福建教育學(xué)院圖書資料與網(wǎng)絡(luò)管理中心 林鐵城

?

課堂教學(xué)錄制的好幫手——自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)

福建教育學(xué)院圖書資料與網(wǎng)絡(luò)管理中心 林鐵城

就福建教育學(xué)院而言，精品課程、名師講堂、教學(xué)觀摩、師資培養(yǎng)、論壇實(shí)錄、課程評估等都需要大量拍攝、錄制，在人力資源有限的情況下，選擇哪些品牌的錄播設(shè)備來構(gòu)建實(shí)用、可靠的全自動(dòng)課堂錄播系統(tǒng)？該文通過探討具體的實(shí)踐和使用，以期為后建單位提供參考。

云錄播服務(wù)器 自動(dòng)錄播 圖像定位

1 項(xiàng)目背景

福建教育學(xué)院主要以師訓(xùn)、干訓(xùn)為主業(yè)，是全省重點(diǎn)培訓(xùn)基地之一。學(xué)員的流動(dòng)性強(qiáng)、學(xué)科多樣性大，需要時(shí)常邀請省內(nèi)外許多專家、學(xué)者、名師參與培訓(xùn)、示范、指導(dǎo)，以及使用和建設(shè)許多優(yōu)質(zhì)、優(yōu)秀資源，這些豐富的知識(shí)源和信息源，怎么樣被自動(dòng)實(shí)時(shí)、全程保留下來，并讓它利用最新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)共享使用？實(shí)現(xiàn)校內(nèi)外優(yōu)質(zhì)資源共享、課程資源建設(shè)自然成了各校教學(xué)建設(shè)的最新課題，而這對錄播技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、錄課成本、編輯時(shí)效都提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，技術(shù)往往在此時(shí)則能助你一臂之力。

學(xué)院精品課程、名師講堂、教學(xué)觀摩、師資培養(yǎng)、論壇實(shí)錄、課程評估等都需要大量拍攝、錄制，需要大量的人力、物力來支撐。如果要求全程實(shí)況拍攝錄制，起碼需要2個(gè)攝像師，一個(gè)導(dǎo)播員，加上前后期的視音頻處理，整個(gè)過程非常耗費(fèi)人力，將使學(xué)院面臨攝制人員、設(shè)備不足，周期長、人員疲憊不堪，效果很難保證的糾結(jié)問題。

目前擬建設(shè)2間課堂自動(dòng)云錄播教室，其中一間只拍教師，與先前建設(shè)的一間師生高清全自動(dòng)錄播教室，利用學(xué)院現(xiàn)有的存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，共同構(gòu)成自動(dòng)云錄播系統(tǒng)和平臺(tái)，使得整個(gè)系統(tǒng)能夠很好地結(jié)合，以統(tǒng)一的用戶平臺(tái)為學(xué)校提供點(diǎn)播、直播、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)巡查課、學(xué)習(xí)管理、在線編輯等服務(wù)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)版中控能夠進(jìn)行多媒體使用、錄播、監(jiān)控一體化。

2 項(xiàng)目具體要求

2.1課件音頻采用AAC編碼，視頻采用Mpeg4、H264編碼，能自適應(yīng)采集源分辨率，支持全高清1920*1080； 25幀率、采集碼率最高可達(dá)100M，課件模版為FLASH格式，支持FLASH格式的自適應(yīng)課件模版，即自動(dòng)判斷三分屏、四分屏課件，決定課件模版樣式。

2.2支持單畫面電影模式和多畫面模式的直播。多畫面直播時(shí)，視頻和屏幕窗口可互換，且每個(gè)窗口都能全屏觀看，還可調(diào)整窗口的大小和位置。進(jìn)行直播時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障，故障排除后會(huì)自動(dòng)重連。支持多種瀏覽器，如：IE、Safari、谷歌、火狐等。

