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内容分发网络的服务类型

目前 CDN 服务的类型根据其服务的内容主要分为网页加速、流媒体服务、文件传输加速等。 (1)网页加速。互联网有一项8s原则,即用户在访问网页时,如果时间超过8s就会感到不耐烦,如果下载需要太长时间,他们就会放弃。如今网民数量不断增加,加上网页服务和网络固有的延迟,都给网络宽带形成了巨大的压力,大大影响了用户的体验度。而CDN的出现,及时解决了网络响应速度的问题。网页加速是早期出现的CDN服务类型。起初,网页的内容主要以文字、图片、动画等形式为主,支持文本方式的电子邮件交换,因此 CDN 技术起初的应用重点就是用来对这些网页的静态内容进行加速。网页加速服务主要面向各类门户网站、新闻发布类网站、访问量较大的行业网站、政府机构网站和企业门户网站等。随着互联网应用的发展,网页加速也逐渐从静态内容加速向动态内容加速扩展,支持股票行情、电子商务、在线游戏等网站的动态内容加速。 (2)媒体服务。随着互联网业务的发展,大量视频网站的涌现,流媒体流量随之迅速攀升,从而驱动CDN技术的应用转向为流媒体加速服务。传统的视频点播系统,一般采用C/S模式。其明显弊端是服务器的处理能力与带宽是有限的,在客户数量达到一定程度下,服务器将无法负荷,而且客户需要从远程服务器中获取数据,客户的点播时延过大,无法支撑大规模、大范围的商业应用。CDN作为一种新型的覆盖网络架构,在目前的Internet 网络上增加一层为宽带业务优化的覆盖网络,比较好地解决了流媒体内容加速和骨干网络负载压力问题。CDN把流媒体数据主动分发到离用户*近的网络边缘,使用户可以就近获取数据,减少用户的网络时延和分散服务器的负载压力。 (3)文件传输加速。通过使用CDN 节点提供下载服务,可大大缓解文件下载带来的性能压力和带宽压力,提高用户的下载速度。目前CDN技术可以支持 HTTP 下载、FTP下载和P2P下载等多种下载方式,主要用于补丁发布、病毒库更新、游戏客户端下载以及其他提供文件下载服务的网站,比如视频和音乐网站等。文件传输加速的技术原理与网页加速和流媒体加速原理类似,将源站大量的文件内容数据注入CDN中,根据分发策略将文件内容分发至各CDN边缘节点,以支持用户端的下载应用,从而减少了源站服务器的下载压力,满足了终端用户就近迅速高效的下载需求。 

