王仁云

浙江行政學(xué)院 浙江杭州 311121

情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)室多媒體系統(tǒng)建設(shè)

王仁云

浙江行政學(xué)院 浙江杭州 311121

多媒體技術(shù)為情景模擬教學(xué)的實(shí)現(xiàn)提供了良好的技術(shù)支持。在情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)過程中，多媒體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和集成是一項(xiàng)重要內(nèi)容。在研究了視頻流媒體基礎(chǔ)理論的基礎(chǔ)上，論文分析了系統(tǒng)需求，明確了系統(tǒng)應(yīng)具備的功能，提出了視音頻錄播點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)整體構(gòu)架，并整合現(xiàn)有的不同來源的流媒體節(jié)目，實(shí)現(xiàn)情景模擬教學(xué)中視音頻的切換、錄制、播放、回放、點(diǎn)評(píng)、刻錄等功能，以高效、穩(wěn)定地完成情景模擬的多項(xiàng)教學(xué)需求。

情景模擬；多媒體系統(tǒng)；系統(tǒng)設(shè)計(jì)；系統(tǒng)控制；干部教育

自20世紀(jì)90年代至今，建構(gòu)主義理論、多媒體技術(shù)是教育領(lǐng)域備受關(guān)注的熱點(diǎn)問題，而深受人們的討論和研究。多媒體計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)所具有的技術(shù)特性，為建構(gòu)主義的實(shí)現(xiàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)支持，使得建構(gòu)主義所倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)環(huán)境的“情境”“協(xié)作”“交流”和“意義建構(gòu)”等基本屬性能夠得以實(shí)現(xiàn)。情景模擬教學(xué)就是在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)而形成的教學(xué)方法之一。

一、情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)建設(shè)的背景

目前，領(lǐng)導(dǎo)干部面對(duì)媒體、網(wǎng)絡(luò)、大眾以及參與國(guó)際交往等活動(dòng)日益頻繁。為了進(jìn)一步提高領(lǐng)導(dǎo)干部的綜合素質(zhì)和應(yīng)對(duì)媒體的能力，以建構(gòu)主義教學(xué)理論為指導(dǎo)的情景模擬教學(xué)在這些方面可以起到很好的培訓(xùn)作用。情景模擬教學(xué)是指創(chuàng)設(shè)教學(xué)內(nèi)容所需要的接近實(shí)際工作或生活的場(chǎng)景，由學(xué)員在這種場(chǎng)景中分別擔(dān)任不同角色。教師在一旁進(jìn)行指導(dǎo)、分析，并做出最后總結(jié)的一種虛擬實(shí)踐性培訓(xùn)方法，以培養(yǎng)學(xué)員從多角度、全方位考慮問題的思維能力和處理臨時(shí)矛盾的應(yīng)變能力。這種方法讓學(xué)員身臨其境，突出操作性、講究趣味性、注重實(shí)效性、兼顧學(xué)理性，具有理論與實(shí)際高度結(jié)合、教師與學(xué)員高度投入、學(xué)員自身管理經(jīng)驗(yàn)與模擬情景高度融合等特點(diǎn)。

根據(jù)我院教學(xué)改革要求，結(jié)合干部教育中開展“領(lǐng)導(dǎo)干部與媒體溝通”專題培訓(xùn)的必要性和緊迫性，籌建情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)成為當(dāng)務(wù)之急。要充分發(fā)揮該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能，保證良好的教學(xué)效果，應(yīng)該有現(xiàn)代的多媒體實(shí)驗(yàn)技術(shù)設(shè)備作基礎(chǔ)，以實(shí)現(xiàn)情景模擬教學(xué)中的一種準(zhǔn)現(xiàn)實(shí)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