2.3支持視頻監(jiān)控功能，通過網(wǎng)絡(luò)同步監(jiān)聽與監(jiān)看所有教室內(nèi)教師授課聲音、圖像及電腦屏幕畫面，根據(jù)不同教室，顯示多路音視頻和屏幕畫面，遠(yuǎn)程云臺(tái)控制，通過瀏覽器，可以在任何地點(diǎn)對教室的云臺(tái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.4支持在線課表查詢、修改功能，在課表里設(shè)置課程信息后，到設(shè)定時(shí)間自動(dòng)開始錄制，無需人工操作。瀏覽器管理客戶端，按管理權(quán)限的授權(quán)，通過瀏覽器可進(jìn)行設(shè)備配置、系統(tǒng)管理、用戶與權(quán)限管理、文件點(diǎn)播、更名、刪除、下載、歸檔等管理，管理權(quán)限靈活。

2.5通過網(wǎng)絡(luò)，可以進(jìn)行課件的在線編輯，例如課件的剪切、合并等。

2.6從長遠(yuǎn)發(fā)展角度來看，所購產(chǎn)品能與原有系統(tǒng)相兼容，又能方便擴(kuò)充，例如大批量建設(shè)錄播教室，能與網(wǎng)絡(luò)版錄播系統(tǒng)做無縫兼容，無需改動(dòng)學(xué)院網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，仍然可以通過網(wǎng)絡(luò)管理、監(jiān)控。同時(shí)多媒體中控也將實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。

2.7錄制完成后的課件能與現(xiàn)有福建基礎(chǔ)教育網(wǎng)的名師網(wǎng)上授課教研平臺(tái)無縫對接，技術(shù)參數(shù)相同，采用相同的觀看和播放模式，無需采用特殊播放器。

2.8此系統(tǒng)須與福建省教育廳課堂名師、網(wǎng)上學(xué)習(xí)平臺(tái)無縫對接，能把錄播的課件實(shí)時(shí)傳輸至省教育廳網(wǎng)上學(xué)習(xí)中心，對全省進(jìn)行直播。

2.9要求建成后的云錄播系統(tǒng)是一個(gè)集課件錄制、課堂直播、課程管理、音視頻監(jiān)控、用戶管理、資源管理等功能于一體的綜合信息化智能系統(tǒng)。

3 項(xiàng)目目標(biāo)

首先，以層次化、模塊化和組件化的系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，在完全不增加教師負(fù)擔(dān)，不影響授課效果，以及不影響學(xué)校教室布局的基本原則下，構(gòu)建一個(gè)最佳資源配置的教學(xué)資源收集、處理、發(fā)布、管理等全程集中式的、靈活機(jī)動(dòng)的精品課程錄播工作平臺(tái)。

第二，系統(tǒng)具有開放性、標(biāo)準(zhǔn)性和兼容性，采用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范均要遵循統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

第三，系統(tǒng)高度可靠性和穩(wěn)定性，并可擴(kuò)展，且易于操作和維護(hù)，可以高度兼容，不斷升級、融合，同時(shí)需要遵循安全性和保密性原則。

4 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)采用開放的體系結(jié)構(gòu)和獨(dú)立的功能模塊，讓錄播系統(tǒng)能夠很好地與多媒體教室原有音視頻設(shè)備連接，避免了重復(fù)建設(shè)，也使得系統(tǒng)易于安裝，管理維護(hù)簡單方便。自動(dòng)課程錄播系統(tǒng)主要應(yīng)用于單個(gè)教室的應(yīng)用環(huán)境，同時(shí)也可適用于需要進(jìn)行遠(yuǎn)程控制及集中管理和控制。目前多以6個(gè)子系統(tǒng)組成，具有較強(qiáng)的靈活性與伸縮性。

4.1 攝像系統(tǒng)

4.1.1教師跟蹤攝像系統(tǒng)。由1臺(tái)自動(dòng)跟蹤主攝像機(jī)和1臺(tái)教師位置分析攝像機(jī)共同完成，無須配掛任何設(shè)備，教師能夠在指定區(qū)域或教室內(nèi)自由走動(dòng)，攝像機(jī)能夠自動(dòng)連續(xù)跟蹤拍攝，且移動(dòng)平穩(wěn)、勻速，當(dāng)老師書寫板書或從學(xué)生中間回到講臺(tái)時(shí)都能保證無縫跟蹤及場景自由切換，從而達(dá)到完美效果。可由管理員在主控室控制。