多媒体内容分发网络的关键技术

(1)内容分发技术借助于建立索引、缓存、流分裂、组播等技术,将内容发布或投递到距离用户近的服务点(POP)处。在实际的CDN系统中,一般push和pull两种分发方式都支持,但是根据内容的类型和业务模式的不同,在选择主要的内容分发方式时会有所不同。通常,push的方式适合内容访问比较集中的情况,如热点影视流媒体内容;pull方式比较适合访问分散的情况。 (2)内容路由它是整体性的网络负载均衡技术,通过内容路由器的重定向(DNS)机制,在多个远程POP上均衡用户的请求,以使用户请求得到近内容源的响应。负载均衡是整个CDN系统核心的部分,负载均衡的性能优劣,往往是CDN系统综合性能的瓶颈所在。CDN系统的负载均衡包括全局负载均衡(GSLB)和本地负载均衡(LDB)。 •全局负载均衡全局负载均衡的主要目的是在整个网络范围内,实现将用户的请求定向到很好的节点(或者区域),即其主要功能是实现就近性判断。在整个 CDN系统中,关键的技术就是全局负载均衡技术。 全局负载均衡技术采用的实现方法主要有:①基于 DNS客户对加入了CDN的服务节点的访问,将由 DNS服务器解析到全局负载均衡设备。 ②基于 HTTP重定向首先需向 DNS服务器对所访问的网站的域名解析指向GSLB 设备上,用户访问网站时,首先将访问请求发送到GSLB设备,而GSLB 设备通过HTTP重定向技术,将用户请求重定向到很好的服务器节点上。 ③基于IP欺骗用户访问的基本流程如下:用户的访问请求将首先发送到GSLB 设备上,GSLB 设备根据其收集到的本地SLB 设备的状况,将用户的服务请求发送到很好的本地SLB上;本地SLB将返回给客户的数据包的源地址改为GSLB的地址。 •本地负载均衡本地负载均衡指对本地的服务器群作负载均衡,其可用于本地 Cache服务集群。当用户请求到达本地负载均衡设备时,其将根据一定的策略,选择集群中合适的Cache节点提供服务。本地负载均衡根据其收集到的服务节点状况信息(如负载、带宽、运行状况等信息)根据一定的负载均衡策略,选择很好的服务节点提供服务。本地负载均衡可以采用四到七层交换机(L4-7Switch)来实现,用户所有的请求通过交换机路由传到服务节点其优点是实现简单;缺点是Cache节点的吞吐量很大时,对L4-7交换机的性能要求较高。重定向技术是本地负载均衡的另一种实现方式,本地负载均衡设备将用户请求重定向到合适的CDNCache服务节点。服务节点后续返回的内容将不需要再经过本地负载均衡设备而返回给客户端,即服务节点和客户端之间建立直接的连接服务。 (3)内容存储技术。对 CDN系统而言,需要考虑两个方面的内容存储问题。一个是在中心节点中存储数据,一个是在边缘服务节点中存储数据。对于中心节点来说,由于内容的规模比较大(通常可以达到几个甚至几十个太字节(TB)),而且内容的吞吐量较大,因此,通常采用海量存储架构,如较为流行的 NAS(网络附属存储)和SAN(存储区域网)。对于边缘节点中的数据存储,是边缘服务实现时需要考虑的一个重点。需要考虑的因素包括功能和性能两个方面;功能上,需要提供对各种格式的文件的支持以及支持数据的部分缓存;在性能上,包括容量大小、数据保存的可靠稳定性以及磁盘I/O吞吐效率。 (4)内容管理技术。内容管理技术主要是指数据分布到了边缘节点后的本地内容管理,这样可以提高边缘节点的工作效率。由以下三大块来实现该技术。 •本地内容索引即将本地拥有的数据的信息缓存起来,方便文件的快速查找。 •本地内容复制为了节约存储空间,通常将内容只缓存在一个边缘节点上,但是当该边缘节点负载较重时,则在本地将内容发送到其他边缘节点上,提高整体访问效率。 •本地内容相关信息统计目的在于实时掌控边缘节点上内容被用户访问的一些信息,以及边缘节点上数据内容变化的相关情况,CDN中心节点根据这些信息及时做出相应的对策。 

多媒体信息技术分发的原理

CDN的内容分发机制是CDN的核心技术,如何高效地把内容由中心节点分发传送给用户是各大CDN厂商研究的重点内容。目前内容分发的机制主要有三种: Pull 方式、Push 方式和混合分发方式 (1)  基于Pull的分发机制。基于Pull (拉)的CDN分发机制基本原理主要是,通过用户服务请求调度到合适的边缘节点,如果发生内容未命中,则该边缘节点向上Pull (拉)内容,如果其上级也没有,则逐级向上下拉。基于Pull的分发机制是一种被动的分发技术,是由用户请求驱动的。 (2)  基于Push的分发机制。基于Push (推)的CDN分发机制基本原理是,把用户服务请求调度到有内容的CPN接近用户的节点。通常,Push 的方式是由资源拥有者发起,将内容从源或者中心媒体资源库分发到各个资源请求者。对于Push分发机制需要考虑的主要问题是分发策略,即在什么时候分发什么内容。一般来说, 内容分发策略主要分为静态策略和动态策略,静态策略是指分发内容可以由内容拥有者或者管理员人工确定,而动态策略是指通过智能的方式决定,即所谓的智能分发,它根据用户访问的统计信息,以及预定义的内容分发的规则,确定内容分发的过程。(3)  混合分发机制。混合分发机制就是Push与Pull分发机制结合的一种机制。在实际情况中,Push方式和Pull 方式都存在着或多或少的缺点,故而采取混合分发机制。混合分发机制有多种方案,常见是利用Push机制进行内容预推,后续的CDN内容分发机制则使用Pull机制。需要支持智能分发(Push 或Pull)方式,支持根据当前内容分发系统中的内容服务状况采用推拉的方式动态地调整内容在内容分发系统中的分布,对于热点内容自动智能地将其缓存在边缘节点。

