齐国慧

（太原幼儿师范高等专科学校 山西省太原市 030000）

时代的发展与进步，使得传统教学模式俨然已经无法满足现代社会的教育需求，这也是现代教育逐渐明确个性化、智能化以及多维化发展方向的主要原因。以分布式多媒体技术为例，若能够将其融入到课堂教学过程中，在加速学习感知的同时，也同样能够起到深化知识、促进学生主动性发挥以及有利于培养学生创新能力的作用。为此，针对基于分布式多媒体技术教学系统的深入研究极为重要，可通过将分布式多媒体技术与网络技术相结合，配合合适的软硬件，打造出先进且高效的教学系统。

1 分布式多媒体技术教学系统概述

1.1 DMIS系统结构

DMIS 系统所采取的为三级客户/服务器系统，如图1所示。服务器端口包含了多媒体实时交互子系统与管理子系统；用户端则包含了浏览器、媒体播放器等常见功能[1]。其中，交互子系统主要用以实现师生基于所提供的系统平台进行线上的实时交互，其中所包含的管理子系统的作用，主要包括查询需求的教学软件、下载需要的学习资料以及定期更新整体系统等诸多内容。

图1：系统结构图

1.2 DMIS工作原理

作为教师需要预先展开联系实际教学内容的课件制作工作，既然选择相应的客户端程序，将完整的课件内容传输到总服务器内。作为学生，只需要利用具有上网条件的设备，即可在使用相应客户端程序后与提供的网络服务器进行对接，进而对课件教材进行查询，并可根据自身需求选择是否将课件下载到本地运行[2]。

此教学系统可提供异步与同步两种教学方式。异步方式的使用，是用户首先在本地运行客户端程序，登录后即可查询下载课件[3]；若有同步方式的使用需求，则需要在打开相关程序后与服务器进行连接，查询服务器中所包含的课件，并选择运行课件后展开远程的同步学习。同一时间段内用户可根据自身需求对不同课件进行学习，不会产生相互影响。作为DMIS 管理人员，需定期对多媒体教学课件库进行更新与维护，提供给用户最新的软件版本。

2 多媒体教学管理子系统设计与实现

2.1 多媒体教学软件管理

对于多媒体教学管理子系统来说，若从功能角度进行分析其包含了用户接口层、多媒体信息播放服务层、网络管理层以及通信服务层共四个层级，具体如图2所示[4]。其中，多媒体通信服务层与信息播放层为功能核心，用于处理不同的信息服务任务，并满足用户所发出的媒体数据传输指令要求。用户接口与数据库接口从功能角度来看可将二者划为同一层级，其中接口层用于在接收用户命令后，对其进行可供系统识别的转化信号[5]。子系统中所对接的数据库，能够基于其预先设置的接口下发接收到的命令，进而提供给服务层更多的多媒体信息处理条件以及相应的信息查询、编辑服务。

图2：DMIS 多媒体教学管理子系统功能模型

用户接口层可为用户提供全程透明服务，服务请求均基于这一层级完成后续任务，获取到已经确认资格的用户的相关命令后，即可在用户接口的协助下解释所下发的服务请求，进而明确信息传递的相关途径；

多媒体数据库接口层存在于服务器方，扮演信息提供者的角色，除去传统的信息查询功能，其同样支持媒体连续流并行访问（具有时间属性）[6]。

多媒体信息播放服务层属于核心的媒体信息处理层级，可对信息处理细节进行隐藏，提供给用户或数据库相应服务[7]。功能包括提供多媒体服务器功能；对用户命令进行接收进而将服务对象激活，可自动对应信息资源；下发给数据库接口层查询命令，并可起到过滤数据的作用。

多媒体通信服务层则主要建立在当下所使用的网络协议下，可在传输层级将该层级增加，保证了信息传输透明性。即使部分数据信息不具备时间属性，同样可在设定时间段内进行信息的上下传输，进而确保信息的空间同步效果[8]。而关联时间的媒体信息，则可将其延迟值予以减少，进而确保媒体信息的时间同步效果。

