关于在线同步录播教室建设的探究——以常州信息职业技术学院为例

陆 焱

(常州信息职业技术学院教务处 江苏常州 213164)

关于在线同步录播教室建设的探究
——以常州信息职业技术学院为例

陆 焱

(常州信息职业技术学院教务处 江苏常州 213164)

通过参与学院录播教室的建设，对学院新一代在线同步录播教室的功能设计和具体建设进行了探究。从录播系统设计、专业场地建设、资源平台功能需求等方面阐述了教室的设计方案，为学院教育信息化建设打下坚实的硬件基础。

在线录播教室； 系统设计； 功能设计

0 引言

当前，伴随世界互联网技术从有线网络到无线网络，从固定客户端到移动客户端，全球网络技术正迎来井喷式发展的时代。基于网络的教育信息化技术也从简单文字向高品质视频迅速发展。不管是以联合国教科文组织(UNESO)提出的教学信息化发展过程(包括：起步、应用、融合、创新四个阶段)，还是以赵国栋在《关于教育信息化的理论与实践思考》中提出的教育信息化发展阶段(划分为：投资或启动阶段、技术学习和适应阶段、控制和战略融合阶段)来看，目前我国教育信息化发展已经经过了启动和技术学习阶段，正向系统整合和模式创新的阶段发展[1]。

常州信息职业技术学院(以下简称“我院”)在2008年建有一间全自动录播教室，但是存在设备陈旧且录制过程为全自动，无法人工干预、画面昏暗、录音杂声较大等缺陷，导致录制的视频无法满足要求。另外，系统无网络支持，教师录制的课程无法直接上传到网络学习平台，不利于学院教学信息化的推广。2015年，学院开始筹备建设新一代录播系统。根据各使用部门的需求，制订了新一代在线同步录播系统的建设方案。

1 在线同步录播教室发展新趋势

较之以前的技术所限，我院的录播系统采用传统5机位录制上课实况并由后台控制服务器进行解码后记录，同时服务器编导软件实现自动插入片头片尾和自动场景切换功能。虽然系统可以在人工模式下进行场景切换，但切换画面变动自由度不高并不受广大师生的欢迎。互动、直播、点播是教育信息化的不可或缺的三种手段。多场景多机位拍摄且在线编辑；多流互动导播；跟导播一体化；一键式操作；大数据存储且应用端同步；模块多样化；视频索引自定义；跨平台使用；架设微课、慕课(在线公开课)平台；移动在线课堂；云技术系统支撑等功能已成为新的发展趋势。

2 在线同步录播教室的系统框架

通过查询北京教育装备行业协会相关资料，目前市场上主流录播系统有翰博尔、上海卓越、深圳锐取等公司的产品。这些录播系统基本都能实现利用视频识别技术自动跟踪授课师生，进行全自动或人工介入的课程录播制作，这些产品也意识到网络应用的重要性，正在不断完善各自产品的相关功能。这些录播系统功能都非常庞大且功能过于雷同，因此我院根据实际使用需求，自主设计录播教室的相关功能[2]。

通过对《国家级精品资源共享课程建设技术要求》和《教育信息化“十三五”规划》的详细研究，我院对新一代录播教室提出了以下功能要求：①高清多机位视频音频录制；②跟、录、导一体化；③资源管理平台；④专业录制环境。功能图如图1所示。

图1 录播教室功能图

3 在线同步录播教室的功能设计

3.1 音视频录播系统设计及跟录导一体化

音视频录播是整个录播系统的硬件核心，可为信息化教学提供必要的影音素材[3]。其总体可分为：①视频采集设备；②音频采集设备；③多媒体系统及其控制系统；④视频追踪识别系统；⑤供电系统；⑥录播系统。系统结构图如图2所示。

图2 音视频录播系统结构图

从结构图可知本系统采用9路视频信号外加1路教师机DVI信号，录播跟踪主机及导播控制器、课堂声音采集、媒体控制主机。

为了得到教师授课时的画面，采用了5台拍摄格式为1080P的高清摄像机进行课堂实况录像[4]。具体摄像机安装位置为：①讲台全景摄像机：主要录制教师授课时的全景画面；②板书摄像机：在教师书写板书时录制中景画面；③教师特写摄像机：位于全景摄像机右侧；④学生特写和学生全景摄像机：生动的课堂是离不开师生互动的，在黑板墙面的左右两侧分别安装了学生特写和学生全景摄像机；⑤电脑的DVI端口：为了满足现代多媒体教学的需要，通过电脑的DVI端口实时记录授课PPT画面，为画中画效果提供录制信号。

