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第一章 多媒体网络教学及实验系统建设 ......................................................................................................................1
第二章 多媒体网络教学及实验系统设计 ......................................................................................................................1
第三章 多媒体网络教学系统概述 ..................................................................................................................................3
第四章 系统方案 ..............................................................................................................................................................3
1 多媒体网络教学及实验系统管理中心 ...........................................................................................................4
2 有线电视数字直播子系统...............................................................................................................................4
3 网络电视台\\演播室子系统 .............................................................................................................................4
4 精品课堂录播子系统.......................................................................................................................................5
5 多媒体网络教室子系统...................................................................................................................................5
第一章 多媒体网络教学及实验统建设的必要性
随着INTERNET/INTRANET技术的飞速发展，人类迅速的跨入了一个数字化、虚拟化的网络空间，现今人们离不开网络，习惯了通过计算机在网络上工作和生活。因此计算机网络技术的普及和应用水平成为了一个国家综合国力最为重要的体现之一。在我国，教育水平的提高是我国优先发展的战略目标之一。在国家的大力倡导下，国内各高等院校、职业院校、中学和小学本着提高教学质量和工作效率这一目标，投入大量资金来做校园信息化建设，由此校园网络成为了学校教学、科研和学习最为重要的平台。
但是我们目前对校园网络的利用还远远不够，我们的目的是让校园网络成为各种信息的载体，并且由学校现代教育技术中心统一管理学校的多媒体教学和实验设备，统一整合和发布多媒体教学资源。具体体现在：优秀的教学资源的共享，优质的音视频和多媒体课件资源的共享，大量的教学设备的集中统一调度和管理及共享，学校对外体现其总体教学水平的窗口的建设等。那么如何才能更好的整和和利用这些教学资源，使其发挥出最大的潜能是我公司本套方案要解决的重点。
第二章 多媒体网络教学及实验系统设计的重要因素
多媒体网络教学及实验系统功能实现必须具备以下因素：
系统的教学功能：如教师视频、声音、演示文稿、在智能电子白板上的即兴板书、鼠标的操作过程等的直播；主播教室多路视频的采集，包括数字展台和各种放像设备的视频；教学过程的实时记录，以便学生课后复习等等。 ◆支持多路音视频采集：老师使用数字展台、各种放像设备播放教学素材时，需要系统采集多路音视频。 ◆系统必须支持常用的各种视频（音频）文件格式：支持模拟和数字视频输入、支持VFW/WDM视频采集驱动，视频输入方式支持PCI、USB和1394/DV等。必须支持卫星电视、有线电视、CCD摄像头、VTR录放像机、DVD等模拟视音频源及终端CCD采集视音频源。
◆系统支持微格教学实验功能：能够在同时在多个微格教室内通过网络或本地实时录制课堂教学实验人员的实时场景，录制的文件格式为多视频流格式文件，通用播放软件能够播放，或者通过转换成为通用格式的视频文件。