2.2 多用户管理

DMIS 共设置学生、教师以及管理员对应的三类不同的用户权限，需求的数据信息以及相关课件资料皆能够通过将其与DMIS 数据库相连接进行存储与调取。信息主要包括参与了某些课程的学生信息、教师根据教学安排的授课信息以及专业课程信息。

在服务器的应用端口，其核心程序基于JDBC 对DMIS 教学管理子系统所对接的数据库展开数据访问，进而快速获取需求的数据信息。授课结束后，即可将此次授课信息记录在相应的数据库中（授课资料）[9]。具体流程如图3所示。

图3：DMIS 管理子系统用户数据访问流程

2.3 文件服务器

文件服务器中所包含多数多媒体信息具有静态化特征，其核心功能在于对不具备时间属性的相应多媒体数据进行基于分布式查询的关键信息获取。由于软件的存储层级具有不确定性，因此并不对信息再现予以硬性要求，只关注是否能够同步空间层面的需求。现阶段针对具有静态特点的多媒体信息的分布查询方法经由长期发展与完善已经较为成熟，通常可使用较为传统的网络通信方式提供传输支持条件。

关键字查询是获取需求文本数据的主要方法。存储文本数据的过程中通常选择使用自动生成对应的关键字集合方案，并将具有不同特点的集合信息传输至数据库中。因此，只需要针对一系列的关键字建立索引即可实现将查询信息迅速匹配需求文本数据，其本质为针对相应数据添加相应关键字解释；

针对基于合适关系的多媒体数据模型，在对模型进行查询时与关系数据库的使用模式大致相同。以面向对象的数据模型为例，对模型进行查询前应对相似层次结构与聚合结构可能产生的影响予以考虑。而对于超文本系统来说，若有检索需求，一般依赖于链对节点采取导航浏览方式满足这一需求。

选择匹配的对应多媒体数据库的索引机制，可基于具有非格式化特点的数据建立索引，可将相关信息内容搜索速度予以提升，关联信息系统中所对应落实的相应关键内容搜索措施。而对于软件维持正常化运行的专业服务器。能够网络资源优势予以充分利用，服务器硬盘可用于存储教师上传课件、实验演示视频等，确保学生能够在相应软件登陆后选择将需求文件资料下载到客户端，即使是在脱机状态下也可进行随时查看，是达到远程异步多媒体教学目的的前提条件。学生也可在登陆程序后进行课程的在线查询或课件的在线阅读，用以实现远程同步多媒体教学目标。

3 多媒体实时交互子系统设计与实现

3.1 多媒体实时交互子系统

教师在授课期间，一般采取视频采集卡、摄像机、麦克风、声卡以及教师专用计算机等设备，将视频、音频等均能够基于相应格式的要求将信息进行转化，并最终存储到计算机中；而在教学过程中所产生的一系列数据信息，例如课件内容以及授课期间所对应产生的实时板书内容，皆可对其进行融合处理后形成形成对应文件。以上所存储的信息数据，均可基于网络系统的使用，传输到不同的终端计算机中，由于基于网络进行传输因此可保证实时性与同步性[10]。学生在相关软件的使用协助下，板书内容、影像以及声音，均可在学生的个人计算机中将相关内容予以展示。

多媒体的信息交互，具有同时刻只能够开放一个用户发出需求媒体数据包的特点。此功能可基于服务器端口的用户程序实现。发言权限同样可进行分配，例如在某个时刻只能够由一个学生进行发言，且需要预先获取到教师的确认信息，从而基于服务器端口进行程序分配。

