无线视频传输技术及其在高校多媒体教学中的应用

摘 要：本文介绍了现在流行的三种常用无线视频传输技术：英特尔WiDi（Wireless Display）、苹果AirPlay、WiFi联盟Miracast，以及主流操作系统对无线视频传输技术的支持情况。基于此提出了两种利用无线视频传输技术搭建的多媒体教学平台： WiDi、Miracast兼容的多媒体教学平台和苹果AirPlay技术的多媒体教学平台。高校流行的慕课（MOOCs）、微课网络数字学习方式下，无线视频传输技术搭建的多媒体教学平台可以提高教师的上课质量和学生的学习效率。
关键词：WiDi；AirPlay；Miracast；多媒体教学平台
Abstract： Intel WiDi （Wireless Display）， Apple AirPlay， WiFi Alliance Miracast and the main operating systems supporting status are introduced. Multi-media teaching platform compatible with WiDi and Miracast， AirPlay platform are presented on the bases of these wireless video transmission systems. By MOOCs， Micro-video and other network digital learning models in universities， the teaching quality and study efficiency can be highly improved by the Multi-media teaching platforms.
Keywords： WiDi， AirPlay， Miracast， Multi-media teaching platform
1 前言
随着信息网络技术的快速发展，慕课（MOOCs）、微课[1]等成为流行的网络学习方式。同时高校教师和学生都拥用大量的移动智能设备（笔记本电脑、平板电脑、智能手机），且善于利用移动智能设备进行有效的数字化学习。两者结合慕课、微课成为高校师生推崇的学习方式。在相互讨论的课堂教学中，传统的多媒体设备由于不支持移动智能设备已满足不了教学需求，建立无线视频传输技术为基础的多媒体教学平台就成为迫切的需求。
2 三种常用的无线视频传输技术
2.1 英特尔WiDi
2010年英特尔发布Wireless Display（简称WiDi）无线高清技术，它是通过WiFi信号来实现电脑和显示设备的无线连接。第一代的WiDi技术只能支持720p高清播放，且有明显的信号延迟现象。随着英特尔酷睿i系列处理器性能的提升以及加入了更强大的核芯显卡技术，对3D图形和高清视频有了更完美的支持，WiDi2.0技术已经可以完美支持1080p全高清视频播放。WiDi 3.5版加入了USB设备无线连接的支持，实现与主机无线连接，并且WiDi 3.5还对WiFi联盟提出的Miracast规范实现了部分支持。最新的Pro WiDi全面兼容WiFi 联盟的Miracast协议，基于英特尔? 架构的电脑、平板电脑或智能手机以及支持安卓4.2版本的智能手机、平板电脑都可以通过Pro WiDi技术实现与电视机、投影仪的无线视频播放。
2.2 苹果AirPlay
苹果公司推出的Iphone手机、Ipad平板电脑及Mac笔记本电脑在全球热销，借此苹果公司推出基于WiFi的无线视频技术AirPlay。2010年11月12日苹果公司发布iTunes10.1软件全面支持AirPlay无线视频技术。在同一个WiFi（802.11a/g/n）环境下，借助AirPlay无线视频技术，可以将Iphone、Ipod touch、Ipad及Mac（需要iOS4.2及OS X Mountain Lion以上版本）上的视频镜像传送到支持AirPlay的设备（如：音箱、Apple TV）中播放。由于苹果系统的封闭性，AirPlay无线视频技术一般只支持苹果系产品和通过苹果认证的产品。
2.3 WiFi联盟Miracast
