+5+多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

Chapter5多媒體網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

概述視頻會(huì)議遠(yuǎn)程教育視頻點(diǎn)播

網(wǎng)絡(luò)電話虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程醫(yī)療第一節(jié)概述

多媒體通信業(yè)務(wù)的類型多媒體通信業(yè)務(wù)框架多媒體通信應(yīng)用領(lǐng)域多媒體通信應(yīng)用系統(tǒng)一、多媒體通信業(yè)務(wù)的類型(1)多媒體會(huì)議型業(yè)務(wù)：具有多點(diǎn)通信、雙向信息交換的特點(diǎn)，如視聽會(huì)議、聲像會(huì)議。(2)多媒體會(huì)話型業(yè)務(wù)：具有點(diǎn)到點(diǎn)通信、雙向信息交換的特點(diǎn)，如多媒體可視電話、數(shù)據(jù)交換。(3)多媒體分配型業(yè)務(wù)：具有點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信、單向信息交換的特點(diǎn)，如廣播式視聽會(huì)議。(4)多媒體檢索型業(yè)務(wù)：具有點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信、雙向信息交換的特點(diǎn)，如多媒體圖書館、數(shù)據(jù)庫等。(5)多媒體消息型業(yè)務(wù)：具有點(diǎn)到點(diǎn)通信、單向信息交換的特點(diǎn)，如多媒體文件傳送。(6)多媒體采集型業(yè)務(wù)：具有多點(diǎn)到點(diǎn)通信、單向信息交換的特點(diǎn)，如遠(yuǎn)程監(jiān)控、投票等。一、多媒體通信業(yè)務(wù)的類型如果將這六類多媒體通信業(yè)務(wù)進(jìn)一步歸類的話，可以歸為以下四類。1．人與人之間交談型多媒體通信業(yè)務(wù)，如會(huì)議業(yè)務(wù)和會(huì)話業(yè)務(wù)。2．人與機(jī)之間交互型信息檢索多媒體通信業(yè)務(wù)，如多媒體分配業(yè)務(wù)和多媒體檢索型業(yè)務(wù)。3．多媒體采集業(yè)務(wù)，如城市交通的信息采集系統(tǒng)、智能大樓的全樓監(jiān)控系統(tǒng)。4．多媒體消息業(yè)務(wù)，如多媒體電子郵件。多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用類型多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用類型二、多媒體通信業(yè)務(wù)框架多媒體通信業(yè)務(wù)的框架結(jié)構(gòu)在ITU-TF.700系列標(biāo)準(zhǔn)中作了規(guī)定。三、多媒體通信應(yīng)用領(lǐng)域辦公自動(dòng)化服務(wù)行業(yè)，如教育、財(cái)政和醫(yī)療服務(wù)科學(xué)和工程家庭其他應(yīng)用領(lǐng)域。如軍事和保安（指揮、調(diào)度、會(huì)議與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)）、交通管理、金融、保險(xiǎn)、房地產(chǎn)等。四、多媒體通信應(yīng)用系統(tǒng)視頻會(huì)議遠(yuǎn)程教育視頻點(diǎn)播網(wǎng)絡(luò)電話虛擬現(xiàn)實(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控遠(yuǎn)程醫(yī)療第一節(jié)視頻會(huì)議

概述視頻會(huì)議系統(tǒng)的分類視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成多點(diǎn)視頻會(huì)議電視系統(tǒng)的控制方式視頻會(huì)議相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)視頻會(huì)議關(guān)鍵技術(shù)視頻會(huì)議發(fā)展趨勢(shì)

NetMeeting桌面視頻會(huì)議系統(tǒng)一、視頻會(huì)議概述多媒體會(huì)議系統(tǒng)是一種以多媒體形式支持多方通信和協(xié)同工作的應(yīng)用系統(tǒng)。20世紀(jì)60年代開始：模擬視頻會(huì)議系統(tǒng)20世紀(jì)60年代末期：由模擬系統(tǒng)轉(zhuǎn)向數(shù)字系統(tǒng)。20世紀(jì)80年代初期，研制出2Mb/s彩色數(shù)字視頻會(huì)議系統(tǒng)，并在日本和美國形成了非標(biāo)準(zhǔn)的國內(nèi)視頻會(huì)議網(wǎng)。20世紀(jì)80年代中期：ITU-T制定了H.200系列標(biāo)準(zhǔn)。2019年：ITU-T制定了H.323、H.324系列標(biāo)準(zhǔn)，M.331標(biāo)準(zhǔn)以及T.120系列標(biāo)準(zhǔn)。視頻會(huì)議的優(yōu)點(diǎn)

節(jié)省經(jīng)費(fèi)、節(jié)省時(shí)間爭(zhēng)取時(shí)間、及時(shí)決策提高會(huì)議效率選擇合適的與會(huì)代表，增加與會(huì)人數(shù)我國視頻會(huì)議系統(tǒng)的兩種形式由電信運(yùn)營商經(jīng)營的以預(yù)約租用方式使用的公用視頻會(huì)議系統(tǒng)，系統(tǒng)覆蓋所有省會(huì)及主要地級(jí)城市。需要召開電視會(huì)議的單位應(yīng)事先進(jìn)行預(yù)約，電視會(huì)議在運(yùn)營商的會(huì)場(chǎng)進(jìn)行。對(duì)于偶爾召開電視會(huì)議的單位可考慮這一方案。組建專用系統(tǒng)，如海關(guān)、公安、鐵路、銀行、電力、衛(wèi)星、石油和教育等部門都有自己的專用視頻會(huì)議系統(tǒng)。二、視頻會(huì)議系統(tǒng)的分類1.會(huì)議室型視頻會(huì)議系統(tǒng)會(huì)議室型視頻會(huì)議系統(tǒng)一般安裝在某個(gè)固定的專用會(huì)議室中，配置專用的硬件和軟件、大屏幕顯示器以及音響系統(tǒng)，通常使用專用的寬帶通信信道，能為與會(huì)者提供接近廣播級(jí)的視頻通信質(zhì)量，缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴，這種系統(tǒng)主要用于政府機(jī)關(guān)、軍隊(duì)、通信、教育、金融等行業(yè)的大型會(huì)議。2.移動(dòng)型或分組型視頻會(huì)議系統(tǒng)電子設(shè)備和攝像機(jī)都收藏在一個(gè)可移動(dòng)的櫥柜或小車內(nèi)。與會(huì)議室型系統(tǒng)相比，移動(dòng)型系統(tǒng)使視頻會(huì)議能在可與電話網(wǎng)絡(luò)連接的任何地方舉行。二、視頻會(huì)議系統(tǒng)的分類3.桌面視頻會(huì)議系統(tǒng)典型的桌面型視頻會(huì)議系統(tǒng)由一部小型攝像機(jī)，一個(gè)微型話筒和一張編解碼卡組成。攝像機(jī)是主要的視頻輸入設(shè)備，它與計(jì)算機(jī)內(nèi)的影像攝錄卡或編解碼卡連接。桌面視頻會(huì)議系統(tǒng)終端設(shè)備簡(jiǎn)單，易于安裝操作，價(jià)格便宜，適用于個(gè)人家庭辦公或小型企業(yè)內(nèi)部使用。二、視頻會(huì)議系統(tǒng)的分類三、視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成視頻會(huì)議系統(tǒng)主要分為三個(gè)組成部分：視頻會(huì)議終端設(shè)備多點(diǎn)控制單元傳輸網(wǎng)絡(luò)視頻會(huì)議系統(tǒng)結(jié)構(gòu)視頻輸入輸出設(shè)備視頻編解碼器音頻輸入輸出設(shè)備音頻編解碼器時(shí)延用戶/網(wǎng)絡(luò)接口多路復(fù)用/信號(hào)分離設(shè)備

信息通信設(shè)備

系統(tǒng)控制會(huì)議電視終端設(shè)備B會(huì)議電視終端設(shè)備CMCU會(huì)議電視終端設(shè)備A傳輸信道H.320建議H.261H.221G.703G.711，G.722.G.728H.242.H.230，H.221.H.243.H.281T.120系列H.200/AV.270傳輸網(wǎng)絡(luò)三、視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成1.傳輸網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò)是實(shí)現(xiàn)視頻音頻等多媒體數(shù)據(jù)在不同視頻會(huì)議終端之間以及它們與MCU之間傳輸?shù)钠脚_(tái)。目前電視會(huì)議業(yè)務(wù)可以在多種通信網(wǎng)絡(luò)中展開，例如：SDH數(shù)字通信網(wǎng)、ISDN、LAN、Internet、ATM、DDN、PSTN等等，其傳輸介質(zhì)可以采用光纜、電纜、微波以及衛(wèi)星等數(shù)字信道，或者其他類型的傳輸通道，在用戶接入網(wǎng)范圍內(nèi)，可以使用HDSL、ADSL、HFC網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備進(jìn)行傳輸。三、視頻會(huì)議系統(tǒng)的組成1.傳輸網(wǎng)絡(luò)面向連接的傳輸網(wǎng)絡(luò)（H.320視頻會(huì)議系統(tǒng)）面向無連接的傳輸網(wǎng)絡(luò)（H.323視頻會(huì)議系統(tǒng)）2.

終端設(shè)備

終端設(shè)備指用戶在召開電視會(huì)議時(shí)所用的終端設(shè)施的總稱.終端設(shè)備的功能視頻音頻信號(hào)的采集輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換信號(hào)壓縮編碼多路復(fù)用與解復(fù)用形成各種控制信息，如同步控制、定義幀結(jié)構(gòu)、呼叫規(guī)程、傳送管理密鑰、遠(yuǎn)端攝像機(jī)控制等。2.