触摸屏的分类

随着技术的进步,触摸屏技术也经历了从低档向高档逐步升级和发展的过程。根据其作用原理和传输信息的介质,触摸屏可分为四大类:电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线式触摸屏和表面声波触摸屏。 (1)  电阻式触摸屏。电阻式触摸屏是一种多层的复合薄膜,由一层玻璃作为基层,表面涂有一层ITO透明导电层,上面盖有一层光滑防刮的塑料层作为保护层,在保护层的内表面涂有一层导电层(ITO或镍金)。在两导电层之间,有许多细小的透明隔离点绝缘,并在两层ITO工作面的边线上各涂有一条银胶,一端加5V电压,另一端接地,从而在工作面的一个方向上形成均匀连续的平行电压分布。当手指触摸屏幕时,压力使两层导电层在接触点位置有了一个接触,控制器侦测到这个接触,立刻进行AD转换,测量接触点的模拟量电压值,根据它和5V电压的比例公式,就能计算出触摸点的x轴和y轴的坐标,这就是电阻式触摸屏的基本原理。 (2)  电容式触摸屏。电容式触摸屏利用人体的电流感应进行工作。电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏。玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO,外层是一薄层矽土玻璃保护层夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极,内层ITO为屏蔽层,以保证良好的工作环境。当手指触摸在玻璃保护层上时,在用户和触摸屏表面形成一个耦合电容, 于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。然后,控制器将数字化的触摸位置数据传送给主机,以实现人机交互。 (3)  红外线式触摸屏。红外触摸屏的四边排布了红外发射管和红外接收管,它们一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时,手指会挡住经过该位置的横竖两条红外线,控制器通过计算即可判断出触摸点的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰,适宜恶劣的环境条件,此外,由于没有电容充放电过程,响应速度比电容式快,但分辨率较低。红外线技术是触摸屏产品的发展趋势。 (4)表面声波触摸屏。表面声波是超声波的一种,它是在介质表面进行浅层传播的机械能量波。表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或柱面的玻璃平板,安装在CRT、LED、LCD或等离子显示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器,右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。除了一般触摸屏都能响应的x、y坐标外,表面声波触摸屏还响应第三轴z轴坐标,也就是能感知用户触摸压力的大小值,其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。三轴一旦确定,控制器就把它们传给主机。表面声波触摸屏的清晰度较高、抗刮伤良好、反应灵敏、不受温度和湿度等环境隐私影响、分辨率高、寿命长。由于需求不断增长,而显示屏价格持续下降,如今将触摸屏配置到系统设计中已经是顺理成章。从刚开始的工业级用途的ATM机、信息查阅机等,到消费级的笔记本计算机触摸屏,再到MP3、MP4、 手机、平板等便携式电子,触屏技术应用得越来越广泛。如今触摸屏技术不仅广泛应用于新媒体领域,同时也用于医疗、金融、工业自动化、公共场所服务等生活的方方面面。可以说触摸屏已经从引人好奇的稀罕之物变成日常生活中的“家常菜”。

OLED的驱动方式和应用

OLED的驱动方式OLED显示器依照驱动方式分为被动式(Passive Matrix,即PM-OLED)与主动式(Activem Matrix, 即AM-OLED)两类。 (1)PM-OLED PM-OLED具有阴极带,有机层以及向极带,阳极带与阴极带相互垂直。阴极与阳极的交叉点形成像素,也就是发光的部位。外部电路向选取的阴极带与阳极带施加电流,从而决定哪些像素发光,哪些不发光。此外,每个像素的亮度与施加电流的大小成正比,PM-OLED易于制造,但其耗电量大于其他类型的OLED,这主要是因为它需要外部电路的缘故。PM-OLED用来显示文本和图标时效率高,适于制作小屏幕(对角线2-13英寸)例如人们在移动电话、掌上电脑以及MP3播放器上经常能见到的那种。 (2)AM-OLEDAM-OLED 具有完整的阴极层,有机分子层以及阳极层,但阳极层覆盖着一个薄膜晶体管(TFT)阵列,形成一个矩阵。TPT阵列本身就是一个电路,能决定哪些像素发光,进而决定图像的构成。AM-OLED耗电量低于PM-OLED,因而适合用于大型显示屏。AM-OLED还具有更高的刷新率,适于显示视频。其用途是计算机显示器、大屏幕电视以及电子告示板或看板。 OLED的应用目前以视频眼镜和随身影院为重要载体的头戴式显示器得到了越来越广泛的应用和发展,其在数字视频,虚拟现实、虚拟现实游戏、3G与视频眼镜融合,超便携多媒体设备与视频眼镜融合方面有卓越的优势。清晰鲜亮的全彩显示、超低的功耗等,是头戴式显示器发展的一大推动力。无论是对于民用消费领域还是工业应用乃至军事用途都提供了一个很好的近眼应用解决途径。MP3作为一款数字随身听已经在市场上日益成为时尚娱乐的主角,对于它的功能、容量、价格等都得到了人们广泛的关注,也是各厂家目光的焦点所在,可是对于MP3屏幕却很少有人关注。OLED在MP3、数码相机、数码相框等中小尺寸屏幕的应用领域具有较大的优势。它无须背光灯,而是“主动发光”。可以使MP3做得更轻更薄,可视角度更大,并且能够显著节省电能。

