毕业设计（论文）-网络视频聊天软件系统的设计与实现

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编号：（）字号本科生毕业设计（论文）题目：网络视频聊天软件系统的设计与实现姓名：学号：班级：信息安全07-2班二〇一一年六月 本科生毕业设计姓名：学号：学院：计算机科学与技术专业：信息安全设计题目：网络视频聊天软件系统的设计与实现专题：指导教师：职称：讲师2011年6月徐州 中国矿业大学毕业设计任务书学院计算机专业年级信息安全07-2班学生姓名任务下达日期：2011年1月10日毕业设计日期：2011年2月21日至2011年6月15日毕业设计题目：网络视频聊天软件系统的设计与实现毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1)学习视频通信，软件开发等相关知识与技术。2)网络聊天软件设计与分析。3)网络聊天软件的实现。4)对软件功能，模块进行测试，完善。5)根据上述工作撰写论文。院长签字：指导教师签字： 中国矿业大学毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日 中国矿业大学毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日 中国矿业大学毕业设计答辩及综合成绩答辩 情 况提 出 问 题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩：答辩委员会主任签字：年月日学院领导小组综合评定成绩：学院领导小组负责人：年月 日 摘要视频通信既是最古老的通信方式，也是到目前通信界仍在不断研究和探索的新兴业务。古代的烽火狼烟可为最早的一种“视频通信”。本文中视频通信是指连续、动态的图像通信。由于技术、政策、使用费用等多方面的原因，视频通信业务在全球范围内并没有大规模地使用，但人们一直没有停止提供和使用视频通信业务的努力。人们对视频通信业务的需求促进与其相关的网络、信息处理、网络接入等技术的发展，同时这些技术的不断发展也反过来促使视频通信业务的不断成熟。未来视频通信业务将会承载于有线或无线Internet上，同时其服务质量也将会满足商业化发展的需要。目前面临的挑战是视频通信应用中会涉及很多知识产权问题、家庭组网尚未形成明确的主流技术，此外还有安全问题和商业模式的建立等。但我国与其他许多国家处在同一起跑线上，存在着许多创新的机会和领域。本文着重介绍以微软实时通信(RTC)API为基础的网络视频聊天软件的设计与实现，并进行相应的测试与分析。关键字：网络视频聊天；网络视频会议；微软实时通信(RTC)；VC++6.0； ABSTRACTVideocommunicationisthemostancientcommunicationmode,isalsofarsystemsresearchandexplorationcontinuestheemergingbusiness.Ancientfireworkstodefeatoneoftheearliest"videocommunication".Thispaperreferstothevideocommunicationincontinuousanddynamicimagecommunication.Astechnology,policy,usefeesandsoonvariousreasons,videocommunicationsbusinessgloballyandnolarge-scalelanduse,butpeoplehaven'tstoppedofferingandusevideocommunicationsbusinessefforts.Peopleonthevideocommunicationsbusinessneedstopromoterelatednetwork,informationprocessing,networkaccesstechnologydevelopment,atthesametimethesetechnologyunceasingdevelopmentinturnpromptedvideocommunicationsbusinesscontinuestomature.FuturevideocommunicationsbusinesswillcarryonwiredorwirelessInternet,anditsservicequalitywillalsomeettheneedsofthedevelopmentofcommercialization.Nowthechallengeistovideocommunicationapplicationswillinvolvealotofintellectualpropertyrights,familynetworkhasnotyetbecomeclearmainstreamtechnology,inadditiontosecurityissuesandbusinessmodelestablishment,etc.ButChinaandmanyothercountriesinthesamestartingline,thereexistmanyinnovativeopportunityandfields.ThispaperintroducetoMicrosoftreal-timecommunication(RTC)APIbasednetworkvideochatsoftwaredesignandimplementation,andmakesthecorrespondingtestingandanalysis.Keywords:Networkvideochat;Networkvideoconference;Microsoftreal-timecommunication(RTC);Vc++6.0; 目录1绪论11.1设计背景11.2设计意义12需求分析32.1系统需求32.2开发环境需求32.3技术需求32.4功能需求33软件系统设计43.1相关技术43.1.1VC++6.0基础43.1.2MFC介绍43.1.3socket网络编程43.1.4组件对象模型(COM)43.1.5微软实时通信(RTC)43.2软件架构103.3模块分析103.3.1主窗口模块103.3.2视频聊天对话框模块103.3.1可连接对象模块103.3.1文字聊天对话框模块104软件系统实现124.1模块设计124.2模块接口124.3运行环境的介绍和配置174.4界面介绍185软件系统测试215.1服务器模式下功能测试215.2文字聊天功能测试215.3视频聊天功能测试21结论22参考文献23翻译部分英文原文24中文译文27 致谢30 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页1概述1.1设计背景随着人们对视频和音频信息的需求愈来愈强烈，追求远距离的视音频的同步交互成为新的时尚。近些年来，依托计算机技术、通信技术和网络条件的发展，集音频、视频、图像、文字、数据为一体的多媒体信息，使越来越多的人开始通过互联网享受到网上生活、远程医疗、远程通讯的乐趣，缩短了时区和地域的距离。远程通信的各种优势给人们带来的方便也促使人们对这一领域进行更加深入的探索。基于不同平台以及不同开发工具的网络视频会议系统层出不穷。视频会议系统在我国开始发展的初期，政府部门的应用就占据了重要位置，覆盖中央到直辖市和各省会城市的国家公众视频会议骨干网已经完工。自1994年9月投入使用以来，国务院等机关先后利用该网召开了三百多次全国范围的可视通讯会议。整个系统运行情况良好，得到了国家领导人和各部委领导的高度赞扬。近年来随着电子政务工程的逐步推进，政府部门更加关注视频会议系统建设。在经济发达地区（例如浙江、山东、广东），视频会议网已覆盖到地市级城市，有的甚至覆盖到县一级。除各级政府之外，其它诸如检察院、法院、公安和和水利等职能部门也是视频会议系统的重要用户。视频会议系统是指通过现有的各种电气通讯传输媒体，将人物的静态/动态图像、语音、文字、图片等多种信息分送到各个用户的计算机上，使得在地理上分散的用户可以共聚一处，通过图形、声音等多种方式交流信息，增加双方对内容的理解能力。视频会议系统对于减少差旅费用等机构开支；提高机构运作效率；提高机构形象有利于加强对外交往；有利于政策方针的迅速准确传达；有利于广泛收集意见；有利于加强内部交流；员工培训等方面带来巨大的直接和间接效益。由于视频会议系统的这些优点，使得视频会议系统备受关注。并且已经有越来越多的人利用这种方式进行交流沟通，不仅方便而且拉近了人与人之间的距离。现在的一些软件像QQ以及MSN等软件为人们的视频聊天提供了许多方便。1.2设计意义视频会议系统可开展企业间的远程视频会议和业务培训。现在很多公司在全国很多城市都有自己的分公司或是办事处，有时候对于总公司的信息或是培训等不能很好的实施到分公司，现在视频会议系统的使用，跨地域的远程会议变得很容易，总公司的任何信息可通过视频会议系统及时有效地传达到分公司，总公司对分公司人员的培训也可以利用视频会议系统，视频会议系统支持桌面和程序的共享，可以很好的通过视频会议进行产品培训，技术培训等。在培训的过程中，还可以用视频会议系统里的图板注解、媒体共享、演示共享和文件传输来进行PPT，图片，文档，多媒体等的。视频会议系统也可实现与异地客户的远程业务谈判。对于异地的客户，视频会议系统可以进行音视频的同步传输，加入会议的与会人员可以跟会议主席人员进行语音交流，会议主席人员可对参加会议人员提出的问题进行及时回答。利用这个功能就能很好的实现远程的业务谈判。利用视频会议系统也可以对客户需要的产品信息及技术知识，可在会议系统里通过PPT进行演示播放，让客户更清晰、明了的了解公司及产品信息，促进商务合作。视频会议系统还可助力企业的远程销售。企业在利用视频会议系统来进行远程销售时，对产品或公司的介绍可以全视频播放展示。视频会议系统可以将产品和企业的介绍作为全视频形式，这样可以使潜在客户更进一步了解企业自身的产品和企业介绍，跟以前仅用图片或文字的方式展示，更容易让客户接受。 