4.1.2學(xué)生場景定位攝像系統(tǒng)。采用高速定位攝像機(jī)、圖像定位裝置等共同完成。通過對學(xué)生座位區(qū)域的圖像分析，是否站立、發(fā)言，在智能指揮下進(jìn)行教師、學(xué)生互動(dòng)快速切換，可以進(jìn)行學(xué)生全景、學(xué)生特寫位之間的高速切換，切換畫面中沒有鏡頭的搖移、推拉在里面，畫面穩(wěn)定、流暢。

錄制生成的教學(xué)錄像因?yàn)橛辛藢W(xué)生的課堂參與而豐富生動(dòng)，符合教育部精品課程教學(xué)錄像中對師生交互場景的要求，主要是切換過程的控制完全由系統(tǒng)來指揮完成，使錄像過程變得自動(dòng)化、智能化，使得授課老師的教學(xué)過程更加流暢和自然。如果需要，可以加入師生互動(dòng)雙視窗的效果，使整個(gè)師生互動(dòng)過程更為豐富完整。

4.1.3多景別、多場景、全過程錄制。系統(tǒng)可以支持多個(gè)場景的攝像錄制。包括教師授課畫面、講課內(nèi)容、多媒體課件、視頻展臺(tái)輸出的畫面，以及學(xué)生回答問題的聲音和畫面等。如果改造一下就能用作考場監(jiān)控。

4.1.4全智能導(dǎo)播系統(tǒng)。系統(tǒng)具備自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)三種錄制模式，在自動(dòng)模式下，可智能切換多路視頻信號(hào)源，對教師和學(xué)生之間的教學(xué)互動(dòng)場景進(jìn)行實(shí)時(shí)切換。也可以對多媒體課件實(shí)時(shí)切換與錄播功能，實(shí)現(xiàn)了切換臺(tái)、字幕機(jī)等功能，還可以進(jìn)行手動(dòng)切換和控制鏡頭。

4.2 錄制系統(tǒng)

實(shí)時(shí)錄制系統(tǒng)是作為制作精品課程最核心的系統(tǒng)，采集卡滿足高質(zhì)無損的采集，系統(tǒng)搭載在高性能的服務(wù)器平臺(tái)上，安全穩(wěn)定，主要用于在授課過程中對老師、學(xué)生音視頻、講課的多媒體課件（視頻圖像、flash文件等動(dòng)態(tài)內(nèi)容）實(shí)時(shí)采集和錄制，并最終合成圖文并茂的流媒體課件，能夠滿足教學(xué)課件的存檔、網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)直播、課堂教學(xué)的完整回放。

作為平臺(tái)資源建設(shè)的核心模塊，能夠輕松地將課堂教學(xué)過程以最方便快捷的手段錄制生成適合在網(wǎng)絡(luò)上傳送的網(wǎng)絡(luò)多媒體課件，從而構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)中最為重要的共享資源部分。

4.3 音頻采集子系統(tǒng)

為保證錄像效果和課堂教學(xué)的真實(shí)性，追求逼真的錄音效果，采用高靈敏度拾音器吸頂安裝，清晰地將教師、學(xué)生聲音采集下來，又有環(huán)境噪音的過濾功能，具備隨著錄像主畫面切換至學(xué)生而自動(dòng)切換的功能。錄音效果的好壞是由諸多因素決定的，如教室的隔音、吸音效果，話筒的安設(shè)位置。求真不是一件簡單的事，特別是既要錄音又要現(xiàn)場擴(kuò)音，難度更大。

4.4 中控子系統(tǒng)

選擇一款網(wǎng)絡(luò)版中控系統(tǒng)，配合云錄播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程多媒體教室的控制；同時(shí)也可以在講臺(tái)上通過中控系統(tǒng)就可實(shí)現(xiàn)對錄播系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)開關(guān)機(jī)、錄制、暫停、停止等控制，授課教師自然講課，無需控制，自講自錄，真實(shí)體現(xiàn)教師授課的全過程、全場景，徹底解決了“會(huì)教的人不會(huì)編，會(huì)編的人不會(huì)教”，也可由管理員在主控室遠(yuǎn)程進(jìn)行控制。