二、情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)多媒體系統(tǒng)需求分析和功能模塊

我院情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)室主要用于新聞發(fā)布會(huì)、演講、圓桌會(huì)議、無領(lǐng)導(dǎo)討論、會(huì)見、專欄訪談、網(wǎng)絡(luò)訪談等各種媒體溝通情景的模擬，所以設(shè)計(jì)以開放式、多功能的平臺(tái)為目標(biāo)，遵循先進(jìn)性原則，安全可靠性原則，可擴(kuò)展性原則，開放性，兼容性原則，可維護(hù)性原則。

本系統(tǒng)以數(shù)字電視制作與播出為技術(shù)背景而集成的一個(gè)綜合應(yīng)用系統(tǒng)，涉及數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)字?jǐn)z錄、計(jì)算機(jī)圖形圖像學(xué)、計(jì)算機(jī)編解碼、流媒體技術(shù)、非線性編輯、網(wǎng)絡(luò)控制、無線控制等現(xiàn)代多學(xué)科的技術(shù)。圖1顯示的是情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的基本拓樸圖。通過需求分析，結(jié)合我院實(shí)驗(yàn)室的總體規(guī)劃和工程設(shè)計(jì)，規(guī)劃出如圖1中表示的功能模塊：攝像系統(tǒng)、擴(kuò)聲系統(tǒng)、錄制點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程調(diào)用系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、中控系統(tǒng)等。

圖1 情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)多媒體系統(tǒng)拓樸圖

上述的各個(gè)功能模塊既相對(duì)獨(dú)立，又互相聯(lián)系，為整個(gè)平臺(tái)多媒體系統(tǒng)的有機(jī)組成，所以在系統(tǒng)集成時(shí)既作了整體的考慮，又根據(jù)各自的特點(diǎn)作了具體的分析和設(shè)計(jì)，下面分別闡述各模塊的功能實(shí)現(xiàn)。

三、情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)多媒體系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.攝像系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)室有訪談區(qū)、圓桌會(huì)議等多個(gè)物理區(qū)域，所以應(yīng)根據(jù)不同的區(qū)域設(shè)置攝像位點(diǎn)，并作適當(dāng)預(yù)留。考慮到操作人員不夠的實(shí)際情況，選用具有自動(dòng)跟蹤功能的高標(biāo)清攝像機(jī)作為攝像設(shè)備。

目前從高標(biāo)清攝像機(jī)攝取的2路視頻信號(hào)輸入AV矩陣經(jīng)過切換臺(tái)(還有其他AV信號(hào)接入)送至點(diǎn)評(píng)主機(jī)，以方便節(jié)目錄制；為了避免切換臺(tái)在切換視頻信號(hào)的過程中出現(xiàn)跳幀等現(xiàn)象，設(shè)計(jì)時(shí)增加了同步信號(hào)的回傳，以達(dá)到切換過程中的畫面流暢。攝像機(jī)支持遙控和聯(lián)控功能：AW-RP 555MC綜合控制器可以控制多達(dá)5路攝像機(jī)，并通過R-232接口與快思聰及臺(tái)電主機(jī)相連，以達(dá)到攝像機(jī)與手拉手?jǐn)?shù)字會(huì)議發(fā)言系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)，攝像機(jī)可以通過發(fā)音話筒自動(dòng)跟蹤主持人或嘉賓的活動(dòng)。設(shè)計(jì)構(gòu)成如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)室攝像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)框圖

2.擴(kuò)聲系統(tǒng)

音頻系統(tǒng)主要由YAMAHA調(diào)音臺(tái)、功率放大器、PDCII、反饋抑制器、均衡器以及置于演播室內(nèi)的線陣列揚(yáng)聲器等組成。用戶可使用中控系統(tǒng)對(duì)總音量進(jìn)行控制，或用調(diào)音臺(tái)對(duì)音量音質(zhì)進(jìn)行細(xì)致地調(diào)整。目前輸入調(diào)音臺(tái)的音頻源包括：通過信息面板的手持話筒、會(huì)議系統(tǒng)主機(jī)、無線話筒、DVR錄像機(jī)的音頻、DVD播放機(jī)的音頻、VDCAM錄像機(jī)的音頻、點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)的播放音頻、有線電視的音頻及三樓遠(yuǎn)程監(jiān)控中心的音頻信號(hào)等，以滿足不同的音源的播放需求。