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页视频会议在各行业的广泛应用，使企业降低大量的成本支出，这也是很多企业愿意把视频会议系统纳入到企业的运营中的重要原因。作为视频会议系统的提供商——傲群信息（Audividi），其总部位于美国加利福尼亚的Fremont。公司前身（原威盛软件）是世界上最大的独立主机板晶片组设计公司——VIA（威盛电子）的核心科研机构之一，长期为VIA、HTC、VIATelecom等世界知名高科技企业提供嵌入式系统设计和视频通信产品研发。丰富的技术积累和研发投入，使傲群（Audividi）在通信传输、音视频压缩、数据处理领域拥有多项核心专利技术，具备了业界领先的自主研发与创新实力。视频会议系统为企业大幅提高运作效率、降低运营成本，是企业提升核心竞争力的必需设备之一，它为企业节约了大量的会议开支和时间，提高处理事务的速度和工作效率，正逐步成为企业在信息时代沟通的新宠儿，使人们工作更快乐、更高效。 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页2需求分析2.1系统需求本软件客户端需要在xp或更高版本Windows系统下运行。有局域网或广域网连接。语音通信需要有麦克风，声卡等音频设备支持。进行视频通信需要摄像头等视频采集设备支持。2.2开发环境需求本软件在VC++6.0环境下设计实现，以微软基本类库(MFC)中基于对话框模板为基础；需要安装微软实时通信(RTC)开发包，版本：ClientAPIv1.2SDK；需要socketapi支持。2.3技术需求1，VC++编程基础2，MFC基于对话框模板的结构与原理3，socket网络编程基础4，基于C/S模式的网络通信原理5，微软实时通信(RTC)开发包2.4功能需求2.4.1模式本软件分为点对点IP模式和服务器模式，IP模式下，直接输入通信对象的IP地址即可进行相应语音视频或文字通信。服务器模式下，需要先连接服务器，连接成功后，即可从服务器获得同时连接服务器的所有客户的昵称，点击昵称即可进行相关通信。2.4.2通信类型即时文本通信：在IP模式或服务器模式下选择通信对象，即可通过点击“文字聊天”进行文本通信，可同时进行多个文本通信过程。即时语音视频通信：在IP模式或服务器模式下选择通信对象，即可通过点击“视频聊天”进行语音视频通信。弹出视频聊天对话框，大窗口显示对方影像，右下小窗口显示本机影像，可进行音量大小等功能的调节。每个客户端只能打开一个视频通信过程。2.4.2服务器与客户端本软件分为服务端与客户端两部分。服务器端需要建立服务，客户端才能连接。服务端可以显示当前连接的客户昵称以及IP地址。客户端则可根据选择进行点对点模式或服务器模式的通信。进行点对点模式通信不需要连接服务器。 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页3软件系统设计3.1相关技术3.1.1VC++6.0基础在VC++6.0是Microsoft公司推出的一个基于Windows系统平台、可视化的集成开发环境，它的源程序按C++语言的要求编写，并加入了微软提供的功能强大的MFC(MicrosoftFoundationClass)类库。MFC中封装了大部分WindowsAPI函数和Windows控件，它包含的功能涉及到整个Windows操作系统。MFC不仅给用户提供了Windows图形环境下应用程序的框架，而且还提供了创建应用程序的组件，这样，开发人员不必从头设计创建和管理一个标准Windows应用程序所需的程序，而是从一个比较高的起点编程，故节省了大量的时间。另外，它提供了大量的代码，指导用户编程时实现某些技术和功能。因此，使用VC++提供的高度可视化的应用程序开发工具和MFC类库，可使应用程序开发变得简单。3.1.2MFC介绍MFC,微软基础类(MicrosoftFoundationClasses)，同VCL类似，是一种ApplicationFramework，随微软VisualC++开发工具发布。目前最新版本为9.0（截止2008年11月）。该类库提供一组通用的可重用的类库供开发人员使用。大部分类均从CObject直接或间接派生，只有少部分类例外。MFC应用程序的总体结构通常由开发人员从MFC类派生的几个类和一个CWinApp类对象（应用程序对象）组成。MFC提供了MFCAppWizard自动生成框架。Windows应用程序中，MFC的主包含文件为"Afxwin.h"。此外MFC的部分类为MFC/ATL通用，可以在Win32应用程序中单独包含并使用这些类。由于它的易用性，初学者常误认为VC++开发必须使用MFC。这种想法是错误的。作为ApplicationFramework，MFC的使用只能提高某些情况下的开发效率，只起到辅助作用，而不能替代整个Win32程序设计。MFC,微软基础类(MicrosoftFoundationClasses),实际上是微软提供的,用于在C++环境下编写应用程序的一个框架和引擎,VC++是WinDOS下开发人员使用的专业C++SDK(SDK,StandardSoftWareDevelopKit,专业软件开发平台),MFC就是挂在它之上的一个辅助软件开发包,MFC作为与VC++血肉相连的部分(注意C++和VC++的区别:C++是一种程序设计语言,是一种大家都承认的软件编制的通用规范,而VC++只是一个编译器,或者说是一种编译器+源程序编辑器的IDE,WS,PlatForm,这跟Pascal和Delphi的关系一个道理,Pascal是Delphi的语言基础,Delphi使用Pascal规范来进行Win下应用程序的开发和编译,却不同于Basic语言和VB的关系,Basic语言在VB开发出来被应用的年代已经成了Basic语言的新规范,VB新加的Basic语言要素,如面向对象程序设计的要素,是一种性质上的飞跃,使VB既是一个IDE,又成长成一个新的程序设计语言),MFC同BC++集成的VCL一样是一个非外挂式的软件包,类库,只不过MFC类是微软为VC++专配的..MFC是WinAPI与C++的结合,API,即微软提供的WinDOS下应用程序的 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页编程语言接口,是一种软件编程的规范,但不是一种程序开发语言本身,可以允许用户使用各种各样的第三方(如我是一方,微软是一方,Borland就是第三方)的编程语言来进行对WinDOS下应用程序的开发,使这些被开发出来的应用程序能在WinDOS下运行,比如VB,VC++,Java,Dehpi编程语言函数本质上全部源于API,因此用它们开发出来的应用程序都能工作在WinOS的消息机制和绘图里,遵守WinDOS作为一个操作系统的内部实现,这其实也是一种必要,微软如果不提供API,这个世上对Win编程的工作就不会存在,微软的产品就会迅速从时尚变成垃圾,上面说到MFC是微软对API函数的专用C++封装,这种结合一方面让用户使用微软的专业C++SDK来进行Win下应用程序的开发变得容易,因为MFC是对API的封装,微软做了大量的工作,隐藏了好多程序开发人员在Win下用C++&MFC编制软件时的大量内节,如应用程序实现消息的处理,设备环境绘图,这种结合是以方便为目的的,必定要付出一定代价(这是微软的一向作风),因此就造成了MFC对类封装中的一定程度的的冗余和迂回,但这是可以接受的..最后要明白MFC不只是一个功能单纯的界面开发系统,它提供的类绝大部分用来进行界面开发,关联一个窗口的动作,但它提供的类中有好多类不与一个窗口关联,即类的作用不是一个界面类,不实现对一个窗口对象的控制(如创建,销毁),而是一些在WinDOS(用MFC编写的程序绝大部分都在WinDOS中运行)中实现内部处理的类,如数据库的管理类等,学习中最应花费时间的是消息和设备环境,对C++和MFC的学习中最难的部分是指针,C++面向对像程序设计的其它部分,如数据类型,流程控制都不难,建议学习数据结构C++版。MFC是微软封装了的API。什么意思呢？windows作为一个提供功能强大的应用程序接口编程的操作系统，的确方便了许多程序员，传统的win32开发（直接使用windows的接口函数API）对于程序员来说非常的困难，因为，API函数实在太多了，而且名称很乱，从零构架一个窗口动辄就是上百行的代码。MFC是面向对象程序设计与Applicationframework的完美结合，他将传统的API进行了分类封装，并且为你创建了程序的一般框架，MFC是对WindowsAPI的封装，大大简化了我们的工作；学VC主要就是要学MFC，大约有100多个类，但常用的也就二三十个。应该象背4级单词一样将这些常用类搞懂；当然不要死记，要通过看帮助、看例子、动手练习来学会它们；而且，并非每个类的内部的所有函数都要学会，要日积月累。如果真的想成为高手，做个笔记本把自己认为重要的类、函数记下来，随时学习，也是很好的突击方法。重要的MFC：CWnd：窗口，它是大多数“看得见的东西”的父类（Windows里几乎所有看得见的东西都是一个窗口，大窗口里有许多小窗口），比如视图CView、框架窗口CFrameWnd、工具条CToolBar、对话框CDialog、按钮CButton，etc;一个例外是菜单（CMenu）不是从窗口派生的。该类很大，一开始也不必学，知道就行了。CDocument文档，负责内存数据与磁盘的交互。最重要的是OnOpenDocument(读入),OnSaveDocument（写盘）,Serialize（读写） 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页CView视图，负责内存数据与用户的交互。包括数据的显示、用户操作的响应（如菜单的选取、鼠标的响应）。最重要的是OnDraw(重画窗口)，通常用CWnd::Invalidate()来启动它。另外，它通过消息映射表处理菜单、工具条、快捷键和其他用户消息。你自己的许多功能都要加在里面，你打交道最多的就是它。CDC设备文本。无论是显示器还是打印机，都是画图给用户看。这图就抽象为CDC。CDC与其他GDI（图形设备接口）一起，完成文字和图形、图像的显示工作。把CDC想象成一张纸，每个窗口都有一个CDC相联系，负责画窗口。CDC有个常用子类CClientDC（窗口客户区），画图通常通过CClientDC完成。