周云霞 李榮珩

摘 ?要：隨著智能移動(dòng)設(shè)備的普及和多媒體技術(shù)的快速發(fā)展，掌上多媒體應(yīng)運(yùn)而生。該文以掌上多媒體技術(shù)在服務(wù)端和客戶端的應(yīng)用為場(chǎng)景，對(duì)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入的闡述和分析，并探討其中涉及的通信原理和算法，給出實(shí)現(xiàn)掌上多媒體服務(wù)技術(shù)的核心機(jī)制和關(guān)鍵技術(shù)。最后，該文給出掌上多媒體通信協(xié)議的多個(gè)不同應(yīng)用場(chǎng)景。

關(guān)鍵詞：通信協(xié)議；服務(wù)端；客戶端；數(shù)據(jù)封裝；掌上多媒體技術(shù)

中圖分類號(hào)：G434 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2024）14-0009-04

Abstract： With the popularity of smart mobile devices and the rapid development of multimedia technology， handheld multimedia came into being. Taking the application of palm multimedia technology in server and client as the scene， this paper deeply expounds and analyzes the design and implementation of its communication protocol， and discusses the communication principle and algorithm involved in it. The core mechanism and key technology of realizing palmtop multimedia service technology are given. Finally， this paper gives several different application scenarios of the handheld multimedia communication protocol.

Keywords： communication protocol; server; client; data encapsulation; handheld multimedia technology

媒體是表示和傳播信息的載體。多媒體是文字、聲音、圖像、圖形、動(dòng)畫和視頻等各種媒體的有機(jī)組合。多媒體技術(shù)則是通過(guò)計(jì)算機(jī)把文本、圖形、圖像、聲音、動(dòng)畫和視頻等多種媒體綜合起來(lái)的一門綜合的高新技術(shù)，是微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等相關(guān)學(xué)科綜合發(fā)展的產(chǎn)物[1]。

多媒體與計(jì)算機(jī)通信的結(jié)合，更是將多媒體及相關(guān)技術(shù)嵌入到了人們?nèi)粘５姆椒矫婷妫弘S手打開(kāi)的網(wǎng)頁(yè)是利用超文體傳輸協(xié)議（HTML）將多媒體融入網(wǎng)絡(luò)瀏覽的基礎(chǔ)應(yīng)用；基于此，發(fā)展出了充滿彈幕的多媒體播放，以及在瀏覽或播放過(guò)程中需要回答問(wèn)題的交互式多媒體[2]，等等。

由于多媒體在使用過(guò)程中存在每秒上百萬(wàn)字節(jié)甚至更高的數(shù)據(jù)傳輸，遠(yuǎn)程使用多媒體時(shí)，對(duì)通信的傳輸數(shù)率要求很高。為了達(dá)到此要求，有線網(wǎng)絡(luò)代表有分布式光纖接口（FDDI）通信協(xié)議和802.3x協(xié)議，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)代表有4G通信協(xié)議和802.11x協(xié)議；為了減少交互式應(yīng)用中的延時(shí)，又開(kāi)發(fā)出了5G通信協(xié)議等；在以上協(xié)議基礎(chǔ)之上的IPV6協(xié)議、資源預(yù)留協(xié)議、實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議綜合實(shí)現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的多媒體信息通信[3]。

研發(fā)的掌上多媒體通信技術(shù)是這樣一種情景[4]： 如圖1所示，右邊是手持式智能設(shè)備，如智能手機(jī)或平板電腦；左邊是帶有無(wú)線網(wǎng)卡的多媒體計(jì)算機(jī)，屏幕可以是多媒體計(jì)算機(jī)自帶的顯示屏，也可以是專用的大尺寸投影屏；左右兩邊通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）連接在一起。

這種應(yīng)用場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了：①手持式智能設(shè)備能與左邊的屏幕同步顯示。即智能手機(jī)或平板電腦上的照片能在左右兩邊的大、小屏幕上同時(shí)顯示，并且右邊的設(shè)備在這些照片上手寫文字、符號(hào)、簡(jiǎn)單圖形的過(guò)程也可以在左邊的屏幕上直播。②手持式智能設(shè)備能將網(wǎng)頁(yè)瀏覽結(jié)果作出內(nèi)容選擇后顯示在左邊的屏幕上。例如，智能手機(jī)打開(kāi)網(wǎng)頁(yè)時(shí)，網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容先只在手機(jī)上顯示，不會(huì)在左邊屏幕上顯示；只有當(dāng)手機(jī)發(fā)出特定的命令后，兩邊的屏幕才會(huì)同步顯示。③在沒(méi)有外網(wǎng)時(shí)，也能在手持式智能設(shè)備與多媒體計(jì)算機(jī)之間傳送文件或圖片。④在右邊的手持式智能設(shè)備上可以實(shí)現(xiàn)多媒體計(jì)算機(jī)鍵盤和鼠標(biāo)的大部分功能。即，在左邊的多媒體計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)后，就可以用右邊的智能手機(jī)或平板電腦模擬多媒體計(jì)算機(jī)的鍵盤和鼠標(biāo)。