終端設(shè)備

1）視頻、音頻的輸入、輸出設(shè)備視頻輸入設(shè)備包括攝像機(jī)及錄像機(jī)。視頻輸出設(shè)備主要包括監(jiān)視器、投影機(jī)、電視墻，分畫面視頻處理器。音頻輸入/輸出設(shè)備主要包括麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、調(diào)音設(shè)備和回聲抑制器。2）信息通信設(shè)備信息通信設(shè)備包括白板、書寫電話、傳真機(jī)等。3．多點(diǎn)控制單元（MCU，MultipointControlUnit）MCU是一個(gè)數(shù)字處理單元，通常設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)（匯接局）處，可供多個(gè)地點(diǎn)的會(huì)議同時(shí)進(jìn)行相互間的通信。MCU對(duì)各個(gè)會(huì)場(chǎng)的圖像、語音、數(shù)據(jù)的信息流進(jìn)行接受、切換和分配，并實(shí)現(xiàn)各種控制。

MCU以數(shù)字方式實(shí)現(xiàn)圖像、語音、數(shù)據(jù)和信令等信號(hào)的混合、切換和控制，但不得影響音頻、視頻等信號(hào)的質(zhì)量。3．多點(diǎn)控制單元MCUDDNISDN會(huì)議MCUDDNISDNISDN…….MCU會(huì)議1會(huì)議23．多點(diǎn)控制單元級(jí)聯(lián)主MCU會(huì)場(chǎng)A會(huì)場(chǎng)B從MCU從MCU二級(jí)二級(jí)會(huì)場(chǎng)C會(huì)場(chǎng)D會(huì)場(chǎng)E會(huì)場(chǎng)F3．多點(diǎn)控制單元級(jí)聯(lián)會(huì)議B主MCU從MCU會(huì)場(chǎng)1－3會(huì)場(chǎng)1－4會(huì)場(chǎng)2－3會(huì)場(chǎng)2－4會(huì)場(chǎng)1－1會(huì)場(chǎng)1－2會(huì)場(chǎng)2－1會(huì)場(chǎng)2－2會(huì)議A四、多點(diǎn)視頻會(huì)議電視系統(tǒng)的控制方式1．語音控制方式2．強(qiáng)制顯像控制方式(演講人控制)3．主席控制方式4．導(dǎo)演控制方式五、視頻會(huì)議相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)1、終端標(biāo)準(zhǔn)H.320窄帶可視電話系統(tǒng)和終端（N-ISDN）H.324低比特率多媒體通信終端（PSTN）H.323基于包交換的多媒體通信系統(tǒng)H.322提供保證業(yè)務(wù)質(zhì)量的局域網(wǎng)多媒體通信系統(tǒng)和終端H.321B-ISDN環(huán)境下H.320終端設(shè)備的適配H.310寬帶多媒體通信系統(tǒng)和終端（ATM/B-ISDN）H.300系列標(biāo)準(zhǔn)包括了其相應(yīng)的視頻、音頻、通信協(xié)議、復(fù)用/同步等H.200系列標(biāo)準(zhǔn)，其數(shù)據(jù)通信協(xié)議采用T.120系列標(biāo)準(zhǔn)五、視頻會(huì)議相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)2、視頻編解碼：H.261、H.263、H.263＋系列的低比特率通信視頻編解碼。3、語音編解碼：G.711、G.722、G.728、G.723.1等語音編解碼標(biāo)準(zhǔn)4、數(shù)據(jù)傳輸：T.120標(biāo)準(zhǔn)5、系統(tǒng)控制：H.221：視聽業(yè)務(wù)中64k～1920k信道的幀結(jié)構(gòu)H.243：3個(gè)或多個(gè)視聽終端間使用，直到2Mbit/s的數(shù)字信道建立通信的過程H.230：視聽系統(tǒng)的幀同步控制和指示信號(hào)H.242：使用直到2Mbit/s數(shù)字信道的視聽終端之間建立通信的系統(tǒng)。六、視頻會(huì)議的關(guān)鍵技術(shù)多媒體信息處理技術(shù)寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分布式處理技術(shù)芯片技術(shù)七、建設(shè)視頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵因素需求分析：包括業(yè)務(wù)要求、系統(tǒng)規(guī)模、安全要求、功能/性能要求、可靠性和預(yù)算控制。采用何種協(xié)議系統(tǒng)：H.320協(xié)議實(shí)現(xiàn)專用系統(tǒng)H.323協(xié)議實(shí)現(xiàn)開放式系統(tǒng)使用何種網(wǎng)絡(luò)類型，是電路交換網(wǎng)還是分組交換網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行費(fèi)用是否可以承受。七、建設(shè)視頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵因素1、視頻會(huì)議系統(tǒng)的制式H.320特點(diǎn)：利用電路交換網(wǎng)絡(luò)組成系統(tǒng)，包括DDN、衛(wèi)星電路、ISDN等時(shí)延小且確定的電路類型；通信帶寬為384～2048kbit/s；屬于專用系統(tǒng)，不同廠商的系統(tǒng)不能互通；功能性能完整，系統(tǒng)成熟H.323特點(diǎn)：利用分組交換網(wǎng)絡(luò)組成系統(tǒng)，如IP網(wǎng)、幀中繼、ATM等，時(shí)延不確定但有一定的帶寬質(zhì)量保證；通信帶寬達(dá)2Mbit/s，不同廠商的系統(tǒng)可以互通。適用于廣域網(wǎng)正式會(huì)議室，又適用于局域網(wǎng)在桌面系統(tǒng)使用的開放式系統(tǒng)。七、建設(shè)視頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵因素2、視頻會(huì)議系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)支持H.320系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)DDN、衛(wèi)星電路：時(shí)延小且確定；使用384kbit/s就可組成具有較好質(zhì)量的視頻會(huì)議系統(tǒng)；ISDN：通信速率128kbit/s；適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或小型會(huì)議。支持H.323系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)幀中繼/ATM：通信基本帶寬為視頻會(huì)議終端設(shè)備速率加上20％左右的IP開銷。七、建設(shè)視頻會(huì)議系統(tǒng)的關(guān)鍵因素3、費(fèi)用設(shè)備費(fèi)用會(huì)議室型：10～30萬元桌面系統(tǒng)型：PC＋視頻插卡系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用：租用電路費(fèi)用北京電信DDN：速率為384kb/s每月每條21750元，30條即為65.25萬元，年租金783萬元。幀中繼：約為DDN的40％視頻會(huì)議系統(tǒng)配置八、視頻會(huì)議系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)ISDN視頻會(huì)議仍大有作為由電信部門購買MCU，由企業(yè)自己購買終端，用戶自己通過Web方式預(yù)定會(huì)議，自己設(shè)置會(huì)議密碼和指定與會(huì)終端的ISDN號(hào)碼，分會(huì)場(chǎng)依其用戶權(quán)限自己組織會(huì)議。ATM視頻會(huì)議難以發(fā)展技術(shù)復(fù)雜、設(shè)備昂貴、標(biāo)準(zhǔn)制定緩慢IP視頻會(huì)議將成主流九、NetMeetingNetMeeting是Microsoft開發(fā)的一種基于TCP/IP的桌面會(huì)議系統(tǒng)，它是一個(gè)完整的實(shí)時(shí)會(huì)議解決方案。

NetMeeting利用Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò)，提供網(wǎng)絡(luò)電話、視頻會(huì)議、多點(diǎn)應(yīng)用程序共享、文件傳輸、網(wǎng)絡(luò)聊天、遠(yuǎn)程桌面共享以及電子白板等功能。1.NetMeeting的一般設(shè)置設(shè)置向?qū)гO(shè)置個(gè)人信息設(shè)置登錄目錄服務(wù)器設(shè)置網(wǎng)絡(luò)類型設(shè)置快捷方式音頻調(diào)節(jié)向?qū)Х乓粢袅空{(diào)節(jié)麥克風(fēng)音量調(diào)節(jié)完成設(shè)置登錄狀態(tài)圖標(biāo)顯示NetMeeting視頻會(huì)議系統(tǒng)的建立NetMeeting可以在局域網(wǎng)內(nèi)使用，也可以在因特網(wǎng)上使用，用戶之間可通過相互“撥號(hào)”進(jìn)行連接，“撥號(hào)”的方法就是呼叫對(duì)方的IP地址。對(duì)于局域網(wǎng)用戶來說，一般都使用固定IP地址，可直接呼叫因特網(wǎng)用戶則一般使用動(dòng)態(tài)IP地址，呼叫的雙方彼此不知道對(duì)方的IP地址，因此需要NetMeeting服務(wù)器把大家聯(lián)系起來。

2.NetMeeting服務(wù)器的安裝與設(shè)置

NetMeeting服務(wù)器事實(shí)上是一個(gè)目錄服務(wù)器；另外，要讓因特網(wǎng)上的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)知道彼此的IP地址，則還需要因特網(wǎng)定位服務(wù)。在Windows2000Server中，安裝“活動(dòng)目錄服務(wù)”和“因特網(wǎng)定位服務(wù)器”后，該服務(wù)器就可以作為NetMeeting服務(wù)器。安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器依次選擇控制面板－－管理工具－－配置服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝活動(dòng)目錄服務(wù)器安裝ILS(InternetLocatorServer，因特網(wǎng)定位服務(wù)器)(1)依次選擇“控制面板→添加/刪除程序→添加/刪除Windows組件”。

(2)在“組件”列表中選中“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)”復(fù)選框，然后單擊“詳細(xì)信息”。

(3)在“網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的子組件”列表中選中“SiteServerILS服務(wù)”復(fù)選框，單擊“確定”按鈕，按提示逐步操作，即可完成NetMeeting服務(wù)器的安裝。安裝ILS安裝ILS檢查NetMeeting服務(wù)器檢查NetMeeting服務(wù)器單擊“確定”，Netmeeting將登錄服務(wù)器，在其中的“呼叫”菜單欄中選擇“目錄”，打開如下對(duì)話框，并顯示已登錄到NetMeeting服務(wù)器中。3.查找并呼叫對(duì)方4.召開網(wǎng)上視頻會(huì)議5.使用聊天功能6.使用白板功能7.共享程序8.傳輸文件第二節(jié)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)