◆支持动态屏幕录制：支持所有演示操作脚本，不管老师的讲稿是什么文件格式，不管老师讲稿里面是否有视频、动画，系统都应该能实时录制下来，特别是能录制屏幕内播放的视频内容，并能够捕获多个视频画面。支持HTML、Authorware、Flash、BMP、JPG、PPT和PDF等多种讲稿文件格式。
◆在保证音频和视频效果的同时，注重在屏幕的质量和传送方面的协作，要求音频、视频、屏幕在网络上均衡地传送。音视频以及其它数据流（如屏幕流）等传输要流畅，同步性要好。
◆能将教学过程进行实时数字化记录和存储，将教学过程（包括交互讨论过程）实时制作成情景文件，以便非实时地学习或复习使用。
◆系统必须适应复杂网络情况：如存在防火墙（Firewall）、地址转换（NAT），VPN等情况时，仍然能够正常工作（但是一般的网络教学系统则不能正常工作）。
◆系统在多网络平台上的适应能力，要能灵活地使用UDP、TCP或Multicast，以达到网络资源的优化使用。
◆系统必须支持回声抑制和噪音消除技术：通过软件技术避免本地接收后并播放的声音再次进入麦克风并被采集，从而避免出现回音；通过软件编码技术将离麦克风较远的声音源（如远处播放的声音，学生的嘈杂声，窗外公交的声音等等）及周围的噪声在采集时消除。
◆多频道支持能力：网络教学有多个课程同时进行时，在这种情况下，普通的网络视讯会议与教学系统使用起来就显得不方便。因此系统必须支持多个教室同时进行录制和直播。
◆系统稳定性要好：传统的视频会议系统在数据传输上，一般采用T.120协议作桌面共享，当远程接收点较多时，使主播工作站工作负荷加重，系统容易产生不稳定，影响教学（会议）的进行。 ◆网络传输的延时要可控：最好系统非网络延时保持在0.秒内。
◆系统兼容性要好：系统必须充分利用学校原有硬件，可以与现有网络平滑相接。
◆系统可扩展性要好：系统要可以方便地增加主播教室的数量，方便地增加听课教室的数量，具有良好的远程扩展能力。
系统对多种带宽的适应能力要强：由于各接收端的网络条件和网络带宽不尽相同，系统应针对低带宽条件和高带宽条件下，有不同的解决方案。
◆系统操作必须简单，连接与调试方便，能进行统一的用户管理。 ◆成本低廉，特别是当系统扩容时，系统造价要合理。 ◆系统必须是开放的。
由此可见，在学校多媒体网络教学及实验系统平台设计时，应充分考虑以上因素，否则在开展大规模的网络教学时会带来许多障碍。
第三章 多媒体网络教学及实验系统概述
多媒体网络教学及实验系统设计理念就是依托学校原有的校园网络，利用多媒体教室，搭建网络多媒体教学系统平台，实现有线电视的数字化网络直播、远程教育接收系统的实时录播、模拟节目源的数字化网络录播、教学实况的实时广播、教师与远程听课端学生的实时音视频交互、教学实况的实时录制、课件的管理与点播、校园网络电视台的实时网络录制和直播。
系统采用基于校园网的全数字化多媒体交互式网络教学模式，系统能流畅实现与前端卫星电视、有线电视、CCD摄像头、VTR录放像机、DVD等模拟视音频源及终端CCD采集视音频源的实时数字化接入。全部教室可同时点播网络课件、支持视频回传，分辨率不低于800×600。配合网络中控可通过网络在多媒体网络教学及实验系统管理中心对各教室、各报告厅的设备实施远程管理和控制，实现对各个多媒体教室和报告厅的强制直播。
本系统操作简便，教师只需专注于教学过程，无需进行复杂操作。教师可以精神饱满地进行多媒体文稿演示、即兴板书和操作计算机。支持交互教学外，支持公开课、大型学术报告、网上听查课、示范课、教学评估、大型活动的直播以及视频会议，能通过网络进行教学评估和观摩。与学校原有硬件兼容，能很好兼容学校原有投影仪、电脑、多媒体设备、音视频设备，充分利用学校原有硬件。系统具有可扩展性。具有良好的远程扩展能力，可以通过各种网络传输手段，开展校内与校外以及跨地域的远程网络教学，方便地增加主播教室和听课教室的数量。系统是一个技术先进、性能可靠、完整成熟、灵活扩展、开放的网络教学系统，建好的系统具有实用性、先进性、开放性，且是标准的系统。
第四章 系统设计方案
本系统要求在学校的多媒体教室之间利用校园网络搭建网络多媒体教学系统，通过网络进行教学直播、有线电视的数字直播、模拟节目的数字直播以及远程教育节目的转播，同时每个教室的教学过程都能进行实时的数字化记录（课件实时制作），课件经过编辑后上传到点播服务器能进行事后点播和下载播放。
2 多媒体网络教学及实验系统管理中心
用于教学的管理与控制，它的管理与控制功能主要体现在：对频道的管理、对用户的管理、各种权限管理、服务的控制等。可用于观看课件或接受实时转播 ，可单向接收教学，主要用于教学过程(被录制成文件)的播放，重现教学过程。(转播中心，管理频道和用户)系统含主播频道授权（含课件实时制作授权）,转播中心,教学客户端，支持音视频交互,可用于观看课件或接受实时转播,课件编辑,资源管理与点播。能实时地将授课教室的教学情景（包括教师的形象、声音、多媒体演示、各种电子讲稿、计算机操作过程与鼠标运动轨迹、教师在智能电子白板上的即兴板书过程）通过网络或者卫星向其他远程接收端进行转播，支持地址转换（NAT）、VPN、VLAN和防火墙（Firewall）等，可灵活应用UDP、TCP和MultiCast等协议，有良好的扩展功能。支持多网卡绑定技术，实现流量均衡。产品能同时兼容IP网络和数字卫星网络，保持多媒体信息流和多媒体课件在数字卫星网络和地面IP网络平台上的兼容性和一致性，不必配备两套不同的教学系统。提供方便、安全、灵活的用户管理、会议频道管理。允许主持人进行远程动态设置，把会议成员使用的带宽和视频效果调整到合适的范围，以达到最好的教学效果。对于B/S结构的视频点播系统，主要是额外利用了IIS和IE来发布和管理信息，视频点播系统的基本架构不变。