立体显示技术的分类

根据立体再现的显示效果,可以将立体显示技术分为视差立体显示技术和真立体显示物术。根据是否需要辅助器件,可以将立体显示技术分为助视立体显示技术和裸眼立体显示技术。 1)视差立体显示技术如上所述,人具有立体视觉能力,视差立体显示技术是利用人的两眼观察三维物体的原理而实现的一种立体显示技术。人的大脑通过对左右两眼获得的两幅图像以及两幅图像的视差进行分析和处理后,从而得到景物的光亮度、形状、色彩、空间分布等相关信息。 (1)  助视立体显示技术助视立体显示技术,即眼镜式立体显示技术,其原理结构主要由记录和显示两部分组成;在记录过程中利用图像记录设备对同一空间场景的两个不同视点的信息进行记录,得到立体图像对(两幅略有差异的平面图像)。在显示过程中将立体图像对通过同一显示屏显示,并采用各种技术手段使立体图像对中左视图进入视者左眼,右视图进入视者右眼,从而实现具有深度感的空间立体图像的观看。当前,眼镜式立体显示技术按其分离左右视图的技术手段主要分为四类:红蓝眼镜、偏振眼镜、时分眼镜和头盔式眼镜。 红蓝眼镜是基于波长的视图分离技术,采用互补色立体眼镜对右眼视图进行分离实现3D红蓝立体影像。 偏振眼镜是基于偏振光的左右眼视图分离技术立体眼镜的左眼和右眼分别装上横偏振片和纵偏振片,横偏振光只能通过横偏振片,纵偏振光只通过纵偏振片。这样就保证了左边相机拍摄的东西只能进入左眼,右边相机拍摄到的东西只进入右眼,于是实现立体显示。 时分眼镜是基于时分技术的视图分离技术,其显示屏分时显右视图,并通过同步信号发射器及同步信号接收器控制观看者戴的液晶快门立体眼镜,通过时分技术实现左右眼视图的分离。 头盔式眼镜是把两个眼视显示屏分别放置在观看者左右眼前,使观看者的左右眼分别观看对应显示屏上的左右视差图,从而实现三维显示。这类设备需要从减少人眼使用疲劳、增强显示真实性、降低设备价格等方面,进一步提升性价比。 (2)  自由立体显示自由立体显示技术是指不需戴上任何观察设备就可以直接看到立体图像的三维立体显示技术。基于视差的自由立体显示技术主要有液晶自由立体显示系统与投影式自由立体显示系统两种。利用自由立体显示技术,人眼摆脱了限制,所以该技术能够应用到更多的场合。以美国、日本、德国为代表的国家从20世纪80年代开始着手该技术的基础研究,并于随后的90年代陆续获得成果。 自由立体显示技术主要利用以下两种技术: ①视差障碍技术其实现方法是使用一个开关液晶屏、一层偏振膜和一个高分子液晶层,利用液晶层和偏振膜制造出一系列旋光方向呈90" 的垂直条纹,通过这些条纹的光就形成了垂直的细条栅模式,也就是视差障栅。通过精确控制视差障栅,使左右两眼将分别看到两幅不同的视差图像,从而产生立体效果。 ②柱透镜光栅技术主要是基于传统的柱透镜光栅立体成像方法,在液晶显示器前面加上一块透明柱透镜光栅板,液晶像素平面位于柱透镜光栅的焦平面上。像面上的任意一点经过柱透镜折射后成平行光東,以柱透镜的光轴为对称中心,光轴左侧的光线经折射后形成東平行光向右侧折射,形成左视图,光轴右侧的光线经折射后形成一束平行光向左侧折射,形成右视图,这两束光相互独立,互不干扰,形成左右视图分别进入左右眼睛,产生立体视觉。 