1、第11章 典型的多媒體運用系統(tǒng)計算機(jī)支持的協(xié)同任務(wù)系統(tǒng)數(shù)字視頻效力系統(tǒng) 11.1 計算機(jī)支持的協(xié)同任務(wù)系統(tǒng)11.1.1 CSCW概念 CSCW最早是在1986年提出的。與CSCW親密相關(guān)的一個概念是群件。 CSCW努力于研討協(xié)同任務(wù)的本質(zhì)和特征， 討論如何利用各種計算機(jī)技術(shù)設(shè)計出支持協(xié)同任務(wù)的信息系統(tǒng)。 Ellis在1991年定義：CSCW是支持有著共同目的或共同義務(wù)的群體性活動的計算機(jī)系統(tǒng)，并且系統(tǒng)為共享的環(huán)境提供接口。 CSCW系統(tǒng)具有以下特點： 協(xié)同性 有共同的任務(wù)目的即群體任務(wù)目的。 群體性 設(shè)計人員采用群體任務(wù)方式，設(shè)計群體有合理組成。 交互性 群接口支持用戶與系統(tǒng)的交互 分布性 設(shè)

2、計人員分布在不同地點。與CSCW相關(guān)的群件定義 為協(xié)作群體運用而設(shè)計的特殊計算機(jī)系統(tǒng)。 群件包括軟件、硬件、效力和群體任務(wù)過程支持等。 11.1.2 CSCW系統(tǒng)分類 共同義務(wù)就是協(xié)作者共同完成的義務(wù)。 在傳統(tǒng)的時間共享系統(tǒng)中， 多用戶執(zhí)行相對獨立的義務(wù)， 無協(xié)作認(rèn)識， 處于共同義務(wù)的低級。遠(yuǎn)程醫(yī)療、電視會議系統(tǒng)等多人協(xié)作在實時交互期內(nèi)協(xié)作認(rèn)識強(qiáng)， 處于共同義務(wù)的高級。 共享環(huán)境是協(xié)作者所處于的某個可共享的環(huán)境。 共享環(huán)境是從時間和空間角度來思索。電子郵件系統(tǒng)對環(huán)境信息要求低，很少提供環(huán)境信息， 處于共享環(huán)境的低級；而實時會議系統(tǒng)要模擬傳統(tǒng)的會議室，對于會議現(xiàn)場、人員、討論問題要有清楚及時地提

3、示，處于共享環(huán)境高級。 分類原那么：群體規(guī)模 兩人或是多人。地理位置 遠(yuǎn)程或是同地。交互方式 同步或是異步。同步異步時間兩人群體多人分散空間集中常規(guī)會議組決策電視會議桌面會議遠(yuǎn)程教學(xué)協(xié)同軟件開發(fā)電子郵件 書信共同編輯 BBS圖11.1 CSCW系統(tǒng)的分類CSCW目前活潑的領(lǐng)域：(1) 電子郵件系統(tǒng)； (2) 電子公告欄系統(tǒng)； (3) 群決策支持系統(tǒng)和電子會議室系統(tǒng)； (4) 多用戶共同編輯系統(tǒng)； (5) 計算時機(jī)議系統(tǒng)。 11.1.3 CSCW系統(tǒng)實現(xiàn)實際與方法 群體協(xié)作模型 群體成員進(jìn)展協(xié)作共同完成義務(wù)的方式。 它涉及群體成員間如何開展協(xié)作，在協(xié)作時如何進(jìn)展交互，如何進(jìn)展操作的協(xié)調(diào)，如何使協(xié)

4、作過程向前推進(jìn)以及如何終了協(xié)作完成協(xié)作義務(wù)等問題。 典型的協(xié)作模型對話模型； 會議模型； 過程模型； 活動模型； 分層籠統(tǒng)模型。 對話模型這種模型將人們之間的各種復(fù)雜的協(xié)作建立在兩人間的交互和動作的協(xié)調(diào)根底上， 兩人間協(xié)作是各類協(xié)作的根本元素。 Searle對構(gòu)成兩人間協(xié)作言語行為進(jìn)展研討， 1969年建立了Speech-Act實際， 用3個特征來刻劃言語行為：(1)非語法含義 如“懇求的寓意可定義為使聽話人做某事的企圖； “斷言的寓意是對某事件真實形狀的表達(dá)。(2)順應(yīng)方向 指的是命題內(nèi)容與命題所指世界的關(guān)系。某些非語法含義的方向是使內(nèi)容順應(yīng)世界，而另一些是使世界順應(yīng)內(nèi)容。斷言屬于前者，承諾