对于系统的服务器来说，所开放的一系列端口功能的应用主要目的是确保多媒体教学能够展现出其交互性与实时性特征、多个用户进行实时数据交互等，也就是服务器端可不经过数据加工处理后将数据传输给用户，进而保证数据获取实时性与使用有效性；用户端功能则主要为将获取到的音频与视频信息基于下发的命令进行传送或接收。用户通过将自己的身份信息登录在服务器后，即可充分利用其中所预先添加的实时交互模块下载相应程序到本地计算机。后续再次使用时即可基于服务器的存储信息展开针对本地计算机包含程序的自动化检索，若有则对其版本进行检查，给出相应的更新或登陆提示[11]。此类子系统的数据来源均基于数据库系统的共享，基于数据库系统可对系统用户数据展开维护。所使用的多媒体数据服务器，主要用于对用户列白哦与多媒体数据进行维护，并应在服务器端口基于用户权限，明确是否具备多媒体数据接收与发送的权限。而用户端则负责对需求数据进行采集与编码，并将相应信息传输到服务器后，根据用户需求进行转发。整个传输过程基于RTP 协议，该协议适用于实时数据的传输，整体效率相对较高。

3.2 交互子系统服务器设计与实现

3.2.1 实时授课记录管理

实时授课人员名单管理，其功能为对参与实时授课师生的记录；针对授课进度关联课程的整体管理，主要作用在于对上课人数以及学生上课范围进行描述，进而把控课程的教学进度，可具体针对某个班级单独采取此类管理方案；针对教师授课期间实时指令的管理功能，主要用于记录教师在授课期间所发出的一系列指令，方便后续基于此类指令信息编写电子教案；针对系统日志所采取的管理方案主要用于对管理员或教师授课过程中所产生各类事物的查看，可根据实际需求进行删除或保存操作，并可明确日志的具体记录范围。

3.2.2 服务器端口数据包的接收与转发

数据包经由用户端将其传递至服务器的前端，此类数据包通常为RTK 包。而在现场所收录的所有音频与视频数据信息，即可确保对接用户编码器的实时性，更可充分发挥视频引擎的应用优势，在捕捉到相应视频信息后进行数字化输入，完成一系列的压缩处理任务后即可实现将需求的数据传递到本地计算机。此时对接的服务器可针对获取完毕的数据包做缓存处理，为后续使用奠定基础。随后，即可根据需求对用户列表进行查询，找出对应用户资料后进行处理，可在对资源状态以及用户要求予以明确后，判断是否需要对获取到的数据包进行过滤处理。若网络支持组播路由器，只需要借助服务器发送组播流，即可基于此多媒体流进行网路用户的列表复制；若不存在组播服务器，则只能够为单个用户提供单播条件。

无论获取了哪种权限的用户，只要RTP 会话建立，即可在服务器的程序协助下进行全程自动化的创建会话管理器对象，可用于对参与到会话的参与人员与进行所发出所有媒体流的全程跟踪处理。此外，对于会话管理者来说其同样具备针对相应控制通道予以管控的作用，可对RTCP 控制包进行接收与传送。基于会话管理器，可对基于该会话所发出或接收的所有数据包进行维护，并在统计数据的协助下，对每个媒体流进行跟踪。每一次所建立的会话过程均能够表现出实时性的特征，在其中所产生的多媒体包的接收行为以及设定的多媒体包的传输顺序，均可由会话管理器进行设定，并对所接收的数据包进行解析与处理。

多媒体综合服务器负责对某个用户所发送的数据包进行动态化接收，其中RTCP 用于对服务质量与会话者信息进行全程监视。为将RTCP 与RTP 更好区分，建议针对不同类型的数据包选择使用不同的端口号，以免将二者混淆影响到后续的解析处理效果。

4 结束语

综上所述，现代教育的发展方向具有智能化与个性化特点，而分布式多媒体技术的应用可满足这一发展需求。基于此技术所打造出的分布式多媒体教学系统，其优势主要在于打破了传统的文本结构限制，进一步丰富了教学知识结构，在信息传递方面表现出了非线性网状结构的特征。所打造出的分布式多媒体教学系统，真正创建了传统的三点一线格局，为培养出能够有效促进现代社会发展的优秀人才奠定了坚实基础。