课堂教学录制的好帮手——自动课程录播系统

福建教育学院图书资料与网络管理中心 林铁城



课堂教学录制的好帮手——自动课程录播系统

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就福建教育学院而言，精品课程、名师讲堂、教学观摩、师资培养、论坛实录、课程评估等都需要大量拍摄、录制，在人力资源有限的情况下，选择哪些品牌的录播设备来构建实用、可靠的全自动课堂录播系统？该文通过探讨具体的实践和使用，以期为后建单位提供参考。

云录播服务器 自动录播 图像定位

1 项目背景

福建教育学院主要以师训、干训为主业，是全省重点培训基地之一。学员的流动性强、学科多样性大，需要时常邀请省内外许多专家、学者、名师参与培训、示范、指导，以及使用和建设许多优质、优秀资源，这些丰富的知识源和信息源，怎么样被自动实时、全程保留下来，并让它利用最新网络技术共享使用？实现校内外优质资源共享、课程资源建设自然成了各校教学建设的最新课题，而这对录播技术、网络技术、录课成本、编辑时效都提出了严峻的挑战，技术往往在此时则能助你一臂之力。

学院精品课程、名师讲堂、教学观摩、师资培养、论坛实录、课程评估等都需要大量拍摄、录制，需要大量的人力、物力来支撑。如果要求全程实况拍摄录制，起码需要2个摄像师，一个导播员，加上前后期的视音频处理，整个过程非常耗费人力，将使学院面临摄制人员、设备不足，周期长、人员疲惫不堪，效果很难保证的纠结问题。

目前拟建设2间课堂自动云录播教室，其中一间只拍教师，与先前建设的一间师生高清全自动录播教室，利用学院现有的存储服务器进行数据存储，共同构成自动云录播系统和平台，使得整个系统能够很好地结合，以统一的用户平台为学校提供点播、直播、网络实时巡查课、学习管理、在线编辑等服务，结合网络版中控能够进行多媒体使用、录播、监控一体化。

2 项目具体要求

2.1课件音频采用AAC编码，视频采用Mpeg4、H264编码，能自适应采集源分辨率，支持全高清1920*1080； 25帧率、采集码率最高可达100M，课件模版为FLASH格式，支持FLASH格式的自适应课件模版，即自动判断三分屏、四分屏课件，决定课件模版样式。

2.2支持单画面电影模式和多画面模式的直播。多画面直播时，视频和屏幕窗口可互换，且每个窗口都能全屏观看，还可调整窗口的大小和位置。进行直播时，如果网络发生网络故障，故障排除后会自动重连。支持多种浏览器，如：IE、Safari、谷歌、火狐等。

2.3支持视频监控功能，通过网络同步监听与监看所有教室内教师授课声音、图像及电脑屏幕画面，根据不同教室，显示多路音视频和屏幕画面，远程云台控制，通过浏览器，可以在任何地点对教室的云台进行调节。

2.4支持在线课表查询、修改功能，在课表里设置课程信息后，到设定时间自动开始录制，无需人工操作。浏览器管理客户端，按管理权限的授权，通过浏览器可进行设备配置、系统管理、用户与权限管理、文件点播、更名、删除、下载、归档等管理，管理权限灵活。

2.5通过网络，可以进行课件的在线编辑，例如课件的剪切、合并等。

2.6从长远发展角度来看，所购产品能与原有系统相兼容，又能方便扩充，例如大批量建设录播教室，能与网络版录播系统做无缝兼容，无需改动学院网络平台，仍然可以通过网络管理、监控。同时多媒体中控也将实现网络化远程管理。

2.7录制完成后的课件能与现有福建基础教育网的名师网上授课教研平台无缝对接，技术参数相同，采用相同的观看和播放模式，无需采用特殊播放器。

2.8此系统须与福建省教育厅课堂名师、网上学习平台无缝对接，能把录播的课件实时传输至省教育厅网上学习中心，对全省进行直播。

2.9要求建成后的云录播系统是一个集课件录制、课堂直播、课程管理、音视频监控、用户管理、资源管理等功能于一体的综合信息化智能系统。

3 项目目标

首先，以层次化、模块化和组件化的系统设计理念，在完全不增加教师负担，不影响授课效果，以及不影响学校教室布局的基本原则下，构建一个最佳资源配置的教学资源收集、处理、发布、管理等全程集中式的、灵活机动的精品课程录播工作平台。

第二，系统具有开放性、标准性和兼容性，采用的标准和规范均要遵循统一的国际标准或工业标准。

第三，系统高度可靠性和稳定性，并可扩展，且易于操作和维护，可以高度兼容，不断升级、融合，同时需要遵循安全性和保密性原则。

4 系统组成

系统采用开放的体系结构和独立的功能模块，让录播系统能够很好地与多媒体教室原有音视频设备连接，避免了重复建设，也使得系统易于安装，管理维护简单方便。自动课程录播系统主要应用于单个教室的应用环境，同时也可适用于需要进行远程控制及集中管理和控制。目前多以6个子系统组成，具有较强的灵活性与伸缩性。

4.1 摄像系统

4.1.1教师跟踪摄像系统。由1台自动跟踪主摄像机和1台教师位置分析摄像机共同完成，无须配挂任何设备，教师能够在指定区域或教室内自由走动，摄像机能够自动连续跟踪拍摄，且移动平稳、匀速，当老师书写板书或从学生中间回到讲台时都能保证无缝跟踪及场景自由切换，从而达到完美效果。可由管理员在主控室控制。

