Quảng bá thông tin đa phương tiện trong ngành ông nhiệp nội dung số với kỹ thuật streaming

NGUYỄN TUẤN KHANG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN QUẢNG BÁ THÔNG TIN ĐA PHƯƠNG TIỆN TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP NỘI DUNG SỐ VỚI KỸ THUẬT STREAMING (Media Streaming in Digital Content Industry) NGUYẾN TUẤN KHANG 2005 - 2007 Hà Nội 2007 HÀ NỘI 2007 Tai ngay!!! Ban co the xoa dong chu nay!!! 17061131786871000000 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC QUẢNG BÁ THÔNG TIN ĐA PHƯƠNG TIỆN TRONG NGÀNH CÔNG NGHIỆP NỘI DUNG SỐ VỚI KỸ THUẬT STREAMING (Media Streaming in Digital Content Industry) NGÀNH: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MÃ SỐ:3.04.3898 NGUYẾN TUẤN KHANG Người hướng dẫn khoa học: TS QUÁCH TUẤN NGỌC HÀ NỘI 2007 LỜI MỞ ĐẦU Để thực luận văn này, trước tiên em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo, Tiến sĩ Quách Tuấn Ngọc định hướng, hướng dẫn góp ý thầy suốt trình làm Luận văn Em xin chân thành cảm ơn thầy/cô giáo khoa CNTT, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội cung cấp, trang bị cho em ki ến thức tảng để thực tốt Luận văn Xin chân thành cảm ơn cán Trung tâm Đào tạo Bồi dưỡng Sau Đại học, trường Đại học Bách Khoa Hà Nội nhiệt tình hỗ trợ tạo ều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập trình thực Luận văn Hà nội, ngày 18 tháng 09 năm 2007 Học viên Nguyễn Tuấn Khang THUẬT NGỮ Clip Là tệp đa phương tiện (audio/video), nhạc hay đoạn phim Multimedia files Các tệp tin đa phương tiện, bao gồm đoạn phim (video clip) hay nhạc, âm (audio clip) Playback Là hành động xem lại tệp tin đa phương tiện (clip) tạo sẵn ứng dụng đó, ghi lại kỹ thu ật live streaming DCI Ngành công nghiệp nội dung số (Digital Content Industry) HTTP Giao thức mức ứng dụng hỗ trợ truyền tải phân phối trang Web mạng internet TCP Giao thức truyền tải nội dung, thành phần cốt lõi (Transmission giao thức hoạt động Internet Đây giao thức Control Protocol) hướng kết nối, lưu giữ trạng thái đường truyền UDP Giao thức truyền tin sử dụng gói liệu theo mơ hình kiểm sốt tồn gói tin truyền qua mạng khơng đồng bộ, khơng hướng kết nối, phù hợp cho tốn truyền tin theo thời gian thực RTSP (RealTime Protocol) Giao thức sử dụng để điều khiển luồng liệu đa Session phương tiện (media streaming) truyền client server, sử dụng giao thức truyền tin theo thời gian thực đó, ví dụ với RTP RTP Giao thức truyền tin theo thời gian thực, sử dụng để truyền phát gói tin tệp tin đa phương tiện (RealTime Protocol) Streaming Kỹ thuật truyền tải nội dung tệp tin đa phương tiện theo luồng liên tục (Streaming) Dữ liệu phân chia nhỏ thành gói tin để hỗ trợ q trình vừa truyền tải máy người dùng, vừa thưởng thức liệu với Media Player mà không cần phải chờ kết thúc trình tải Streaming Server Phần mềm máy chủ ứng dụng chuyên dụng hỗ trợ kỹ thuật streaming Web Server Phần mềm máy chủ Web, hỗ trợ giao thức HTTP ngôn ngữ HTTM Progressive Một loại kỹ thuật “giả streaming”, cho phép