5、和懇求屬于后者。(3)誠實形狀 它是指說話者對其命題內(nèi)容心思上的態(tài)度?！皵嘌灾校f話人表達(dá)了他所說的是真實的這一信心。 基于對話模型的系統(tǒng)主要是音訊系統(tǒng)，它們支持參與者經(jīng)過彼此發(fā)送的異步的音訊來進(jìn)展協(xié)調(diào)與協(xié)作。在講話-行為實際根底上， Medina-Mora將兩人間的協(xié)作籠統(tǒng)為一個動作環(huán)， 兩人分別為客戶和執(zhí)行者，動作環(huán)由4階段組成。ActionWorkFlow系統(tǒng)即是基于這種模型。 “你能做嗎?”“我能做”“多謝！”“做完了”1.客戶懇求2.執(zhí)行者贊同4.客戶表示稱心3.執(zhí)行者完成并匯報圖11.2 動作環(huán)會議模型 會議是常見的多人間協(xié)作方式。會議是多人聚集在一同，各自發(fā)表意見， 聽取他人看法

6、，交流協(xié)商達(dá)成共識。會議有以下作用：(1)參與者經(jīng)過交流思想，相互學(xué)習(xí)，汲取閱歷，促進(jìn)知識、方法、戰(zhàn)略的結(jié)合。(2)參與者經(jīng)過討論， 糾正錯誤的看法，消除誤解，使各觀念交融，得到對某問題的一致認(rèn)識。(3)參與者對共同事物施以動作，協(xié)同完成同一義務(wù)。 會議模型特點：協(xié)作參與者普通不進(jìn)展兩兩間的交互，而是經(jīng)過共享的信息空間彼此溝通。 共享討論空間或共享信息協(xié)作參與者1協(xié)作參與者3協(xié)作參與者2協(xié)作參與者4圖11.3 會議模型協(xié)作 以會議模型模型為根底的CSCW系統(tǒng)： 計算時機(jī)議系統(tǒng)， 白板系統(tǒng)， BBS等其他基于共享信息協(xié)同任務(wù)系統(tǒng)。 上述2種協(xié)作模型都是從完成具有協(xié)作義務(wù)時人們之間的交互關(guān)系這個角

7、度來進(jìn)展刻劃的， 下面2種模型從協(xié)作義務(wù)的管理及分工與協(xié)作的角度來刻劃人們之間的協(xié)作。 過程模型 將協(xié)作義務(wù)分成相互關(guān)聯(lián)的多個小步驟，經(jīng)過多個人分別單獨地對小步驟的執(zhí)行共同來完成義務(wù)的協(xié)作模型成為過程模型。 在這種模型下協(xié)作義務(wù)完成是由多個人的單獨異步的行為彼此相連而構(gòu)成一個復(fù)雜的過程。目前詳細(xì)的過程模型有OM-1模型、OTM模型等，及基于這些模型的CSCW系統(tǒng)。 這種模型嚴(yán)厲定義了協(xié)作參與者行為，屬高度構(gòu)造化的協(xié)作，適宜具有良好規(guī)范的設(shè)計或辦公過程。其缺陷是缺乏靈敏性，運用有局限性?；顒幽Ｐ?活動模型與過程模型類似，其中多個人也是經(jīng)過分工與協(xié)作來共同完成協(xié)作義務(wù)。將協(xié)作義務(wù)分成一個個目確實定

8、的子義務(wù)(活動)，定義這些子義務(wù)間關(guān)系及子義務(wù)的完成者，然后經(jīng)過各協(xié)作參與者分別對相應(yīng)義務(wù)的執(zhí)行，使整個協(xié)作義務(wù)得以完成?；顒幽Ｐ椭饕塾谠趫?zhí)行義務(wù)時參與活動的成員間交換什么信息，而并不規(guī)定子義務(wù)完成時所需執(zhí)行的操作。 活動模型符合了人們行為的情景性特點，具有很大的靈敏性，如協(xié)作科研工程的完成，需求發(fā)明性協(xié)作活動?；顒幽Ｐ椭饕幹玫氖菍Χ鄠€協(xié)作者完成復(fù)雜協(xié)作義務(wù)的分工，以及對子義務(wù)之間的關(guān)系和整個義務(wù)完成進(jìn)度的管理，不涉及子義務(wù)詳細(xì)完成方式。分層籠統(tǒng)模型 人與人間協(xié)作的層次性 如一門課教學(xué)， 教學(xué)是教師與學(xué)生共同完成的一項協(xié)作義務(wù)這一協(xié)作義務(wù)首先要分成多個小的子義務(wù)，如各章的教學(xué)、實驗及檢驗

