维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第１２期（总第４６期） 中目琵代孝 蓑备 流媒体网络直播教学平台的 设计与实现 尚俊兰 （华北机电学校 山西长治０４６０００） 摘要：本文首先介绍微软最新Ｗｉｎｄｏｗ ｓ Ｍｅｄｉａ流媒体开发平台的特点。在深入研究Ｗｉｎｄｏｗ ｓ Ｍｅｄｉａ Ｅｎｃｏｄｅ ｒ ９ ＳＤＫ开发机制的基础上，根据实际需求，定制开发了一个流媒体缡码嚣部件。并结合Ｗｉ ｎｄｏｗ ｓ Ｍｅｄｉ ａ ｓｅ ｒ ｖｅ ｒ 流媒体服务器实现网络直播教学功能。 关键词：Ｗｉｎｄｏｗ ｓ Ｍｅｄｉ ａ流编码嚣流媒体服务嚣 随着网络和流媒体技术的发展，大多数院校采用网 Ｖｃ＋＋６．０调用Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ Ｅｎｃｏｄｅｒ ９ ＳＤＫ中提供 络实时授课和课件点播异步教学过程相结合的教学方 的各种接口开发定制一个流媒体网络教学直播系统。 式，以适应教学规模的扩大，实现教育资源共享，增强 ２．Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ流媒体系统结构 办学效益。微软公司近年来推出的Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ技 一个完整的流媒体系统包括编码内容生成、内容的 术具有方便性、先进性、集成性、低费用等特点，２００３ 分发和发布以及媒体内容的播放。 年微软推出的Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ ９．０系列，在以前版本 的基础上做了很多改进，使得采用这一新技术能够方便 快捷地构造出实用的流媒体网络教学系统。 摧米艇ｒ＿’１ 犏 ｊｌ！Ｉ ｒ｝＿ ＿．１１ 聃ｎｄ 措ｓＪ－ｌＭ并。 ｒ ｄｉ＾｝ ～ 一、Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ流媒体简介 叫 寥橱ｊＩｌ荐＿ ｌ ｌ 端旦 …Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ ｓｅｒｖｉ ｃｅ是Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ提出的流 Ｉ终端ｎ 信息解决方案，其目的是在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和ｉｎｔｒａｎｅｔ上实 ３．编码器模块功能设计 现包括音频、视频信息在内的多媒体流信息的传输。 在对Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ Ｅｎｃｏｄｅｒ功能进行分析的基 Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ ｓｅｒｖｉｃｅ是一个能适应多 础上，、结合校园网中的流媒体应用，确定编码器模块主 种网络带宽条件的流式多媒体信息的发布平台，提供包 要完成教师授课实时音／视频采集，屏幕采集，流媒体 括流式媒体的制造、发布、管理和播放的一整套解决方 文件转换功能。根据对模块的功能分析，为了提高代码 案，另外还提供了开发工具包（ＳＤＫ）供二次开发使用。 的可重用性，将系统最基本的功能抽象为一个Ｃｃａｐ类， １．Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ主要技术特点 在Ｃｃａｐ类中定义以下公共成员函数完成一个抽象的捕获 （１）流媒体的速率范围非常广； 过程。 （２）采用了先进的视频、音频压缩编码方法； 表１ Ｃ ｃ ａ Ｐ类成员函数及功能 （３）支持多速率编码文件； 函数 功能 （４）强大的数据同步功能； ｈｉｔＥｎｃ０ｄｅＯ； ／／卡』Ｊ始化编弼ｌ器刈象。 （５）免费的全套解决方案。 ＳｅｔＳｏｕｒｃｅ（ｉｎｔ ｔｙｐｅ） ，／设 媒体来源 Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ Ｅｎｃｏｄｅｒ ９功能强大，可以进行 Ｓ￣ｔＰｒｏｆｉｌｅＯ： ，／设髓编码配箭义件 文件格式转换、实况流编码、屏幕捕捉、网络流化等。 ＳｔａｔｕＣａｌｌＢａｃｋ（）； ，／编码状态凹凋函数。 通过Ｓ ＤＫ，可以对编码器软件进行定制（包括界面定 ＳｍｒｔＥｎｃｏｄ￣）； ，／编码过程函数。 制、编码任务的计划、批量处理等）。本系统利用 ＵｎｉｎｉｔＥｎ￣ｏｄｃ０， ，／反初始化，释放ＣＯＭ对象指针。 口３５。 维普资讯 http://www.cqvip.com 中国嚣｛Ｉｃ 蓉备 Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ Ｅｎｃｏｄｅｒ ＳＤＫ是一套完全基于 件 ２００６年第１２期（总第４６期） ＣＯＭ的开发系统＂ｕ－ＳＤＫ提供一系列接口完成特定的功 Ｐｒｏｆｉ ｌｅ文件是一个描述流配置信息的数据集合， 包括帧速率、编码器、缓存窗口、媒体属性（视频宽 度、高度、压缩格式、质量）等，用来控制输出流媒体 文件的属性。对编码器的配置主要是设定编码器的类 型、图像大小、输出流的速率等，最终编码内容的质量 好坏和配置文件有很大关系。Ｍｅｄｉａ Ｅｎｃｏｄｅｒ ９．０内 置了适合不同应用环境的配置文件，可在 能。在使用接口樊之前，－先初始化ｃｏＭ管理器，结束时 调用ＣｏＵｎｉｎｉｔｉａｌｉｚｅ（）语句进行反初始化。 创建编码应用程序的基本步骤如下： （１）ＩｎｉｔＥｎｃｏｄｅ（），功能：：初始化编码器对象 ／／初始化ＣＯＭ库，得到指向ＩＷＭＥｎｃｏｄｅｒ接口的指针 ｈｒ＝Ｃｏｌｎｉｔｉａｌｉｚｅ（ＮＵＬＬ）： ｈｒ＝ＣｏＣｒｅａｔ ｅｌｎｓｔａｎｃｅ（ＣＬＳＩＤ ＷＭＥｎｃｏｄｅｒ， ＮＵＬＬ，ＣＬＳＣＴＸＩＮＰＲＯＣ ＳＥＲＶＥＲ，Ｉ ＩＷＭＥｎｃｏｄｅｒ， —ＩＤ—（ＶＯ ｉ ｄ＇ｌｃ＇ｌｃ）＆ｐＥｎｃｏｄｅｒ）： （２）ＳｅｔｕｐＳｏｕｒｃｅ（ｉｎｔ ｔｙｐｅ），功能：建立编码 源或源组 源指的是欲编码的多媒体流，源可以来自音频、视 频、网页和脚本。多个源的集合称为源组，编码过程将 维持这些源之间的同步关系。在以前的版本中，源组必 须至少包含一路音频，但在９．Ｏ版本中可以单独编码视 频，因而可以更有效地利用带宽。通过ＩＷＭＥｎｃＳｏｕｒｃｅ ＧｒｏｕｐＣｏｌｌ ｅｃｔｉｏｎ接口处理“源组集合”，ＩＷＭＥｎＣ ＳｏｕｒｃｅＧｒｏｕｐ接口处理 源组”，ＩＷＭＥｎｃＳｏｕｒｃｅ处理 各路“媒体流”。在源组中添加不同的多媒体源，可实 现本系统视频采集、屏幕采集、流媒体文件转换功能。 下面以屏幕捕获源为例介绍添加源的过程。 在Ｅｎｃｏｄｅｒ ９．０ ＳＤＫ中，将屏幕捕获作为一个插 件，并专门提供ＴＷｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ Ｖｉｄｅｏ ９ Ｓｃｒｅｅｎ 编解码器，用来对屏幕捕获过程进行优化。使用该种方 式捕获的屏幕画面清晰，可以很好地处理位图图像和屏 幕动作，特别适合于软件演示或操作培训Ｉ等课程的教 学。 ｈｒ＝ｐＥｎｃｏｄｅｒ一＞ｇｅｔ—ＳｏｕｒｃｅＧｒｏｕｐＣｏ１ ｅｃｔ ｉｏｎ （＆ｐＳｒｃＧｒｐＣｏ１１）； ／／得到指向源组集合的指针ｐＳｒｅＧｒｐＣｏｌ １ ｈｒ＝ｐＳｒｃＧｒｐＣｏｌ ｌ一＞Ａｄｄ（ＣＣｏｍＢＳＴＲ（”ＳＧ ｌ”）， ＆ｐＳｒｃＧｒｐ）； ／／增加一个名为ＳＧ１的源组 ｈｒ＝ｐｓｒｃＧｒＰ一＞ＡｄｄＳｏｕｒＣ ｅ（ＷＭＥＮＣ—ＶＩＤＥＯ， ＆ｐＳｒｃＶｉｄ）； ／／在源组中加入视频源 ｈ ｒ＝Ｐ Ｓ ｒ ｃ Ｖ ｉ ｄ一＞Ｓ ｅ ｔ Ｉ ｎ Ｐ ｕ ｔ（Ｃ Ｃ ０ ｍ Ｂ Ｓ Ｔ Ｒ （ ＳｃｒｅｅｎＣａｐ：／／ＳｃｒｅｅｎＣａｐｔｕｒｅ１ ）； ／／将屏幕捕获作为视频源。 （３）ＳｅｔｕｐＰｒｏｆｉ ｌｅ（）：选择或设置流编码配置文 ３６ ＩＷＭＥｎｃＰｒｏｆ ｉ ｌ ｅ中直接选用。若想适合特定的网络应 用，可对其中的全部参数重新定制，此时要使用 ＩＷＭＥｎｃＰｒｏｆｉｌｅ ２接口对象。 ｈｒ＝ＣｏＣｒｅａｔｅｌｎｓｔａｎｃｅ（ＣＩＳＩＤ—ＷＭＥｎｃＰｒｏｆｉ ｌｅ２， ＮＵＬＬ，ＣＬＳＣＴＸＩＮＰＲＯＣＳＥＲＶＥＲ，ＩＩＤ—ＩＷＭＥｎｃ ———Ｐｒｏｆｉ ｌｅ２，（ＶＯｉｄ木木）＆ｇ ｐＰｒｏ）： ／／创建ＷＭＥｎｃＰｒｏｆｉ ｌｅ２对象 ｈｒ＝ｇｐＰｒｏ一＞ｐｕｔＶａｌ ｉｄａｔｅＭｏｄｅ（ＶＡＲＩＡＮＴ—ＴＲＵＥ）： —／／指明配置在创建之后立刻生效 ｈｒ＝ｇ—ｐＰｒ０一ｐｕｔ—Ｐｒｏｆｉ ｌ ｅＮａｍｅ（ＣＣｏｍＢＳＴＲ （“Ｃｕｓｔｏｍ Ｓｃｒｅｅｎ Ｃａｐｔｕｒｅ Ｐｒｏｆｉｌｅ”））； ／／提供该配置的文件名 ‘ ｈｒ＝ｇ—ｐＰｒｏ一＞ｐｕｔ ＣｏｎｔｅｎｔＴｙｐｅ（１７）； ／／设置编码内容，取值为１７表示编码内容既包含 视频，又包含音频。 ｈｒ＝ｇｐＰｒｏ一＞ｐｕｔ——ＶＢＲＭｏｄｅ（ＷＭＥＮＣ—ＶＩＤＥＯ，０， ＷＭＥＮＣＰＶＭ——ＮＯＮＥ）； ／／设置编码模式，可变编码模式或常比特率（ＣＢＲ） 模式。 ｈｒ＝ｇ—ｐＰｒｏ一＞ＡｄｄＡｕｄｉｅｎｃｅ（２０００００，＆ｐＡｕｄｎｃ）： ／／增加一个“听众”，通过ＩＷＭＥｎｃＡｕｄｉｅｎｃｅＯｂｊ 对象添加目标听众，目标听众即客户端的网络状况设 置。 ｐＡｕｄｉｅｎｃｅ一＞ｐｕｔ—ＶｉｄｅｏＢｕｆｆｅｒＳｉｚｅ（０，５０００）； ／／设置编码缓冲区长度为５秒。 ｐＡｕｄｉｅｎｃｅ一＞ｐｕｔ—ＶｉｄｅｏＦＰＳ（０，ＶＩＤＥＯＦＲＡＭＥＲＡＴＥ ＇ｌｃ ５０００）； ／／设置视频帧率，屏幕捕捉设为５ｆｐＳ，即每秒５ 帧。 ｇ＿ｐＰｒｏ一＞Ｖａｌ ｉｄａｔｅ（）； ／／确定配置生效。 ｈｒ＝ｐＳｒ ｅＧｒＰ一＞ｐｕｔ—Ｐｒ０ｆｉ１ ｅ（ＣＣｏｍＶａｒｉａｎｔ （ｇ＿ｐＰｒｏ））： ／／设定源组使用该配置文件 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第１２期（总第４６期） 中目琵代孝＝唷袭备 （４）启动编码过程 ｈ ｒ＝Ｐ Ｅ ｎ ｃ ｏ ｄ ｅ ｒ一＞Ｐ ｒ ｅ Ｐ ａ ｒ ｅ Ｔ ０ Ｅ ｎ ｃ ｏ ｄ ｅ （ＶＡＲ Ｉ ＡＮＴ—ＴＲＵＥ）： ｈｒ＝ｐＥｎｃｏｄｅｒ一＞Ｓｔａｒｔ（）； ’ （５）ＳｔａｔｕＣａｌｌＢａｃｋ（）：编码状态回调函数 编码过程是一个异步过程，编码开始后，应用程序 启动一个专门的线程来处理编码过程。通过 ＩＷＭＥｎｃｏｄｅｒＥｖｅｎｔ Ｓ回调接口捕捉事件，响应编码过 程配置信息及编码状态的改变。 直播平台的构建首先通过编码器对需要直播的视频 内容进行实时编码．然后传递给Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ服务 器，实现单播广播。编码器端的广播设置项目为：通过 本机端口广播或推向Ｗｉｎｄｏｗｓ ｍｅｄｉａ服务器。 ．（６）通过本机端口将流媒体内容广播的代码实现 ｈｒ：ｐＥｎｃｏｄｅｒ一＞ｇｅｔ—Ｂｒｏａｄｃａｓｔ（＆ｐＢｒｄＣｓｔ）： ／／仓４建１ｗＭＥｎｃＢｒｏａｄｃａｓｔ对象 Ｈｒ＝ｐＢｒｄＣｓｔ一＞ｐｕｔ—ＰｏｒｔＮｕｍｂｅｒ（ＷＭＥＮＣ—ＰＲＯＴＯＣＯＬ ＨＴＴＰ，１０５４）： ／／指定使用ＨＴＴＰ协议和空闲端口１０５４实时广播教 学内容 在实时教学中，可预先在网上发出听课通知，学生 端通过网络教学平台网站实时观看教学内容。客户端也 可直接使用Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ中的“文件”—— “打开ｕＲＬ”命令，在ＵＲＬ地址栏内输入ＭＭＳ：／／编码器 计算机ＩＰ地址：端口号，使用ＭＭＳ协议接收流式内容。 