網絡屏幕廣播軟件在三維CAD示范教學中的應用

劉泗巖 嵇 萍

1.南京航空航天大學 江蘇南京 210016 2.江蘇海事職業技術學院 江蘇南京 210017

網絡屏幕廣播軟件在三維CAD示范教學中的應用

劉泗巖1嵇 萍2

1.南京航空航天大學 江蘇南京 210016 2.江蘇海事職業技術學院 江蘇南京 210017

演示示范性教學能大大提高CAD軟件的學習效率與效果。本文首先闡述了網絡屏幕廣播軟件的基本工作原理，然后介紹了海天屏幕廣播軟件在CAD上機教學中應用的經驗，最后對基于互聯網屏幕廣播技術的遠程教學作了展望。

屏幕廣播；工程圖學；CAD培訓；AutoCAD

計算機輔助設計與繪圖（Computer Aided Design & Drafting, CAD）軟件的教學是現代工程圖學課程中的重要內容。工程圖學是大多數工科專業大學生的必修課程，該課程的學習任務量大而課時有限，其中CAD的教學包括上機練習一般不超過16學時。然而CAD軟件，特別是其中的三維建模功能，其操作比較復雜。如何用較少的學時實現更好的CAD教學效果，是對工程圖學教師的一項挑戰。

在不配備專門的CAD教學機房的情況下，CAD教學一般在平時授課的多媒體教室中由教師進行講解演示，學生從投影屏幕上觀看教師的演示操作，然后再安排學生上機練習，并由任課教師進行輔導。然而，由于CAD操作的復雜性，學生僅憑觀看教師演示而沒有及時進行現場動手操作，不但難以記住教師的演示，而且也會覺得枯燥乏味，教學效果不佳。

屏幕廣播軟件可以將1臺計算機上的桌面操作情況實時地顯示在網絡中的其他計算機上，學生可以看到教師每一步的操作過程，教師講解的語音與視頻信號也可以通過網絡傳播到學生計算機上，這就相當于教師同時對所有學生進行手把手教學。只要在學校計算中心的計算機上安裝了此軟件之后，就可以起到專用CAD教學機房的作用，可以在計算中心安排CAD教學而與其他同時在此處進行的教學活動互不干擾。對于工程圖學課程中的CAD教學而言，就可以安排在學生上機現場來進行，將教師演示與學生動手操作相結合，不僅獲得更好的教學效果，而且節省了工程圖學的理論教學時間，從而在整體上提高工程圖學的教學效果。

一、屏幕廣播的技術原理

屏幕廣播也稱為屏幕（或桌面）共享、遠程桌面等，也是電子教室（或多媒體網絡教室）軟件的一個主要功能。是指將服務器計算機的屏幕顯示圖像實時地發送到聯網的客戶計算機上，使得客戶機用戶就像坐在服務計算機前所觀看到的屏幕圖像一樣。屏幕廣播的實現一般包括以下方式：

1.基于拷屏與壓縮技術的屏幕圖像傳輸

將主機屏幕連續顯示的圖像作為視頻流進行壓縮，傳輸到客戶機上，再由客戶機對視頻流進行解碼并顯示。這實際上相當于把主機的屏幕錄制為數字高清電視，由客戶機進行接收、解碼與顯示。該方法的缺點是耗費CPU資源較大，一般需要由專門的編碼與解碼硬件來實現，在Windows系統下的屏幕廣播軟件中較少采用。

2.基于Windows信息機制與HOOK功能

消息傳遞與處理機制是Windows系統的基礎，HOOK是Windows消息處理中的一個監視子程序，利用HOOK可以監視屏幕的變化，并捕獲變化的區域，從而只需要將變化的屏幕區域進行網絡傳播，減少了數據處理與傳輸量。這種方法實現屏幕廣播的速度有所提高，但仍然需要耗費較多CPU資源，其優點是運行穩定，支持的系統廣泛。

3.基于虛擬顯卡與Mirror Driver技術

Mirror Driver是Windows 2000及以后版本中實現虛擬顯卡的一種技術，它能夠快速監控屏幕圖像的變化，并且直接將主機顯存中的幀緩存數據傳遞到客戶機的虛擬顯卡驅動而顯示圖像，不需要編碼與解碼。因而，該方法實現的屏幕廣播速度最快，并且占用CPU資源很低，其缺點是對利用DirectDraw實現的軟件不支持，不過這并不影響其廣泛應用，目前主流的屏幕廣播軟件大多采用了Mirror Driver技術。