2)真立体显示技术真立体显示技术是一种能够在一个真正具有宽度、高度和深度的真实三维空间进行图像信息再现的技术。目前已有的真立体显示技术中比较主流的有全息、体三维和集成成像三种。 (1)全息显示技术是利用干涉原理,将物体发出的特定光波以干涉条纹的形式记录下来,使物光波前的全部信息都存储在记录介质,故所记录的干涉条纹图样被称为“全息图”。当用光波照射全息图时,由于衍射原理能重现出原始物光波,从而形成原物体逼真的三维像,可看到立体显示的全部特征,并有视差效应。在不同的位置上进行观察时,物体有显著的位移。把光全息显示技术用于图像重现通常需要两个步骤:一步是波前记录,这一过程是利用光的干涉原理,将物体发出的光波以干涉条纹记录成全息图:另一步是波前重现,就是用光波照射全息图,通过光的衍射,能够从全息图中再现出原始物体的光波,从而形成与原物体逼真的三维图像。目前全息显示技术随着激光技术和相关器件的大力发展有了极大的进步,已经广泛应用在社会生活的方方面面,例如在商业、艺术、医学、防伪、测量、军事等领域。 (2)体三维显示技术体三维显示技术产生于20世纪40年代,是一种能够360°再现三维物体的显示技术。20世纪90年代以后,体三维显示技术在计算机软硬件技术、光学技术和控制技术的快速发展下得到了新的发展机会。体显示通常是将三维物体分割为点阵或一系列二维图像,再依次扫描,利用人眼的视觉暂留效应形成立体图像。体三维显示技术具有全角度、持多人同时观看等优点,但是由于其原理的局限性,先期准备工作极其烦琐,系统制备难度大,成本极高,短期内难以实现大尺度、高分辨率的三维显示:同时体三维显示技术受其频源的限制,实现实时成像与显示存在较大的技术难度,在应用上具有较大的局限性。体三维技术主要应用在医学上显示人体模型、立体空间中显示物体空间位置、工业上显示复杂机械模型等。 (3)集成成像集成成像的概念是GLiPPmann于1908年提出的,是一种利用微透镜阵列来记录和再现3D空间场景的真三维显示技术。传统的集成成像技术包含元素图像阵列的记录和三维图像的再现两个部分。在记录过程中,采用由许多单元透镜在水平和垂直方向上井行排列组成的微透镜阵列获取三维场景的立体信息,并把立体信息记录到位于微透镜阵列焦平面的记录介质上,得到二维图像阵列(单元图像阵列)。在再现过程中采用的微透镜阵列与记录时采用的微透镜阵列具有同样的参数,二维图像阵列显示于图像显示设备上,图像显示设备放置在微透镜阵列的焦平面上,根据光路可逆原理,微透镜阵列将来自单元图像阵列的光线折射叠加还原,从而在微透镜阵列的附近重建出三维场景的立体图像。 较之其他三维显示技术,集成成像技术有以下优点:①不需任何助视设备;②记录和显示过程相对比较简单,不需相干光源;③在记录和显示过程中都是三维场景点到点的立体空间信息对应,可以产生包含全真色彩和连续视差信息的逼真三维图像;④在定的视角范围内具有准连续的视点,可供多人在任意方向上同时观看;⑤既适于静态三维场景的记录和再现,又可用于三维视频通信等领域的动态物体的捕获和显示。由于集成成像具有能显示全真色彩、全视差的实时3D立体影像等诸多优点,它被认为是实现3DTV有潜力的技术之一,被广泛应用于3DTV、3D多媒体、交互式购物、宣传广告、教学、娱乐、计算机辅助设计、医学成像、立体印刷、科学可视化等许多领域。