概述實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)多媒體網(wǎng)絡(luò)教室遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)軟件技術(shù)平臺(tái)一、概述學(xué)歷教育+終身教育遠(yuǎn)程教育以其打破時(shí)間和空間限制，能夠最大限度地共享有限的教育資源的優(yōu)點(diǎn)，與在校教育一起成為最主要的教育形式。一、概述－遠(yuǎn)程教育的發(fā)展發(fā)展階段興起時(shí)間技術(shù)基礎(chǔ)教育形態(tài)第一代19世紀(jì)中葉適合自學(xué)的函授印刷材料函授教育第二代20世紀(jì)初期廣播、電視、錄音、錄像等視聽手段。廣播電視大學(xué)第三代20世紀(jì)末期現(xiàn)代信息技術(shù)，特別是因特網(wǎng)和多媒體技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)學(xué)院、虛擬大學(xué)一、概述遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)是指處于不同地理位置的教師和學(xué)生利用現(xiàn)代傳播媒體從事交互式教學(xué)活動(dòng)的一種新型教學(xué)模式，它以互聯(lián)網(wǎng)、電信網(wǎng)、電視網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)的綜合利用為特征，以構(gòu)成一個(gè)數(shù)字化、多媒體化、交互性、實(shí)時(shí)性和教學(xué)方式靈活化的全新遠(yuǎn)程教育環(huán)境為目的。一、概述－我國現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程提高中國教育科研網(wǎng)（CERNET）國家主干網(wǎng)速率，建設(shè)中高速地區(qū)網(wǎng)。主干網(wǎng)Internet地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)地區(qū)網(wǎng)….….校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)校園網(wǎng)CERNETCERNETR的三級(jí)層次結(jié)構(gòu)CERNET八大區(qū)網(wǎng)絡(luò)中心地區(qū)網(wǎng)名稱范圍地區(qū)網(wǎng)中心所在地華北地區(qū)網(wǎng)北京，天津、河北、山西、內(nèi)蒙北京：清華大學(xué)西北地區(qū)網(wǎng)陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆西安：西安交大西南地區(qū)網(wǎng)四川、貴州、云南、西藏成都：電子科大華南地區(qū)網(wǎng)廣東、廣西、海南廣州：華南理工大學(xué)華中地區(qū)網(wǎng)湖南、湖北、河南武漢：華中理工大學(xué)華東（北）地區(qū)網(wǎng)江蘇、安徽、山東南京：東南大學(xué)華東（南）地區(qū)網(wǎng)上海、浙江、江西、福建上海：上海交大東北地區(qū)網(wǎng)遼寧、吉林、黑龍江沈陽：東北大學(xué)一、概述－我國現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星寬帶多媒體傳輸與互聯(lián)網(wǎng)對(duì)接。中央電大通過100兆的上傳帶寬實(shí)現(xiàn)了與中國教育衛(wèi)星寬帶多媒體傳輸平臺(tái)的對(duì)接，開通了衛(wèi)星IP專用播出通道；建成了以中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)（CERNET）、中國公眾網(wǎng)（ChinaNet）與中國教育衛(wèi)星寬帶多媒體傳輸網(wǎng)（CEBSat）高速連接構(gòu)成的“天、地”合一的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育傳輸平臺(tái)；建設(shè)了中央電大對(duì)44個(gè)省級(jí)電大、省級(jí)電大對(duì)所屬分校的多點(diǎn)雙向視頻教學(xué)系統(tǒng)。構(gòu)建了中央、省和分校三級(jí)互動(dòng)教學(xué)平臺(tái)。中央電大更新一次信息，三級(jí)平臺(tái)同時(shí)完成；地方電大反饋信息打包直接發(fā)送到中央電大數(shù)據(jù)中心，改變了廣播電視單向傳輸?shù)膯我荒Ｊ揭?、概述－我國現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育工程建設(shè)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育信息資源，改變目前低水平的課件開發(fā)制作模式，利用各類學(xué)校教育資源的優(yōu)勢(shì)，開發(fā)高質(zhì)量的、符合素質(zhì)教育要求的現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)教育課件。一、概述－遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)分類實(shí)時(shí)教學(xué)系統(tǒng)利用實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)將教師授課的圖像、聲音等實(shí)時(shí)地傳送到各地教學(xué)點(diǎn)，如通過電視直播授課或通過視頻會(huì)議系統(tǒng)參與授課。突出教學(xué)的臨場(chǎng)感和交互性，教學(xué)效果較好，但易受時(shí)間限制非實(shí)時(shí)輔助教學(xué)系統(tǒng)將授課過程錄制成錄像帶由學(xué)生自主選擇，或?qū)⑹谡n過程錄制成流媒體放在網(wǎng)絡(luò)上。學(xué)習(xí)主動(dòng)權(quán)在學(xué)生。一、概述－遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)組成現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)由通信網(wǎng)絡(luò)、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)、非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)組成。1、通信網(wǎng)絡(luò)廣播電視衛(wèi)星通信網(wǎng)：主要用于單向信號(hào)的廣播?；趯＞€的電信業(yè)務(wù)網(wǎng)：主要用于帶寬要求高的實(shí)時(shí)交互式的遠(yuǎn)程教學(xué)?；贗P的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)：可利用的最大的網(wǎng)絡(luò)資源，一般存放大型課件庫。一、概述－遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)組成2、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)非交互式：一般采用衛(wèi)星組網(wǎng)方式交互式：在視頻會(huì)議系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加適用于教學(xué)的專用設(shè)備，如圖文攝像機(jī)、電子白板等。一般采用DDN/FR/ATM專線方式組網(wǎng)。3、非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)包括教學(xué)教務(wù)管理系統(tǒng)、BBS系統(tǒng)、WWW系統(tǒng)、E_mail系統(tǒng)、廣播點(diǎn)播系統(tǒng)、課件庫系統(tǒng)等。二、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)－基于衛(wèi)星通信網(wǎng)方案衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)覆蓋面廣傳輸信息量大初期投入低，投資回收快衛(wèi)星通信網(wǎng)主要由通信廣播衛(wèi)星、地球站、測(cè)量控制跟蹤系統(tǒng)組成。采用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)建設(shè)非交互式實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中采用H.331視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)。采用衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)建設(shè)交互式實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中采用H.320視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)。二、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)－基于衛(wèi)星通信網(wǎng)方案主教室教室教室H.331廣播型實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)教室A教室B從教室BH.320MCUH.320交互式實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)二、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)－基于專線的方案專線傳輸特點(diǎn)：傳輸質(zhì)量高、性能穩(wěn)定但專線只能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通信，當(dāng)分教室較多時(shí)，系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。采用H.320視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)基于ISDN的方案基于DDN的方案基于幀中繼或ATM網(wǎng)的方案二、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)－基于專線的方案基于ISDN的方案ISDN教室A教室B教室CMCUH.3203BRI=384Kbps3BRI3BRIPRI/BRI采用ISDN構(gòu)建遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)使用費(fèi)用低廉，組網(wǎng)方式靈活，擴(kuò)充方便。二、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)－基于專線的方案基于DDN的方案DDN教室A教室B教室C費(fèi)用高M(jìn)CUModemModemModemH.320二、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)－基于專線的方案基于幀中繼或ATM網(wǎng)的方案帶寬寬、時(shí)延小費(fèi)用低于DDN，高于ISDN采用H.320標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)充沒有ISDN靈活二、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)－基于IP網(wǎng)的方案采用H.323標(biāo)準(zhǔn)IP網(wǎng)絡(luò)教室CMCUH.323教室A教室B教室D二、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)－綜合解決方案WAN(ISDN/DDN/ATM)H.320LANH.320/H.323網(wǎng)關(guān)教室C教室B教室AMCUH.323教室D教室EMCU教室F

基于ATM網(wǎng)絡(luò)的大型遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)三、非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)非實(shí)時(shí)輔助教學(xué)系統(tǒng)為學(xué)生的課后復(fù)習(xí)、查詢參考、自修及師生之間的課后交流提供了條件。非實(shí)時(shí)輔助教學(xué)系統(tǒng)包括教學(xué)教務(wù)管理系統(tǒng)、WWW系統(tǒng)、FTP系統(tǒng)、E_mail系統(tǒng)、BBS系統(tǒng)、廣播及點(diǎn)播系統(tǒng)、課件庫系統(tǒng)。三、非實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)點(diǎn)播服務(wù)器WWW服務(wù)器E_mail服務(wù)器多媒體課件庫系統(tǒng)教學(xué)教務(wù)管理系統(tǒng)WANDDN路由器點(diǎn)播服務(wù)器路由器課件制作系統(tǒng)遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)訪問服務(wù)器學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生學(xué)生四、多媒體網(wǎng)絡(luò)教室多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的組成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（網(wǎng)卡、網(wǎng)線、集線器、交換機(jī)）操作系統(tǒng)多媒體網(wǎng)絡(luò)教室（軟件、配件）應(yīng)用軟件四、多媒體網(wǎng)絡(luò)教室多媒體網(wǎng)絡(luò)教室的基本功能語音教學(xué)轉(zhuǎn)播教學(xué)屏幕監(jiān)視遙控輔導(dǎo)師生對(duì)講分組討論電子論壇消息發(fā)送電子舉手電子搶答遠(yuǎn)程命令本地命令網(wǎng)絡(luò)影院遠(yuǎn)程管理遠(yuǎn)程復(fù)位、關(guān)機(jī)安全恢復(fù)遠(yuǎn)程教室五、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)軟件技術(shù)平臺(tái)1．教學(xué)軟件平臺(tái)由一系列可支持多種教學(xué)模式的管理軟件、教學(xué)軟件和工具軟件組成。五、遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)軟件技術(shù)平臺(tái)2．支撐軟件平臺(tái)1）Internet應(yīng)用技術(shù)

2）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

3）超媒體技術(shù)

4）信息檢索技術(shù)遠(yuǎn)程教學(xué)整體解決方案遠(yuǎn)程教學(xué)整體解決方案教學(xué)中心可以根據(jù)需要將1～3路視頻，1~3路音頻，1路計(jì)算機(jī)屏幕信息通過各種網(wǎng)絡(luò)組播發(fā)送給遠(yuǎn)程教學(xué)點(diǎn)，遠(yuǎn)程教學(xué)點(diǎn)可以實(shí)時(shí)收看。根據(jù)遠(yuǎn)程教學(xué)點(diǎn)的實(shí)際情況，可以通過Internet/PSTN/ISDN/DDN/ADSL等傳輸方法將遠(yuǎn)程教學(xué)點(diǎn)的1路音頻和1路視頻信息回傳到北京的中心，傳輸帶寬從56Kbps到1Mbps之間多級(jí)可調(diào)。中心的主講老師可以收看遠(yuǎn)程教學(xué)點(diǎn)的音視頻信息，并且老師還可以根據(jù)需要將回傳的信號(hào)再通過衛(wèi)星分發(fā)給其它的遠(yuǎn)程教學(xué)點(diǎn)觀看。在教學(xué)中心和各遠(yuǎn)程教學(xué)點(diǎn)設(shè)置服務(wù)器，將現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)的所有信息自動(dòng)存儲(chǔ)在服務(wù)器上并生成課件，各個(gè)教學(xué)點(diǎn)的學(xué)生可以選擇課程進(jìn)行點(diǎn)播學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。在直播和點(diǎn)播時(shí)，視頻、音頻和屏幕完全同步；特別是在點(diǎn)播時(shí)，視頻、音頻和屏幕可以同步進(jìn)行快進(jìn)、快退、快放、慢放、直接定位檢索操作。支持大量用戶實(shí)時(shí)觀看直播或點(diǎn)播節(jié)目，用戶可以自由的在所有節(jié)目中切換。第三節(jié)視頻點(diǎn)播

概述

VOD的組成及工作原理

VOD的分類及其服務(wù)方式視頻服務(wù)器機(jī)頂盒基于寬帶IP城域網(wǎng)的VOD系統(tǒng)基于有線電視網(wǎng)的VOD系統(tǒng)

