基本信息
- 项目名称：
- 面向网络虚拟环境的数字媒体无缝集成技术
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 伴随互联网的普及，互联网数字媒体产业得到了长足发展，涌现出Google、Baidu、Yahoo!等产业领袖。数字媒体包括文本、图像、音频、视频等表现形式。数字媒体广告通常包括上述媒体表现形式，是互联网数字媒体中最重要的一种。在过去的几年中，以三维网络虚拟社区为代表的网络虚拟环境技术获得了迅速发展，它的媒体价值不断增长，与其相关的数字媒体集成技术也获得一定发展。 本项目研究面向网络虚拟环境的数字媒体集成技术，提出了数字媒体无缝集成技术、媒体文件的P2SP下载模式、数字媒体分发服务器的负载均衡策略，以及数字媒体的多级代理商业务模型等关键技术。本项目提出的无缝媒体集成技术突破了现有采用SDK植入方式的局限性，可在不修改客户端源代码的情况下完成数字媒体集成。通过执行动态脚本，首次在网络虚拟环境中无缝集成交互式数字媒体。本项目的研究成果普遍适用于面向网络虚拟环境应用的数字媒体无缝集成系统，为开展网络虚拟环境下的数字媒体业务提供技术和运营平台支撑。随着网络虚拟环境和互联网数字媒体产业的快速发展，本项目提出的技术及其相关管理平台具有重大的社会价值和经济价值，其应用发展前景十分广阔。
- 详细介绍：
- 在过去的几年中，以三维网络虚拟社区为代表的网络虚拟环境技术获得了迅速发展。作为一种新兴的互联网产业，它的媒体价值不断增长，与其相关的数字媒体集成技术也取得了一定进展。微软公司的全资子公司Massive和以色列的Double Fusion公司均针对网络虚拟环境应用进行了技术研究，实现的系统已投入运营。它们各自设计了一套游戏媒体集成引擎开发工具包（SDK）提供给应用开发商。利用这类引擎提供的编程接口（API），程序员可将数字媒体集成入网络游戏。这类SDK数字媒体集成技术需要对三维图形的绘制模块的源代码进行大量修改，广告逻辑与游戏逻辑耦合度高，开发人员的工作量大。此外，SDK方式提供的API数量有限，要实现复杂的数字媒体创意经常对引擎API接口函数进行更新，应用开发商难以应对。本项目提出数字媒体集成技术通过函数截获方式，可将数字媒体无缝地集成到网络虚拟环境中。该无缝媒体集成技术借鉴了微软公司Detours函数截获的思想，在不修改图形绘制模块源代码的情况下，植入数字媒体创意。通过执行动态脚本，首次在网络虚拟环境中实现复杂的交互式数字媒体的无缝集成。 同时，现有面向网络虚拟环境数字媒体集成系统对媒体文件都采用集中式分发策略，占用大量带宽，导致媒体分发服务器压力大。面向网络虚拟环境的数字媒体集成系统，要求在不影响网络虚拟环境运行的情况下，快速地完成媒体文件的下载。利用P2P的媒体文件下载方式，可以有效降低数字媒体分发服务器的压力并快速完成媒体文件的下载，有效降低运营成本。本项目给出适合网络虚拟环境数字媒体集成业务的P2SP（P2P+C/S）的文件下载模式，该模式可充分利用局域网内已有客户端资源，快速下载媒体文件，降低数字媒体分发服务器压力和运营成本。 此外，面向网络虚拟环境的数字媒体集成系统还必须设计和实现功能强大的数字媒体分发服务器，用于高效地存储和分发媒体文件，满足大量用户对媒体文件的并发请求。以色列的Double Fusion公司给出了对于在网络虚拟环境中数字媒体分发服务器的一种初步的实现方法。它是一种基于将数字媒体分发服务器按功能分类管理的策略，将数字媒体分发服务器划分为文件服务器，反馈服务器等，实现对数字媒体素材分发管理的统一管理。然而，这种方法对网络的软硬件条件要求高。在中国的网络条件下，存在可伸缩性差，负载不均，服务器资源耗费大等诸多问题。