流媒體技術(shù)基礎(chǔ)課件

1、第二章 流媒體技術(shù)基礎(chǔ)2.1 Windows Media 2.2 Real Media2.3 QuickTime2.4 其他流媒體技術(shù)Flash流格式動(dòng)畫2.1 Windows Media Windows Media Technology是Microsoft提出的信息流式播放方案，旨在Internet和Intranet上實(shí)現(xiàn)包括音頻、視頻信息在內(nèi)的多媒體流信息的傳輸。 其技術(shù)核心是ASF（Advanced Stream Format 高級(jí)流格式）文件，ASF是一種包含音頻、視頻、圖像以及控制命令、腳本等多媒體信息的數(shù)據(jù)格式，通過分成一個(gè)個(gè)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包在Internet上傳輸，實(shí)現(xiàn)流式多媒體內(nèi)容

2、發(fā)布，因此，我們把在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)膬?nèi)容就稱為ASF Stream。 ASF支持任意的壓縮/解壓縮編碼方式，并可以使用任何一種底層網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，具有很大的靈活性。2.1.1 Windows Media 技術(shù)平臺(tái)概述Windows Media 技術(shù)平臺(tái)由Media Tools，Media Server和Media Player工具構(gòu)成。 1）Media Tools是整個(gè)方案的重要組成部分，它提供了一系列的工具幫助用戶生成和編輯ASF格式的多媒體流（包括實(shí)時(shí)生成的多媒體流）； 2）Media Server可以保證文件的保密性，不被下載，并使每個(gè)使用者都能以最佳的影片品質(zhì)瀏覽網(wǎng)頁(yè)，同時(shí)具有多種文件發(fā)布形

3、式和監(jiān)控管理功能； 3）Media Player則提供強(qiáng)大的流信息的播放功能。 1.Windows Media工具創(chuàng)建、編輯工具； 2.Windows Media服務(wù)器單播、組播（廣播）； 3.Windows Media播放。創(chuàng)建工具： 生成ASF格式的多媒體流編輯工具：Media播放將實(shí)時(shí)或存儲(chǔ)的視頻、音頻內(nèi)容轉(zhuǎn)化為ASF流，經(jīng)服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò)中傳送。編碼：Media Encoder創(chuàng)作：Media Author演示音頻轉(zhuǎn)換：VidToAsf、WavToAsf 聲音、電影文件Asf格式對(duì)ASF格式的流信息進(jìn)行編輯與管理后期制作工具， ASF Check、 ASF Chop用于檢驗(yàn)、修復(fù)或新增與刪

4、除asf要素。可以播放單播、組播（廣播）提供的內(nèi)容2.1.2 Windows Media 組件2.1.3 ASF格式ASF是一種數(shù)據(jù)格式，音頻、視頻、圖形、動(dòng)畫以及控制命令腳本等多媒體信息通過此格式，以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的形式傳輸，實(shí)現(xiàn)流式多媒體內(nèi)容發(fā)布。 ASF的技術(shù)特點(diǎn): 主要視頻部分采用MPEG-4壓縮算法； 音頻部分采用WMA算法； 壓縮比和視、音頻的質(zhì)量均好。 ASF最大的優(yōu)點(diǎn)就是體積小、適合網(wǎng)絡(luò)傳輸。特點(diǎn)： (1)可擴(kuò)展的媒體類型（ASF文件允許制作者很容易的定義新的媒體格式類型）。 (2)部件下載（具有特定的有關(guān)播放的信息，這些信息能夠?yàn)榭蛻魴C(jī)找到合適的所需的播放部件）。 (3)可伸縮的

5、媒體類型（ASF是設(shè)計(jì)用來(lái)表示可伸縮的媒體類型的“帶寬”之間的依賴關(guān)系）。 (4)流的優(yōu)先級(jí)化（ASF允許制作者有效的表達(dá)他們的意見（有關(guān)媒體的優(yōu)先級(jí)）甚至在可伸縮媒體類型出現(xiàn)的情況下也可以）。 (5)多語(yǔ)言（ASF設(shè)計(jì)支持多語(yǔ)言）。 (6)目錄信息（ASF提供可繼續(xù)擴(kuò)展的目錄信息的功能）。ASF文件格式： ASF 格式文件基本的組織單元稱為ASF對(duì)象，其結(jié)構(gòu)包括：全球唯一的對(duì)象標(biāo)識(shí)符（Object ID）16B=128位；對(duì)象大?。∣bject Size）8B=64位；和可變長(zhǎng)的對(duì)象數(shù)據(jù)（Object Data）XB。ASF文件邏輯上是由三個(gè)高層對(duì)象組成:頭對(duì)象（Header Object）