VOD系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域一、概述VOD（VideoOnDemand）即視頻點(diǎn)播技術(shù)，也稱交互式電視點(diǎn)播系統(tǒng)，即按需要的視頻流播放。用戶不必遵守傳統(tǒng)的時(shí)間表，而是根據(jù)自己的意愿隨時(shí)點(diǎn)播希望收看的節(jié)目，從根本上改變了過去被動(dòng)式收看電視的不足。視頻點(diǎn)播是20世紀(jì)90年代末在國外發(fā)展起來的，是一項(xiàng)隨著娛樂業(yè)的發(fā)展而興起的技術(shù)。二、VOD的分類及其服務(wù)方式VOD的分類（按VOD業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)方式）NVOD（NearVideoOnDemand）稱為準(zhǔn)點(diǎn)播系統(tǒng)：多個(gè)視頻流依次間隔一定的時(shí)間啟動(dòng)發(fā)送同樣的內(nèi)容。TVOD（TrueVideoOnDemand）稱為真實(shí)點(diǎn)播系統(tǒng)：用戶不能控制視頻流，每個(gè)視頻流只為一個(gè)用戶服務(wù)。

IVOD（InteractiveVideoOnDemand）稱為交互式點(diǎn)播系統(tǒng)。三、VOD的分類及其服務(wù)方式VOD的分類（按VOD業(yè)務(wù)承載網(wǎng)絡(luò)）基于廣域網(wǎng)絡(luò)的VOD系統(tǒng)寬帶網(wǎng)絡(luò)用戶的接入一般采用FTTB+LAN或ADSL技術(shù)。可以通過專線方式為酒店或小區(qū)等集團(tuán)用戶提供服務(wù)?；诰钟蚓W(wǎng)的VOD系統(tǒng)基于HFC網(wǎng)的VOD系統(tǒng)2.VOD服務(wù)方式(1)單點(diǎn)播放方式。在這種方式下，用戶單獨(dú)占有一個(gè)節(jié)目通道，并對(duì)節(jié)目具有完全的控制。具有快速響應(yīng)、交互性好的特點(diǎn)，具有好的服務(wù)質(zhì)量，但收費(fèi)較高。

(2)多點(diǎn)播放方式。在這種方式下，幾個(gè)用戶共同擁有一個(gè)節(jié)目通道，但節(jié)目只能線性播放，即從頭播到尾，用戶不能進(jìn)行控制，這種方式相當(dāng)于預(yù)約播放方式。這種服務(wù)方式具有預(yù)約節(jié)目的特點(diǎn)，屬簡(jiǎn)單的交互電視，提供中等的服務(wù)質(zhì)量，有較多的用戶，收費(fèi)中等。2.VOD服務(wù)方式(3)廣播方式。在這種方式下，節(jié)目通道相當(dāng)于一個(gè)有線電視頻道，由VOD系統(tǒng)所有者安排節(jié)目及時(shí)間，所有裝有機(jī)頂盒設(shè)備的用戶都可接收節(jié)目，在節(jié)目播放期間不能進(jìn)行控制。不具有交互性，提供較差的服務(wù)質(zhì)量，但有最多的用戶，收費(fèi)較低。三、VOD的組成VOD系統(tǒng)由三大部分組成，它們是服務(wù)端系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、客戶端系統(tǒng)。服務(wù)端系統(tǒng)負(fù)責(zé)用戶請(qǐng)求的響應(yīng)、系統(tǒng)的控制、數(shù)據(jù)的維護(hù)工作，主要由以下部分組成：視頻點(diǎn)播服務(wù)器：對(duì)用戶請(qǐng)求的處理和響應(yīng)、媒體的調(diào)度和形成媒體流系統(tǒng)管理服務(wù)器：用戶管理、媒體管理、資源管理計(jì)費(fèi)系統(tǒng)：計(jì)費(fèi)管理、報(bào)表統(tǒng)計(jì)、計(jì)費(fèi)策略管理。媒體制作系統(tǒng)：將媒體源轉(zhuǎn)換成適合VOD系統(tǒng)的數(shù)字流媒體節(jié)目。媒體庫：存儲(chǔ)媒體節(jié)目。服務(wù)端系統(tǒng)應(yīng)滿足的要求：系統(tǒng)穩(wěn)定性能高支持并發(fā)用戶數(shù)據(jù)量大嚴(yán)格的用戶認(rèn)證和節(jié)目級(jí)別管理系統(tǒng)易擴(kuò)展系統(tǒng)功能完整支持多種媒體格式完善的系統(tǒng)監(jiān)控功能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括具有交換功能的主干網(wǎng)絡(luò)和寬帶接入網(wǎng)絡(luò)兩部分。主干網(wǎng)采用SDH、ATM、IP等傳輸交換技術(shù)和光纖作為傳輸介質(zhì).接入網(wǎng)主要有FTTx、HFC、雙絞線等。電視機(jī)機(jī)頂盒業(yè)務(wù)接入點(diǎn)接入網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器主干網(wǎng)絡(luò)客戶端系統(tǒng)主要提供向用戶提供基本的終端控制功能、信號(hào)接收傳輸及路由選擇功能、解壓縮媒體數(shù)據(jù)流等工作。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中：

計(jì)算機(jī)＋網(wǎng)卡在HFC網(wǎng)絡(luò)中：

電視機(jī)＋機(jī)頂盒；

多媒體計(jì)算機(jī)＋CableModem四、視頻服務(wù)器視頻服務(wù)器就是在網(wǎng)絡(luò)上為點(diǎn)播用戶提供存儲(chǔ)和播放視頻節(jié)目功能的設(shè)備。提供以下功能：（1）請(qǐng)求處理：接收用戶的訪問請(qǐng)求。（2）許可控制：檢查用戶的權(quán)限，考慮新請(qǐng)求的加入是否影響已有服務(wù)的性能。（3）數(shù)據(jù)檢索：從服務(wù)器的存儲(chǔ)系統(tǒng)中檢索數(shù)據(jù)的存放位置。（4）可靠的流傳輸：向用戶提供一個(gè)實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)流。（5）支持類似VCR的操作功能等。視頻服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)1）存儲(chǔ)容量視頻服務(wù)器承載視頻節(jié)目的數(shù)量受服務(wù)器存儲(chǔ)容量的限制。由于硬盤的存儲(chǔ)容量有限，即使采用多硬盤和RAID磁盤陣列技術(shù)，仍存在管理、成本等方面的問題，因此，擴(kuò)展視頻服務(wù)器的存儲(chǔ)系統(tǒng)，建立層次結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)模型是擴(kuò)展視頻服務(wù)器存儲(chǔ)容量的主要技術(shù)。視頻服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)2）存儲(chǔ)I/O帶寬在一個(gè)限定的時(shí)間內(nèi)，磁頭要移動(dòng)到每個(gè)數(shù)據(jù)塊的位置讀取數(shù)據(jù)，這里的時(shí)間消耗取決于磁頭的移動(dòng)速度，磁盤的旋轉(zhuǎn)速度和數(shù)據(jù)塊的大小。減少這個(gè)時(shí)間消耗的關(guān)鍵在于如何減少磁頭的移動(dòng)。在將節(jié)目數(shù)據(jù)放置到硬盤上的時(shí)候就按照某種算法排列，以減少磁頭的移動(dòng)。分塊技術(shù)視頻服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)3）網(wǎng)絡(luò)I/O帶寬合理的調(diào)度流是這個(gè)子系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)?；谟行Ю觅Y源的考慮，視頻服務(wù)器常常利用網(wǎng)絡(luò)組播或者廣播技術(shù)為多個(gè)用戶服務(wù)，也就是說，多處用戶共享同一條視頻流。視頻服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)4）系統(tǒng)管理系統(tǒng)管理子系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)在于判斷系統(tǒng)資源狀況，許可和控制用戶對(duì)視頻服務(wù)器資源的使用。此外，系統(tǒng)的加密問題也屬于該子系統(tǒng)。視頻服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)5）用戶交互控制交互式功能包括“暫?！?、“恢復(fù)”、“快進(jìn)”、“快退”等，是實(shí)現(xiàn)交互式點(diǎn)播電視的基礎(chǔ)。在用戶方實(shí)現(xiàn)：數(shù)據(jù)傳輸量大在服務(wù)器上實(shí)現(xiàn)：加重了服務(wù)器負(fù)擔(dān)視頻服務(wù)器的服務(wù)策略服務(wù)器“推”模式和客戶機(jī)“拉”模式示意圖五、機(jī)頂盒（SetTopBox）它是一種信號(hào)傳輸介質(zhì)與電視機(jī)之間的中間電子設(shè)備。它可以數(shù)字電視信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電視機(jī)可以接收的信號(hào)，同時(shí)，也可以實(shí)現(xiàn)電視廣播從模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的平穩(wěn)過渡，用戶還可以利用它共享因特網(wǎng)的信息資源。機(jī)頂盒分類根據(jù)使用條件的不同，機(jī)頂盒可分為三類：衛(wèi)星直播數(shù)字電視機(jī)頂盒交互式數(shù)字有線電視機(jī)頂盒上網(wǎng)機(jī)頂盒。機(jī)頂盒功能

數(shù)字有線電視機(jī)頂盒除了實(shí)現(xiàn)模擬電視廣播、FM廣播等基本業(yè)務(wù)外還實(shí)現(xiàn)許多增值業(yè)務(wù)，主要業(yè)務(wù)包括：(1)電子節(jié)目指南（EPG）(2)VOD（視頻點(diǎn)播）(3)因特網(wǎng)接入和IP電話(4)接收各種數(shù)字電視節(jié)目(5)高速數(shù)據(jù)廣播(6)條件接收(7)軟件在線升級(jí)機(jī)頂盒結(jié)構(gòu)