3.錄制點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)

以計(jì)算機(jī)數(shù)字錄制系統(tǒng)為主要設(shè)備。利用計(jì)算機(jī)圖像處理功能,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)錄制、打點(diǎn)和即時(shí)回放的功能,有利于專家點(diǎn)評(píng)的實(shí)時(shí)效果和互動(dòng)效果。為了對(duì)節(jié)目作進(jìn)一步處理,并考慮我院現(xiàn)有的使用格式,還選用DVCAM數(shù)字錄像機(jī)以及非線性計(jì)算機(jī)編輯系統(tǒng)作錄制設(shè)備,以利于進(jìn)一步作后期制作。為了得到良好的視頻錄制質(zhì)量和現(xiàn)場(chǎng)視頻效果,該系統(tǒng)充分利用多路視頻輸入信號(hào),經(jīng)過視頻矩陣和視頻切換臺(tái)實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)的切換輸出,并通過TV-Writer系統(tǒng)進(jìn)行錄制和回放點(diǎn)評(píng)。

(1)視頻源

多路復(fù)合視頻信號(hào)包括實(shí)驗(yàn)室2路攝像機(jī)信號(hào)、信息面板中7路視頻信號(hào)、DVD播放機(jī)、DVR、DVCAM等視頻播放信號(hào)、有線電視信號(hào)及三樓遠(yuǎn)程控制中心視頻信號(hào)等先進(jìn)入視頻矩陣，通過切換可以為TVWriter、多臺(tái)監(jiān)視器、多臺(tái)電視機(jī)及切換臺(tái)提供視頻信號(hào)。其中提供給TV-Writer的信號(hào)用于錄制和回放，提供給監(jiān)視器的信號(hào)用于控制室內(nèi)監(jiān)控，提供給電視機(jī)的信號(hào)用于實(shí)驗(yàn)室的觀看，提供給切換臺(tái)的信號(hào)用于錄制和播放視頻的選擇。

(2)視頻錄播點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)

視頻錄播點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)是以Ideal TV-Writer視頻錄播點(diǎn)評(píng)軟件為核心、以點(diǎn)評(píng)工作站為基礎(chǔ)，與觸摸顯示單元相結(jié)合的多媒體計(jì)算機(jī)智能控制系統(tǒng)。能實(shí)現(xiàn)視頻文件錄制及實(shí)時(shí)視頻的點(diǎn)評(píng)功能，并支持多路視頻輸入，可以完成多種DVE的效果。根據(jù)我院應(yīng)用實(shí)際，對(duì)該系統(tǒng)的界面和功能進(jìn)行了定制。

①錄制功能：Ideal TV-Writer系統(tǒng)具有4路視頻輸入功能，可以配合節(jié)目需要完成多點(diǎn)連線節(jié)目的播出需要，增加節(jié)目的互動(dòng)性。在視頻錄播點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)的錄制控制界面中點(diǎn)擊“課程設(shè)置”，可以預(yù)設(shè)各節(jié)目名稱，并可以隨時(shí)修改和刪除節(jié)目。點(diǎn)擊“開始錄制”可以錄制所需的節(jié)目。在錄制過程中，可以隨時(shí)點(diǎn)擊“創(chuàng)建關(guān)鍵幀”以創(chuàng)建關(guān)鍵幀，為后續(xù)的回放點(diǎn)評(píng)做準(zhǔn)備。為了避免在創(chuàng)建關(guān)鍵幀時(shí)已經(jīng)錯(cuò)過了所需要的畫面，可以任意設(shè)置回放的提前量，如提前2秒或更多。錄制過程中不同的視頻源經(jīng)切換臺(tái)切換，可以錄制成滿意的視頻流。