ＭＭＳ（Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｍｅｄｉａ Ｓｅｒｖｅｒ）多媒体服务协 议是微软定义的一种流媒体传输协议，用来访问并流式 接收Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ服务器中的ＡＳＦ文件，ＭＭＳ协议用 于访￣Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ发布点上的单播内容的协议，如 果想要对点播的内容进行播放控制，则必须使用ＭＭＳ协 议。 ４．配置Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ流媒体服务器 在开始传输内容之前，必须启动Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ 管理器。对Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ Ｓｅｒｖｉｃｅｓ服务器进行设 置，添加并配置发布点，然后设置发布内容。Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ服务器使用．ａｓｆ文件作为单播或组播源，通过单 播或组播把内容播放到客户或服务器端ｆ｛］。 启动Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ管理器，选择“单播发布 点”命令，打开如图２所示的“配置单播发布点”对话 框。 图２ 配置单播发布点对话框 由于要进行直播，所以在“发布点类型”选项中选 择“广播”。新建一个“广播单播发布点”。根据向导 对话框进行相应设置。关键步骤如下： （１）为广播发布点指定源；广播发布点的源可以 是：Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ编码器、远程广播站或远程发布 点。本例选择Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ编码器。 （２）为发布点指定别名和路径；路径为指向Ｗｉ ｎ— ｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ编码器的ＵＲＬ，默认的路径是ＭＳＢＤ：／／格 式。端口是７００７。本例设置为ｈｔｔｐ：／／１２７．０．０．１，端 口为８０８０。ＭＳＢＤ协议是Ｍｅｄｉａ Ｓｔｒｅａｍ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｄｉ Ｓｔｒｉ ｂｕｔｉ０ｎ的缩写，称为流媒体广播分发协议。 ＭＳＢＤ协议主要用于测试客户端、服务器连接和ＡＳＦ的质 量，但不是接收并播放ＡＳＦ内容的主要方法 Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉａ编码器自７．１版本后不支持ＭＳＢＤ协议，改用ＨＴＴＰ 协议。 （３）选择发布方法。设置协议翻转的顺序和为ＡＳＦ 流创建相应的Ａｓｘ发布文件。 建好发布点，编码器开始编码后，进行发布点的测 试。配置正确，将会看到相应的视频。为了保证广播质 量，可以对“最大客户数”和“最大带宽”进行设置。 参考文献 【１】肖磊，王志坚．Ｗ ｉ ｎｄＯＷｓ Ｍｅ ｄ ｉ ａ编程与应用 【Ｍ】．北京：清华大学出版社 【２】岳峰等．基于流媒体技术的网络视频监控研 究【Ｊ】。计算机应用研究，２ Ｏ Ｏ ５，２ 【３】ＭｉｃＩ＇ＯＳ０ｆｔ Ｃｏｒｐｏｌ－ａｔｉＯｉｌ． Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｍｅｄｉ ａ Ｅｎｃｏｄｅｒ ９．０ ｓＤＫ开发者文档 【４】白煜等，Ｗｉ ｎｄＯＷ Ｓ Ｍｅｄｉ ａ与Ｒｅａ ｌ网络流媒体 实例教程【Ｍ】．北京：清华大学出版社 口３７