流媒体在山西省地震科普网点播系统中的应用

罗 勇，闫晓美，张瑞芳

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站，山西 太原 030025)



流媒体在山西省地震科普网点播系统中的应用

罗 勇1，2，闫晓美1，2，张瑞芳1，2

(1.山西省地震局，山西 太原 030021；2.太原大陆裂谷动力学国家野外科学观测研究站，山西 太原 030025)

文章简要介绍流媒体及点播系统在科普网实现的关键技术，阐述了运用流媒体技术在地震科普网搭建地震科普点播系统的实现方法。通过应用实例表明，该技术的运用拓宽了科普知识宣传的渠道，有益于社会公众及时了解更全面的、最新的防震减灾科普知识。

流媒体；点播系统；科普网

0 引言

相较于传统的防震减灾科普宣传而言，网络是一种新的科学普及方式和科学传播手段。互联网的发展促进了流媒体技术的成熟，自1995年推出的第一个互联网流媒体播放器以来，流媒体应用有了爆炸性的增长[1]，目前广泛应用于在线直播、网络广告等行业。山西省地震科普网在整合现有网站科普知识和提高宣传效率的基础上，不断丰富表现形式，让不同的公众找到合适的学习途径，但面对公众日益增长的需求，存在以下问题：多数地震科普知识还是以传统的图片和文字加以介绍，不能给公众更加形象的画面和深刻的印象；原视频播放形式是先把全部视频缓存到本地服务器，然后再通过浏览器播放，由于所用上网的设备不同，网络的带宽不同，导致网络传输的速度不尽相同，对于较大的视频文件，用户就不能及时观看，而且当多个用户同时浏览该视频时容易造成服务器死机现象。因此，将实现边下载边播放的流媒体技术充分地应用于地震科普知识宣传具有重要的意义。

1 流媒体技术原理

流媒体技术是将多媒体信息数据通过流式传输的方式进行，在播放前不需要对整个多媒体文件进行下载，将初始部分的声音和影像经过压缩的特殊处理分成压缩包，将压缩包放进流媒体技术的服务器，或者在使用者移动手机、电脑等终端创建缓冲区。终端播放器在文件播放前会先下载一部分信息，作为缓存信息，用户在播放缓存信息的过程中，文件的其他剩余部分会在后台继续下载，播放器向用户不断地播放终端缓冲区的多媒体信息，文件的其他剩余部分不断地从后台服务器传输到终端缓冲区，实现对多媒体文件的边下载边播放。流媒体技术具有以下几个特点 ：(1) 流媒体技术的压缩方式特殊；(2) 流媒体技术将整个多媒体文件的播放与下载同时进行，节省用户终端的缓存空间和硬盘空间；(3) 流媒体技术缩短了用户延时等待的时间；(4) 流媒体技术采用实时传输协议RTP、实时流协议RTSP、实时传输控制协议RTCP、RSVP协议，保证多媒体数据在网上传输的高质量[2]。

2 点播系统在科普网实现的关键技术

为方便公众对此点播系统的使用，系统和已经上线的山西省地震科普网进行了无缝对接。该视频点播系统选用B/S架构，主要由流媒体服务器、Web服务器、网站cms管理系统组成。流媒体服务器主要响应用户点播请求、提供稳定的视频流、响应用户在点播过程中的交互、满足多用户点播请求等；Web服务器主要用于网站以及点播系统的发布；网站cms管理系统用于视频信息的录入以及视频地址的获取等。本系统的视频发布流程如下：用户在Web浏览器访问Web服务器，Web服务器查询由网站cms管理系统上传的视频信息、流媒体播放器以及视频的统一资源定位符(URL)，用户在Web浏览器获取流媒体播放器并接收流媒体数据，实现视频的播放。

流程图如第43页图1所示。

2.1 流媒体服务器

市面上的流媒体服务器有很多种，本文选取较为典型的几款作简要介绍。根据网站现阶段的需求及特点，选取Windows Media Services作为搭建视频网站的流媒体服务器。

图1 系统技术流程图Fig.1 Technical process of the system

2.1.1 RealServer流媒体服务器

RealServer是Real公司开发的RealNetworks流式音视频解决方案中的服务器软件，它也是整个流媒体架设平台的核心软件，通过RealServer的建立，可以使浏览者访问服务器上的影音文件，实现网上在线试听。RealServer是用户量很大的服务器软件，要实现流式音视频解决方案还需安装RealPlayer 播放器、RealProducer 编辑制作软件，操作步骤繁琐，而且用户在浏览文件时只能通过固定的播放器实现，通过嵌入网页的方式实现视频文件的浏览较困难。该服务器软件不是免费的，在视频网站开发的过程中会增加成本。

2.1.2 WebPlayer9

WebPlayer9网络播放器是专门针对视频在线播放开发的软件，任何网站都可以免费使用该系统来向用户提供视频点播服务。服务器端利用微软的ISAPI技术，直接将IIS作为流媒体服务器，节省硬件成本，减轻网站管理工作量；播放器控件全面支持RMVB/RM/ASF/WMV/FLV格式的视频文件，实现Web在线播放。该软件将IIS转换成流媒体服务器，需要将基于ISAPI技术的一个小动态库，放到网站根目录下，给网站的安全性增加一定的风险。

2.1.3 WindowsMediaServices

Windows Media Server服务是Windows Server 2003系统自带组件之一，在默认情况时未安装，需要自行手动添加。Mircosoft的Windows Media Services由于提供了免费的全套解决方案和优越的性能，得到广泛的应用。其特点主要有：