②回放和點(diǎn)評(píng)功能：在視頻回放和點(diǎn)評(píng)界面中,可以調(diào)用剛剛錄制的節(jié)目馬上回放,也可以調(diào)用以前錄制保存的節(jié)目。回放點(diǎn)評(píng)過程中，如果點(diǎn)擊已經(jīng)創(chuàng)建好的關(guān)鍵幀,則視頻直接從該關(guān)鍵幀起播放或按照已經(jīng)設(shè)置的提前量進(jìn)行回放。點(diǎn)評(píng)時(shí)可以暫停畫面,并通過“畫筆”對(duì)靜幀進(jìn)行畫圈、畫線等操作,方便點(diǎn)評(píng)和講解。

③錄制和回放點(diǎn)評(píng)的控制：視頻錄播點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)的操作界面采用了2套觸摸屏，1套位于控制機(jī)房，另1套置于實(shí)驗(yàn)室點(diǎn)評(píng)老師的座位，2套觸摸屏處于同等優(yōu)先級(jí)，以控制錄制和回放等操作。實(shí)際操作時(shí)，點(diǎn)評(píng)老師可以作為主控者，主導(dǎo)關(guān)鍵幀的選擇以及視頻的回放，技術(shù)人員在機(jī)房?jī)?nèi)加以輔助操控。

4.遠(yuǎn)程調(diào)用系統(tǒng)

情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)室和另一會(huì)議室的錄制節(jié)目可以通過遠(yuǎn)程相互調(diào)用，以供“異地”回放和點(diǎn)評(píng)。實(shí)驗(yàn)室和會(huì)議室分別用1臺(tái)Ideal TV-Writer視頻錄播點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)進(jìn)行錄制和控制。為了將上述2個(gè)場(chǎng)景的節(jié)目共享，在設(shè)計(jì)時(shí)允許2臺(tái)服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)相互調(diào)用保存的節(jié)目，以實(shí)現(xiàn)“異地”的遠(yuǎn)程回放和點(diǎn)評(píng)。在操作界面“選擇數(shù)據(jù)服務(wù)器”的下拉菜單中選擇“遠(yuǎn)程”即可調(diào)用另1臺(tái)服務(wù)器的節(jié)目，并像在本地操作一樣實(shí)現(xiàn)節(jié)目的回放和點(diǎn)評(píng)。

5.顯示系統(tǒng)

為了滿足觀眾席上觀眾更好地觀看節(jié)目，以及專家點(diǎn)評(píng)的需要，允許現(xiàn)場(chǎng)播放和實(shí)時(shí)回放這些視音頻。實(shí)驗(yàn)室功能區(qū)域較多，采用可移動(dòng)的大屏幕彩色液晶(或等離子)電視機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的畫面播放，不同角度的觀眾可以選擇自己最佳的角度來看電視機(jī)的畫面，以充分體現(xiàn)臨場(chǎng)感和實(shí)時(shí)感。

現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)播出畫面通過復(fù)合信號(hào)輸出，而節(jié)目回放時(shí)可以通過VGA信號(hào)實(shí)現(xiàn)輸出。設(shè)計(jì)中，考慮了眾多的輸入信號(hào)如TV-Writer視頻錄播點(diǎn)評(píng)系統(tǒng)信號(hào)、DVD、DVR、SONY錄像機(jī)、有線電視信號(hào)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)的信號(hào)、外接的電腦信號(hào)等，通過切換都可以顯示。當(dāng)我們?cè)谶M(jìn)行教學(xué)活動(dòng)時(shí)，事先需要介紹主題背景材料或?yàn)榱虽秩練夥盏?，均可以安排?shí)現(xiàn)。

6.中控系統(tǒng)