1 ?掌上多媒體通信協(xié)議的提出

1.1 ?掌上多媒體通信協(xié)議的幀格式

在公開(kāi)文獻(xiàn)中找不到實(shí)現(xiàn)圖1所示場(chǎng)景的通信協(xié)議，為了達(dá)到該場(chǎng)景的應(yīng)用目標(biāo)，獨(dú)立提出了掌上多媒體通信協(xié)議，該協(xié)議的幀格式見(jiàn)表1。實(shí)現(xiàn)時(shí)，該幀可以被封裝在網(wǎng)絡(luò)套接字中。

保留：保留字節(jié)用于掌上多媒體通信協(xié)議在未來(lái)推廣過(guò)程中，如果與其他協(xié)議沖突，則可以用此字節(jié)作為標(biāo)識(shí)字節(jié)，現(xiàn)在是十進(jìn)制的255，十六進(jìn)制為“FF”。

版本：掌上多媒體通信協(xié)議的版本號(hào)，現(xiàn)在是十進(jìn)制的16，8421碼是00010000，即1.0版。

命令：命令字節(jié)，理論上可以表示256個(gè)不同命令，當(dāng)前版本的協(xié)議定義了18條命令。

含義與命令有關(guān)：從序號(hào)3字節(jié)到數(shù)據(jù)幀的最后一個(gè)字節(jié)，由具體的命令而定，內(nèi)容和長(zhǎng)度不盡相同。

1.2 ?掌上多媒體通信協(xié)議命令

1）協(xié)議握手命令：掌上多媒體通信協(xié)議的握手命令幀只有3個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“01”。手持式智能設(shè)備利用 “握手命令”與多媒體計(jì)算機(jī)建立起兩者之間的連接。

2）設(shè)置顏色和線寬命令：設(shè)置點(diǎn)、線的顏色和線寬命令的幀有5個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“02”，后續(xù)2個(gè)字節(jié)分別存放“線寬值”和“顏色值”。線寬以像素點(diǎn)為單位，當(dāng)前版本能設(shè)置的顏色有紅、藍(lán)、綠、黑和白5種顏色值。

3）設(shè)置光標(biāo)坐標(biāo)的命令：該命令的十六進(jìn)制形式幀格式見(jiàn)表2，命令幀長(zhǎng)為11個(gè)字節(jié)。

X坐標(biāo)的十進(jìn)制值就等于8號(hào)字節(jié)的十進(jìn)制值乘以256，再加上7號(hào)字節(jié)的十進(jìn)制值；Y坐標(biāo)的十進(jìn)制值就等于10號(hào)字節(jié)的十進(jìn)制值乘以256，再加上9號(hào)字節(jié)的十進(jìn)制值。

4）請(qǐng)求做粘貼的命令：手持式智能設(shè)備請(qǐng)求在多媒體計(jì)算機(jī)上做粘貼命令的幀只有3個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“15”。

5）鼠標(biāo)操作及坐標(biāo)的命令：在多媒體計(jì)算機(jī)上模擬鼠標(biāo)命令的十六進(jìn)制形式幀格式見(jiàn)表3，該命令幀長(zhǎng)為11個(gè)字節(jié)。

鼠標(biāo)動(dòng)作有移動(dòng)、單擊、雙擊和右擊等，鼠標(biāo)的坐標(biāo)計(jì)算方法與“3）”的計(jì)算方法相同。

6）特定按鍵命令：在多媒體計(jì)算機(jī)上模擬特定按鍵命令的幀只有4個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“1B”，后續(xù)字節(jié)存放“鍵值”。通過(guò)不同的鍵值實(shí)現(xiàn)了①將多媒體計(jì)算機(jī)上的屏幕內(nèi)容截屏后發(fā)送給手持式智能設(shè)備的功能；②將多媒體計(jì)算機(jī)上“掌上多媒體通信協(xié)議主程序”窗口最大化的功能；③模擬多媒體計(jì)算機(jī)上鍵盤中向上“↑”和向下“↓”鍵的功能；④模擬多媒體計(jì)算機(jī)上鍵盤中 “Ctrl+A”鍵和“Ctrl+P”鍵等快捷鍵的功能。