數(shù)字有線電視機(jī)頂盒邏輯結(jié)構(gòu)框圖1.硬件系統(tǒng)數(shù)字有線電視機(jī)頂盒硬件結(jié)構(gòu)框圖2.軟件系統(tǒng)第三代數(shù)字有線電視機(jī)頂盒的軟件結(jié)構(gòu)3.中間件它將應(yīng)用軟件與硬件平臺(tái)分隔開來，使具體應(yīng)用不依賴于具體的硬件平臺(tái)，并定義一組完整的、符合數(shù)字電視廣播相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用程序接口，使應(yīng)用程序獨(dú)立于操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)。其最大的優(yōu)勢(shì)之一就是屏蔽多樣的系統(tǒng)資源，保證良好的互操作性。六、基于寬帶IP城域網(wǎng)的VOD系統(tǒng)FTTx+LAN寬帶IP城域網(wǎng)核心層大多采用吉比特路由器，匯聚層采用三層交換機(jī)。核心層和匯聚層之間通過光纖或SDH、ATM電路相連。傳輸帶寬可達(dá)622Mbps或2.5Gbps接入層一般采用100M寬帶樓宇交換機(jī)，通過光纖連接到匯聚層交換機(jī)，每個(gè)樓宇交換機(jī)可連接12、18或24個(gè)10Mbps用戶。沒有樓宇交換機(jī)的地方，采用ADSL技術(shù)六、基于寬帶IP城域網(wǎng)的VOD系統(tǒng)解決業(yè)務(wù)流量不均衡問題在網(wǎng)絡(luò)匯聚層或接入層設(shè)置鏡像服務(wù)節(jié)點(diǎn)。鏡像服務(wù)節(jié)點(diǎn)由鏡像點(diǎn)播服務(wù)器和鏡像高速存儲(chǔ)設(shè)備組成。采用分布式的存儲(chǔ)和分發(fā)策略。即將視頻節(jié)目的聲像數(shù)據(jù)文件的文件格式、大小、速率、存取權(quán)限和在網(wǎng)絡(luò)中的位置等描述信息組成元數(shù)據(jù)。主節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)所有節(jié)目的元數(shù)據(jù)和完整的聲像數(shù)據(jù)文件，鏡像服務(wù)節(jié)點(diǎn)保存全部節(jié)目的元數(shù)據(jù)、部分高點(diǎn)播率節(jié)目的全部和部分節(jié)目的第一段數(shù)據(jù)。即預(yù)取緩存技術(shù)。寬帶IP城域網(wǎng)六、基于寬帶IP城域網(wǎng)的VOD系統(tǒng)小區(qū)/樓宇用戶小區(qū)/樓宇用戶鏡像視頻服務(wù)器鏡像磁盤陣列鏡像視頻服務(wù)器鏡像磁盤陣列LANLANADSL用戶視頻服務(wù)器磁盤陣列計(jì)費(fèi)管理系統(tǒng)管理節(jié)目制作主節(jié)點(diǎn)服務(wù)ADSL用戶七、基于有線電視網(wǎng)的VOD系統(tǒng)HFC（光纖同軸混合網(wǎng)）是目前有線電視接入網(wǎng)絡(luò)的主要形式。目前，全國有300多個(gè)有線電視網(wǎng)絡(luò)公司在雙向HFC分配網(wǎng)上進(jìn)行綜合業(yè)務(wù)試點(diǎn)。我國目前VOD建設(shè)還處在發(fā)展初期，大多數(shù)應(yīng)用仍以高檔酒店、大型寫字樓、高檔生活小區(qū)等局域網(wǎng)應(yīng)用為主。七、基于有線電視網(wǎng)的VOD系統(tǒng)有線電視網(wǎng)經(jīng)歷了同軸網(wǎng)絡(luò)、單向HFC網(wǎng)絡(luò)、雙向HFC網(wǎng)絡(luò)三個(gè)階段。同軸電纜階段同軸電纜作為干線，以有線電視機(jī)房為中心形成星型干線網(wǎng)絡(luò)，干線到居民區(qū)后采用樹型同軸分配網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)帶寬為450MHz、550MHz七、基于有線電視網(wǎng)的VOD系統(tǒng)單向HFC網(wǎng)絡(luò)階段以光纖作為干線網(wǎng)絡(luò)將信號(hào)傳送至居民區(qū)，然后采用同軸電纜分配網(wǎng)絡(luò)到用戶。帶寬為750MHz以上。雙向HFC網(wǎng)絡(luò)階段光纖干線部分采用兩芯，同軸電纜分配網(wǎng)絡(luò)采用分配器替代分支器，將同軸電纜分配網(wǎng)絡(luò)由樹型改造成總線型。進(jìn)入樓道內(nèi)分配網(wǎng)絡(luò)為集中分配方式。省內(nèi)傳輸網(wǎng)絡(luò)、市內(nèi)環(huán)形骨干網(wǎng)、雙向HFC接入網(wǎng)三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。七、基于有線電視網(wǎng)的VOD系統(tǒng)HFC信道565550750MHz數(shù)字模擬數(shù)字上行數(shù)字通道下行模擬通道下行數(shù)字通道HFC信道七、基于有線電視網(wǎng)的VOD系統(tǒng)基于有線電視網(wǎng)的VOD系統(tǒng)是在有線電視的頭端系統(tǒng)中增加VOD前端系統(tǒng)，并利用HFC接入網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與VOD用戶端系統(tǒng)的互聯(lián)。三種基于有線電視網(wǎng)的VOD系統(tǒng)模擬單向傳輸系統(tǒng)中的VOD應(yīng)用模式數(shù)字單向傳輸系統(tǒng)中的VOD應(yīng)用模式全數(shù)字雙向傳輸系統(tǒng)中的VOD應(yīng)用模式八、VOD系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域1．影視歌曲點(diǎn)播影視歌曲點(diǎn)播應(yīng)用于卡拉OK歌廳、賓館飯店、住宅小區(qū)、有線電視臺(tái)等。

2．教育和培訓(xùn)教育和培訓(xùn)應(yīng)用于校園網(wǎng)和多媒體教室、遠(yuǎn)程教學(xué)、企業(yè)內(nèi)部培訓(xùn)、醫(yī)院病理分析和遠(yuǎn)程醫(yī)療等。八、VOD系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域3．多媒體信息發(fā)布多媒體信息發(fā)布應(yīng)用于電子圖書館、政府企業(yè)等。4．交互式多媒體展示交互式多媒體展示應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)、火車站、影劇院、展覽館、博物館、廣告業(yè)、商場(chǎng)、百貨公司等。第五節(jié)VoIP