CDialog对话框：CWinApp应用程序类。似于C中的main函数，是程序执行的入口和管理者，负责程序建立、消灭，主窗口和文档模板的建立。最常用函数InitInstance（）：初始化。CGdiObject及子类,用于向设备文本画图。它们都需要在使用前选进DC。CPen笔，画线CBrush刷子，填充CFont字体，控制文字输出的字体CBitmap位图CPalette调色板CRgn区域，指定一块区域可以用于做特殊处理。CFile文件。最重要的不外是Open（打开）,Read（读入）,Write（写）CString字符串。封装了C中的字符数组，非常实用。CPoint点，就是（x,y）对CRect矩形，就是（left,top,right,bottom）CSize大小，就是（cx,cy）对（宽、高）MFC是在1992年的Microsoft16位版的C/C++编译器的7.0版本中作为一个扩展轻量级的WindowsAPI面向对象的C++封装库而引入的。此时，C++因为它在和API方面的卓越表现，刚刚开始被用来取代C应用于开发商用软件。因此，他们推出了替代早期的老式的字符界面的集成开发环境（IDE）的PWB。有趣的是，MFC使用“Afx”作为所有的全局函数的前缀，“afx”作为全局变量的前缀。因为在MFC的早期开发阶段它叫“ApplicationFrameworkExtensions”缩写为“AFX”。AFX提供了对WindowsAPI的高度抽象，建立了全新的面向对象的AFXAPI，但它对于新手来说太复杂了，所以AFX小组不得不重新开始。后来他们创建了一组C++类，这就是MFC。MFC这个名字被采用得太晚了以至于没来得及修改这些引用。最近，MFC8.0和VisualStudio2005一起发布了；MFC9.0和VisualStudio2008一起发布。在免费的Express版本的VisualStudio2005/2008中没有包含MFC。作为一个强有力的竞争对手，为Borland的TurboC++编译器设计OWL（ObjectWindowsLibrary）在同一时间也发布了。但最后，Borland停止了对OWL的继续开发并且不久就从Microsoft那里购买了MFC头文件，动态链接库等的授权，微软没有提供完整的MFC的集成支持。之后Borland发布了VCL（VisualComponentLibrary）来替换OWL框架。3.1.3socket网络编程套接口有三种类型:流式套接口,数据报套接口及原始套接口.流式套接口定义了一种可靠的面向连接的服务,实现了无差错无重复的顺序数据传输.数据报套接口定义了一种无连接的服务,数据通过相互独立的报文进行传输,是无序的, 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页并且不保证可靠,无差错.原始套接口允许对低层协议如IP或ICMP直接访问,主要用于新的网络协议实现的测试等.无连接服务器一般都是面向事务处理的，一个请求一个应答就完成了客户程序与服务程序之间的相互作用。若使用无连接的套接口编程，程序的流程可以用图3-1表示。面向连接服务器处理的请求往往比较复杂，不是一来一去的请求应答所能解决的，而且往往是并发服务器。使用面向连接的套接口编程,可以通过图3-2来表示其时序。 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页套接口工作过程如下:服务器首先启动,通过调用socket()建立一个套接口,然后调用bind()将该套接口和本地网络地址联系在一起,再调用listen()使套接口做好侦听的准备,并规定它的请求队列的长度,之后就调用accept()来接收连接.客户在建立套接口后就可调用connect()和服务器建立连接.连接一旦建立,客户机和服务器之间就可以通过调用read()和write()来发送和接收数据.最后,待数据传送结束后,双方调用close()关闭套接口。由于Windows的基于消息的特点,WINSOCK和BSD套接口相比,有如下一些新的扩充:1.异步选择机制异步选择函数WSAAsyncSelect()允许应用程序提名一个或多个感兴趣的网络事件,如FD_READ,FD_WRITE,FD_CONNECT,FD_ACCEPT等等代表的网络事件.当被提名的网络事件发生时,Windows应用程序的窗口函数将收到一个消息.这样就可以实现事件驱动了.2.异步请求函数异步请求函数允许应用程序用异步方式获得请求的信息,如WSAAsyncGetXByY()类函数.这些函数是对BSD标准函数的扩充.函数WSACancelAsyncRequest() 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页允许用户中止一个正在执行的异步请求.3.阻塞处理方法WINSOCK提供了"钩子函数"负责处理Windows消息,使Windows的消息循环能够继续.WINSOCK提供了两个函数(WSASetBlockingHook()和WSAUnhookBlockingHook())让应用程序设置或取消自己的"钩子函数".函数WSAIsBlocking()可以检测是否阻塞,函数WSACancelBlockingCall()可以取消一个阻塞的调用.4.错误处理WINSOCK提供了两个WSAGetLastError()和WSASetLastError()来获取和设置最近错误号.5.启动和终止由于WindowsSockets的服务是以动态连接库WINSOCK.DLL形式实现的,所以必须要先调用WSAStartup()函数对WindowsSocketsDLL进行初始化,协商WINSOCK的版本支持,并分配必要的资源.在应用程序关闭套接口后,还应调用WSACleanup()终止对WindowsSocketsDLL的使用,并释放资源,以备下一次使用.3.1.4组件对象模型(COM)组件对象模型，也称组件对象模型，英文为ComponentObjectModel，缩写COM，是微软对于网页服务器与客户端、增益集与Office系列软件之间交互的一项软件组件技术。自动化是指应用程序的COM化来让外部可以调用它们的功能，以及外部调用这些功能的方法。自动化的典型应用是微软的很多软件中都支持的宏。由于自动化普遍使用OLE的标准接口来实现，所以这个技术有时也称OLE自动化。COM是微软自1993年便提出的组件式软件平台，用来做进程间通信（Inter-processcommunication,IPC）以及当作组件式软件开发的平台。COM提供跟编程语言无关的方法实现一个软件对象，因此可以在其他环境中运行。COM要求软件组件必须遵照一个共同的接口，该接口与实现无关，因此可以隐藏实现属性，并且被其他对象在不知道其内部实现的情形下正确的使用。COM并被实现于多个平台之上，并不限于Windows操作系统之上。但还是只有Windows最常使用COM，且某些功能已被目前的.NET平台取代。COM是基于组件对象方式概念来设计的，在基础中，至少要让每个组件都可以支持二个功能：1，查询组件中有哪些接口2，让组件做自我生命管理，此概念的实践即为参考计数（ReferenceCounting）这二个功能即为COM的根：IUnknown接口所提供的IUnknown::QueryInterface()，IUnknown::AddRef()及IUnknown::Release()三个方法的由来。所有的COM组件都要实现IUnknown，表示每个COM组件都有相同的能力。只由COM派生实现出来的组件，称为纯COM组件。但在Windows持续发展时，VisualBasic4.0开始支持OCX，也就是OLECustomControl，这让微软开始思考要如何让COM组件可以跨语言支持，在这样的要求下，必须要提供一个一致的接口，以及提供一组可以调用接口内方法的能力，由于纯COM组件只能够支持C/C++的直接访问，为了要达到跨语言的能力，在COM中必须要支持在外部调用内部方法的机能，这个机能造就了Invoke()方法，另外为了跨语言的支持，COM应该要提供简单的组件访问识别方式，这也就是会有GetIDsOfNames()的原因，将这些方法组合起来，定义出的必要接口，称为IDispatch接口，所有实现此接口的，都可以支持跨语言的支持。微软将实现此接口的组件都称为自动化（Automation）组件。 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页3.1.5微软实时通信(RTC)开发包软实时通信（RTC）API是一套提供有丰富功能的核心组件。这些性能我们可以在WindowsMessenger和其它使用实时通信API的应用程序中看到。本文将介绍由这些组件提供的多媒体支持。应用程序开发人员可能想把实时通信特色整合到他们的应用程序中去，还可以使用实时通信特性来构建他们自己的社区根据MicrosoftWindowsxp的介绍，丰富的通信特性已经被组合并增强以便在基础结构中提供为实时通信(RTC)软件提供支持。这些特性被MicrosoftWindowsMessenger用来显示实时语音和视频、即时消息及其他协同信息。此外，API也显示出能够在任何应用程序中使用其丰富的通信基础结构。RTC以组件对象模型(COM)的方式发布，提供了一整套api供程序员建立点到点的，多点结合的多媒体通信程序。学习RTC就是学习其所提供的组件和接口功能而不需要具体了解组件内部是如何实现接口。3.2软件架构3.2.1服务端服务端比较简单，只有主对话框。主对话框类中创建了负责通信的socket相关过程和消息处理函数。3.2.2客户端客户端在主对话框显示前，先显示昵称输入对话框，然后进入主对话框。主对话框类中创建与服务器连接所需要的socket对象，以及进行媒体通信所需的RTC客户端对象。通过按钮事件分别创建文本聊天对话框和视频聊天对话框并建立相应的会话对象进行连接。同时在主对话框类实现了处理socket事件的响应函数，和处理RTC事件的响应函数。3.3模块分析由于服务端比较简单，因此只介绍客户端模块：3.3.1主窗口模块主窗口主要负责以下几项工作：1，socket对象创建以及socket网络连接和事件处理。2，文字聊天，视频聊天会话的创建和初始化。3，RTC事件处理函数的实现。