7）將多媒體計(jì)算機(jī)上指定文件下載到手持式智能設(shè)備命令：該命令幀只有3個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“1C”。

8）在多媒體計(jì)算機(jī)上連續(xù)畫線命令：該命令的十六進(jìn)制形式幀格式見(jiàn)表4，命令幀長(zhǎng)為11個(gè)字節(jié)。

坐標(biāo)的計(jì)算方法與“3）”相同。該命令實(shí)現(xiàn)：手寫時(shí)，從前一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)畫一條線至當(dāng)前坐標(biāo)點(diǎn)。

9）在多媒體計(jì)算機(jī)上畫直線命令：該命令的幀只有3個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“31”。掌上智能設(shè)備可以利用此命令在多媒體計(jì)算機(jī)屏幕上，最近設(shè)置的2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間畫一條直線。

10）在多媒體計(jì)算機(jī)上畫三角形命令：該命令的幀只有3個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“32”。掌上智能設(shè)備可以利用此命令在多媒體計(jì)算機(jī)屏幕上，最近設(shè)置的3個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)之間畫一個(gè)三角形。

11）在多媒體計(jì)算機(jī)上畫矩形命令：該命令的幀只有3個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“33”。掌上智能設(shè)備可以利用此命令在多媒體計(jì)算機(jī)屏幕上，以最近設(shè)置的2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)為對(duì)角頂點(diǎn)畫一個(gè)矩形。

12）在多媒體計(jì)算機(jī)上畫圓命令：該命令的幀只有3個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“34”。掌上智能設(shè)備可以利用此命令在多媒體計(jì)算機(jī)屏幕上，分別以最近設(shè)置的2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)為圓心和半徑畫一個(gè)圓。

13）在多媒體計(jì)算機(jī)上顯示文字命令：該命令幀可能多達(dá)幾百個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)等，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“35”；后續(xù)的字節(jié)是欲顯示文字的內(nèi)部編碼。此命令可以在多媒體計(jì)算機(jī)的屏幕上，以最近設(shè)置的2個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)為對(duì)角頂點(diǎn)的范圍內(nèi)顯示命令幀中的所有文字。

14）向多媒體計(jì)算機(jī)發(fā)圖片命令：該命令的幀有7個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)等，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“41”；后續(xù)4個(gè)字節(jié)表示圖片的大小，單位是字節(jié)。

15）向多媒體計(jì)算機(jī)發(fā)文件命令：該命令的幀有7 個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)等，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“42”；后續(xù)4個(gè)字節(jié)表示文件的大小，單位是字節(jié)。

16）向多媒體計(jì)算機(jī)發(fā)數(shù)據(jù)命令：該命令的十六進(jìn)制形式幀格式見(jiàn)表5，命令幀最長(zhǎng)可達(dá)1 500個(gè)字節(jié)。

17）數(shù)據(jù)傳送結(jié)束命令：向多媒體計(jì)算機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)結(jié)束命令的幀只有3個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“4F”。該命令通知多媒體計(jì)算機(jī)圖片或文件數(shù)據(jù)傳送結(jié)束。多媒體計(jì)算機(jī)可以顯示圖片或者利用系統(tǒng)中的其他關(guān)聯(lián)應(yīng)用程序打開(kāi)接收到的文件。

18）掌上多媒體通信協(xié)議結(jié)束命令：該命令的幀只有3個(gè)字節(jié)，即“保留”字節(jié)、“版本”字節(jié)、“命令”字節(jié)，且“命令”字節(jié)的十六進(jìn)制為“7F”。手持式智能設(shè)備向多媒體計(jì)算機(jī)發(fā)出此命令后就退出與多媒體計(jì)算機(jī)之間的通信關(guān)系。這樣多媒體計(jì)算機(jī)又可以重新初始化掌上多媒體通信協(xié)議，并等待下一個(gè)手持式智能設(shè)備用“協(xié)議握手命令”建立連接。

2 ?掌上多媒體通信協(xié)議的實(shí)現(xiàn)