可視電話IP電話的概念I(lǐng)P電話的通話方式VoIP的基本傳輸過程IP電話的組成部分IP電話與PSTN電話的技術(shù)差別IP電話的業(yè)務(wù)流程一、可視電話可視電話是利用電話線路實(shí)時(shí)傳送人的語音和圖像的一種通信方式。由電話機(jī)、攝像設(shè)備、電視接收顯示設(shè)備及控制器組成?？梢曤娫挼陌l(fā)展1964年美國第一臺(tái)黑白可視電話問世1992年AT&T推出基于普通電話交換網(wǎng)的彩色可視電話。2019年ITU-T制定了H.324標(biāo)準(zhǔn)（針對(duì)低速率信道的低比特率多媒體通信終端標(biāo)準(zhǔn)）一、可視電話實(shí)現(xiàn)可視電話的幾個(gè)關(guān)鍵問題使用現(xiàn)有的普通電話線傳送活動(dòng)的圖像320×240，15幀/秒，未壓縮27Mbps，壓縮后33.6Kbps價(jià)格應(yīng)合理2000元以上有統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)H.324標(biāo)準(zhǔn)一、可視電話可視電話分類PSTN型單機(jī)類基于PC型ISDN型專網(wǎng)型一、可視電話視頻子系統(tǒng)H.324支持H.261和H.263兩種視頻編碼，在相同傳輸速率下，H.263能提供比H.261高20％～100％的視頻品質(zhì)音頻子系統(tǒng)H.324最基本的音頻模式是G.723.1語音編解碼器。有5.3Kbps和6.3Kbps兩種速率。控制子系統(tǒng)H.245協(xié)議規(guī)定了控制H.324終端正確操作的端端信令。一、可視電話調(diào)制解調(diào)子系統(tǒng)H.324要求使用全雙工V.34調(diào)制解調(diào)器，在呼叫啟動(dòng)時(shí)運(yùn)用必需的V.8協(xié)議或可選的V.8bit協(xié)議分辨出調(diào)制解調(diào)器類型和操作模式，由V.25ter控制本地調(diào)制解調(diào)器功能。復(fù)用解復(fù)用子系統(tǒng)H.324使用H.223（低位率多媒體通信的復(fù)用協(xié)議）作為復(fù)用器標(biāo)準(zhǔn)。H.223由一個(gè)低級(jí)復(fù)用層和一組適配層組成，適用于每一種媒體類型。一、可視電話暢視2000可視電話組成結(jié)構(gòu)一、可視電話暢視2000可視電話組成結(jié)構(gòu)(1)電源開關(guān)(2)網(wǎng)口（PC）：內(nèi)置HUB提供的與電腦相連的網(wǎng)口（標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線）。(3)網(wǎng)口（LAN）：內(nèi)置HUB提供的與寬帶網(wǎng)相連的網(wǎng)口（標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線）。(4)電源接口(5)視頻輸出(6)音頻輸出(7)視頻輸入(8)音頻輸入(9)電話口（TEL）一、可視電話可使用暢視2000完成以下功能：和其他用戶通話：包括撥打語音和可視電話，接聽來電。使用電話簿：包括呼叫、增加、編輯、查找和刪除電話簿中的用戶，還提供了電話簿的傳送功能使用通話記錄查詢狀態(tài)：包括用戶狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)和設(shè)備信息。召集會(huì)議：可在暢視2000上定義并召開多方會(huì)議，需服務(wù)器支持。一、可視電話可使用暢視2000完成以下功能：會(huì)議控制：當(dāng)暢視2000在多方會(huì)議中時(shí)，可進(jìn)行會(huì)議控制，如申請(qǐng)主持、觀看會(huì)場(chǎng)等。設(shè)置監(jiān)控：暢視2000提供監(jiān)控功能，即監(jiān)控者在建立通話后輸入正確的密碼即可接收暢視2000的圖像。設(shè)置NAT：暢視2000提供代理功能，使連接到PC口的電腦可以與暢視2000同時(shí)上網(wǎng)。二、IP電話的概念I(lǐng)P電話(IPTelephony)、因特網(wǎng)電話(Internettelephony)和VoIP(VoiceoverIP)都是在IP網(wǎng)絡(luò)即信息包交換網(wǎng)絡(luò)（以IP協(xié)議為網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議）上進(jìn)行的呼叫和通話，而不是在傳統(tǒng)的公眾交換電話網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行的呼叫和通話。VoIP指將模擬的語音信號(hào)數(shù)字化，進(jìn)行分段壓縮后按照一定的規(guī)律加上IP地址頭，經(jīng)IP網(wǎng)絡(luò)路由或交換至目的地地址后，IP包再經(jīng)相反過程還原成語音信息。研究歷史20世紀(jì)70年代末和80年代初－－在信息包交換網(wǎng)絡(luò)上傳輸聲音2019年－－真正開發(fā)IP電話市場(chǎng)VocalTec公司率先使用PC軟件在IP網(wǎng)絡(luò)上的兩臺(tái)PC機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通話。2019年－－科技人員在IP網(wǎng)絡(luò)和PSTN網(wǎng)絡(luò)之間的用戶做了第一次通話嘗試。2019年出現(xiàn)具有電話服務(wù)功能的網(wǎng)關(guān)2019年出現(xiàn)具有電話會(huì)議服務(wù)功能的會(huì)務(wù)器2019年是開始應(yīng)用IP電話之年。千禧年開始IP電話用在移動(dòng)IP網(wǎng)絡(luò)上三、IP電話的通話方式IP終端(計(jì)算機(jī))之間的通話特點(diǎn)：雙方需知道對(duì)方網(wǎng)絡(luò)地址及約定相同時(shí)間上網(wǎng)。三、IP電話的通話方式IP終端與普通電話(或可視電話)之間通過IP網(wǎng)絡(luò)和PSTN網(wǎng)絡(luò)的通話特點(diǎn)：計(jì)算機(jī)方能上網(wǎng)，電話機(jī)方能撥號(hào)上本地網(wǎng)的IP網(wǎng)關(guān)。三、IP電話的通話方式普通電話(或可視電話)之間通過IP網(wǎng)絡(luò)和PSTN網(wǎng)絡(luò)的通話四、VoIP的基本傳輸過程傳統(tǒng)的電話網(wǎng)是以電路交換方式傳輸語音，所要求的傳輸寬帶為64kbit/s。而所謂的VoIP是以IP分組交換網(wǎng)絡(luò)為傳輸平臺(tái)，對(duì)模擬的語音信號(hào)進(jìn)行壓縮、打包等一系列的特殊處理，使之可以采用無連接的UDP協(xié)議進(jìn)行傳輸。四、VoIP的基本傳輸過程四、VoIP的基本傳輸過程1、語音-數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換語音信號(hào)是模擬波形，通過IP方式來傳輸語音，需要對(duì)模擬語音信號(hào)進(jìn)行8位或6位的量化，然后送入到緩沖存儲(chǔ)區(qū)中，緩沖器的大小可以根據(jù)延遲和編碼的要求選擇。許多低比特率的編碼器是采取以幀為單位進(jìn)行編碼。典型幀長(zhǎng)為10~30ms?？紤]傳輸過程中的代價(jià)，語間包通常由60、120或240ms的語音數(shù)據(jù)組成。目前采用的語音編碼標(biāo)準(zhǔn)主要有ITU-TG.711。四、VoIP的基本傳輸過程2、原數(shù)據(jù)到IP轉(zhuǎn)換對(duì)語音包以特定的幀長(zhǎng)進(jìn)行壓縮編碼。大部份的編碼器都有特定的幀長(zhǎng)，如15ms的幀，每個(gè)幀含120個(gè)語音樣點(diǎn)。編碼后，將壓縮的幀合成一個(gè)壓縮的語音包送入網(wǎng)絡(luò)處理器。網(wǎng)絡(luò)處理器為語音添加包頭、時(shí)標(biāo)和其它信息后通過網(wǎng)絡(luò)傳送到另一端點(diǎn)。IP網(wǎng)絡(luò)不像電路交換網(wǎng)絡(luò)，它不形成連接，它要求把數(shù)據(jù)放在可變長(zhǎng)的數(shù)據(jù)報(bào)或分組中，然后給每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)附帶尋址和控制信息，并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，一站一站地轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。四、VoIP的基本傳輸過程3、傳送在這個(gè)通道中，全部網(wǎng)絡(luò)被看成一個(gè)從輸入端接收語音包，然后在一定時(shí)間（t）內(nèi)將其傳送到網(wǎng)絡(luò)輸出端。t可以在某全范圍內(nèi)變化，反映了網(wǎng)絡(luò)傳輸中的抖動(dòng)。網(wǎng)絡(luò)中的中間節(jié)點(diǎn)檢查每個(gè)IP數(shù)據(jù)附帶的尋址信息，并使用這個(gè)信息把該數(shù)據(jù)報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到目的地路徑上的下一站。網(wǎng)絡(luò)鏈路可以是支持IP數(shù)據(jù)流的任何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或訪問方法。四、VoIP的基本傳輸過程4、IP包-數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換目的地VoIP設(shè)備接收這個(gè)IP數(shù)據(jù)并開始處理。網(wǎng)絡(luò)級(jí)提供一個(gè)可變長(zhǎng)度的緩沖器，用來調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生的抖動(dòng)。其次，解碼器將經(jīng)編碼的語音包解壓縮后產(chǎn)生新的語音包，這個(gè)模塊也可以按幀進(jìn)行操作，完全和解碼器的長(zhǎng)度相同。在數(shù)據(jù)報(bào)的處理過程中，去掉尋址和控制信息，保留原始的原數(shù)據(jù)，然后把這個(gè)原數(shù)據(jù)提供給解碼器。四、VoIP的基本傳輸過程5、數(shù)字語音轉(zhuǎn)換為模擬語音播放驅(qū)動(dòng)器將緩沖器中的語音樣點(diǎn)取出送入聲卡，通過揚(yáng)聲器按預(yù)定的頻率（例如8kHz）播出。四、VoIP的基本傳輸過程簡(jiǎn)而言之，語音信號(hào)在IP網(wǎng)絡(luò)上的傳送要經(jīng)過從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換、數(shù)字語音封裝成IP分組、IP分組通過網(wǎng)絡(luò)的傳送、IP分組的解包和數(shù)字語音還原到模擬信號(hào)等過程。IP電話的組成PSTNIP電話網(wǎng)關(guān)TCP/IPIP電話網(wǎng)關(guān)PSTN關(guān)守計(jì)帳服務(wù)器管理服務(wù)器終端VoIP的終端可以有多種類型，其中包括傳統(tǒng)的語音電話、ISDN終端、PC，也可以是集語音、數(shù)據(jù)和圖象于一體的多媒體業(yè)務(wù)終端。在未來，終端的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)是標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)格統(tǒng)一的，以減少數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換帶來的開銷。

IP網(wǎng)關(guān)(Gateway)網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)提供IP網(wǎng)絡(luò)和傳統(tǒng)的PSTN接口，從而提供廉價(jià)的長(zhǎng)途通信業(yè)務(wù)。網(wǎng)關(guān)可以支持多種電話線路，包括模擬電話線、數(shù)字中繼線和PBX連接線路，并提供語音編碼壓縮、呼叫控制、信令轉(zhuǎn)換、動(dòng)態(tài)路由計(jì)算等功能。IP網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)網(wǎng)守（Gatekeeper）（關(guān)守、網(wǎng)閘）網(wǎng)守是一個(gè)能夠?qū)钟蚓W(wǎng)或廣域網(wǎng)的H.323終端、網(wǎng)關(guān)或一些多點(diǎn)控制單元提供地址解析、訪問控制、身份驗(yàn)證、安全檢查、域管理、呼叫控制信令以及呼叫管理等的H.323實(shí)體，有時(shí)它也具有帶寬控制和管理、路由控制和計(jì)費(fèi)等功能。在一個(gè)由關(guān)守管理的域內(nèi)，對(duì)所有的呼叫來說，關(guān)守不僅提供呼叫控制業(yè)務(wù)并且起到了中心控制點(diǎn)的作用，在許多場(chǎng)合下可稱之為一個(gè)虛擬交換機(jī)。網(wǎng)守及計(jì)費(fèi)認(rèn)證中心的分層結(jié)構(gòu)管理服務(wù)器管理服務(wù)器是為網(wǎng)絡(luò)管理人員提供的管理工具，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)VoIP網(wǎng)絡(luò)體系中各種組件的管理工作。網(wǎng)管服務(wù)器提供良好的用戶界面，使網(wǎng)管人員可以方便地控制所有的系統(tǒng)組件，包括網(wǎng)關(guān)、關(guān)守等。網(wǎng)管服務(wù)器的功能包括，設(shè)備的控制及配置，數(shù)據(jù)配給，撥號(hào)方案管理及負(fù)載均衡、遠(yuǎn)程監(jiān)控等。

。計(jì)帳服務(wù)器計(jì)帳服務(wù)器對(duì)用戶的呼叫進(jìn)行費(fèi)用計(jì)算，并提供響應(yīng)的單據(jù)和統(tǒng)計(jì)報(bào)表。計(jì)帳服務(wù)器還可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生成計(jì)帳清單、清單打印、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、呼叫的重新計(jì)算、呼叫記錄瀏覽、用戶資料上裝和根據(jù)計(jì)帳卡自動(dòng)生成新用戶等。六、IP電話與PSTN電話的技術(shù)差別從原理上說，IP電話和PSTN電話之間在技術(shù)上的主要差別是它們的交換結(jié)構(gòu)。因特網(wǎng)使用的是動(dòng)態(tài)路由技術(shù)，而PSTN使用的是靜態(tài)交換技術(shù)。PSTN電話是在線路交換網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行，對(duì)每對(duì)通話都分配一個(gè)固定的帶寬，因此通話質(zhì)量有保證。IP電話運(yùn)用的是分組交換技術(shù)。IP電話占用的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)電話IP電話通話費(fèi)用低于傳統(tǒng)電話IP電話的語音質(zhì)量不如傳統(tǒng)電話第六節(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)

概述虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的主要技術(shù)構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)的應(yīng)用領(lǐng)域

虛擬現(xiàn)實(shí)面臨的障礙前言

人類有許多夢(mèng)想，一些夢(mèng)想已經(jīng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，而有一些夢(mèng)想也許永遠(yuǎn)都不可能實(shí)現(xiàn)。然而，有一種技術(shù)卻能使一切夢(mèng)想全部在感知中實(shí)現(xiàn)，這就是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality，簡(jiǎn)稱VR）。

虛擬現(xiàn)實(shí)是在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)以及傳感技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的交叉學(xué)科，由于它生成的視覺環(huán)境是立體的、音效是立體的，人機(jī)交互是和諧友好的，因此虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將一改人與計(jì)算機(jī)之間枯燥、生硬和被動(dòng)的現(xiàn)狀，即計(jì)算機(jī)創(chuàng)造的環(huán)境將人們陶醉在流連忘返的工作環(huán)境之中。

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)是20世紀(jì)90年代以來興起的一種新型信息技術(shù)，它集多媒體、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)為一體，是當(dāng)今前景最好的計(jì)算機(jī)技術(shù)之一。

幾種虛擬現(xiàn)實(shí)虛擬環(huán)境虛擬房間虛擬汽車虛擬人虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展簡(jiǎn)史1962年：MortonHeilig申請(qǐng)專利－