4.5 后期編輯子系統(tǒng)

通過強(qiáng)大的后期編輯子系統(tǒng)可以多人同時(shí)對錄制的課程進(jìn)行在線分別深加工，也可以下載到本地進(jìn)行逐幀精細(xì)化編輯，制作出更加完美的教學(xué)課件。

在錄制前，能夠事先輸入講課教師的姓名，講座名稱，內(nèi)容簡介等，也能夠?qū)崟r(shí)加入人名條字幕，片頭、片尾場景，支持圖片、視頻，以達(dá)到高質(zhì)量課件錄制效果。在錄制結(jié)束后可以補(bǔ)加視頻片頭片尾。

4.6 課件管理系統(tǒng)

錄制系統(tǒng)實(shí)時(shí)自動(dòng)生成的流媒體課件，自動(dòng)地在上傳流媒體服務(wù)器進(jìn)行點(diǎn)播管理和發(fā)布，能與現(xiàn)有福建基礎(chǔ)教育網(wǎng)學(xué)習(xí)平臺(tái)無縫對接，并能實(shí)現(xiàn)課程類別組織管理、課件添加、刪除、編輯等功能，能夠按照多級目錄進(jìn)行分類。

所搭建的流媒體服務(wù)器符合國際標(biāo)準(zhǔn)，用IE就可以直接選擇和播放課件。

5 需要思考的相關(guān)問題

（1）軟件的兼容性和實(shí)效性問題，每個(gè)商家自行設(shè)計(jì)和開發(fā)的軟件、插件太多，兼容性受到極大的挑戰(zhàn)，更新異常繁雜，甚至無法使用。

（2）課堂教學(xué)是嚴(yán)格按照課程表準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行的，如果出現(xiàn)硬件故障需要更換主機(jī)時(shí)，能夠短時(shí)間內(nèi)完成各類軟件、插件安裝嗎？可能影響正常教學(xué)。

（3）本想簡單易行，結(jié)果購買了許多硬件和軟件，反而平添了不少麻煩。

（4）越自動(dòng)化，對老師的制約就越多，對技術(shù)人員的要求也越高。

（5）安裝空調(diào)是很糾結(jié)的事，安裝了能給師生帶來舒適和方便，但卻給錄音效果增加了許多噪音和麻煩。

（6）要想課件達(dá)到預(yù)期效果，還需要考慮教室聲學(xué)環(huán)境、燈光效果、音響效果、美觀效果。要想獲得音像效果俱佳，一般教室還不能勝任，必須經(jīng)過一方精心打理才行。

（7）自動(dòng)錄播系統(tǒng)簡單、方便、實(shí)用，可以擴(kuò)容、拓展、升級，才是硬道理。

（8）如果一味追求高清，就會(huì)對網(wǎng)絡(luò)通信造成麻煩，甚至無法傳輸，影響正常收看。

6 結(jié)束語

進(jìn)行市場調(diào)研十分有必要，除了網(wǎng)上搜索、瀏覽、比對，實(shí)地參觀學(xué)習(xí)兄弟院校們的實(shí)際使用情況，特別要避開乙方代表的“現(xiàn)場說教”，而要單獨(dú)多人次地“私訪”，才能真正了解和學(xué)習(xí)到真情實(shí)況，沒有比對、實(shí)用，就無法知曉好與不好的差異在哪里，要結(jié)合本單位的具體需求和人員素質(zhì)，不斷學(xué)習(xí)、篩選、過濾，最后確定選用的品牌和商家，日后才能少一些麻煩和“意外”，才能得心應(yīng)手。此外，每次設(shè)備的更新都是技術(shù)的更新和飛躍，也是技術(shù)人員學(xué)習(xí)、提升自我的良機(jī)，所以團(tuán)隊(duì)的整體素質(zhì)也需要繼續(xù)教育。

[1] 李海韻，種亮. 全自動(dòng)錄播系統(tǒng)的特點(diǎn)和展望[J]. 中國教育信息化，2013 (5上)：84-86.

[2] 李燕. 多媒體錄播系統(tǒng)在高校精品課程建設(shè)中的應(yīng)用研究[D]. 上海: 華東師范大學(xué)，2011.