本项目设计并实现了一套具有动态负载均衡和状态监控的数字媒体分发服务器集群。系统通过设计分组服务器集群架构来便于管理以及提高服务器资源使用率；通过动态负载均衡策略，保证服务器资源的有效利用，缓解高负载服务器区域的压力；通过基于优先级的服务请求调度策略保证高优先级用户的流畅体验。 现有面向网络虚拟环境的数字媒体管理平台只允许唯一代理商来运营数字媒体业务。该业务模式限制了更多媒体代理商的参与，从而制约产业链中所有参与者的营收。为创造更多收入，本项目设计的数字媒体管理平台系统引入多级代理商的业务模型，使更多的角色参与到数字媒体业务之中。本项目还给出一套完整的媒体投放流程，使得应用开发商、应用运营商、平台运营商、媒体代理商和媒体供应商均可在该管理平台中开展数字媒体业务。 综上，本项目面向网络虚拟环境的数字媒体集成业务，提供了一套完整的解决方案。该方案对于数字媒体业务流程所涉及的数字媒体无缝集成、P2SP媒体文件下载、媒体分发服务器集群技术、媒体管理平台的商业模型等所有环节都进行了深入分析，并给出相应的优化设计与实现。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 近年来，以网络虚拟社区和网络游戏为代表的网络虚拟环境应用已得到广泛关注，如第二人生、魔兽世界，并且已成为一种新型的大众传播媒介，具有重要的媒体价值。 本项目提出数字媒体无缝集成技术，通过函数截获方式将文本、图像、视频、三维物体以及交互式数字媒体内容无缝集成到网络虚拟环境中。突破了使用开发工具包（SDK）集成方式的局限性，可在不修改三维图形绘制引擎的情况下，无缝集成数字媒体创意。 目前，国内带宽租用价格仍然偏高，网络系统错综复杂。本项目给出P2SP（P2P+C/S）的下载模式，设计并实现一套具有动态负载均衡和状态监控的集群式数字媒体分发服务器，可充分利用局域网内已有客户端资源，减小数字媒体分发服务器压力，以适应上述网络状况。 创新点及技术关键：1.数字媒体无缝集成技术，在不修改应用源程序的情况下，利用函数截获的方式将媒体创意无缝地的集成到网络虚拟环境客户端；2.集群式数字媒体分发服务器技术，P2SP（P2P+C/S）文件传输策略，有效避免单点失效、实现服务器容错并减少网络带宽占用；3.动态负载均衡技术，提高数字媒体分发服务器的可伸缩性和处理能力；4.多级代理商的数字媒体业务模型，克服现有面向网络虚拟环境的数字媒体管理平台，单一代理商运营数字媒体业务的局限性。 主要技术指标：1.单一请求的服务器支持的同时连接数大于2000；2.P2SP模块探测平均时间小于10秒，文件传输的带宽占用不超过指定阈值；3.负载均衡相关状态参数的最长查询时间不超过10秒。
科学性、先进性
- 与现有的相关技术、系统相比，本项目具有以下先进性： 1.设计并实现了一个轻量级的客户端数字媒体集成引擎。针对现有数字媒体集成引擎C/S下载模式对数字媒体分发服务器造成巨大压力，提出P2SP（P2P+C/S）的媒体文件共享技术，可减小网络带宽的占用，降低服务器负载。 2.本系统支持的数字媒体形式突破了现有采用SDK植入方式的局限性，可以在不修改客户端源代码的情况下无缝地完成数字媒体集成，在客户端数字媒体集成引擎中实现了动态脚本驱动的交互式点击的数字媒体创意,降低开发成本和周期。 3.设计并实现一套具有可伸缩性的集群式数字媒体分发服务器。解决了现有的分发服务器因缺乏良好的动态资源配置策略,而导致资源浪费的问题，提供负载均衡、基于优先级的服务请求调度、按需节能和动态转化等功能。 4.提出多级代理商的商业模型，设计并实现了一套完整的数字媒体管理平台，使媒体投放定义、媒体文件上传、媒体文件投放和反馈信息统计等工作都可在管理平台内完成。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 未转让
作品可展示的形式
- 实物产品、现场演示、图片、录像、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 本项目有如下技术特点和优势：1.克服现有SDK模式的局限性，不需修改应用源程序，通过函数截获无缝集成数字媒体；2.提出P2SP（P2P+C/S）文件共享策略可减小广域网带宽的占用，有效降低媒体文件服务器压力；3.集群式数字媒体分发服务器技术，能够监控服务器状态、动态负载均衡并有很好的容错功能；4.设计并实现了多级媒体代理商的商业模型以及一套完整的媒体投放流程。 网络虚拟环境应用在全球获得巨大的发展，如三维虚拟社区、网络游戏已经成为全球18-35岁年龄段人群主要的社交和娱乐手段之一。根据AC Nelson公司估算，2005年仅在网络游戏这类网络虚拟环境应用，进行的数字媒体投放总额为5600万美元，而该数字在2010年将增长到18亿美元。 本项目的研究成果普遍适用于针对网络虚拟环境应用的数字媒体无缝集成系统，可为开展网络虚拟环境下的数字媒体业务提供技术和运营平台支撑。该成果具有重大的社会价值和经济价值，随着网络虚拟环境和互联网数字媒体产业的快速发展，具有更广阔的应用前景。
同类课题研究水平概述
- 近年来，随着互联网数字媒体产业的长足发展，网络虚拟环境的媒体价值不断增长，与其相关的数字媒体集成技术也取得了一定进展。微软公司的全资子公司Massive和以色列的Double Fusion公司均针对网络虚拟环境应用进行了技术研究，实现的系统已投入运营。然而，上述技术/系统存在一定局限和不足，无法应用于中国互联网环境。 Massive公司在全球首次提出面向网络虚拟环境应用的媒体集成技术。该技术通过提供开发工具包（SDK）给应用开发商，开发人员调用SDK提供的函数对应用客户端图形绘制模块的源代码进行修改，将数字媒体创意植入其中。针对Massive公司SDK技术的开发难度大的不足，本项目借鉴Detours函数截获技术的思想,提出一种轻量级的数字媒体无缝集成技术，可在不修改已有虚拟环境应用源代码或资源文件的情况下即可完成数字媒体无缝集成。 以色列的Double Fusion公司提供基于按功能分类管理的服务器搭建策略，该公司将数字媒体分发服务器划分为主控服务器、媒体文件服务器、反馈服务器等，实现对数字媒体素材分发管理的统一管理。然而，这种方法在中国的网络条件下，存在可伸缩性差，负载不均，服务器资源耗费大等诸多问题。针对现有的数字媒体分发服务器的上述不足之处，本项目设计出一套具有动态负载均衡和防止单点失效的高性能、可伸缩的数字媒体分发服务集群，并对集群中的服务器进行实时监控和动态调整服务器的资源分配。 在已有的工作中，应用客户端集成的数字媒体下载模块对于数字媒体文件的下载都采用C/S下载模式。为克服数字媒体文件的集中式分发策略的不足，本项目提出应用客户端P2SP（P2P+C/S）的素材文件共享策略和局域网探测技术，降低了Internet范围内的网络带宽流量和服务器的压力。现有的数字媒体管理平台只允许唯一代理商来运营数字媒体业务。该业务模式限制了更多媒体代理商的参与，从而制约产业链中所有参与者的营收。本项目设计的数字媒体管理平台系统引入多级代理商的业务模型，使得更多参与者可在该管理平台中开展数字媒体业务。 综上所述，本项目面向网络虚拟环境的数字媒体集成业务，提供了一套完整的解决方案。该方案对于数字媒体业务流程所涉及的数字媒体无缝集成、P2SP媒体文件下载、媒体分发服务器集群技术、媒体管理平台的商业模型等所有环节都给出相应的优化设计与实现。