“全傳感仿真器”

SensoramaSimulator

功能：模擬騎車穿越紐約市曼哈頓街

特點(diǎn)：三維視頻，運(yùn)動(dòng)，顏色，立體聲音，香氣，風(fēng)，震動(dòng)1962年：MortonHeilig申請(qǐng)專利－

“仿真面罩”

功能：仿真三維滑動(dòng)，集中控制，產(chǎn)生光學(xué)圖像，立體聲和氣味

1965年：美國科學(xué)家IvanSutherland發(fā)表論文

“TheUltimateDisplay”

描述：一種全新富有挑戰(zhàn)性的圖形顯示技術(shù)：不使用計(jì)算機(jī)屏幕，人直接沉浸其中，景隨人動(dòng)，可以交互，身臨其境。

作用：里程碑的理論；計(jì)算機(jī)圖形學(xué)之父；虛擬現(xiàn)實(shí)之父

1968年：IvanSutherland

研制了頭盔式顯示器（HMD），CRT式的。發(fā)表論文

“AHead－Mounted3DDisplay”，給出了HMD的設(shè)計(jì)要求、構(gòu)造原理和設(shè)計(jì)原型。

作用：三維立體現(xiàn)實(shí)技術(shù)的奠基性成果1970年：IvanSutherland

研制成功一個(gè)功能齊全的HMD系統(tǒng)，加入力反饋和觸覺反饋裝置。1984NASAAmes虛擬行星探測(cè)實(shí)驗(yàn)室的McGreevy和Humphries博士

開發(fā)了用于火星探測(cè)的虛擬世界視覺系統(tǒng)，能構(gòu)造火星表面的三維虛擬世界。1993年兩個(gè)值得注意的事件：借助虛擬系統(tǒng)的訓(xùn)練，美宇航員成功地完成了在航天飛機(jī)中的一些工作。使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，波音公司設(shè)計(jì)出了由300萬個(gè)零件組成的波音777飛機(jī)。2019年英國倫敦舉辦了世界第一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)博覽會(huì)：完全虛擬，基于Internet，三維，互動(dòng)2019年英國開通世界第一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)球網(wǎng)

虛擬觀光、虛擬參觀、虛擬聽講、虛擬城市環(huán)境進(jìn)入21世紀(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和應(yīng)用得以迅速發(fā)展，因素：計(jì)算機(jī)硬件技術(shù)的飛速發(fā)展：計(jì)算速度，存儲(chǔ)空間，圖形硬件計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的飛速發(fā)展：軟件系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)，多媒體技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。實(shí)用輸入輸出設(shè)備的出現(xiàn)：虛擬現(xiàn)實(shí)的定義一種人與通過計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境可自然交互的人機(jī)界面。相關(guān)術(shù)語：人工現(xiàn)實(shí)（ArtificialReality）、虛擬環(huán)境（VirtualEnvironment）、賽伯空間(Cyberspace)等虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征(1)沉浸性:Immersion

又稱臨場(chǎng)感，讓用戶感到作為主角存在于模擬環(huán)境中的真實(shí)程度，沉浸被通俗地解釋為“身臨其境”。(2)交互性:Interactive

交互性指用戶對(duì)模擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度和從環(huán)境得到反饋的自然程度（包括實(shí)時(shí)性）。

(3)構(gòu)想性:Imagination

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中人與虛擬環(huán)境的交互作用，在本質(zhì)上意味著它不是預(yù)成性的而是生成性的，不是因循的而是創(chuàng)造的，虛擬技術(shù)三角形虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的分類分類的依據(jù)：沉浸感程度的高低，交互方式與程度四類：沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)第一類：沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一種高級(jí)的，較理想的，沉浸感很強(qiáng)的系統(tǒng)特點(diǎn)：高度的實(shí)時(shí)性高度的沉浸感良好的系統(tǒng)集成度和整合性能良好的開放性支持多種輸入與輸出設(shè)備并行工作常見的沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)：基于頭盔式顯示器的系統(tǒng)投影式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)遠(yuǎn)程存在系統(tǒng)（遙在系統(tǒng)）1、基于頭盔式顯示器的系統(tǒng)2、投影式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)3、遠(yuǎn)程存在系統(tǒng)（遙在系統(tǒng)）第二類：桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一種經(jīng)濟(jì)的系統(tǒng)硬件組成：PC、圖形工作站，通過屏幕交互工具：鍵盤，鼠標(biāo)，三維鼠標(biāo)，數(shù)據(jù)手套，空間位置跟蹤器特點(diǎn)：沉浸感較差，易受干擾設(shè)備要求低成本低，易于實(shí)現(xiàn)，易于普及桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)常見的有：基于靜態(tài)圖像的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、VRML、桌面CAD系統(tǒng)特性：生動(dòng)的計(jì)算機(jī)圖形圖像場(chǎng)景、自然的人機(jī)交互、通用的圖形軟件平臺(tái)桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)渲染引擎技術(shù)：

1.VRML：

VRML(VirtualRealityModelingLanguage)即虛擬現(xiàn)實(shí)建模語言,是一項(xiàng)和多媒體通訊、因特網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實(shí)等領(lǐng)域密切相關(guān)的新技術(shù),用來描述一個(gè)目標(biāo)對(duì)象是如何呈現(xiàn)在Web上的和HTML一樣,VRML也是可由瀏覽器解釋的描述語言,只不過VRML不是描述成一個(gè)Page的格式,而是描述成3D環(huán)境和目標(biāo)的布局它的主要特征有三維性、交互性、動(dòng)態(tài)性、實(shí)時(shí)性等。桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)2、QTVRQTVR是QuickTimeVirtualReality的簡(jiǎn)稱,它是美國蘋果公司開發(fā)的新一代虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。概括地講是一種基于靜態(tài)圖象處理的,在微機(jī)平臺(tái)上能夠?qū)崿F(xiàn)的初級(jí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。QTVR屬于桌面虛擬現(xiàn)實(shí)的一種。雖然它是初級(jí)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),但是它有其自身的特色與優(yōu)勢(shì).它的出現(xiàn)使得往專業(yè)實(shí)驗(yàn)室中的成本昂貴的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用普及有了廣闊的前景。第三類：增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一種將真實(shí)世界和虛擬世界組合在一起的系統(tǒng)。將虛擬世界和真實(shí)世界疊加和組合，亦真亦幻。既可以減少計(jì)算量，又可以對(duì)實(shí)際物體進(jìn)行操作。特點(diǎn)：真實(shí)世界和虛擬世界融為一體具有人機(jī)實(shí)時(shí)交互功能真實(shí)世界和虛擬世界在三維空間中融合常見的增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)：基于臺(tái)式圖形顯示器的系統(tǒng)基于單眼顯示器的系統(tǒng)基于光學(xué)透視式頭盔顯示器的系統(tǒng)基于視頻透視式頭盔顯示系統(tǒng)虛擬演播室第四類：分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)DistributedVR（DVR）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的產(chǎn)物現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)：平臺(tái)技術(shù)的發(fā)展：硬件、軟件網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展：TCP/IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件水平、基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)（路由交換設(shè)備、線路、發(fā)展的協(xié)議）、地域的普及等。特點(diǎn)：共享虛擬工作空間偽實(shí)體的行為真實(shí)感實(shí)時(shí)交換、共享時(shí)鐘多用戶以多種方式通信資源共享，允許用戶操縱虛擬世界中的對(duì)象洽談?dòng)懻撛O(shè)計(jì)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的主要技術(shù)構(gòu)成實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)、多傳感交互技術(shù)、高分辨率顯示技術(shù).(1)動(dòng)態(tài)環(huán)境建模動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)的目的就是獲取實(shí)際環(huán)境的三維數(shù)據(jù)，并根據(jù)應(yīng)用的需要建立相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型。(2)實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)三維圖形的生成技術(shù)已經(jīng)較為成熟，為了達(dá)到實(shí)時(shí)的目的，至少要保證圖形的刷新頻率不低于15幀/秒，最好高于30幀/秒。提高刷新頻率是該技術(shù)的主要內(nèi)容。(3)立體顯示和傳感器技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)的交互能力依賴于立體顯示和傳感器技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備過重、分辨率低、延遲大、有線、跟蹤精度低、視場(chǎng)不夠?qū)挕⒀劬θ菀灼诘?，因此有必要開發(fā)新的三維顯示技術(shù)。(4)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)工具虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的關(guān)鍵是尋找合適的場(chǎng)合和對(duì)象，即如何發(fā)揮想像力和創(chuàng)造性。選擇適當(dāng)?shù)膽?yīng)用對(duì)象可以大幅度提高生產(chǎn)效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量。(5)系統(tǒng)集成技術(shù)由于VR系統(tǒng)中包括大量的感知信息和模型，因此系統(tǒng)集成技術(shù)起著至關(guān)重要的作用。集成技術(shù)包括信息的同步技術(shù)、模型的標(biāo)定技術(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術(shù)、數(shù)據(jù)管理模型、識(shí)別與合成技術(shù)等等。硬件構(gòu)成（1）虛擬現(xiàn)實(shí)生成設(shè)備：是一臺(tái)或多臺(tái)高性能計(jì)算機(jī)，是帶有圖形加速器和多條圖形輸出流水線的高性能圖形計(jì)算機(jī)。（2）感知設(shè)備：感知設(shè)備是指將虛擬世界各類感知模型轉(zhuǎn)變?yōu)槿四芙邮艿亩嗤ǖ来碳ば盘?hào)的設(shè)備。然而，相對(duì)成熟的感知信息和生產(chǎn)和檢測(cè)技術(shù)僅有視覺、聽覺和力覺三種通道。

（3）跟蹤設(shè)備：跟蹤設(shè)備用于跟蹤并檢測(cè)位置和方位，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中人機(jī)交互操作。（4）基于自然方式的人機(jī)交互設(shè)備：應(yīng)用手勢(shì)、體勢(shì)、眼神以及自然語言的人機(jī)交互設(shè)備，常見的有數(shù)據(jù)手套、數(shù)據(jù)衣服、眼球跟蹤器及語音綜合識(shí)別裝置。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)硬件配置示意圖：

幾種常用的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備：

1.輸入設(shè)備：3D位置跟蹤器、傳感手套、數(shù)據(jù)衣、三維鼠標(biāo)、跟蹤球、三維探針及三維操作桿等。數(shù)據(jù)手套三維鼠標(biāo)幾種常用的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備：2.輸出設(shè)備：立體顯示設(shè)備、3D聲音生成器、觸覺和力反饋的裝置快速響應(yīng)工作臺(tái)頭盔顯示器桌面立體顯示器3D眼鏡