4.1.2学生场景定位摄像系统。采用高速定位摄像机、图像定位装置等共同完成。通过对学生座位区域的图像分析，是否站立、发言，在智能指挥下进行教师、学生互动快速切换，可以进行学生全景、学生特写位之间的高速切换，切换画面中没有镜头的摇移、推拉在里面，画面稳定、流畅。

录制生成的教学录像因为有了学生的课堂参与而丰富生动，符合教育部精品课程教学录像中对师生交互场景的要求，主要是切换过程的控制完全由系统来指挥完成，使录像过程变得自动化、智能化，使得授课老师的教学过程更加流畅和自然。如果需要，可以加入师生互动双视窗的效果，使整个师生互动过程更为丰富完整。

4.1.3多景别、多场景、全过程录制。系统可以支持多个场景的摄像录制。包括教师授课画面、讲课内容、多媒体课件、视频展台输出的画面，以及学生回答问题的声音和画面等。如果改造一下就能用作考场监控。

4.1.4全智能导播系统。系统具备自动、半自动和手动三种录制模式，在自动模式下，可智能切换多路视频信号源，对教师和学生之间的教学互动场景进行实时切换。也可以对多媒体课件实时切换与录播功能，实现了切换台、字幕机等功能，还可以进行手动切换和控制镜头。

4.2 录制系统

实时录制系统是作为制作精品课程最核心的系统，采集卡满足高质无损的采集，系统搭载在高性能的服务器平台上，安全稳定，主要用于在授课过程中对老师、学生音视频、讲课的多媒体课件（视频图像、flash文件等动态内容）实时采集和录制，并最终合成图文并茂的流媒体课件，能够满足教学课件的存档、网络实时直播、课堂教学的完整回放。

作为平台资源建设的核心模块，能够轻松地将课堂教学过程以最方便快捷的手段录制生成适合在网络上传送的网络多媒体课件，从而构成整个系统中最为重要的共享资源部分。

4.3 音频采集子系统

为保证录像效果和课堂教学的真实性，追求逼真的录音效果，采用高灵敏度拾音器吸顶安装，清晰地将教师、学生声音采集下来，又有环境噪音的过滤功能，具备随着录像主画面切换至学生而自动切换的功能。录音效果的好坏是由诸多因素决定的，如教室的隔音、吸音效果，话筒的安设位置。求真不是一件简单的事，特别是既要录音又要现场扩音，难度更大。

4.4 中控子系统

选择一款网络版中控系统，配合云录播系统，实现远程多媒体教室的控制；同时也可以在讲台上通过中控系统就可实现对录播系统实现开关机、录制、暂停、停止等控制，授课教师自然讲课，无需控制，自讲自录，真实体现教师授课的全过程、全场景，彻底解决了“会教的人不会编，会编的人不会教”，也可由管理员在主控室远程进行控制。

4.5 后期编辑子系统

通过强大的后期编辑子系统可以多人同时对录制的课程进行在线分别深加工，也可以下载到本地进行逐帧精细化编辑，制作出更加完美的教学课件。

在录制前，能够事先输入讲课教师的姓名，讲座名称，内容简介等，也能够实时加入人名条字幕，片头、片尾场景，支持图片、视频，以达到高质量课件录制效果。在录制结束后可以补加视频片头片尾。

4.6 课件管理系统

录制系统实时自动生成的流媒体课件，自动地在上传流媒体服务器进行点播管理和发布，能与现有福建基础教育网学习平台无缝对接，并能实现课程类别组织管理、课件添加、删除、编辑等功能，能够按照多级目录进行分类。

所搭建的流媒体服务器符合国际标准，用IE就可以直接选择和播放课件。

5 需要思考的相关问题

（1）软件的兼容性和实效性问题，每个商家自行设计和开发的软件、插件太多，兼容性受到极大的挑战，更新异常繁杂，甚至无法使用。

（2）课堂教学是严格按照课程表准时进行的，如果出现硬件故障需要更换主机时，能够短时间内完成各类软件、插件安装吗？可能影响正常教学。

（3）本想简单易行，结果购买了许多硬件和软件，反而平添了不少麻烦。

（4）越自动化，对老师的制约就越多，对技术人员的要求也越高。

（5）安装空调是很纠结的事，安装了能给师生带来舒适和方便，但却给录音效果增加了许多噪音和麻烦。

（6）要想课件达到预期效果，还需要考虑教室声学环境、灯光效果、音响效果、美观效果。要想获得音像效果俱佳，一般教室还不能胜任，必须经过一方精心打理才行。

（7）自动录播系统简单、方便、实用，可以扩容、拓展、升级，才是硬道理。

（8）如果一味追求高清，就会对网络通信造成麻烦，甚至无法传输，影响正常收看。

6 结束语

进行市场调研十分有必要，除了网上搜索、浏览、比对，实地参观学习兄弟院校们的实际使用情况，特别要避开乙方代表的“现场说教”，而要单独多人次地“私访”，才能真正了解和学习到真情实况，没有比对、实用，就无法知晓好与不好的差异在哪里，要结合本单位的具体需求和人员素质，不断学习、筛选、过滤，最后确定选用的品牌和商家，日后才能少一些麻烦和“意外”，才能得心应手。此外，每次设备的更新都是技术的更新和飞跃，也是技术人员学习、提升自我的良机，所以团队的整体素质也需要继续教育。

[1] 李海韵，种亮. 全自动录播系统的特点和展望[J]. 中国教育信息化，2013 (5上)：84-86.

[2] 李燕. 多媒体录播系统在高校精品课程建设中的应用研究[D]. 上海: 华东师范大学，2011.