6、數(shù)據(jù)對(duì)象(Data Object)和索引對(duì)象(Index Object) ASF文件的三個(gè)高層對(duì)象ASF連接對(duì)象頭對(duì)象頭對(duì)象數(shù)據(jù)對(duì)象索引對(duì)象其他對(duì)象ASF 頭對(duì)象 在ASF的三個(gè)高層對(duì)象中，頭對(duì)象是唯一包含其他ASF 對(duì)象的對(duì)象。頭對(duì)象可能包含以下對(duì)象： 文件屬性對(duì)象全局文件屬性。 流屬性對(duì)象定義一個(gè)媒體流和其屬性。 內(nèi)容描述對(duì)象包含所有目錄信息。 部件下載對(duì)象提供播放部件信息。 流組織對(duì)象邏輯上把多個(gè)媒體流組織在一起。 可伸縮對(duì)象定義媒體流之間的可伸縮的關(guān)系。 優(yōu)先級(jí)對(duì)象定義相關(guān)流的優(yōu)先級(jí)。 相互排斥對(duì)象定義排斥關(guān)系如語(yǔ)言選擇。 媒體相互依賴對(duì)象定義混合媒體流之間的相互依賴關(guān)系。 級(jí)別對(duì)象根

7、據(jù)W3C PICS定義文件的級(jí)別。 索引參數(shù)對(duì)象提供必要的信息以重建ASF文件的索引。ASF數(shù)據(jù)對(duì)象 數(shù)據(jù)對(duì)象包含一個(gè)ASF 文件的所有多媒體數(shù)據(jù)。多媒體數(shù)據(jù)以ASF數(shù)據(jù)單元的形式存儲(chǔ)，每一個(gè)ASF數(shù)據(jù)單元都是可變長(zhǎng)的，且包含的數(shù)據(jù)必須是同一種媒體流。ASF索引對(duì)象 ASF索引對(duì)象包含一個(gè)嵌入ASF文件的多媒體數(shù)據(jù)的基于時(shí)間的索引。2.2 Real Media1、Real Networks公司是世界領(lǐng)先的網(wǎng)上流式視音頻解決方案的提供者，提供從制作端、服務(wù)器端到客戶端的所有產(chǎn)品。它的客戶端播放器 Realplayer的全球注冊(cè)人數(shù)已經(jīng)達(dá)到4億人。Rea Networks公司最新的網(wǎng)上流式視音頻解

8、決方案叫RealSystem IQ，其優(yōu)點(diǎn)是容易安裝，在高低帶寬均可提供良好的視音頻質(zhì)量，但價(jià)格較貴。作為流媒體領(lǐng)域的主導(dǎo)廠商，Rea Networks公司憑借其優(yōu)秀的技術(shù),占領(lǐng)了一多半的網(wǎng)上流式視音頻點(diǎn)播市場(chǎng)。RealMedia發(fā)展的時(shí)間比較長(zhǎng)，因此具有很多先進(jìn)的設(shè)計(jì)，例如：可伸縮視頻技術(shù)：可以根據(jù)用戶計(jì)算機(jī)速度和鏈接質(zhì)量而自動(dòng)調(diào)整媒體的播放質(zhì)量。兩次編碼技術(shù)：可通過對(duì)媒體內(nèi)容進(jìn)行預(yù)掃描，再根據(jù)掃描的結(jié)果來(lái)編碼從而提高編碼質(zhì)量。自適應(yīng)流技術(shù)：可通過一個(gè)編碼流提供自動(dòng)適合不同帶寬用戶的流播放。2.2.1 Real system系統(tǒng)組成Real System由媒體內(nèi)容制作工具Real Produ

9、cer、服務(wù)器端RealServer、客戶端軟件（Client Software）3部分組成。 Real System采用SureStream技術(shù)，自動(dòng)地并持續(xù)地調(diào)整數(shù)據(jù)流的流量以適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用中的各種不同網(wǎng)絡(luò)帶寬需求，輕松實(shí)現(xiàn)視音頻和三維動(dòng)畫的回放。2.2.2 Real Media文件格式在Real Media 規(guī)范中主要包括三類文件：RealAudio：傳輸接近CD音質(zhì)的音頻數(shù)據(jù)RealVideo：傳輸不間斷的視頻數(shù)據(jù)RealFlash：高壓縮比的動(dòng)畫格式RealMedia 文件格式；使RealSystem可以通 過各種網(wǎng)絡(luò)傳送高質(zhì)量的多媒體 內(nèi)容。 1. 加標(biāo)志的文件格式 使用四字符編碼來(lái)