要實(shí)現(xiàn)掌上多媒體通信協(xié)議，必須分別在多媒體計(jì)算機(jī)和手持式智能設(shè)備上運(yùn)行支持掌上多媒體通信協(xié)議的程序。把運(yùn)行在多媒體計(jì)算機(jī)上支持掌上多媒體通信協(xié)議的程序稱為“掌上多媒體服務(wù)端”，簡(jiǎn)稱服務(wù)端；把運(yùn)行在手持式智能設(shè)備上支持掌上多媒體通信協(xié)議的程序稱為“掌上多媒體客戶端”，簡(jiǎn)稱客戶端。

2.1 ?掌上多媒體通信協(xié)議操作流程

嵌入了掌上多媒體通信協(xié)議的服務(wù)端程序與客戶端程序的操作流程如圖2所示。

2.2 ?應(yīng)用場(chǎng)景

利用“掌上多媒體通信協(xié)議”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了如下應(yīng)用場(chǎng)景[4-6]。

1）用圖1中的手持式智能設(shè)備無(wú)線控制圖中左邊的多媒體計(jì)算機(jī)。多媒體計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)后會(huì)自動(dòng)運(yùn)行服務(wù)端程序；運(yùn)行了客戶端程序的智能手機(jī)或平板電腦就能以模擬鍵盤或鼠標(biāo)形式控制多媒體計(jì)算機(jī)。掌上多媒體技術(shù)用于會(huì)議和商業(yè)PPT演示，課堂教學(xué)[4]就是這一場(chǎng)景的經(jīng)典應(yīng)用。在此場(chǎng)景中，當(dāng)主講者的智能手機(jī)斷開(kāi)與多媒體計(jì)算機(jī)的連接后，聽(tīng)眾的智能手機(jī)也可以運(yùn)行客戶端程序，連上多媒體計(jì)算機(jī)，與主講者或其他聽(tīng)眾反轉(zhuǎn)互動(dòng)。

2）大屏幕智能電視代替圖1中的多媒體計(jì)算機(jī)，就能實(shí)現(xiàn)在電視屏幕上寫字、畫圖、顯示圖片或相冊(cè)和播放視頻等功能，從而找到了掌上多媒體通信協(xié)議在家庭娛樂(lè)、家庭教育中的應(yīng)用場(chǎng)景。

3）用智能手機(jī)代替圖1中的多媒體計(jì)算機(jī)，即使沒(méi)有外網(wǎng)也能在2臺(tái)手機(jī)之間實(shí)現(xiàn)屏幕互寫、互畫、互顯，以及文件傳送等功能，從而實(shí)現(xiàn)掌上多媒體通信協(xié)議在沒(méi)有數(shù)據(jù)流量的偏遠(yuǎn)地域的應(yīng)用場(chǎng)景。

3 ?結(jié)束語(yǔ)

雖然掌上多媒體通信協(xié)議已經(jīng)在上述多個(gè)場(chǎng)景中進(jìn)行了應(yīng)用。但是，掌上多媒體技術(shù)及其通信協(xié)議的研究和應(yīng)用還處于起步階段，需要得到更多的認(rèn)同、使用、推廣。

協(xié)議的下一步改進(jìn)和完善包括讓實(shí)現(xiàn)了該協(xié)議的掌上多媒體軟件有更好的使用體驗(yàn)；將改進(jìn)后的協(xié)議用于多媒體人工智能主講者及其PPT演示，用于家庭多媒體設(shè)備之間的互動(dòng)娛樂(lè)；開(kāi)發(fā)或發(fā)現(xiàn)掌上多媒體通信協(xié)議更多的應(yīng)用場(chǎng)景。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張虹，夏士雄，張薇，等.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003：1-5.

[2] 董向東.第三代交互式集控多媒體教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].中國(guó)教育信息化，2010（3）：50-53.

[3] 張占軍，韓承德，楊學(xué)良.支持多媒體通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議技術(shù)及其發(fā)展[J].小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，2002（6）：646-650.

[4] 周云霞，李榮珩，成夏炎.掌上多媒體技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國(guó)教育技術(shù)裝備，2021（22）：30-32.

[5] 湖南師范大學(xué).掌上多媒體軟件遠(yuǎn)程注冊(cè)系統(tǒng)：2019SR08522

37[P].2019-05-02.

[6] 周云霞.掌上多媒體簡(jiǎn)介[EB/OL].[2016-07-16].https：//v.qq.co

m/x/page/y0313ukdxw6.html.