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網絡直播和視頻會議方案

滿足多種需求的網絡直播和視頻會議方案

-以長春理工大學線上工作保障為例

 

受新冠疫情影響,教育部2020年2月5日印發了《關于在疫情防控期間做好普通高等學校在線教學組織與管理工作的指導意見》,要求采取政府主導、高校主體、社會參與的方式,以線上教育方式共同實施并保障高?!巴Un不停教、停課不停學”。網絡直播和視頻會議以其不受地域空間的限制、人員無接觸、會議現場實時展現、用戶參與度高等優點,成為高校教學、科研和管理工作的有效途徑,因此學校網絡直播和視頻會議的需求激增,為其提供技術支持和網絡保障成為信息化部門的一項重要工作。本文梳理了長春理工大學在疫情防控期間的網絡直播和視頻會議需求,介紹了網絡直播的技術原理和滿足多種網絡直播和視頻會議的解決方案。

一、會議需求

依據學校教學、管理工作的實際需求,可將網絡直播和視頻會議分為五類,表1列舉了每類會議的需求與解決方案。

二、網絡直播原理與相關技術

網絡直播流程:音視頻流->編碼器->直播平臺->用戶端,編碼器也可先推流至流媒體服務器,再由流媒體服務器推流至直播平臺,網絡直播流程如圖1。

       1.音視頻源包括電腦桌面、攝像頭、攝像機、網絡會議終端、導播臺等設備的音視頻流。

       2.音視頻編碼器是指對數字視頻進行壓縮及處理音視頻數據的網絡傳輸硬件或者軟件,由其將音視頻流傳輸到網絡直播平臺或者自建的流媒體服務器。OBS是開源的軟編碼器,它具有視頻推流直播和視頻錄制功能,可運行在Windows、mac和Linux操作系統平臺,支持多種音視頻源,能實現視頻的畫中畫功能。硬編碼器不依賴于電腦,可獨立工作,性能要優于軟編碼器,也被稱為直播機。硬編碼器按照接口可分為SDI編碼器、HDMI編碼器、VGA編碼器等,SDI編碼器可采集攝像機、導播臺的音視頻流,HDMI編碼器可采集電腦、電視輸出的HDMI音視頻流,VGA編碼器可采集VGA設備輸出的流信息。

      3. 推流是編碼器把采集壓縮的音視頻流傳輸到流媒體服務器既直播平臺的過程。推流是網絡直播端需要完成的工作。硬編碼器或軟編碼器一般都擁有推流的功能。多個編碼器可以串聯,如導播臺可直接推流,也可通過編碼器后再推流。

       4. 拉流是把音視頻流從一個流媒體服務器傳輸到另一個流媒體服務器的過程,一般需要給出源視頻流在媒體服務器的位置,然后由拉流客戶端完成獲取音視頻流的工作。

       5.流媒體服務器向用戶提供視頻服務的軟件平臺,它的主要功能是對流媒體內容進行采集、緩存、調度和傳輸,通俗的說就是可以實現視頻的推流和拉流。SRS是開源的流媒體服務器軟件,可用于搭建流媒體服務器,支持視頻直播和錄播。

       6.網絡直播平臺就是前面介紹的流媒體服務器,常見的有騰訊樂享、央視頻、學習強國、B站、知乎等。有些平臺支持推流直播,如樂享、B站和知乎;有些平臺僅支持拉流,如學習強國;也有部分平臺既支持推流也支持拉流如新浪微博。獲得推流直播平臺的直播權限后,可獲得直播地址和密鑰,用于配置推流的編碼器;如是拉流直播平臺,需要在平臺中設置自己的流媒體服務器地址。

       7.用戶端可使用電腦、手機、平板等設備觀看網絡直播,部分平臺支持在微信、企業微信等特定的APP中觀看直播。

    所有設備采用有線連接接入網絡,為確保萬無一失,重要活動還應提供4G和5G作為應急備份鏈路。

三、典型案例

    1.多平臺網絡直播的“云”畢業典禮

畢業典禮的受眾面廣、并發訪問量大,有學生、家長、校友等校內外人士,因此長春理工大學開通了9個適合不同受眾的網絡直播平臺,包括學習強國、央視頻、知乎、快手、騰訊樂享、嗶哩嗶哩、抖音、新浪微博和微贊。通過網站、公眾號、企業微信、官方微博等多種媒體發布直播預告,用戶可自由選擇喜愛的平臺觀看畢業典禮。

畢業典禮使用4個攝像機和1個搖臂攝像機,攝像機信號接入到導播臺,導播臺提供SDI輸出接口,通過一臺硬編碼器連接到工作站,然后由OBS推流到直播平臺。在OBS中配置了6個推流平臺,為每個平臺單獨設置推流目標;其中1路推流至使用SRS自建的校內流媒體服務器,供其他3個網絡直播平臺拉流。經過精心策劃和準備,2020年7月5日,學校師生、校友和關心學校發展的各界人士在“云端”共慶畢業典禮,各平臺累計吸引8萬余人次觀看。

    2.多場景高清視頻會議直播

受疫情影響,長春理工大學與俄羅斯圣光機大學以視頻連線的形式簽署聯合辦學協議,簽約儀式包括吉林省教育廳、長春理工大學、俄羅斯圣光機大學共6個會場。學校使用華為TE30視頻會議終端對接ZOOM視頻會議系統,TE30內置攝像頭和麥克風,展現會場全景,將其接入有線網絡后,配置ZOOM視頻會議系統參數,呼叫會議號即可加入召開視頻會議。

通過調節TE30的焦距和調整攝像機鏡頭實現各分會場發言和簽約儀式場景的切換,給參會者提供面對面的溝通體驗;同時ZOOM視頻會議系統中設置好騰訊樂享網絡直播平臺的推流地址,可同時直播會議,其他參會者可通過APP、PC和手機觀看會議直播,網絡簽約現場如圖3。

    3. 多會場復雜模式網絡直播

第六屆長春理工大學“互聯網+”大學生創新創業大賽線上啟動儀式的會序包括主會場領導講話、分會場發言、中間穿插播放5個視頻,和外地專家通過網絡為會場和家中的參賽選手培訓。按照會序在OBS中預設了3個場景,如圖4所示,直播時根據會序切換直播場景。攝像機采集音視頻流到編碼器再到OBS,在OBS中設置了主會場、視頻播放、和分會場及遠程授課場景。

主會場用攝像機采集會議現場音視頻流至編碼器,編碼器拉取音視頻流至OBS,OBS中建立主會場場景。分會場、專家遠程培訓采用ZOOM視頻會議系統,OBS中建立分會場顯示器捕獲的桌面共享場景。5個視頻文件在OBS中建立5個媒體源場景選取本地視頻文件即可。用戶參會通過騰訊微??炞C身份,會議結束后自動生成參會記錄和視頻回放。

四、總結

本文根據工作實際總結了網絡直播和視頻會議的需求,詳細介紹了3個典型的網絡直播和視頻會議案例,給出了切實可行的技術方案。實際工作中要選擇合適的音視頻源、編碼器、視頻直播軟件、網絡直播平臺和視頻會議系統,做好網絡直播和視頻會議的應急保障,準備備用鏈路,優化校園網鏈路出口,確保參會人員的參會體驗。我校信息化部門以實際行動支持 “停課不停教、停課不停學”。期望所做工作能為同行提供參考,未來與各位同仁們共同做好后疫情時期的高校信息化工作。

本文已在《中國教育網絡》2020年10月刊登發表

作者:王晶春 李佳歡 閔敬軒 底曉強

 

 

 

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