9、等， 而完成這些子義務(wù)時候，如一堂課教學(xué)又需教師講、學(xué)生聽及相互的討論等。會議-活動-協(xié)作模型 Vin等人將群體協(xié)作行為籠統(tǒng)為3個層次： 會議 是多個人經(jīng)過各種途徑進(jìn)展時間上延續(xù)的一次性同步交互過程。如一堂課的教學(xué)、討論會等，描寫多人間的關(guān)系。 活動 是一組語義上相關(guān)的同時進(jìn)展的會議的集合，有時一個會議的進(jìn)展取決于其他會議的情況。 協(xié)作 是一個具有時間順序的多個活動組成的序列。如一門課的教學(xué)就是一個協(xié)作。上述模型有效地劃分協(xié)作層次性，但無法處置由不同的人完成不同子義務(wù)的情況。為了描畫協(xié)同義務(wù)中子義務(wù)情況， 有人提出了活動-義務(wù)-協(xié)作籠統(tǒng)模型?；顒?義務(wù)-協(xié)作籠統(tǒng)模型。 最高層籠統(tǒng)為協(xié)作 它是多

10、個人為完成獨立長期的協(xié)作工程而執(zhí)行的一切行為，具有完全獨立性。 第二層籠統(tǒng)為義務(wù) 義務(wù)為協(xié)作的各個階段所需完成的具有一定目的、語義完好的相對獨立的長時間協(xié)同行為，它具有相對獨立性； 最底層籠統(tǒng)為活動。活動為完成某項詳細(xì)義務(wù)時，單個人或一組人執(zhí)行的在時間上銜接的一次行為，它強(qiáng)調(diào)的是時間銜接性，也是同時性。 這三層籠統(tǒng)將獨立的協(xié)作看成多個彼此相關(guān)的子義務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并且將各子義務(wù)看成多個活動組成的序列，此模型可以概括人與人之間的協(xié)作行為。詳細(xì)的協(xié)作經(jīng)過以上3層籠統(tǒng)表示后，其實踐的執(zhí)行過程就是自下而上，即活動、義務(wù)、，協(xié)作。CSCW系統(tǒng)實現(xiàn)方法 多Agent方法 群接口方法 協(xié)作機(jī)制與通告機(jī)制 通訊網(wǎng)絡(luò)及

11、控制 多Agent方法多Agent方法來源于分布式人工智能的研討。 分布式人工智能的研討普通分為分布式問題求解和多Agent系統(tǒng)兩個方面。DPS的研討偏重于如何分解某個特定問題，并分配到一組擁有分布知識并相互銜接節(jié)點上分別處置；MAS偏重于研討由多個Agent組成的多Agent系統(tǒng)中各Agent行為的協(xié)調(diào)及它們之間的協(xié)同任務(wù)。 定義11.1(弱定義) Agent是具有以下特性的計算機(jī)軟硬件系統(tǒng)：自治性可以不受人或任何外界要素的干涉而獨立存在，對本人的行為和形狀有一定的控制權(quán)；社會性可以經(jīng)過某種Agent通訊言語ACL和其他Agent(包括人)進(jìn)展信息交流；反響性可以了解周圍的環(huán)境，并對環(huán)境的變

12、化作出實時的呼應(yīng)；能動性可以自動地做出有目的的動作。 定義11.2(強(qiáng)定義) Agent除了具備定義11.1中的一切特性外，還應(yīng)具備一些人類才具有的特性，如知識、信心、義務(wù)、意向等精神上的觀念和情感、才干等更籠統(tǒng)的概念。對MAS研討分為兩方面：Agent內(nèi)部行為模型； Agent的外部模型，即Agent在協(xié)同、協(xié)商、競爭等活動中交互過程模型，以及通訊方式、音訊類型等。CSCW系統(tǒng)作為MAS進(jìn)展研討，對高層概念討論有指點；對詳細(xì)CSCW系統(tǒng)，主要作用的是人， CSCW系統(tǒng)只是為完成協(xié)作義務(wù)提供效力，普通不器具有自主性、智能。 群接口方法CSCW系統(tǒng)的人機(jī)接口應(yīng)能表達(dá)群體活動及多用戶控制的特征，這