4，客户端状态如是否连接服务器，是否已打开视频会话等的记录5，主窗口显示前会先创建昵称输入对话框来获得用户名3.3.2视频对话框模块对象实例由主窗口在接收到视频连接成功消息后创建，为主窗口提供SetInit接口完成初始化。视频对话框主要负责视频聊天事件如音量调节，视频窗口大小的布置等工作。且一个客户端只能创建一个视频会话。3.3.3可连接对象模块可连接对象是COM技术中处理接口事件的一种方法。本例中，可连接对象实例由主窗口创建，注册到RTC客户端，并为RTC客户端提供调用接口，当RTC客户端有媒体通信事件后，就调用相应的接口进行事件处理。3.3.4文字对话框模块对象实例由主窗口在接受到文字聊天按钮消息后创建，并提供相应接口供主窗口调用来完成初始化 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页。一个文字对话框对应一个IM会话，负责完成相应的聊天工作，处理聊天消息和显示。 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页4软件系统实现4.1模块设计4.1.1服务端设计服务端建立socket对象，建立TCP监听，接收客户端的连接，并负责将客户已连接客户信息发送给其他客户。voidCAVServerDlg::OnNetEvent(WPARAMwParam,LPARAMlParam){switch(lParam){caseFD_ACCEPT:accept(Socket_Listen,NULL,NULL);break;caseFD_READ:OnNetRead(wParam);break;caseFD_WRITE:break;caseFD_CLOSE:OnNetClose(wParam);shutdown(wParam,2);break;default:break;}}以上为socket事件处理函数，根据不同的事件类型，调用相应的2层处理函数。通信协议：规定接收的字符串第一个字符为“1”：表示用户连接“2”：表示用户断开紧接着为用户昵称，以“@”结尾。紧接着为用户IP，同样以“@”结尾。规定发送的字符串第一个字符为“1”：表示用户连接“2”：表示用户断开紧接着为用户昵称，以“@”结尾。 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页紧接着为用户IP，同样以“@”结尾。通信过程：用户与服务器建立socket连接后会向服务器发送用户信息字符串，服务器接收字符串将用户信息显示在主对话框。并根据当前连接用户数目，依次发送该用户信息，同时将其他用户信息发送给该用户。字符串格式按上通信协议格式化。用户与服务器断开过程同上。4.1.2主窗口模块主要变量：intm_MesSesNum;记录文本会话数。IRTCClient*m_pClient;RTC客户端对象。CMessageDlgm_CMDlgS[10];文本聊天对话框对象组。CAVDlgm_AVDlg;视频聊天对话框对象。SOCKETm_s;socket对象。boolm_IfConnect;记录是否连接服务器。boolm_IfAVDlg;记录是否已经建立视频聊天。主要函数：voidCreateMDlg(IRTCSession*pSession,CStringInitName);创建文字聊天对话框。voidRTCEventSSChange(IRTCSessionStateChangeEvent*pEvent);会话状态改变事件处理函数。voidRTCEventMessage(IRTCMessagingEvent*pEvent);消息事件处理函数。voidRTCEventMedia(IRTCMediaEvent*pEvent);媒体事件处理函数。HRESULTRTCEventHandle(RTC_EVENTenEvent,IDispatch*pDisp);事件处理总函数，同时供可连接对象调用。afx_msgvoidOnClientMsg(WPARAMwParam,LPARAMIParam);socket事件处理函数。HRESULTCTryDlg::RTCInit(){HRESULThr;m_pClient=NULL; 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页hr=CoInitialize(NULL);if(FAILED(hr)){MessageBox("ComInitError!");returnhr;}hr=CoCreateInstance(CLSID_RTCClient,NULL,CLSCTX_INPROC_SERVER,IID_IRTCClient,(LPVOID*)&m_pClient);if(FAILED(hr)){MessageBox("ComOCreateError!");returnhr;}hr=m_pClient->Initialize();if(FAILED(hr)){//SAFE_RELEASE(m_pClient);MessageBox("ComInitCreateError!");returnhr;}m_pClient->SetPreferredMediaTypes(RTCMT_ALL,VARIANT_TRUE);longlEventMask=RTCEF_SESSION_STATE_CHANGE|RTCEF_MESSAGING|RTCEF_MEDIA|RTCEF_INTENSITY|RTCEF_CLIENT;hr=m_pClient->put_EventFilter(lEventMask);if(FAILED(hr)){MessageBox("PutFilterError!");returnhr;}m_pEvent=newMyEvent;m_pEvent->Advise(m_pClient,m_hWnd,this); 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页hr=m_pClient->put_ListenForIncomingSessions(RTCLM_BOTH);if(FAILED(hr)){MessageBox("PutListenError!");returnhr;}returnhr;}RTC环境初始化函数，主要做以下工作：创建RTC客户端对象并初始化，设置通信参数，设置过滤事件类型，注册可连接对象，等待连接。4.1.3文字聊天对话框模块主要变量：intm_SesN;记录当前文字会话编号。IRTCSession*m_pSession;会话对象。CStringm_MyName;记录自己昵称。主要函数：voidSetSesAndName(IRTCSession*pSession,CStringMyName,intSesN);传递会话对象，用户名，会话编号。voidSetMessage(CStringMessage,CStringMessageHeader);传递消息。voidSetInitUser(CStringUser);初始化用户。voidSetEnd();会话结束。4.1.4视频聊天对话框模块主要变量：CWndm_pParent;父对话框指针。IRTCClient*m_pParentClient;父会话客户端对象指针。IRTCSession*m_pSession;视频会话对象指针。主要函数：voidCAVDlg::SetInit(IRTCClient*pParentClient,IRTCSession*pSession){m_pParentClient=pParentClient;m_pSession=pSession; 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页HRESULThr=NULL;IVideoWindow*pIVideo;hr=m_pParentClient->get_IVideoWindow(RTCVD_RECEIVE,&pIVideo);hr=pIVideo->put_WindowStyle(WS_CHILD|WS_CLIPSIBLINGS);hr=pIVideo->put_Owner((OAHWND)m_AVSHOW.GetSafeHwnd());hr=pIVideo->SetWindowPosition(0,0,300,300);hr=pIVideo->put_Visible(TRUE);hr=m_pParentClient->get_IVideoWindow(RTCVD_PREVIEW,&pIVideo);hr=pIVideo->put_WindowStyle(WS_CHILD|WS_CLIPSIBLINGS);hr=pIVideo->put_Owner((OAHWND)m_AVSHOW1.GetSafeHwnd());hr=pIVideo->SetWindowPosition(0,0,100,100);hr=pIVideo->put_Visible(TRUE);}视频窗口初始化，参数设置函数。4.1.5可连接对象模块主要变量：HWNDm_hWnd;记录父窗口句柄DWORDm_dwCookie;可连接对象标记CWnd*m_pWnd;记录父窗口指针主要函数：HRESULTSTDMETHODCALLTYPEEvent(RTC_EVENTenEvent,IDispatch*pDisp);RTC事件处理函数，主要工作是将事件对象传递给主窗口中的事件处理函数。HRESULTMyEvent::Advise(IRTCClient*pClient,HWNDhWnd,CWnd*pWnd){m_hWnd=hWnd;m_pWnd=pWnd;HRESULThr=NULL;IConnectionPointContainer*pCPC=NULL;IConnectionPoint*pCP=NULL;hr=pClient->QueryInterface(IID_IConnectionPointContainer,(void**)&pCPC);if(SUCCEEDED(hr)){hr=pCPC->FindConnectionPoint(IID_IRTCEventNotification,&pCP);if(SUCCEEDED(hr)){hr=pCP->Advise(this,&m_dwCookie); 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页}}returnhr;}注册函数，将可连接对象注册到RTC组件，用于接收事件。