教师特写摄像机、板书摄像机、学生特写摄像机都需要定位引导。早期摄像机定位主要采用：无线跟踪技术、超声波定位技术、红外跟踪技术，这些定位引导技术都存在各种问题。因此系统采用了最新的视频识别技术，录播跟踪主机通过2个学生辅助定位摄像头，教师辅助定位摄像头和板书定位摄像头来对教室现场情况进行分析引导拍摄和录像画面切换。视频采集机位分布如图3所示。

课堂录制画面切换采用联合使用跟踪录播主机和导播控制器的方法。其中跟踪录播主机需要满足6路视频信号的采集、编码和组合录制，并能实现6路画面的智能导播切换的要求。既要能实现课堂画面的检测和识别，并引导相关摄像头精确拍摄，又要能够完成多音视频数据的采集和录制。导播控制平台配合录播系统的使用，能让课程录制过程更加快捷，可以实现多路课程录制画面实时监控和自主导播切换，无需后期加工，从而减少教师的工作量。

图3 视频采集机位分布图

课堂声音采集包括现场声音录制、消音、隔音处理。现场声音录制采用无线话筒和有线话筒综合采集。教师讲课声音采用无线麦克录制，学生有关声音采用吊麦录制，PPT声音则通过电脑输出端口直接进入音频处理器。音频采集设计图如图4所示。

图4 音频采集设计图

为了实现教室消音和隔音，使用软质消音材料包裹教室四周墙壁，所有的门窗则需安装双层玻璃和隔音门。

多媒体控制主机是录播系统的控制器，是可编程的中控设备。它集成了供电、交换机、控制接口、视频输入输出四大模块，可控制录播系统各个设备的供电、传输和交换中控指令、预览视频画面，以及控制录播系统的启动和停止。

3.2 专业录制环境

课堂拍摄效果不但与摄像机等设备有非常重要的关系，也会受到拍摄环境的影响，其中灯光系统的设计尤为重要。录播教室采用均匀布光原则，主要有三个方面：①光线的照度；②灯光的色温；③照度的均匀度。以教师讲台照明为例，采用传统的三点式布光和新型冷光源包裹式布光相结合，既突出主体，又保证整体美观，黑板背景区域采用4组LED面光灯打出均匀无阴影的灯光效果。为了让人物更加立体，使用2组LED彩色灯作为逆光，主光采用6组LED面光灯让主讲教师收光均匀，自然美观。为了达到更好的拍摄效果，这些灯光使用1台电脑灯光控制台控制各自亮度。

3.3 网络资源平台的功能需求

单纯的课堂拍摄录制和画面自动切换已无法满足信息时代的需求，依托数字化校园环境的录播系统才是将来的发展趋势。新一代录播系统需整合学校所有信息化资源，提高全校多媒体教育资源的利用率和效果[5]。其平台需要满足以下功能：①用户和权限管理；②课程视频点播直播；③各种录播应用；④多媒体信息发布系统；⑤建立微课、慕课(在线公开课)平台功能等。

4 结束语

伴随着我院新一代录播系统的设计和建设，学院教学信息化建设定将迎来巨大的提升，为视频公开课、精品资源共享课、在线课程制作、MOOC资源建设提供良好的设备支持。

[1] 林郭.互动录播系统的发展及其在教育资源普及中的挑战[J].软件导刊(教育技术)，2014(8)：94-95

[2] 李晓兰， 顾钢. 录播教室的智能化多功能设计及建设[J]. 计算机教学与教育信息化，2014(8)：1747-1748.

[3] 王楠.数字化校园环境下录播教室的应用效能研究[J].考试周刊，2015(26)：159-160

[4] 黄山涯，陈磊.录播教室的功能设计及建设[J].实验室研究与探索，2010(10)：378-380

[5] 朱华.新形势下录播教室的建设与使用研究[J].网友世界，2013(3)：28-29

[责任编辑：李娟]

Study on the Construction of the Online Synchronization Recording and Broadcasting Classroom： Taking Changzhou College of Information Technology as an Example

LU Yan

(Dean's Office, Changzhou College of Information Technology, Changzhou 213164, China)

Participating the recording studio construction of the college, the author carefully reads the technical standards of national level resources sharing curriculum and technical requirements of video open class shooting, explores the functional design and concrete construction of the new-generation online synchronized recording and broadcasting classroom. The paper expounds the design of the classroom from the aspects of the design of the recording and broadcasting system, the construction of the professional field, and the function demand of the resource platform, which lays a solid foundation for the college education information construction.

Online recording room; system design; functional design

2016-11-04

陆 焱(1981-)，男，助教、研究实习员，主要研究方向：计算机应用技术

G 431

A

1672-2434(2016)06-0029-03