3 有线电视数字直播子系统
通过流媒体搭建的网络电视平台，也已在很多高等院校中构建。目前，有线电视节目中有很丰富的教育类节目，可是通过电视机来接收，师生收看很不方便，更不用说对精彩节目或错过的节目进行存储和回放了。然而，现在大部分学生、老师都有电脑，校园网又四通八达，师生通过校园网来收看网络电视已是水到渠成。校园网络电视不仅是卫星电视和有线电视节目的网上实时广播，也支持回放既往一段时间内的节目，还可以自己录制精彩录像，用来制作课件或与学友分享之用，满足多媒体师生对不同网络电视节目的不同需求。
网络电视作为一种实用而又典型的网络视频应用，借助于现有的IP网络平台，以先进的流媒体技术，将卫星电视、闭路电视及自制节目等信号实时转换并同步直播下去。
自建电视台，可将数字电视直播服务器上一个通道做文件直播的方式来实现（当然，也可以接入摄像机或DVD播放
4 网络电视台\\演播室子系统
此系统是将校园网、内部有线电视网联通，实现在各办公室或教室内的终端计算机上可以直接收看各教室内教学过程的现场直播，各教育频道的实时节目，内部视频服务器上已录制保存的节目，和校园电视台播放设备播放的音像资料，亦可在各教室的电视上收看相关节目，必要时还可实现对互联网上直播相关节目。以期达到视频教学资源高效传输，为教师学习提供较完善的信息网络系统。数字校园电视台提供教师与学生的互动性教学，使教学没有空间距离的限制。主要①直播：在录制节目的同时，可以将演播室现场的实况在网上实时播出，学生通过网络收看。 ②录制后上传到服务器点播或下载：对已经录制完成的课程，系统将录制形成的流格式文件上传到服务器，供学生下载后自己安排学习，或提供点播功能，让学生在线点播自己想看的节目。
5 精品课堂录播子系统
系统采用C/S和B/S结构相结合的构架，极大地提高了系统效率、稳定性和易操作性。2． 广播服务支持MPEG
1、MPEG
2、ASF、RM、DIVX等常见的几乎所有格式媒体文件的广播服务。特别支持mpeg2和divx字幕。支持单播/组播/广播的传输方式，使用单播协议可以让广播通过Internet面向一台主机进行广播。3． 直播服务支持DV摄像机 ，USB摄像头以及模拟摄像头+云台+视频采集卡。其中如果电脑有火线接口，DV摄像机可以直接接在直播服务器上，USB摄像头也可以直接接在usb接口上，不需要配置其他硬件。可以支持多种云台控制协议和视频采集卡，所以建议使用“模拟摄像头+云台+视频采集卡”的方式搭建直播工作站。（1） 支持高效屏幕直播。可以让教师把自己电脑桌面上的所有内容广播下去。（2） 支持多路同时直播，包括摄像头、电脑屏幕、视频采集卡输入的视频信号。（3） 支持单播/组播/广播的传输方式，使用单播协议可以让广播通过Internet面向一台主机进行直播。（4） 支持多方交互直播，实现远程视频会议模式。4． 低内存占用，低CPU占用。普通PC也可作为服务器，利用专业服务器效果更佳。5． 不需要额外安装和维护数据库，系统内置MSDE 2000a （Microsoft SQL Server Desktop Engine）。6． 视频内容的存储管理灵活，操作简单，可以方便的扩展存储容量，并可支持SAN, NAS等网络存储设备。7． 备份方案操作简单、可靠性高。8． 可扩展性强，利用Home Server可以非常方便的集成点播模块。9． 提供方便易用的二次开发接口，方便用户多多个产品进行整合。多角度发送教学现场的实况。广播发起端可以接入多达4个视频设备，远程用户可以多角度收看教学实况。 支持多种模拟、数字视频设备。支持组播/TCP/广播协议，可以跨越网段进行传输。 实况直播的同时可以同步录制。 实况直播的同时可以自动将录制的节目上传到指定节目存储服务器。 广播器能控制云台，设置多个摄像枪的预制位置。 提供多路视频编缉软件，能对已有节目进行剪切和添加等操作。 利用MOD控制软件，管理员可以远程启动广播器，并控制“直播”、“本地录制”和“节目上传”等操作。 利用控制软件，管理员可以远程开关教室电脑。 利用控制软件，管理员可以远程强制指定的教室接收播放直播节目。 通过二次开发，控制软件可以集成用户现有的普通中控设备。 屏幕捕捉效率全球第一，不利用其他硬件可以直接捕获电脑桌面上显示的任何图像，包括PowerPoint、视频播放器、各类3D动画、各类3D制作软件。动态屏幕的捕获效率能到25桢/秒。
6 多媒体网络教室子系统
远程集中控制各教室设备,远程集中监视各教室设备运行状态,具备根据课表自动开启各教室系统,教室投影机使用时间统计及状态信息显示,远程接管各教室PC,教室多媒体设备防盗报警:当教室投影机、计算机等多媒体设备被非法挪动或连接线被剪断或拔出，或者电子讲台维护门被打开，总控室总控系统立刻产生报警。对老师所持IC卡进行统一管理,总控室与各多媒体教室之间具备IP对讲功能,总控室对各教室的视频监视功能,视音频节目分组直播,教学PC网络远程维护。