13、種接口稱群接口，它能處置多用戶控制的復(fù)雜性。 群接口研討根底是用戶界面管理系統(tǒng)(UIMS)群接口的設(shè)計應(yīng)滿足下面要求： (a) 多重顯示的支持； (b)支持不同的視圖 群接口可分3類 (a)支持表現(xiàn)級共享的接口，屬緊藕合型。每個協(xié)作者有一樣的顯示， WYSIWIS。 (b)支持視圖級共享的接口，屬中藕合型。每個協(xié)作者表現(xiàn)信息一樣， 但可有不同的顯示方式 (c)支持對象級共享的接口，屬松藕合型。每個協(xié)作者有不同的顯示(內(nèi)容和方式)。 圖11.4 UIMS模型 用戶接口部件應(yīng)用程序語義部件用戶交互高層的語義懇求/呼應(yīng) 圖11.5 群接口方式 用戶接口1用戶接口2用戶接口3CSCW系統(tǒng)語義部件控制部

14、件用戶1用戶2用戶3協(xié)作機(jī)制與通告機(jī)制 協(xié)作機(jī)制是用戶間商定的交互方式，可完成調(diào)度用戶活動、分配共享資源等義務(wù)。協(xié)作機(jī)制設(shè)計和實現(xiàn)主要思索： 允許用戶根據(jù)實踐運用的需求靈敏地改動協(xié)作機(jī)制， 能處置協(xié)作過程不測事件的發(fā)生， 能將系統(tǒng)的各層協(xié)作活動集成為一個整體等。協(xié)調(diào)機(jī)制主要用于處理實時性活動中同步問題。通告機(jī)制主要用于處置異步活動。通訊網(wǎng)絡(luò)及控制 組通訊涉及多種傳輸要求，包括點到點，點到多點，多點到點，多點到多點等。CSCW對網(wǎng)絡(luò)特定要求包括：能支持集成多媒體數(shù)據(jù)傳輸；能支持多點通訊等。另外數(shù)據(jù)交換格式規(guī)范化也非常重要。網(wǎng)絡(luò)資源存取控制確定CSCW系統(tǒng)的用戶存取系統(tǒng)或其他用戶數(shù)據(jù)的方式。存取控

15、制的形狀不是靜態(tài)而是動態(tài)的。CSCW應(yīng)定義靈敏有效而快速的存取控制機(jī)制，允許用戶方便地修正信息的存取控制形狀。 11.1.4 CSCW系統(tǒng)實例 斯坦福研討所(SRI)研制的多媒體協(xié)同任務(wù)系統(tǒng)(CECED)。 普渡大學(xué)研制的SHASTRA協(xié)同任務(wù)的多媒體科學(xué)設(shè)計系統(tǒng)。 IBM歐洲網(wǎng)絡(luò)中心、DEC公司等共同開發(fā)的BERKOM多媒體協(xié)同效力器。 另外，最近幾年國際國內(nèi)開通了很多遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)和遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)， 它們大多是基于在寬帶網(wǎng)上運轉(zhuǎn)的視頻效力系統(tǒng)，這些系統(tǒng)已獲得了顯著的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。 11.2 數(shù)字視頻效力系統(tǒng) 數(shù)字音頻視頻理事會(DAVIC)是國際上努力于研討數(shù)字音頻視頻運用和效力規(guī)范的組

16、織。其任務(wù)目的是經(jīng)過數(shù)字音頻視頻運用和效力系統(tǒng)接口、協(xié)議和體系構(gòu)造描畫規(guī)范的正式規(guī)范，簡稱為DAVIC協(xié)議。DAVIC協(xié)議在不斷完善和擴(kuò)展， 自1994年發(fā)布DAVIC1.0后， 1996年3月發(fā)布了DAVIC1.1，1998年又公布了DAVIC1.4規(guī)范。 11.2.1 DAVIC系統(tǒng)構(gòu)造DAVIC系統(tǒng)普通包括5個部分(或稱實體)，即內(nèi)容提供者系統(tǒng)(CPS)、效力提供者系統(tǒng)(SPS)、效力消費者系統(tǒng)(SCS)以及銜接它們的CPS-SPS傳輸系統(tǒng)和SPS-SCS傳輸系統(tǒng)。 在實踐系統(tǒng)中，上述邏輯實體對應(yīng)著相應(yīng)效力器、端點設(shè)備和計算機(jī)系統(tǒng)。例如VOD系統(tǒng)包括下面幾部分物理設(shè)備：(1)視頻效力器；