10、標(biāo)識(shí)文件元素。文件的基本部件是塊（chunk）每個(gè)塊包括下面字段： ID:指明塊標(biāo)識(shí)符的四字符編碼； Size:塊中限定數(shù)據(jù)大小的32位數(shù)值； Data:數(shù)據(jù)塊部分。依類型的不同，上層的塊可以包含子對(duì)象。2. 報(bào)頭部分 一般情況下，RealMedia 的報(bào)頭部分有下面四種： RealMedia文件報(bào)頭RealMedia文件的第一個(gè)塊 屬性報(bào)頭（Properties Header ） 媒體屬性報(bào)頭（Media Properties Header ） 內(nèi)容描述報(bào)頭（Content Description Header ） RealMedia 文件報(bào)頭以后，其它報(bào)頭的出現(xiàn)可以任何次序。 3. 數(shù)據(jù)部

11、分（Data Section） 由數(shù)據(jù)部分報(bào)頭和后面排列的媒體數(shù)據(jù)包組成。數(shù)據(jù)塊報(bào)頭標(biāo)志數(shù)據(jù)塊的開始，媒體數(shù)據(jù)包是流媒體數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包。4. 索引部分（Index Section） 由描述索引區(qū)內(nèi)容的索引塊報(bào)頭和一串索引記錄組成2.2.3 Real System中的數(shù)據(jù)通信RealProducerRealServerRealPlayerTCPUDPTCPUDPReal Player 播放過程RAM2.2.4 Real System 系統(tǒng)中 RTSP 通信RTPRTSP ServerTCP控制信道單工UDP信道(provide media data)全雙工UDP信道(provide synchro

12、nization)Odd PortRTSP ClientEven PortOdd PortRDTRTSP ServerTCP控制信道單工UDP信道(provide media data)單工UDP重發(fā)請(qǐng)求服務(wù)器端口缺省值：554RTSP Client2.2.5 Real Server中的多播技術(shù)將一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)直播流同時(shí)傳遞給多個(gè)客戶端，而無(wú)需為每一客戶的連結(jié)發(fā)送一個(gè)單獨(dú)的數(shù)據(jù)流,客戶端只需連結(jié)到這個(gè)數(shù)據(jù)流，而不是連結(jié)到 Real Server，從而降低帶寬的使用。為了利用多播技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在服務(wù)器和客戶端之間的所有設(shè)備必須是支持多播技術(shù)的，包括路由器、交換機(jī)和其他的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。一般用在Intranet

13、環(huán)境中。1. Back-Channel Multicast（反向信道多播）在客戶端和服務(wù)器之間保持一個(gè)用于統(tǒng)計(jì)和控制信息交互的控制信息雙向傳輸RTSP或PNA協(xié)議：提供驗(yàn)證和連接統(tǒng)計(jì)功能2. Scalable Multicast（可伸縮多播）無(wú)控制信道用戶統(tǒng)計(jì)只能在多播結(jié)束或用戶停止播出或關(guān)閉Real Player時(shí)進(jìn)行單向傳輸U(kuò)PL格式SDP（會(huì)話描述協(xié)議）2.2.6 Real Server中的分流技術(shù)一般用于網(wǎng)絡(luò)直播Transmitter（發(fā)送服務(wù)器）通過UDP單播、UDP組播和TCP將直播媒體流發(fā)送到分布在各地的多個(gè)接收服務(wù)器，客戶端可以就近訪問服務(wù)器獲得較高質(zhì)量的媒體流。減少帶寬使用T

14、ransmitter與Receiver（接收服務(wù)器）之間由高速鏈路連接。2.2.7 Sure Stream存在問題：通過低速率調(diào)制解調(diào)器與Internet連接；限制發(fā)布媒體質(zhì)量或連接人數(shù)。解決方法：一、服務(wù)器減少發(fā)送給客戶端的數(shù)據(jù)而阻止再緩沖，在Real System 5.0中，稱為“視頻流瘦化”；二、根據(jù)不同連接速率創(chuàng)建多個(gè)文件，根據(jù)用戶連接，服務(wù)器發(fā)送相應(yīng)文件。Sure Stream技術(shù)：一、確立一個(gè)編碼框架，允許不同速率的多個(gè)流同時(shí)編碼，合并到同一個(gè)文件中；二、采用一種復(fù)雜客戶/服務(wù)器機(jī)制探測(cè)帶寬變化。2.3 Quick Time2.3.1 Quick Time 文件格式媒體描述和媒體數(shù)

