协议的基础上,也有一些是以ftp传输协议的方式进行传输,但采用这些传输协议都不能实现实时方式的传输。随着流媒体技术的深入研究,目前比较成熟的流媒体传输一般都是采用建立在udp协议上的rtp/rtsp实时传输协议。

为何要在udp协议而不在tcp协议上进行实时数据的传输呢?这是因为udp和tcp协议在实现数据传输时的可靠性有很大的区别。tcp协议中包含了专门的数据传送校验机制,当数据接受方收到数据后,将自动向发送方发出确认信息,发送方在接收到确认信息后才继续传送数据,否则将一直处于等待状态。而udp协议则不同,udp协议本身并不能做任何校验。由此可以看出,tcp协议注重传输质量,而udp协议则注重传输速度.因此,对于对传输质量要求不是很高,而对传输速度则有很高的要求的视音频流媒体文件来说,采用udp协议则更合适.

(3)流媒体的传输过程中需要缓存的支持

流媒体电视
因为interent是以包为单位进行异步传输的,因此多媒体数据在传输中要被分解成许多包,由于网络传输的不稳定性,各个包选择的路由不同,所以到达 客户端的时间次序可能发生改变,甚至产生丢包的现象.为此,必须采用缓存技术来纠正由于数据到达次序了生改变而产生的混乱状况,利用缓存对到达的数据包进行正确排序,从而使视音频数据能连续正确地播放.缓存 中存储的是某一段时间内的数据,数据在缓存中存放的时间是暂时的,缓存中的数据也是动态的,不断更新的.流媒体在播放时不断读取缓存中的数据进行播放,播放完后该数据便被立即清除,新的数据将存入到缓存中.因此,在播放流媒体文件时并不需占用太大的缓存空间.

(4)流媒体播放方面需解决的问题
流媒体播放需要浏览器的支持.通常情况下,浏览器是采用mime来识别各种不同的简单文件格式,所有的web浏览器都是基于http协议,而http协议都内建有mime.所以wed浏览器能够通过http协议中内建的mime来标记web上众多的多媒体文件格式,包括各种流媒体格式.

流媒体 - 流媒体电视

与普通电视不同的是,流媒体平板电视的底端有跟电脑上一样的USB接口,只要将U盘直接插入USB接口即可实现图像与音频的播放。

流媒体技术 所不同的是,用电脑播放需要键盘与鼠标操纵,而在电视上播放只需一个普通的遥控器就可以了。记者发现,流媒体电视的遥控器与普通 遥控器相比没有什么特殊之处,用户只需按照电视界面上的菜单提示,按上下左右键就可以操控,不懂电脑的小孩和老人都可以轻松操作。更为便捷的是,将网上下载的音乐或VCD、DVD、CD盘里的音视频文件复制到U盘或移动硬盘上,就可以直接在 流媒体电视上播放,家里也不需要专门的 DVD播放机了。

销售员告诉记者,与电脑相比,流媒体电视省去了数据线与读卡器,它有专门的卡槽可以直接读取数码相机的内置SD卡,另外,该卡槽还可以兼容SD卡以外的多种存储卡、记忆棒。

流媒体 - 流媒体传输

流媒体技术 随着互联网的普及,利用网络传输声音与视频信号的需求也越来越大。 广播电视等媒体上网后,也都希望通过互联网来发布自己的音视频节目。但是,音视频在存贮时文件的体积一般都十分庞大。在网络带宽还很有限的情况下,花几十分钟甚至更长的时间等待一个音视频文件的传输,不能不说是一件让人头疼的事。流媒体技术的出现,在一定程度上使互联网传输音视频难的局面得到改善。

传统的网络传输音视频等多媒体信息的方式是完全下载后再播放,下载常常要花数分钟甚至数小时。而采用流媒体技术,就可实现流式传输,将声音、影像或动画由服务器向用户计算机进行连续、不间断传送,用户不必等到整个文件全部下载完毕,而只需经过几秒或十几秒的启动延时即可进行观看。当声音视频等在用户的机器上播放时,文件的剩余部分还会从服务器上继续下载。

如果将文件传输看作是一次接水的过程,过去的传输方式就像是对用户做了一个规定,必须等到一桶水接满才能使用它,这个等待的时间自然要受到水流量大小和桶的大小的影响。而流式传输则是,打开水头龙,等待一小会儿,水就会源源不断地流出来,而且可以随接随用,因此,不管水流量的大小,也不管桶的大小,用户都可以随时用上水。从这个意义上看,流媒体这个词是非常形象的。 

流式传输技术又分两种,一种是顺序流式传输,另一种是实时流式传输。

顺序流式传输是顺序下载,在下载文件的同时用户可以观看,但是,用户的观看与服务器上的传输并不是同步进行的,用户是在一段延时后才能看到服务器上传出来的信息,或者说用户看到的总是服务器在若干时间以前传出来的信息。在这过程中,用户只能观看已下载的那部分,而不能要求跳到还未下载的部分。顺序流式传输比较适合高质量的短片段,因为它可以较好地保证节目播放的最终质量。它适合于在网站上发布的供用户点播的音视频节目。