17、 (2)ATM交換機(jī)； (3)SDH傳輸網(wǎng) 寬帶傳輸網(wǎng)絡(luò)； (4)ADSL復(fù)接器； (5)機(jī)頂盒(STB)。 圖11.6 DAVIC系統(tǒng)CPSCPS-SPS傳遞系統(tǒng)SPSSPS-SCS傳遞系統(tǒng)scs視頻效力器系統(tǒng)應(yīng)由以下部分組成：(1) 一個或多個媒體效力器；(2) 運用效力器(AS) 效力提供者系統(tǒng)；(3) 管理任務(wù)站。VOD系統(tǒng)的一級網(wǎng)關(guān)(L1GW)擔(dān)任STB和運用效力器之間的會話管理。 圖11.7 VOD系統(tǒng)的構(gòu)造表示圖視頻服務(wù)器ATM交換機(jī)ADSL復(fù)接器PABX 電話STB電視SDH環(huán)中心機(jī)房局端機(jī)房用戶端155/622Mbps ATM信元話音話音視頻信號交互信息及視頻流155/622

18、Mbps ATM信元155/622Mbps 11.2.2 數(shù)字音頻視頻效力系統(tǒng)的協(xié)議 DAVIC系統(tǒng)協(xié)議流程分兩大階段：U-N階段和U-U階段。U-N階段主要完成S2流銜接的建立。U-U階段主要完成用戶(如STB)和效力器(如AS)之間S2流的交互控制及S1流的建立。 以VOD系統(tǒng)為例引見協(xié)議流程。 VOD系統(tǒng)U-N階段分UN配置和UN會話兩個階段，詳細(xì)協(xié)議流程： (1)STB得到預(yù)置的到L1GW上的UN配置效力器實體的通路(IP和UDP效力的端口號)。 (2)運用UDP協(xié)議與UN配置實體通訊， 利用 UNConfig Request音訊。 (3)STB設(shè)置接納UNConfigConfirm的

19、時鐘， 預(yù)備接納UNConfigConfirm音訊。 (4)STB假設(shè)接納到了L1GW配置實體前往給STB的UNConfigConfirm音訊，分析UNConfig Confirm音訊中的各個域，然后進(jìn)展與用戶的交互，預(yù)備進(jìn)展UN會話。 (5) 利用預(yù)置的到L1GW上的UN配置效力器實體的通路向L1GW發(fā)送會話建立懇求音訊；設(shè)置時鐘，預(yù)備接納會話建立確認(rèn)音訊。 (6) L1GW在接納STB來的懇求建立會話音訊。查看這個STB能否參與STB表，STB形狀是不是“Enabled。假設(shè)不在表中，應(yīng)該回絕其要求；假設(shè)未被“Enabled，也回絕其要求。假設(shè)是合法STB，發(fā)送會話建立指示音訊。 (7)

20、AS接納到會話建立指示音訊，從音訊的userData域中取出用戶的名字和口令，在用戶表中查詢能否是合法用戶，用戶的形狀能否“Enabled。(8) L1GW為此STB分配S2流資源，發(fā)送添加資源確認(rèn)音訊給AS。(9) AS接納從L1GW來的添加資源確認(rèn)音訊，假設(shè)資源分配勝利，向L1GW發(fā)送會話建立呼應(yīng)音訊，其userData域中包括主菜單的URL地址或上次用戶沒有看完節(jié)目的URL地址和播放位置。(10) L1GW接納到AS來會話建立呼應(yīng)音訊， 向STB發(fā)送會話建立確認(rèn)音訊。 U-U階段詳細(xì)協(xié)議流程如下： (11) STB接納到會話建立確認(rèn)音訊，從中取出上次會話的信息， 啟動閱讀器， 經(jīng)過HTTP協(xié)議向AS懇求菜單。(12) AS前往STB懇求的菜單， STB在菜單中閱讀各種節(jié)目的信息。(13) 當(dāng)用戶從中選擇一個節(jié)目后， 按預(yù)覽按鈕就進(jìn)入預(yù)覽窗口。 (14)節(jié)目正常觀看終了時，媒體效力器會給AS發(fā)節(jié)目終了音訊。AS自動撤除S1流，STB自動封鎖播放窗口，前往到節(jié)目菜單。(15) 假設(shè)用戶封鎖閱讀器，STB就在S3鏈路上發(fā)出撤除會話音訊，然后前往到選擇AS的窗口。(16)假設(shè)用戶此時選擇退出，STB端的交互就終了了。 VOD系統(tǒng)DAVIC系統(tǒng)的信息流包括：(1) S1流 從內(nèi)