2012年9月19日，WiFi联盟正式宣布启动WiFi CERTIFIED Miracast认证项目，Miracast无线显示标准开始出现在用户的面前。在Miracast无线显示标准中，将设备分为两类，一类称为传送端，另一类称为接收端。接收端又分为主接收端及次接收端，差别在于主接收端支持视频或声音数据的接收；而次接收端只支持声音的数据接收，这样用户就可以选择将视频、音频分流至不同设备并同时呈现出来。谷歌从Android 4.2系统开始加入了对Miracast的支持，采用该系统的智能手机、平板电脑、电视棒等产品都将Miracast列为基本功能。微软从win8.1操作系统开始也支持Miracast。英特尔最新的Pro WiDi完全兼容Miracast。同时联发科、英伟达与博通等多家芯片厂商都在SOC芯片方案上支持了Miracast标准。通过芯片的支持，实现对Miracast硬件解码、压缩的优化，在设备硬件端解决技术与兼容性问题。众多软件及硬件厂商的支持，使Miracast无线视频技术的应用打开了广阔的前景。
3 主流操作系统对无线视频传输技术的支持
3.1 谷歌安卓系统
安卓系统主要应用在智能手机和平板电脑中。从Android 4.2系统开始，许多大的厂商如三星、LG、小米、华为、SONY、HTC将Miracast列为智能手机和平板电脑的基本功能。
3.2 微软Window系统
window 7 、window 8 、window10 操作系统是最常用的桌面操作系统，它们都支持英特尔的WiDi技术。其中window 8.1 和window10操作系统已完全兼容Miracast功能。英特尔的WiDi技术对硬件有自己要求，如下表1所示：
3.3 苹果系统
现在的Iphone智能手机、Ipad平板电脑及Mac笔记本都支持AirPlay无线视频技术。
4 利用无线视频传输技术搭建多媒体教学平台
通过分析操作系统对无线视频技术的支持情况，我们可以搭建两种多媒体教学平台。
4.1 基于英特尔的WiDi技术和Miracast的多媒体平台
此多媒体平台设备安装简单且极为方便，由于采用WiFi直连技术，所以无需无线基础设施，用一块无线网卡可以实现无线显示与无线上网互不干扰，显示画面和分辨率可以任意调节。各种智能设备及笔记本电脑的图像、文件、音频、视频都可以通过WiDi技术和Miracast无线视频技术投射到大屏幕设备上，实现无线同屏。课堂使用频率最高的Window操作系统及Office办公软件可以应用在此平台，大大方便了教学。
4.2 基于苹果AirPlay技术的多媒体平台
使用此多媒体平台首先要建立一个WiFi（802.11a/g/n）环境，苹果的各种设备与AirPlay接收器接入WiFi后，通过AirPlay无线视频技术，可以将移动设备上的视频、音乐、图像等在电视或投影上同步播放。AirPlay无线视频技术原生态支持苹果系统， Android系统和Window系统需要安装插件才能应用，且效果不是很好。
5 无线视频传输技术的多媒体教学平台对高校课堂学习的影响
传统的多媒体教学平台主流配置为计算机主机和投影仪，使用笔记本电脑要自己进行接线，切换视频，非常繁琐，同时它又不支持平板电脑和智能手机的显示。基于无线视频技术的多媒体平台，可以很好的解决这些问题。各种移动设备的音频、视频、图像等可以实时显示到大屏幕设备上，并且可以实现无缝切换，大大方便了教学，提高上课效率。在高校中，教师和学生都拥用大量的移动智能设备（笔记本电脑、平板电脑、智能手机），善于利用移动智能设备进行有效的数字化学习。教师平时通过手机微信、网络等的浏览，将对教学有用的图片、文章、新闻等各种信息用收藏、照片等方式存下来，然后在教学时通过无线同屏展现给学生，使课堂教学和信息发展实时同步，充分发挥“互联网+”的优势[2]。慕课（MOOCs）、微课等流行的网络数字学习方式，逐渐被高校师生接受并采用。在课堂教学阶段，在无线视频传输技术多媒体平台的支持下，学生可以利用移动智能设备有效的呈现之前视频学习中遇到的问题，以及对自己问题的分析见解，而教师也可以采用移动智能设备进行有针对性的，生动的解释。在师生的问答中，加深了学生对问题的理解，提高了学生学习质量。
参考文献
[1]Shieh D.These lectures are gone in 60 seconds[J].Chronicle of Higher Education，2009，（26）：1-13.
[2]陈彤.无线同屏技术在对媒体教学中的应用研究[J].中小学实验与装备，2016，（2）：43-45.
作者简介
朱国明，天津外国语大学教育技术与实验室管理中心，工程师 研究方向：教育技术与教育装备。