在实时流式传输中,音视频信息可被实时观看到。在观看过程中用户可快进或后退以观看前面或后面的内容,但是在这种传输方式中,如果网络传输状况不理想,则收到的信号效果比较差。

流媒体 - 音频文件

在运用流媒体技术时,音视频文件要采用相应的格式,不同格式的文件需要用不同的播放器软件来播放,所谓“一把钥匙开一把锁”。目前,采用流媒体技术的音视频文件主要有三大“流派”。

流媒体交流平台

一是微软的ASF(Advanced Stream Format)。这类文件的后缀是.asf和.wmv,与它对应的播放器是微软公司的 “Media Player”。用户可以将图形、声音和动画数据组合成一个ASF格式的文件,也可以将其他格式的视频和音频转换为ASF格式,而且用户还可以通过声卡和视频捕获卡将诸如麦克风、录像机等外设的数据保存为ASF格式。

二是RealNetworks公司的RealMedia,它包括RealAudio、RealVideo和RealFlash三类文件,其中RealAudio用来传输接近CD音质的音频数据,RealVideo用来传输不间断的视频数据,RealFlash则是RealNetworks公司与Macromedia公司联合推出的一种高压缩比的动画格式,这类文件的后缀是.rm,文件对应的播放器是“RealPlayer”。

三是苹果公司的QuickTime。这类文件扩展名通常是 .mov,它所对应的播放器是“QuickTime。”

此外,MPEG、AVI、DVI、SWF等都是适用于流媒体技术的文件格式。

由于流媒体技术在一定程度上突破了网络带宽对多媒体信息传输的限制,因此被广泛运用于网上直播、网络广告、视频点播、远程教育、远程医疗、视频会议、企业培训、电子商务等多种领域。

流媒体 - 新闻媒体

对于新闻媒体来说,流媒体带来了机遇,也带来了挑战。流媒体技术为传统媒体在互联网上开辟更广阔的空间提供了可能。广播电视媒体节目的上网更为方便,听众、观众在网上点播节目更为简单,网上音视频直播也将得到广泛运用。

流媒体电视

流媒体技术将过去传统媒体的“推”式传播,变为受众的“拉” 式传播,受众不再是被动地接受来自广播电视的节目,而是在自己方便的时间来接收自己需要的信息。这将在一定程度上提高受众的地位,使他们在新闻传播中占有主动权,也使他们的需求对新闻媒体的活动产生更为直接的影响。

流媒体技术的广泛运用也将模糊广播、电视与网络之间的界限,网络既是广播电视的辅助者与延伸者,也将成为它们的有力的竞争者。利用流媒体技术,网络将提供新的音视频节目样式,也将形成新的经营方式,例如收费的点播服务。发挥传统媒体的优势,利用网络媒体的特长,保持媒体间良好的竞争与合作,是未来网络的发展之路,也是未来传统媒体的发展之路。流媒体技术的运用只是一个开端,无数新的技术还在前面等着我们。

流媒体 - 播放方式

单播

在客户端与媒体服务器之间需要建立一个单独的数据通道,从一台服务器送出的每个数据包只能传送给一个客户机,这种传送方式称为单播。每个用户必须分别对媒体服务器发送单独的查询,而媒体服务器必须向每个用户发送所申请的数据包拷贝。这种巨大冗余首先造成服务器沉重的负担,响应需要很长时间,甚至停止播放;管理人员也被迫购买硬件和带宽来保证一定的服务质量。

组播

IP组播技术构建一种具有组播能力的网络,允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。采用组播方式,单台服务器能够对几十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。媒体服务器只需要发送一个信息包,而不是多个;所有发出请求的客户端共享同一信息包。信息可以发送到任意地址的客户机,减少网络上传输的信息包的总量。网络利用效率大大提高,成本大为下降。

点播与广播

点播连接是客户端与服务器之间的主动的连接。在点播连接中,用户通过选择内容项目来初始化客户端连接。用户可以开始、停止、后退、快进或暂停流。点播连接提供了对流的最大控制,但这种方式由于每个客户端各自连接服务器,却会迅速用完网络带宽。   广播指的是用户被动接收流。在广播过程中,客户端接收流,但不能控制流。例如,用户不能暂停、快进或后退该流。广播方式中数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户。 使用单播发送时,需要将数据包复制多个拷贝,以多个点对点的方式分别发送到需要它的那些用户,而使用广播方式发送,数据包的单独一个拷贝将发送给网络上的所有用户,而不管用户是否需要,上述两种传输方式会非常浪费网络带宽。组播吸收了上述两种发送方式的长处,克服了上述两种发送方式的弱点,将数据包的单独一个拷贝发送给需要的那些客户。组播不会复制数据包的多个拷贝传输到网络上,也不会将数据包发送给不需要它的那些客户,保证了网络上多媒体应用占用网络的最小带宽。

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