15、據(jù)分開存儲(chǔ)媒體描述或元數(shù)據(jù)（Meta-Data）Movie：包含軌道數(shù)目、視頻壓縮格式和時(shí)間信息，媒體數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)域的索引媒體數(shù)據(jù)：所有的采樣數(shù)據(jù)，如視頻幀和音頻采樣媒體數(shù)據(jù)可與QuickTime movie存儲(chǔ)在同一個(gè)文件中，也可在一個(gè)單獨(dú)的文件或者在幾個(gè)文件中1. Atom2. QuickTime Atom Containers數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)大小信息Data報(bào)頭數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)類型子原子葉原子數(shù)據(jù)大小信息Data數(shù)據(jù)大小信息原子ID原子類型數(shù)據(jù)類型Data數(shù)據(jù)大小信息數(shù)據(jù)類型雙親原子2.3.2 Quick Time 文件結(jié)構(gòu)一群原子的集合不規(guī)定原子的次序2.3.3 Quick Time MovieVi

16、deo Media 信息Music Media 信息Text Media 信息TracksMovies2.3.4 Quick Time 制作技術(shù)媒體制作軟件 Quick Time Pro制作虛擬環(huán)境的工具軟件 Quick Time VR2.3.5 Quick Time 發(fā)布技術(shù)點(diǎn)播、實(shí)時(shí)廣播、非實(shí)時(shí)廣播RTP/RTSP（高帶寬用戶）；HTTP（低帶寬用戶）不支持 Sure Stream 技術(shù)2.3.6 Quick Time 播放技術(shù)Quick Time Player2.4 Flash流媒體交互式矢量動(dòng)畫標(biāo)準(zhǔn) 采用矢量作圖技術(shù)：各元素均為矢量；只用少量的數(shù)據(jù)就可以描述一個(gè)復(fù)雜的對(duì)象 體積小，加載

17、速度快，采用流控制技術(shù)（易于網(wǎng)上流傳） 由時(shí)間發(fā)展為先后順序排列的一系列編輯幀組成 除傳統(tǒng)的“幀幀”動(dòng)畫變形，還支持過渡變形技術(shù)，包括移動(dòng)變形和形狀變形 交互性：通過 Action Script 實(shí)現(xiàn) 服務(wù)端 Flash Media Server 包括四個(gè)部分：交互服務(wù)器、版權(quán)保護(hù)、媒體流服務(wù)器、編碼服務(wù)器。 制作端Flash, Flash Video Encoder客戶端 Adobe Flash Player流媒體格式.swf .flv1.FLV文件格式特點(diǎn)：相當(dāng)簡(jiǎn)單，且文件更小，因此很多的視頻網(wǎng)站都采用FLV作為流媒體文件。FLV是一個(gè)二進(jìn)制文件，由文件頭和很多tag組成。Tag又 可以分

18、成三類：Audio、Video、Script，分別代表音頻流、視頻流、腳本流（關(guān)鍵字或者文件信息之類）文件頭tag1內(nèi)容1tag2內(nèi)容2 FLV文件頭：包括文件類型之類的全局信息文件類型版本流信息Header長(zhǎng)度3個(gè)字節(jié)文件格式標(biāo)識(shí)FLV( 0 x464C56 )1個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)文件的版本號(hào) 0 x01 1個(gè)字節(jié) 前5個(gè)bit是0 第6個(gè)bit為1表示有音頻 第7個(gè)bit是0 第8個(gè)bit為1表示有視頻4個(gè)字節(jié) 標(biāo)識(shí)文件頭長(zhǎng)度2.SWF文件格式特點(diǎn)：1）SWF是Flash Player可以執(zhí)行的唯一文件格式。2）其他任何文件資源如Jpeg、Gif、MP3等，都必須內(nèi)嵌于SWF文件，或通過其下載?？砂裇WF想象成一個(gè)“可執(zhí)行文件”，這個(gè)文件內(nèi)嵌必要的靜態(tài)（比如矢量圖形、視頻、文本等）和ActionScript二進(jìn)制代碼。 3）“可執(zhí)行文件”也能夠調(diào)用外部資源，比如圖片、視頻甚至其他SWF文件。 4）有的SWF文件只包含可執(zhí)行代碼，沒有資源文件。關(guān)口前移，防患于未然。7月-227月-22Tuesday