一個(gè)完備視音頻系統(tǒng)中除了要有顯示、擴(kuò)聲、信號(hào)切換等系統(tǒng),還必須要有集中控制,這樣才可以將各自獨(dú)立的系統(tǒng)集中起來,統(tǒng)一管理,形成一個(gè)有機(jī)的整體。利用快思聰(Crestron)無線遙控技術(shù)對(duì)多個(gè)設(shè)備進(jìn)行集中控制,以滿足實(shí)驗(yàn)室中多種設(shè)備的有效使用?？焖悸?shù)倪b控功能通過無線觸控板進(jìn)行操作,其功能可以根據(jù)需要而進(jìn)行預(yù)設(shè)。根據(jù)我院實(shí)驗(yàn)室的系統(tǒng)要求,我們?cè)谥鞑藛沃性O(shè)置了“視頻信號(hào)切換”“電腦信號(hào)切換”“DVD播放器”“SONY錄像機(jī)”“PIONEER錄像機(jī)”“大屏控制”“音頻控制”“電源管理”等8種操作子菜單。通過主菜單界面中點(diǎn)擊相應(yīng)按鈕可進(jìn)入相應(yīng)子菜單,以控制各種設(shè)備的使用。

四、情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)多媒體系統(tǒng)的應(yīng)用

2009年下半學(xué)期，我院情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)正式建成并運(yùn)行。以訪談節(jié)目為例，臺(tái)上為主持人(可以特邀)和幾位嘉賓(學(xué)員模擬)，圍繞熱門話題進(jìn)行訪談對(duì)話；臺(tái)下為觀看的學(xué)員，可提出問題和嘉賓或主持人進(jìn)行討論。2臺(tái)攝像機(jī)分別跟蹤臺(tái)上和臺(tái)下的場(chǎng)景，其中1臺(tái)專門跟蹤主持人和嘉賓的畫面，并采用了話筒與攝像機(jī)的自動(dòng)聯(lián)動(dòng)功能，也就是當(dāng)臺(tái)上有一話筒被按下講話時(shí)，攝像機(jī)可以自動(dòng)跟蹤到該畫面，當(dāng)另1話筒被按下后，原有的話筒被切斷，攝像機(jī)自動(dòng)地跟蹤到新的畫面。通過控制機(jī)房?jī)?nèi)對(duì)不同的視頻源切換，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的電視機(jī)和大屏等離子顯示屏?xí)?shí)時(shí)顯示臺(tái)上主持人和嘉賓以及臺(tái)下的學(xué)員的畫面，既生動(dòng)又豐富。當(dāng)訪談節(jié)目結(jié)束后，點(diǎn)評(píng)老師對(duì)剛才的節(jié)目進(jìn)行實(shí)時(shí)點(diǎn)評(píng)，并可隨時(shí)調(diào)用剛才的視頻畫面。通過多次的教學(xué)實(shí)踐，該多媒體系統(tǒng)可以勝任我院情景模擬的教學(xué)需求，達(dá)到預(yù)期的目的。

總之,情景模擬教學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建成并投入使用,大大改善了我院的教學(xué)條件,有利于我院更好地發(fā)揮主渠道作用,進(jìn)一步提高我省領(lǐng)導(dǎo)干部媒體溝通的能力；也有利于我院更好地提升教學(xué)品質(zhì)、打造教學(xué)品牌。

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The construction of multimedia system in situational simulation teaching lab

Wang Renyun
Zhejiang college of administration, Hangzhou, 311121, China

The rapid development of the multimedia technology provides the good technique support for the situational simulation education, and the design and integration of the multimedia system is a very important program in the construction of the situational simulation education lab. The paper elaborates the basic theory of video streaming media, the demands of the user and the system functions. It proposes the whole frame of the video recording and casting scheme, propounds the integrated truss of program sources originated from different ways, and realizes the video switching, recording, broadcasting, playback, CD burning and etc., implements efficiently and steadily the demands of the situational simulation education in the training of the leading cadres.

situational simulation education; multimedia system; system design; system control; leading cadres’education

2010-03-09

王仁云，碩士，工程師。