(1) 流媒体的速率范围非常广。

Windows Media Services制作节目流的最低速率是22 kb/s，最高可达4 Mb/s。用户既可以用Modem接入，也可以使用LAN接入。图像质量可从桌面的小图像到高质量的全屏幕图像。

(2) 采用先进的视频、音频压缩编码方法。

Windows Media Services采用基于MPEG-4的视频压缩算法。对于视频信息，当采用CIF格式、编码速率达到300 kb/s时，就可以全屏播放，其图像质量与VCD相当。其最新的Windows MediaVideo 8编码器实现了在500 kb/s传送速率下，提供接近于DVD质量的画面[2](分辨率640×480像素，24 FPS)。音频处理采用Microsoft研发的编码器，其最新的Windows Media Audio 8在提供与MP3同等声音质量的条件下，数据文件大小仅为MP3的1/3[3]。先进的视频、音频压缩编码方法使网络播放成为可能。

(3) 对多速率的支持。

用Windows Media Services对音频、视频信息编码后，虽然只产生一个流文件，但在这个文件中最多可以有6种不同速率的流[4]。当用户点播节目时，会根据用户接入带宽的不同，选择一种与用户相近的速率发送给用户。因此，同一个节目，不同接入带宽的用户均可以点播，但获得的音频、视频质量各不相同。

(4) 强大的数据同步功能。

Windows Media Services在提供流媒体发布功能的同时还具有强大的数据同步功能。它可以将很多标记(marker)和命令脚本(script)插入到编码后的流中，用户在播放过程中可以直接跳转到指定标记的位置进行播放，利用标记将节目中的内容进行分段，从而实现随机浏览的功能。如果节目中加入了命令脚本，当播放器遇到这些命令时,会根据命令执行不同的操作。

图2为搭建好的命名为CMS-101的流媒体服务器管理界面。

图2 流媒体服务器管理界面Fig.2 Management page of streaming media server

2.2 网站对接定义

点播系统视频的发布由A.SOP电子政务公共服务管理与支撑平台支持，通过该平台可以方便地管理视频的介绍信息、封面图片以及视频的URL地址，该平台利用自身网页发布的优势，将系统内部的各个组件(如新闻列表、图片列表等)有序地组合在一起，使视频信息的介绍更清晰、页面更美观。此外，该平台支持后台代码上传，所以在上传信息的同时，可以将自己设计的流媒体播放器发布到Web浏览器，供用户浏览。下面是定义播放器的一段代码，通过这段代码可以实现在网页中加载播放器以观看视频。

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allowfullscreen=″true″

src=″mms://211.142.29.150/PublishingPoint1/抗震设防条例.wmv″ quality=″high″

width=″600″

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图3为网站cms管理系统后台对视频点播系统信息的管理界面。

图3 点播系统信息管理界面Fig.3 Information management interface of video-on-demand system

3 应用展示

该视频点播系统已经上线，公众可以通过点击视频的概要图弹出播放器观看视频。图4为视频信息在网页中的展示，以方便公众浏览。

图5为视频在网页中以弹出浮动窗口的形式进行播放。

4 结语

以图片和文字来宣传防震减灾知识的方式已经不能完全满足公众的需求，生动形象的视频对于防震减灾知识的传播具有很大的影响力。文中介绍的视频点播系统实现了防震减灾知识通过流媒体的形式供公众在网页上观看的基本功能。此系统结合目前工作中使用的网站cms管理系统及免费的Windows Media Services软件，在不增加额外经济支出的情况下实现了科普网知识传播方式的多样性，收到了较好的效果。但系统仍存在不足之处，如，播放器页面不够美观和人性化；缺乏视频的搜索功能，不方便公众查找自己需要

图4 视频信息网页Fig.4 Video information page

图5 视频在网页中播放界面Fig.5 Play interface of video in web page

的信息，需在今后的研究中不断完善。

[1] 周小文.流媒体技术应用与发展趋势探讨[J].新闻知识,2007(9):80-81.

[2] 胡 敏.流媒体技术在网络中的应用与发展探究[J].电子测试,2014(3):131-132.

[3] 李学明，李 继，魏 芳.远程教育系统及其实现[M].北京:人民邮电出版社,2000.

[4] 张国瑜.流媒体农业科技互动平台研究[J].山西农业大学学报(社会科学版)，2010,9(3)：326-328.

Application of Streaming Media on Video-on-Demand System in Shanxi Popular Earthquake Science Network

LUO Yong1,2, YAN Xiao-mei1,2, ZHANG Rui-fang1,2

(1.Earthquake Administration of Shanxi Province, Taiyuan Shanxi 030021, China;2.Stake Key Observatory of Shanxi Rift System, Taiyuan Shanxi 030025, China)

This paper briefly introduces the key technologies of streaming media and video-on-demand system in popular science network. The realization method of the construction of popular earthquake science video-on-demand system on the popular earthquake science network by streaming media technology is elaborated. The application example shows that of the technology broadens the propaganda channel of popular science knowledge. It is useful to the public to know more comprehensive, the latest earthquake disaster mitigation popular science knowledge in time.

Streaming media; Vido-on-demand system; Popular science network

1000-6265(2016)04-0042-04

2016-05-17

罗 勇(1986— )，男，山西省榆县人。2012年毕业于北京建筑工程学院，硕士研究生，工程师。

P315.99

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