二、海天屏幕廣播在CAD教學中的應用

海天屏幕廣播軟件是重慶啟航公司開發的一款小軟件，采用虛擬顯卡驅動Mirror Driver技術，圖像傳播的實時性好，CPU占用低，在局域網內的三維CAD教學演示能夠取得很好的效果。本軟件為綠色軟件，軟件大小只有幾百K，僅服務端需要安裝一個虛擬顯卡驅動程序。除了屏幕廣播功能外，還具備語音廣播、遠程鎖定、短消息、電子教鞭、遠程關機等功能。

筆者試用海天屏幕廣播V4.2進行了AutoCAD 2008三維建模教學演示，該軟件可從其公司網站免費下載，除了需要安裝虛擬顯卡驅動程序之外，不需要其他安裝。軟件的使用比較方便，在教師機（服務主機）上，只要運行可執行文件HTServer.exe,在學生機（客戶機）上運行HTClient.exe，學生機連接到教師機之后，教師機的界面上就會出現學生機的IP地址圖標，只要按“Ctrl+1”快捷鍵，即可開始屏幕廣播，按“Ctrl+2”鍵結束廣播。筆者使用該軟件進行AutoCAD三維繪圖的教學演示，在100多臺學生機上進行廣播，屏幕圖像流暢，沒有滯后現象。

軟件的使用需要注意幾個問題：第一，軟件的試用版會在屏幕的上方出現需要注冊的窗口，會遮擋某些菜單與工具欄，只要將AutoCAD的工具欄調整到兩側或下部，就會不影響使用。第二，軟件的服務器程序HTServer.exe只能在教師機上運行，如果有個別學生出于好奇心等原因也去運行HTServer，會導致系統混亂。為了防止出現這種情況，可以將原軟件分為“服務器版”與“客戶機版”，在學生機上只安裝“客戶機版”，“客戶機版”從原軟件包中刪除HTServer.exe文件即可。第三，只要服務計算機的內存足夠大，理論上可支持的客戶機數量不受限制。這是因為該軟件以虛擬顯卡的方式工作，每增加1臺客戶機，服務器都需要為其開辟1塊緩存。

三、基于網絡屏幕廣播的遠程教育展望

屏幕廣播技術與多媒體技術綜合在一起，為基于網絡的遠程教育開辟了廣闊的前景。然而，受到目前的家庭網絡帶寬等技術的限制，基于Internet的屏幕廣播還難以達到實時的要求。目前的一些即時通訊軟件（例如Skype、QQ等）已經包含了遠程屏幕共享、遠程協助等功能，但僅限于一對一的服務，而且屏幕畫面的傳送也難以滿足教學演示的流暢性要求。所以，目前的屏幕廣播軟件主要適用于局域網。不過，在信息技術發展如此迅速的當今時代，隨著城市寬帶網絡的建設以及屏幕廣播技術的提高，用屏幕廣播軟件進行網絡遠程教育很快即可實現。

[1]張麗萍，喻占武，肖進勝，等.一種基于拷屏和壓縮技術的屏幕共享方案[J].中國圖像圖形學報，2003，9（8）：1094～1098

[2]杜俊勇，王國胤.基于消息機制的實時屏幕共享技術[J].計算機科學，2005，32（8）：223～226

[3]Gao L，Zhang J，Zheng Q，et al. Experience with mirror drivers for distributed workspace[C]. in Proceedings of the 45th Annual Southeast Regional Conference. Winston-Salem，2007:168～173

[4]啟航軟件，http://www.software168.com/

The application of network screen broadcasting software in three-dimensional CAD demonstration teaching

Liu Siyan1, Ji Ping2
1. Nanjing university of aeronautics and astronautics, Nanjing, 210016, China 2. Jiangsu maritime institute, Nanjing, 210017, China

The efficiency and effect of CAD software studying can be highly improved with demonstration teaching. Firstly, the basic principle of network screen broadcasting software is illustrated. Then, the experience of using haitian screen broadcasting software in CAD computer practice teaching is introduced. At last, the prospect of tele-teaching with internet based screen broadcasting technology is expected.

screen broadcasting; engineering graphics; CAD training; AutoCAD

book=40,ebook=578

2009-12-25

劉泗巖，博士，講師。