3D眼鏡肉眼所看到的景像是一種具有層次、深度的立體影像。一般我們所謂3D游戲，實(shí)際上并非真正的3D；顯示卡雖以x、y、z軸來處理資料，然而輸出至屏幕時(shí)仍須再次轉(zhuǎn)換成2D，因?yàn)槠聊幌忍旒词?D，所以我們稱呼這種3D為「平面3D」。讓我們先做個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，首先伸出您的一根手指頭，并凝視這根手指，然后閉上右眼、張開左眼；再來張開右眼、閉上左眼，仔細(xì)觀察左、右眼所見是否有些不同？這個(gè)不同即為「視差(parallax)」。立體3D的技術(shù)即是要將這個(gè)「視差」持續(xù)在屏幕上表現(xiàn)出來。因此為使觀賞者得以觀看真正立體，每個(gè)眼睛所看到景物必須與另一眼稍有不同。事實(shí)上，在真實(shí)生活里左、右眼所看到的景物即有些不同，而這理論即被應(yīng)用在立體3D科技之中。3D眼鏡液晶立體眼鏡技術(shù)可以讓這個(gè)「視差」持續(xù)在屏幕上表現(xiàn)出來。即由控制IC送出立體訊號(hào)(左眼->右眼->左眼->右眼->依序連續(xù)互相交替重復(fù))至屏幕，并同時(shí)送出同步訊號(hào)至液晶眼鏡使其同步切換左、右眼影像，換句話說，左眼看到左眼該看到的景像，右眼看到右眼該看到的景像。液晶立體眼鏡為一穿透液晶鏡片，即由電路對(duì)液晶眼鏡開、閉的控制(開：眼鏡鏡片全黑以便遮住一眼影像；閉：眼鏡鏡片為透明以便另一眼看到另一眼該看到的影像)，液晶眼鏡即可模仿真實(shí)的狀況，使左、右眼畫面連續(xù)互相交替呈現(xiàn)在屏幕上，并同步配合液晶眼鏡，使眼睛看到正確畫面--左眼看到左眼、右眼看到右眼該看的影像，加上人眼的視覺暫留生理特性，如此就能看到真正立體3D影像。3D眼鏡圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影數(shù)字頭盔OlympusEye-TrekProView立體專業(yè)級(jí)、高分辨率：1024×768每目三LCD19,000美元ProViewDatavisor立體專業(yè)級(jí)、三單色CRT輪流顯示分辨率高：1280×102435,000美元圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影NVIS公司的SXLCD立體高分辨率：1280×1024重量大價(jià)格：19,900美元圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影Boom3C機(jī)械跟蹤器：不受環(huán)境影響、低延遲，高分辨率CRT高分辨率：1280×1024有運(yùn)動(dòng)死角，自由度受一定限制。WindowVR單視場(chǎng)方式LCD高分辨率：1600×1200電纜連接支撐，無空間限制操作方便，直觀，適合用戶虛擬博物館、房間等漫游。使用第三方跟蹤器（多用慣性跟蹤器）：延遲和噪聲問題價(jià)格較便宜圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影桌面支撐的顯示設(shè)備的特點(diǎn)解決了HMD、手持式和地面支撐設(shè)備的重量和慣性問題。自由運(yùn)動(dòng)受到較大限制分為：非自動(dòng)式立體顯示設(shè)備、自動(dòng)立體顯示設(shè)備自動(dòng)立體顯示設(shè)備的特點(diǎn)：同一顯示面板上顯示圖像必須借助特殊的光學(xué)鏡頭或照明機(jī)制，以產(chǎn)生圖像視差根據(jù)是否跟蹤和適應(yīng)人頭部位置變化，可分為：主動(dòng)顯示和被動(dòng)顯示非自動(dòng)立體顯示器：NuVision17/21立體掛屏

主動(dòng)顯示式自動(dòng)立體顯示器：VirtualWindow主動(dòng)顯示式自動(dòng)立體顯示器：Inition的X3d注：需要使用X3D

軟件和播放器SharpX3D被動(dòng)顯示式自動(dòng)立體顯示器：Ecomo4DEcomo4D被動(dòng)顯示式自動(dòng)立體顯示器：4D-Vision

圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影大型顯示設(shè)備定義：

圖允許靠得很近的多個(gè)用戶同時(shí)觀察虛擬世界的立體圖像或單視場(chǎng)圖像的圖像顯示設(shè)備稱為大型顯示設(shè)備。圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影基于單顯示器基于多顯示器單顯示器的大型顯示設(shè)備的特點(diǎn)可以多人觀看使用快門眼鏡高刷新率：120可以使用其它跟蹤器：觀察者存在主從問題亮度較低紅外傳感器工作范圍有限圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影基于單顯示器基于多顯示器基于多顯示器的大型顯示設(shè)備：PV290多顯示器的大型顯示設(shè)備的需要解決的問題：拼屏問題：亮度、色差一致，解決電磁干擾多屏圖像分割問題圖像拼接多屏同步問題圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影工作臺(tái)CAVE

顯示墻（Wall）Dome基于投影－工作臺(tái)：Workbench單投影傾斜式圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影工作臺(tái)CAVE

顯示墻（Wall）Dome基于投影－Cave：WorkbenchL型的V-Desk6圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影工作臺(tái)CAVE

顯示墻（Wall）Dome基于投影－投影墻：PanoWall圖形顯示設(shè)備個(gè)人圖形顯示設(shè)備大型顯示設(shè)備頭盔顯示器手持式顯示器地面支撐顯示設(shè)備桌面支撐顯示設(shè)備基于監(jiān)視器基于投影工作臺(tái)CAVE

顯示墻（Wall）Dome基于投影－：Dome基于投影－：Dome觸覺反饋接觸反饋力反饋觸覺反饋的分類Note：只討論與手和手腕有關(guān)的觸覺反饋接觸反饋：接觸反饋傳送接觸表面的幾何結(jié)構(gòu)、虛擬對(duì)象的表面硬度、滑動(dòng)和溫度等實(shí)時(shí)信息。它不會(huì)主動(dòng)抵抗用戶的觸摸運(yùn)從，不能阻止用戶穿過虛擬表面力反饋：力反饋提供虛擬對(duì)象表面柔順性、對(duì)象的重量和慣性等實(shí)時(shí)信息。它主動(dòng)抵抗用戶的觸摸運(yùn)動(dòng)，并能阻止該運(yùn)動(dòng)。觸覺反饋接口的要求：真實(shí)性安全性輕便舒適性折中性觸覺反饋接口觸覺反饋接口接觸反饋接口力反饋接口觸覺鼠標(biāo)觸覺手套（CyberTouch）溫度反饋手套觸覺反饋接口觸覺反饋接口接觸反饋接口力反饋接口觸覺鼠標(biāo)觸覺手套（CyberTouch）溫度反饋手套觸覺鼠標(biāo)－iFeeliFeel工作原理：

在普通鼠標(biāo)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加一個(gè)電子激勵(lì)器，其中的質(zhì)量塊隨著磁場(chǎng)的變化上下運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生振動(dòng)，使得手得到振動(dòng)觸覺的回饋。

iFeel特點(diǎn)：使用電子激勵(lì)器，振動(dòng)式振動(dòng)幅度和頻率可調(diào)，可以感知觸覺紋理（窗口邊緣、菜單、超鏈接、不同粗糙程度的地面布料等）光電式USB接口售價(jià)：40美元觸覺反饋接口觸覺反饋接口接觸反饋接口力反饋接口觸覺鼠標(biāo)觸覺手套（CyberTouch）溫度反饋手套觸覺手套－CyberTuch觸覺反饋接口觸覺反饋接口接觸反饋接口力反饋接口觸覺鼠標(biāo)觸覺手套（CyberTouch）溫度反饋手套溫度反饋手套溫度反饋手套的作用：

幫助用戶確定虛擬物體表面的熱量特性（溫度高低），幫助用戶確定虛擬物體的材質(zhì)（如高導(dǎo)熱性的金屬和低導(dǎo)熱性的木頭等），從而提高虛擬環(huán)境的真實(shí)感

溫度反饋手套中對(duì)熱量激勵(lì)器的要求：能進(jìn)行較快的溫度變化。（熱傳導(dǎo)、熱對(duì)流、熱輻射）小巧輕便干凈快捷，以保持溫度變化的快速溫度安全觸覺反饋接口觸覺反饋接口接觸反饋接口力反饋接口觸覺鼠標(biāo)觸覺手套（CyberTouch）溫度反饋手套力反饋接口力反饋接口的特點(diǎn)：能提供真實(shí)的力來阻止用戶的運(yùn)動(dòng)，使用戶感到力的存在需要更大的激勵(lì)器和更重的結(jié)構(gòu)，更昂貴和復(fù)雜需牢固地固定，以防滑動(dòng)和事故一個(gè)重要特性是機(jī)械帶寬機(jī)械帶寬：

力反饋接口的機(jī)械帶寬表示用戶（通過手指附件、手柄和萬向接頭等）感覺到力的頻率和轉(zhuǎn)矩的刷新率（HZ）力反饋接口力反饋操縱桿（Joystick）PhanTom臂HapticMaster臂CyberGrasp手套CyberForce力反饋操縱桿特點(diǎn)：簡(jiǎn)單、便宜三自由度、兩個(gè)自由度上有力反饋按鈕有反饋直流電子激勵(lì)器產(chǎn)生中等大小的力有較大的機(jī)械帶寬

典型設(shè)備－Logitech

的

WingManForce3D力反饋接口力反饋操縱桿PhanTom臂HapticMaster臂CyberGrasp手套CyberForcePhanTom特點(diǎn)小型桌面鐵筆末端，非常直觀六自由度，三個(gè)活躍自由度提供反饋三個(gè)力反饋激勵(lì)器位置解碼器，跟蹤位置能提供比較真實(shí)的碰撞反饋，特別是與堅(jiān)硬物體的碰撞機(jī)械帶寬比較小接口：并行接口反饋力比較?。撼掷m(xù)力1.7N,峰值6.4N。價(jià)格：16000美元力反饋接口力反饋操縱桿PhanTom臂HapticMaster臂CyberGrasp手套CyberForceHapiticMaster臂特點(diǎn)較大型的柱狀機(jī)器人更大的工作范圍三自由度：旋轉(zhuǎn)、上下移動(dòng)、前后移動(dòng)主要用途：VR輔助康復(fù)醫(yī)療等較大的力反饋：250N機(jī)械帶寬較小慣性較大價(jià)格：34000美元力