người dung download vừa tải vừa thư ởng thức tệp tin âm hay hình ảnh sử dụng Media Player On-demand Kỹ thuật chia tệp tin liệu đa phương tiện thông Audio/Video qua liên kết trang web, trỏ tới tệp tin có sẵn Live Streaming Kỹ thuật streaming trực tuyến, truyền hình trực tuyến, hội thảo trực tuyến… Bit-rate Với kỹ thuật streaming, bit-rate độ nén liệu theo đơn vị thời gian tệp tin đa phương tiện Khái niệm đồng với việc liệu phải truyền theo tốc độ để đảm bảo tín hiệu streaming khơng bị giật chạy nhanh Codec Là phần mềm thiết bị sử dụng để mã hóa giải mã (encode/decode) luồng liệu số tín hiệu số MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ DANH MỤC BẢNG BIỂU CHƯƠNG MỞ ĐẦU: TỔNG QUAN vÀ PHẠM VI LUẬN VĂN 10 CHƯƠNG I CƠNG NGHIỆP NỘI DUNG SỐ & VAI TRỊ CỦA DỮ LIỆU ĐA PHƯƠNG TIỆN 13 I.1 Tổng quan ngành công nghiệp nội dung số (CN-NDS) 13 I.2 Vai trò liệu đa phương tiện ngành CN-NDS 16 I.3 Tổng quan kỹ thuật truyền tải nội dung đa phương tiện 18 CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ KỸ THUẬT STREAMING 24 II.1 Kỹ thuật streaming sử dụng Web Server Streaming Server 24 II.2 Kỹ thuật Streaming sử dụng Web Server 25 II.2.1 Mơ hình hoạt động 25 II.2.2 Quản lí tệp tin đa phương tiện máy chủ .26 II.2.3 Kỹ thuật truyền tải 27 II.2.4 Giao thức (HTTP/TCP) 28 II.3 Kỹ thuật Streaming sử dụng Streaming Server 29 II.3.1 Mơ hình hoạt động 29 II.3.2 Quản lí tệp tin đa phương tiện máy chủ .30 II.3.3 Kỹ thuật truyền tải 31 II.3.4 Giao thức (UDP) 31 II.4 Một số tiêu chi lựa chọn kỹ thuật streaming 32 II.5 Ưu điểm kỹ thuật Streaming sử dụng Streaming Server 34 CHƯƠNG III NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA HỆ THỐNG STREAMING 36 III.1 Nguyên lí hoạt động hệ thống Streaming 36 III.2 Tổng quan mã hóa giải mã tín hiệu 39 III.2.1 Khái niệm codec 39 III.2.2 Họ Codec MPEG-4 40 III.3 Mơ hình truyền thông đa phương tiện 44 III.3.1 Mơ hình cung cấp thơng tin đa phương tiện 44 III.3.2 Phương pháp truyền phát thông tin đa phương tiện 45 III.4 Các dạng nội dung s dụng kỹ thuật Streaming 47 III.5 Các Kiến trúc công nghệ hỗ trợ Streaming 49 III.6 Điều khiển hoạt động Streaming Server thông qua Metafiles 51 III.6.1 RealPlayer Metafiles (.RAM) 52 III.6.2 Windows Metafiles (.ASX) 53 III.6.3 QuickTime Metafiles (.QTL) 55 III.6.4 Flash ActionScript (.FLA) .57 CHƯƠNG IV MỘT SỐ LOẠI STREAMING SERVER 60 IV.1 Tổng quan hình thành & phát triển 60 IV.2 Các Kiến trúc công nghệ Streaming tảng (Streaming Middlware) 64 IV.2.1 Helix Mobile Server (RealNetworks) 64 IV.2.2 Darwin Streaming Server (Apple) 65 IV.2.3 Windows Media Server (Microsoft) 67 IV.2.4 Flash Media Server (Adobe Systems Macromedia) 69 IV.2.5 Peering Portal thành công bước đầu 73 IV.2.6 Công nghệ streaming không sử dụng streaming server 75 IV.2.7 Một số so sánh mặt kỹ thuật .76 IV.3 Các dịch vụ streaming 78 IV.3.1 Truyền hình, phát trực tuyến 79 IV.3.2 Streaming trực tuyến (Live Streaming) 80 IV.3.3 Chia sẻ liệu đa phương tiện (Video sharing) 81 IV.3.4 Dịch vụ hosting 82 CHƯƠNG V GIAO THỨC HỖ TRỢ KỸ THUẬT STREAMING 84 V.1 Các giao thức truyền tin (Transport protocols) 84 V.2 Giao thức quản lý phiên làm việc RTSP 86 V.2.1 Tổng quan giao thức RTSP 86 V.2.2 Định dạng gói liệu (RTSP Data Packet Format ) 88 V.2.3 Mơ hình hoạt động giao thức RTSP 89 V.2.4 Cách thức sử dụng lệnh RTSP 94 V.3 Các giao thức độc quyền khác: MMS, RTMP 98 CHƯƠNG VI GIẢI PHÁP DEMO VỚI NỀN TẢNG STREAMING99 VI Tổng quan ứng dụng 99 VI Kiến trúc ứng dụng 100 VI.2.1 Nguyên lý hoạt động 100 VI.2.2 Sơ đồ triển khai hệ thống 102 VI Demo tính 104 VI.3.1 Trang chủ .104 VI.3.2 Khả tương tác người dùng với k ỹ thuật streaming 105 VI.3.3 Các tính hỗ trợ người dùng .106 VI.3.4 Tải clip lên hệ th ống (Upload) .108 VI.3.5 Chia sẻ hình ảnh trực tuyến qua webcam (Live streaming) 109 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình I.1: Ứng dụng thực tế việc chia sẻ liệu đa phương tiện 17 Hình I.2: Mơ hình hoạt động hệ thống truyền tải tệp tin đa phương tiện .19 Hình I.3: Mơ hình hoạt động theo kỹ thuật progressive downloading 20 Hình I.4: Mơ hình hoạt động theo kỹ thuật streaming 21 Hình I.5: So sách kỹ thuật chia sẻ tệp tin đa phương tiện .23 Hình II.1: Minh họa kỹ thuật “Chơi Tải” “Streaming” 24 Hình II.2: Mơ hình hoạt động kỹ thuật “Chơi Tải” 26 Hình II.3: Mơ hình kỹ thuật Streaming 30 Hình III.1: Mơ hình hoạt động kỹ thuật Streaming 37 Hình III.2: Các thành phần mơ hình Streaming 38 Hình III.3: Mơ hình cung cấp thông tin theo yêu cầu (On-demand Streaming) 44 Hình III.4: Mơ hình cung cấp thơng tin trực tuyến (Live Streaming) 45 Hình III.5: Phương pháp truyền thông Unicast 46 Hình III.6: Phương pháp truyền thơng Multicast .46 Hình IV.1: Thị phần Streaming năm 1990-2000 (theo Media Primer) 60 Hình IV.2: Thị phần Streaming năm 2000 (theo Nielsen) 61 Hình IV.3: Thị phần Streaming năm 2006 (theo comStore Video Metrix) 62 Hình IV.4: Giao diện quản trị Helix Mobile Server 65 Hình IV.5: Giao diện quản trị Darwin Streaming Server 66 Hình IV.6: Giao diện Window Media Player 69 Hình IV.7: Giao diện quản trị Flash Media Server 72 Hình IV.8: Cyworld Đài Loan sử dụng công nghệ Peering Portal 74 Hình IV.9: Biểu đồ đánh giá kỹ thuật cơng nghệ Streaming .78 Hình IV.10: Truyền hình trực tuyến 79 Hình IV.11: Streaming trực tuyến - webcast (Stickam) 80 Hình IV.12: Kiến trúc mạng truyền nội dung (CDN) .83 Hình V.1: Các giao thức kỹ thuật duyệt Web Streaming 86 Hình V.2: Sơ đồ trạng thái giao thức RTSP .90 Hình V.3: Luồng hoạt động Player Streaming Server sử dụng RTSP .91 Hình V.4: Các gói tin kênh truyền sử dụng RTSP 93 Hình VI.1: Nguyên lý hoạt động hệ thống demo 100 Hình VI.2: Sơ đồ triển khai hệ thống demo .102 Hình VI.3: Trang chủ hệ thống demo 104 Hình VI.4: Điều khiển hoạt động clip trình streaming 105 Hình VI.5: Tính My Favorites .106 Hình VI.6: Các tính tương tác người dùng với clip 107 Hình VI.7: Tìm kiếm clip thơng qua tính Most Viewed 108 Hình VI.8: Tải clip lên hệ thống .109 Hình VI.9: Tính Webcast với Live Streaming 110