電教中廣播教學(xué)模塊設(shè)計(jì)
時(shí)間:2022-07-20 03:03:11
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多媒體電子教室能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行多媒體教學(xué)任務(wù),實(shí)現(xiàn)屏幕廣播教學(xué)、文件傳輸、電子舉手、語(yǔ)音教學(xué)等功能;同時(shí)還能管理和監(jiān)控學(xué)生機(jī),完成監(jiān)控轉(zhuǎn)播、遙控輔導(dǎo)、黑屏肅靜等功能。其中,廣播教學(xué)是多媒體電子教室最基本和最核心的功能。
一、廣播教學(xué)功能分析
廣播教學(xué)功能就是將教師機(jī)的電腦屏幕畫(huà)面和語(yǔ)音等多媒體信息實(shí)時(shí)傳送廣播給全體、群組或單個(gè)學(xué)生,可對(duì)單一、部分、全體學(xué)生廣播,廣播過(guò)程中可動(dòng)態(tài)增刪被廣播對(duì)象。教師還可以將該學(xué)生機(jī)屏幕廣播給其它學(xué)生,讓學(xué)生之間分享創(chuàng)意和成果,教師機(jī)可結(jié)束和停止廣播教學(xué)。
二、廣播教學(xué)功能的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)
廣播教學(xué)屏幕傳輸?shù)木唧w實(shí)現(xiàn)主要有抓取屏幕、屏幕壓縮、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)解壓、屏幕繪制五個(gè)步驟,如圖1所示。
(一)抓取屏幕
抓取屏幕上畫(huà)面的實(shí)現(xiàn)方法是基于上層Windows的GDI(GraphicalDeviceInterface)函數(shù)截屏。WindowsGDI的一個(gè)重要部分是DC(設(shè)備描述表),當(dāng)Windows應(yīng)用程序把輸出顯示到設(shè)備上時(shí),就會(huì)用到DC里面所存儲(chǔ)的信息。如果設(shè)置一個(gè)定時(shí)器,每隔一定的時(shí)間獲取屏幕的圖像,就可以獲取連續(xù)變化的動(dòng)態(tài)視頻了。其工作原理是這樣的,首先設(shè)置屏幕尺寸寬、高,創(chuàng)建一個(gè)位圖對(duì)象,位圖對(duì)象的尺寸與屏幕尺寸相同,再獲取當(dāng)前的顯示設(shè)備描述表,然后創(chuàng)建一個(gè)與之兼容的內(nèi)存設(shè)備描述表,將事先建立好的位圖調(diào)入內(nèi)存,再用Windows提供的APIBitBlt()將當(dāng)前顯示設(shè)備描述表的內(nèi)容拷貝到內(nèi)存設(shè)備描述表,這樣就把屏幕上的內(nèi)容抓到內(nèi)存的位圖文件中了,最后,釋放當(dāng)前的顯示設(shè)備。
(二)屏幕壓縮
屏幕圖像的變化頻率較小,通過(guò)對(duì)一般屏幕操作進(jìn)行試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),每秒3到5幀的采樣頻率,就能把服務(wù)器端屏幕的變化及時(shí)或?qū)崟r(shí)反應(yīng)到客戶端的屏幕上。為實(shí)現(xiàn)屏幕共享,在數(shù)據(jù)傳輸上可以采用較低的采樣頻率。屏幕的變化一般集中在某一部分,整屏信息的變化相比則較少。利用這一特點(diǎn)可以對(duì)屏幕圖像進(jìn)行分塊,只傳輸變化的塊,這樣就可以有效的降低傳輸流量。屏幕圖像相鄰像素間的差異較小,可以近似的用一個(gè)像素點(diǎn)校驗(yàn)其周圍N個(gè)像素點(diǎn)是否變化。在較短時(shí)間間隔內(nèi)的兩幀屏幕圖像存在著較強(qiáng)的相關(guān)性,只要找到這兩幀圖像的不同部分并且發(fā)送不同部分,其余部分不發(fā)送,這樣就可以大大減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
(三)屏幕圖像的網(wǎng)絡(luò)傳輸
屏幕圖像的傳輸其實(shí)就是這些屏幕圖像數(shù)據(jù)流在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸,在傳輸屏幕數(shù)據(jù)時(shí),采用的是無(wú)連接的UDP方式傳輸?shù)摹Mㄟ^(guò)之前的分析知道,傳輸數(shù)據(jù)時(shí),只需要把有變化的區(qū)域發(fā)送給學(xué)生機(jī)就可以了,將這些數(shù)據(jù)暫時(shí)存放到一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)ScrMode結(jié)構(gòu)體里。教師機(jī)使用IP組播方式將結(jié)構(gòu)體ScrMode發(fā)送到組播組內(nèi)的所有學(xué)生機(jī)。
(四)數(shù)據(jù)解壓和屏幕顯示
在學(xué)生機(jī)端,程序設(shè)置有一個(gè)組播端口,學(xué)生機(jī)程序利用該端口偵聽(tīng)消息,當(dāng)教師機(jī)端廣播教學(xué)命令后,學(xué)生機(jī)端偵聽(tīng)到該消息,立刻建立接收線程,以便隨時(shí)接收教師機(jī)端發(fā)送來(lái)的信息。學(xué)生機(jī)端設(shè)有兩個(gè)線程:監(jiān)聽(tīng)線程(監(jiān)聽(tīng)接收教學(xué)信息),屏顯線程(圖像解壓縮和還原顯示)。經(jīng)過(guò)分析得知,服務(wù)器端傳輸之前已經(jīng)把大量的冗余圖像信息過(guò)濾掉了,所以在學(xué)生機(jī)端就不再判斷冗余了。學(xué)生機(jī)端只需要:創(chuàng)建1024×768的BMP格式的全屏圖像;讀取收到的圖像數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)ScrData,此時(shí)的數(shù)據(jù)為JPEG格式,由于屏幕圖像一般是BMP格式,所以學(xué)生機(jī)端程序要把接收到的JPEG格式圖像解壓縮成BMP格式;SequenceNumber記錄了發(fā)送數(shù)據(jù)塊在整個(gè)屏幕中的位置,所以讀取SerialNum的值就知道了該數(shù)據(jù)塊在整屏數(shù)據(jù)中的位置,將數(shù)據(jù)塊ScrData寫(xiě)入學(xué)生機(jī)屏幕SequenceNumber處的對(duì)應(yīng)位置;屏幕圖像中部分?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)域是空白的,說(shuō)明該塊與上一屏數(shù)據(jù)相同,直接讀出上一屏對(duì)應(yīng)位置的數(shù)據(jù)塊,填入空白區(qū)域,直接將屏幕圖像寫(xiě)入顯存。
多媒體電子教室代表了電腦教育多媒體、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向,目前已成為現(xiàn)代教育技術(shù)的一個(gè)重要體現(xiàn),它的應(yīng)用,勢(shì)必會(huì)帶來(lái)許多新的教學(xué)理念和教學(xué)模式的變革,本文對(duì)廣播教學(xué)功能的研究有一定的借鑒意義。
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