4.2模块接口4.2.1消息对话框模块接口voidSetSesAndName(IRTCSession*pSession,CStringMyName,intSesN);供主窗口调用，初始化会话和用户名。voidSetMessage(CStringMessage,CStringMessageHeader);供主窗口调用，传送聊天消息。voidSetInitUser(CStringUser);供主窗口调用，初始化聊天用户名voidSetEnd();供主窗口调用，结束会话。4.2.2视频对话框模块接口ShowVideo(longlMediaType,RTC_MEDIA_EVENT_TYPEenType,RTC_MEDIA_EVENT_REASONenReason);供主窗口调用，就收到视频连接成功消息后传递相关事件参数。4.2.3可连接对象模块接口HRESULTAdvise(IRTCClient*pClient,HWNDhWnd,CWnd*pWnd);供主窗口调用，注册可连接对象。HRESULTSTDMETHODCALLTYPEQueryInterface(REFIIDiid,void**ppvObject);ULONGSTDMETHODCALLTYPEAddRef();ULONGSTDMETHODCALLTYPERelease();组件对象模型的三个基本接口的重构。4.2.4主窗口模块接口HRESULTRTCEventHandle(RTC_EVENTenEvent,IDispatch*pDisp);供可连接对象调用，RTC事件处理函数。4.3运行环境的介绍和配置4.3.1SOCKET的初始化配置WORDVersion=MAKEWORD(2,0);WSADatawsaData;WSAStartup(Version,&wsaData);设置版本并初始化socket。m_s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0);WSAAsyncSelect(m_s,this->m_hWnd, 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页WM_CLIENTMSG,FD_CONNECT|FD_READ|FD_WRITE|FD_CLOSE);穿件socket对象并注册处理事件。4.3.2COM组件的初始化配置CoInitialize(NULL);CoCreateInstance(CLSID_RTCClient,NULL,CLSCTX_INPROC_SERVER,IID_IRTCClient,(LPVOID*)&m_pClient);m_pClient->Initialize();、longlEventMask=RTCEF_SESSION_STATE_CHANGE|RTCEF_MESSAGING|RTCEF_MEDIA|RTCEF_INTENSITY|RTCEF_CLIENT;m_pClient->put_EventFilter(lEventMask);COM组件初始化，RTC客户端初始化并注册处理事件。4.4界面介绍4.4.1昵称输入对话框图4-1昵称输入4.4.2主对话框 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页图4-2主对话框4.4.3视频聊天对话框图4-3视频聊天对话框4.4.4文字聊天对话框图4-4文字聊天对话框4.4.5视频请求确认对话框图4-5视频请求确认对话框4.4.6服务端主对话框 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页图4-6服务端对话框 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页5软件系统测试测试环境：建立两个xp系统虚拟机(p1,p2)，并通过虚拟网卡与主机相连，主机IP地址为192.168.93.1，p1地址192.168.93.2，p2地址为192.168.93.3。主机上安装服务器端，主机与p1，p2同时安装有客户端。5.1服务器模式下功能测试5.1.1测试目的检验服务器模式下各个功能是否完善.5.1.2测试过程1，服务器运行服务器端，并开启服务，三个客户端依次连接，查看各客户端用户名接受以及服务端连接用户显示是否正常。2，p1客户端正常断开连接，查看主机与p2客户端是否正常删除p1用户名。3，p1客户端异常断开连接，查看主机与p2客户端是否能真长删除p1用户名。4，服务器正常停止服务以及异常停止服务，查看各客户端是否能正常删除所有用户。5.1.3测试结果正常断开与连接下，各基本功能也正常。但异常断开情况下，服务器和客户端无法正常显示。5.2文字聊天测试5.2.1测试目的检验文字聊天功能在各个环境下的工作情况。5.2.2测试过程1，IP模式下，p1输入192.168.93.3地址，进行文字聊天连接。再输入192.168.93.1地址，再次进行文字聊天连接。2，服务器模式下，p1与主机，p2同时进行文字聊天连接。3，先在IP模式下，p1与主机连接，同时转到服务器模式，与p2连接。5.2.3测试结果各种模式下的文字聊天功能都正常。5.3视频聊天测试5.3.1测试目的检验视频聊天功能在各个环境下的工作情况。5.3.2测试过程1，IP模式下，主机输入192.168.93.2地址，进行视频连接。2，服务器模式下，主机客户端选择p1进行视频连接。3，已经开启一视频连接的情况下，再进行任意一种方式的视频连接。5.3.3测试结果由于虚拟机没有继承主机的摄像头，因此主机与p1视频连接时，主机上不能显示对方图像，可以显示自方图像。p1能显示对方图像，但无法显示自己图像。一个客户端只能打开一个视频连接。 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页结论至此，本文介绍了一个基于VC++6.0开发平台，使用微软实时通讯（RTC）开发包开发的视频通讯软件的开发基本过程。主要介绍了需要用到的几种开发技术，软件主要模块的设计和实现，模块接口的作用与实现，以及最后软件的测试工作。软件最终可以实现服务器模式，IP模式两种模式下的点对点视频聊天和文字聊天功能。由于时间和技术等因素的限制，软件功能并不全面和完善，还有很多可扩展的空间，比如增加文件传输，图片传输等功能，改点对点视频通讯模式为可多人同时连接的视频会议模式。这都有待于对微软实时通讯（RTC）开发包英文手册的进一步研究和学习。 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页参考文献[1]辛长安.VisualC++权威剖析:MFC的原理,机制与开发实例.北京:清华大学出版社，2008[2]吴志军，马兰，沈笑云.VisualC++视频会议开发技术与实例.北京:人民邮电出版社，2006[3]路锦正,周冬梅.VisualC++音频/视频处理技术及工程实践.北京:电子工业出版社，2009[4]张江山，鲁平.视频会议系统及其应用.北京:北京邮电大学出版社，2003[5]宋坤，刘锐宁，马文强.VisualC++视频技术方案宝典.北京:人民邮电出版社，2008[6]候俊杰.深入浅出MFC.武汉:华中科技大学出版社,2008[8]姚领田，高守传.MFC窗口程序设计.北京:中国水利水电,2007[9]孙海民.精通WindowsSockets网络开发:基于VisualC++实现.北京:人民邮电出版社，2008[10]罗军舟,黎波涛,杨明.TCP/IP协议及网络编程技术.北京:清华大学出版社，2006[11]潘爱民.COM原理与应用.北京:清华大学出版社，1999[12]黄勇.UG/OpenAPI、MFC和COM开发实例精解.北京:国防工业出版社,2009[13]刘三久，段震寰.多媒体会议系统设计技术与应用.北京:中国建筑工业出版社,2009[14]胡泽,赵新梅.流媒体技术与应用.北京:中国广播电视出版社，2006[15]王春海.网络视频技术及应用标准教程.北京:人民邮电出版社，2002[16]张凌雯,顾兆旭.多媒体技术.大连:大连理工大学出版社，2005[17]MichaelS.Lew.ImageandVideoRetrieval.Springer,2002[18]MichaelGough.VideoConferencingOverIP:Configure,Secure,andTroubleshoot.Syngress,2006[19]JohnPaulMueller.COMProgrammingwithMicrosoft.Net.MICROSOFTPR,2003[20]JohnE.Swanke.VisualC++MFCProgrammingbyExample.R&DBooks,1999[21]MichaelJ.Donahoo,KennethL.Calvert.TCP/IPSocketsinC,SecondEdition:PracticalGuideforProgrammers.MorganKaufmann，2009 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页翻译部分英文原文StudyofVideoConferenceSystemBasedonFloorTransmissionAbstractWiththefastdevelopmentofvideoconferenceandsimulationtechnology,theresearchofvideoconferenceindistributedinteractivesimulationenvironmentindicatesanuppervalue.Thepaperdiscussesthefloortransmission,thestructureofschedulingsystemofvideoconference;givestheschedulerules;analyzesthealgorithmofthemainschedulingrulesbythetwoindicators(LossRateandAverageofTardiness).Also,thispaperintroducesthetotaldesignofvideoconferencebasedonRTIandfloortransmission;describesthedatatransmissionofvideoconference.Bytheresultofexperiments,thealgorithmofthemainschedulingrulesachievedtheexpectedgoals;themethodofthedatatransmissionexpandstheapplicationofHLA.Keywords：RTI,videoconference,floortransfer,transmissionofvoluminousdata1INTRODUCTIONAlongthecontinuousimprovementoftherequirementsfordatatransfer,videoconferenceapplicationsareusedineveryaspectinoursociety.Thevideoconferencesystemindistributinginteractivesimulationenvironmentplaysavitalroleasapartofsimulationapplication.HLA(HighLevelArchitecture)isanopenandobjectorientedsoftwarearchitectureandcanrealizetheplugandplayofapplicationsystem.ItimplementsthecommunicationofsimulationsystembyRTI(Run-TimeInfrastructure);alsocancollocateandassemblethesimulationsystemnewlyaccordingtousers’requirements;integratethereal-timesimulation,thevirtualsimulationandtheconstructionsimulationtoanintegrationsimulationenvironmentandsatisfythecomplexsystem.RTIisaserviceprocedure,developedaccordingtoHLA;itimplementsalltheservicefunctionsoftheHLAinterfacespecification.Therearetwokeysforthedesignofvideoconferenceapplicationswhicharefloortransferandtransmissionofvoluminousdata.2SCHEDULINGofTHEFLOORA.DesignoftheFloorSchedulingSystemPresently,therearethreekindsofcontrolmodes:VoiceControl,DirectorControl,andChairmanControl.Theyallchoosethespeakersbyasimpletargetorthechairman’swilling,thesystemdoesn’thaveaschedulelistthatsupportthemanagertocontroltheconference.Acomprehensive,flexibleandreliablestrategyandoperationsystemareimportantforanefficientandexcellentconferencesystem.Thekeyofitistomakedecisionandscheduleaccordingtothetypeofstatements,requestedtime,thepriorityofthespeakerandothercharacteristics.Therefore,wedesignafloorschedulingsystemtomanagetheparticipantsofvideoconference.ThestructureofthesystemisshowninFigure1.Theparticipantsshouldrequestfortheflooraheadoftheschedule.Usersprovidethestatementtype,thebeginningtimeofspeech,thedurationofspeech,thepriorityandotherinformationwhentheyrequestaspeech.Inthisway,thesystemarrangesthetimeofeachspeakerreasonablyaccordingtothecurrentsystemresourcesandprocessingcapacity.Ifusersrequesttospeaksimultaneously,thesystemneedstochooseandscheduletherequestsaccordingtothepriorityandotherparameters.Theflowchartisasfollows:Theapplicationlistrecordstheoriginalmessagesofeachfloorrequest.Itcomesintoexistencefromthefirstfloorrequest,andthelifecyclewillbefinishedalongwiththeendoftheconference.Theparametersincludetheidentifier,thebeginningtime,thedurationofthespeechandthepriorityofthefloor.Theschedulinglististhesameastheapplicationlist;itistheapplicationlistwhichhasbeenmodified,recordstheschedulingorderaccordingtotheschedulingrules.Theschedulingsystemmayallocatethefloorbytheschedulinglist.The 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页parametersincludeidentifier,thebeginningtime,thedurationofthespeechandthepriority.Beforeaconference,theschedulingsystemarrangestherequestedspeakeraccordingtothespecifiedrulesfirstly.Thentheschedulingsystemneedstoallocatethetimeforeachspeakerandinformthemthecurrentvideoandaudiodatabag.Thescheduleisstaticbeforetheconferenceandtherequestofthespeakerisknow.However,therearedifferentparticipantsrequestfloorindifferenttime,therequestisstochastic.Theschedulingsystemshouldtreatthedynamicrequest;retunetheorderandtimeofthespeaker,soweneedaseriesofrulestosolvetheseproblems.BAlgorithmApplicationa)Whenaconflicthappens,basedonthecurrenttime,judgethefirstspeechtogettheflooraccordingtothefunction1,2,3.b)Ifthereisnorequestatacertainpointofthetime,thetimegoestothenearestfuturewhensomespeechesarerequested.c)Forthedistanttimeoftherequests,itcanbeconsideredasashorterconference.Theparticipantsaretheoneswhorequestthefloorduringthisdistanttime,excepttheoneswhosespeechesalreadyhavebeenscheduled.d)Thebeginningtimeofaspeechcanbemade"appropriate"earlier,thatis,aspeechcanbemadeearlierinthetimerangeoftheconflict.CAlgorithmAnalysisAtpresent,videoconferenceoftenrequiresmanualoperations;theadministratoroftheconferenceplaysanimportantrole.However,thereislittleresearchonthefloorschedulingalgorithm;andthereisnoefficientalgorithmtosupporteffectivelyforschedulingtoadministrators.Thesystemaimstomakethefloorschedulingsystemsatisfiedthespeakersfurthest.WecanmeasureafloorschedulingsystemofaconferencebyLRandAT.LRindicatestheratewhethertherequestscangetthefloorultimately.AndATindicateswhetheraspeechcanstartontime.Thespecificobjectiveofaschedulesystemistotryitsbesttomakeeveryparticipantgetthechancetospeak,andmaketheATthesmallest.Question1:AssumethatthedurationoftheconferenceisT,thedurationofthespeechofspeakerisWi,thepriorityisVi,howtochoosethespeakerstomakepthelargest?BecausethedurationoftheconferenceTisinvariable,tomakepthelargestmeanstomakethesumofthepriorityofallthespeechesthelargest.Thatishowtochoosethespeakerstomakethesumofthepriorityofallthespeechesthelargest.Question2:HowtoarrangethescheduleofeachspeechtomakeATthesmallest?ThealgorithminthispaperisbasedonLRandAT,calculatingapre-scheduleofspeecheswhichprovidesaneffectivedecisionsupporttotheadministrator.Wecansolveproblem1bythesolvingmethodsofknapsackproblemtoenhancetherateoftimeutilizationandtherateofcoverageoftheefficientspeeches,andsolveproblem2byfunction1,2,3toreduceAT.Ithasbeenprovedbypracticethatthealgorithmachievesthedesiredobjectives.3THEDESIGNOFTHEVIDEOCONFERENCESYSTEMBASEDONRTIA.DesignPrincipleOneofthekeysofthevideoconferencesystemisthetransmissionofvideoinformation.RTIprovidesallofthenetworkcommunicationfunctions,andthequantityofdatathroughnetworkisgreatlyreducedbecausetheRTIitselfhasdoneoptimizationinthedatatransmission.Soitimprovestheefficiencyofdatatransmission.TheprinciplediagramofthevideoconferencebasedonRTIisshowninFigure3.RTIsoftwareprovidesuniversal,independentsupportserviceprocedures.Itseparatestheapplication-levelsimulationandthebottom-levelsupport,whichistheseparationoftheimplementationofthespecificsimulationfunctions,themanagementoftheoperationofsimulationandthebottomtransmission,sothatallpartscanbedevelopedindependently.Thearchitecturefeaturesoftheprojectareasfollows:1)Participantsdonotcommunicatewitheachotherdirectly.Allnetworkcommunication 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页functionsareimplementedbyRTI.2)ParticipantscalltheinterfacesofsomeservicefunctionsofRTI.RTIdispatchesthedataofsysteminaccordancewiththerequirementsofeachparticipant.3)RTIchoosestherequiredcommunicationmechanismrequestedbytheparticipants,andthencreatescommunicationwiththecorrespondingparticipantsinaccordancewiththecommunicationmechanism.B.TransmissionSchemeAtpresent,alltheversionofRTIcan’tprovidethemultimediadatatransmissiondirectly.Likeothersimulationdata,transmittherealvideoandaudiodatabagwithRTIservice.DescribetheformatofmultimediamessagesaccordingtoHLArules,andestablishtheFOM/SOMtosolvetheproblems.TransmittingvideoandaudiodatawithRTIaccordwithHLArulesensurereusabilityandintegration,anditcanbetransplantedtoothersimulationsystems.Comparingwithotherinteractivemessagesofdistributedsimulation,videoandaudiomessageshavetheirfixedform.Theanalogsignalsofvideoandaudioaredigitalizedbycapturingmachine,andtransmittedtoadapterbyPCIbusandUSBdirectly.Thesemultimediadataistheoriginaldatastreamwhichhasnotbeencompressed.Beforetransmitting,theyshouldbecompressedbasedonanycodingstandardinordertosavebandwidthandtransmissionquantity.Themultimediadataissentbytransmitterafterencryptionandpartition.Thereceiverexecutestheoppositeprocess:decryption/decodingandplaying.SincethedataissentandreceivebyRTI,whatweneedtodoisthecompressionanddecompressionofvideoandaudio.WeneedtogetinteractionclassofHLA,anddesigntheFOMofvideoconference.C.ClassinVideoConferenceInthedistributedvideoconferencesystembasedonRTI,thesystemdefinestheobjectclassandinteractionclassthroughFOM/SOM.ThedesignsofobjectclassandinteractionclassareshowninFigure4.ClassMeetingaimstodeclaretheattributemeetingNameandmakeitinheritedbyallthesubclass.ClassPersonrepresentsthepersonwhotakespartintheconference,whichhastheattributesnameandage.TheattributesofClassPersonmayvaryaccordingtothedemand;theyrepresenttheattributeswhichtheparticipantsconcernabout.Thedesignhereisdynamicandflexible.Thegeneralinformationoftheparticipantssuchasname,ageandsoon,aretransferredbypublish-subscribeserviceofRTIasattributesofClassPerson.D.AdvantagesofDesignTheadvantagesofthemodethattransmitvideoandaudiodatabyRTIareasfollows:1)ThedataisdefinedbyFOM.ItaccordwithHLArules,andimprovethetransplantation.TheparameterencryptionMethodofdatabagwithdifferentcompressionmethodisdifferent,andtheinteractionclassVideoAudioMessagedoesn’thavetobechanged.2)RealizethevideoandaudiotransmissionbasedonRTIcompletely,andreducetheworkloadofdeveloperswithoutconsideringthedatatransmissionmethodandtherouterselection.WiththecontinuousincreasingofRTI,theeffectandspeedofdatatransmissionwillbeimprovedfast.4CONCLUTIONAfterthestudyofamassvolumeofpaperandinformation,thepapergivesthestructureofschedulingsystemandtheschedulingalgorithmbasedontwoindicators(LossRateandAverageofTardiness);andthealgorithmsupportsfloortransferfavorably.ThevideoconferencesystembasedonRTIdesignstheapplicationsoftwareaboutvideoconferenceusingtheservicesprovidedbyRTIsoftware.BytheuseoftheinteractionclassofHLA,wecandesignthestructureofdatabagtoFOMandSOMofvideoconferenceandrealizethevideoandaudiotransmissionwithRTI.ThedatatransmissionmodeexpandstheapplicationofHLA,andprovidesbasisandreferenceforthetransmissionofvoluminousdatabasedonRTI.References…… 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页中文译文基于发言权转移互操作的视频会议系统研究摘要随着视频会议和仿真技术的快速发展,分布交互仿真环境下的视频会议系统的研究体现出较高的价值.为了解决视频会议中的发言权调度问题,深入讨论了视频会议中发言权的转移和视频会议传输,提出了调度系统的结构框架和衡量发言权调度算法效率的两个指标:发言丢失率和发言平均延误时间;同时,提出了一种发言权的调度算法,算法介绍了RTI的视频会议系统的总体设计框架,并详细叙述了通过HLA的交互类和RTI的服务进行视频和音频数据的传输方法.实验结果表明,发言权调度算法的使用基本达到了预期的目标,数据传输方式扩展了HLA的应用,为基于RTI的大数据量数据的传输方式提供了理论的依据和实践的参考.1引言随着对信息交互的要求的不断提高，视频会议逐渐深入到社会的方方面面.分布交互仿真环境下的视频会议系统作为仿真应用的一个组成部分受到了广泛的重视。高层体系结构(HLA)是一个开放的、面向对象的软件体系结构及实现即插即用的应用系统。它实现了运行支撑环境(RTI);也可根据用户的要求配置和装配仿真系统;集中实时仿真、虚拟仿真、施工模拟仿真环境的系统集成和满足复杂的系统。RTI是按照HLA开发的服务程序，它实现了HLA接口规范中所有的服务功能。视频会议的关键设计包括发言权的转移和视频数据的传输方式。2发言权的调度A.发言调度控制系统的设计目前共有三种控制模式：语音控制、导演控制和主席控制。以上几种方式，只是通过某个简单的指标或者控制者的主观意愿进行发言会场或发言人的选取，系统本身并没有给出一个能够支持管理者控制会议的调度方案。高效优质的会议系统关键是建立一个策略周全、灵活可靠的调度及控制系统，实时的根据发言的类型、请求发言时间、发言者优先等级等不同特性，做出决策和调度。发言需要提前请求，用户提出请求时，提供所申请发言的发言类型、发言开始时间、持续时间、优先等级等信息。这样，系统根据目前的资源状况和处理能力合理的安排每个发言者的发言时间，使得会议能最大程度的满足发言者的发言请求；若同时有很多用户提出发言请求，则需要根据申请发言者的优先级等参数进行合理的取舍和排序，尽可能满足所有发言请求。为了满足这些要求，需要设计一个专门用于管理视频会议参与者的发言权的调度系统。发言权调度系统结构如图1所示。在会议开始前，发言权调度系统对已请求的发言者进行排序和分配发言时间。对于在会议进行中提出的发言请求，调度系统动态的修改已有的发言排序和发言时问，将最新的结果返回给发言者。而对于申请发言者的排序和分配时问的问题，需要一系列的规则来指导这个过程。然而,在不同时段有不同的参与者要求发言时,其要求是随机的。调度系统应该动态调度这些要求，重调发言顺序和时间。所以我们需要一系列的规则来解决这些问题。B算法规则 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页1)当有请求冲突时，立足于当前时间，根据函数1、2、3判断最先执行的请求。2)若在某个时间点，没有发言请求，则请求时问推进至最近的未来发言请求时间。3)对于请求的间隙，可视为一个时间较短的会议，参加的请求为在此时间范围内的所有请求，除去已调度的请求。4)发言开始时间可以“适当”提前，即在发言冲突的时间范围内可将某一个位于此范围的发言请求的开始时间提前。C算法分析目前，视频会议的发言权的分配往往需要人工的操作，管理员在会议中扮演了重要的角色。而对于发言权的调度算法的研究还很少，还没有一种有效的算法可以给管理者提供有力的调度支持。系统的目标是发言权调度系统能够最大程度的满足所有请求发言人的申请。经过研究，可以通过LR和AT两个指标来衡量一个视频会议发言权调度系统的效率。LR是指在一定时间段内，调度不成功导致发言者不能够获得发言权的数目，和在该时问段内系统调度的所有发言数的比率。：AT是指用户请求发言时间和实际系统调度后给出的发言时间之间的差的平均值。1)问题1：发言丢失率问题的转化会议时间为T，发言人i的发言时间长度为wi，优先级为vi，如何选择发言人使会议的p最大。因为会议时间一定，所以p最大即所有发言人的优先级之和最大。这样问题转化为：会议时间为T，发言人i的发言时间长度为wi，优先级为vi，如何选择发言人使会议的发言人的优先级之和最大。这是一个典型的背包问题，可以借鉴背包问题的解决思路。2)问题2：发言平均延误时问的转化通过解决问题1，得到n个发言，如何安排发言人的顺序，使所有发言的时间差之和最小。这个问题通过函数l、2、3解决。3基于RTI的视频会议系统的总体设计A.设计原理视频会议系统的关键之一在于视频信息的传输，而RTI可以完成全部的网络通信功能，并且由于RTI本身在数据的传输上做了优化，使得网络中数据的传输量大为减少，提高了数据传输的效率。基于RTI的视频会议的原理图如图3所示。RTI软件提供通用的、相对独立的支撑服务程序，将仿真应用层和底层支撑环境功能分离开，即将具体的仿真功能实现、仿真运行管理和底层传输三者分离，隐蔽了各自的实现细节，从而使各部分能够相对独立的开发。项目的体系结构特点如下：1)仿真应用之间不直接通信，所有网络通信功能集中由RTI实现。2)仿真应用向RTI发出某种接口服务的功能调用，RTI根据各个仿真应用的需求，调度系统中的数据分布。3)RTI先判断服务请求所要求的通信机制，然后按照所要求的通信机制与相应的仿真应用通信。B.传输方案目前，所有版本的RTI都不能为多媒体数据传输提供直接的服务。有两种方式解决这个问题：1)通过RTI传输少量的表征性的数据(如FOM数据)，而用另一个通道发送大数据量数据的实体。对于视频会议的音频和视频数据包的传输，可以通过RTI传输一些表征性的数据，比如发送方的标识、数据包的类型、发送的时问、数据的大小等属性。而数据包的实际内容采用TCP／IP和UDP／IP协议通过普通的网络进行传输。2)通过像其他更新或交互仿真数据一样，使用RTI服务传输实际的音频和视频的数据包。DMSO对HLA的第三条规则中指出：“在联邦执行过程中，联邦成员之间的所有FOM 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页数据交换都必须通过RTI传输”。对于第一种方法，这是一种简单而且快速的方法。这种方法通过将多媒体数据的传输任务交给另外的模块而实现了多媒体数据的传递，避开了通过RTI传输多媒体数据的所有问题。这是一种有效的方案，但也是一种短期的方案。这样的设计不符合HLA的设计规则，在集成性和重用性上必然受到很大的限制。对于第二种方法，通过根据HIJA规则描述多媒体信息的格式，并且建立用于多媒体通信的FOM／SOM来解决问题。使用RTI传输视频和音频数据，这样即符合HLA规格要求，又保证了重用性和集成性，可以方便的移植到其他的仿真系统。C.视频会议中的类在基于RTC的分布式视频会议系统中,系统根据FOM/SOM定义了对象类和交互类。对象类和交互类的设计在图4中显示。Meeting类目标是描述meetingName属性并将其继承给所有子类。Person类描述了所有参加视频会议的用户,用户拥有姓名和年龄属性.。Person类的属性可根据要求产生变化；它们表示的属性应该是参与者所关心的。这里的设计应该是动态和灵活的。常用的信息如名字，年龄等等应该作为Person类的属性传递给RTI的发布服务中去。D.设计优点通过RTI的视频和音频数据的传输方式主要有以下的优点：1)发送的数据通过FOM定义。符合HLA标准，提高了移植性。通过不同方式压缩的数据包只是参数encryption—Method不同，而FOM描述的VideoAudioMessage交互类本身并不需要改变。.2)完全实现了基于RTI的视频和音频数据的传输。减少了开发人员的开发工作量，而且不必关心底层的数据传输方式和路由的选择。随着RTI的不断升级和完善，数据发送的效率和速度会随之提升。4结论通过大量的研究，本文提出了调度系统的结构和衡量一个发言权调度算法的效率的两个指标，并提出了一个具体的发言权调度的算法，该算法为发言权的转移提供了良好的决策支持。基于RTI的视频会议系统是在RTI软件的基础上，利用RTI软件提供的网络层服务，设计开发的关于视频会议的应用软件。通过利用HLA的交互类，将数据包的结构设计在视频会议联邦的FOM和SOM中，实现了通过RTI的视频与音频数据的传输。这种数据传输方式扩展了HLA的应用，为基于RTI的大数据量数据的传输方式提供了理论的依据和实践的参考。参考文献…… 中国矿业大学2006届本科生毕业设计第30页致谢衷心感谢我毕业设计的指导老师朱长征老师，在我大学最重要的一课中给我的悉心指导和热情帮助。