新形势下高校自动录播教室的建设与应用

2017-05-05段宁贵陶福章黄健伟

中国管理信息化 2017年7期

关键词：高校

段宁贵+陶福章+黄健伟

（右江民族医学院计算机科学与信息技术中心，广西百色 533000）

[摘要] 自动录播系统是对传统课堂录制方式的变革，它促使自动录播教室成为高校优质教学成果展示及示范的实验平台。该文在分析自动录播系统相关概念、特点和技术优势的基础上，阐述自动录播系统发展历程，并指出该系统尚存在的问题。重点提出新形势下高校自动录播教室建设与应用需要考虑几个因素，为后续高校相关建设提供了参考。

[关键词] 自动录播系统；自动录播教室；自动录播技术；高校

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 100

[中图分类号] G649 [文献标识码] A [文章编号] 1673 - 0194（2017）07- 0224- 03

0 引言

随着高校大力开展信息化教学，微课、精品视频公开课、各类教学比赛、讲座等视频录制项目越来越多，而视频录制人员相对不足，制约了高校优质视频质量及数量的提升。另外，在视频录像制作中，视频录制人员介入教学现场，容易破坏自然真实的教学氛围，干扰教学活动的开展，也会影响到教学视频资源的质量。但是，随着近几年来高清录播设备的推广普及，以及自动录播系统的成熟，为解决这些问题提供了基础。高校如何在新形势下利用自动录播建设自动录播教室，如何更好地对录播教室管理与应用，为广大师生服务是急需要解决的问题。

1 概念及特征

自动录播系统是一种对授课者的现场讲课进行自动录像和实时播放的系统。它是将教学的音视频、课件以及听课者的现场学习活动的音视频同步采集、压缩、记录并自动合成实时教学录像，并同步提供网络服务，以实现网络直播、点播或后期集成、编辑的系统[1 ]。自动录播教室是以自动录播系统为核心技术，参照准专业化演播室标准建设而成的多功能教室。

自动录播系统通常可分为全自动录播系统和半自动录播系统，它的建设细分为图像系统建设、声音系统建设、控制系统建设和环境建设四大部分，从应用上包含课程录制、课堂直播、课程点播、微格评估、资源管理、资源应用的完整的录播应用体系，最终实现录播教室、微格教室、多媒体教室、演播室“四室合一”，实现资源管理及应用[2 ]。

2 自动录播系统的优势

（1）采用吸顶、壁挂或吊杆安装的云台摄像头，不会影响到现场的正常活动，也不会出现拍摄人员、拍摄设备被拍到的情况，真正实现拍摄过程零干扰。

（2）一键录制，操作简单，拍摄时摄像头自动跟踪，无需人工干预，上完课即可生成录制的视频，减轻后期编辑人员的负担[3 ]。

（3）帮助教师从需要掌握相关设备操作的繁重劳动中解放出来，同时也为教师审视自己的教学质量、效果，并站在客观的位置来评价整个教学过程起到了很好的促进作用。

（4）可通过校园网在线实时观看教师的课堂实录，互相观摩交流，提高教师教学水平。

（5）为收集、制作、保存、积累各类教育教学资源，完善教学资源库的建设提供了便利的途径。

3 自动录播系统的发展历程

我国教育录播系统的发展还要追溯到1978年中央电大的录播系统，随着计算机技术的发展，90年代中期以数字信号为代表的非线性编辑渐渐占领了主流地位，但由于采集部分仍然采用“模转数”的方式，图像质量和人力资源仍是录播系统瓶颈。2000年以后，随着数字摄像机、网络技术、大容量存储、流媒体技术的、图像定位跟踪技术的发展，录播系统向智能化、高清化、自动化方向发展 [4 ]。

自动录播系统中镜头的切换和跟踪方法，按技术发展顺序可分为四类：①红外线跟踪；②超声波切换；③射频切换；④图像识别跟踪 [5 ]。有些技术已逐步被淘汰，图像识别跟踪技术是目前最先进、应用效果最好的。目前一些自动录播系统会用到其中一种或多种技术。

图像识别跟踪技术采用一台摄像机摄取、分析教师图像，通过运动和颜色分析判断老师的位置，采用两台辅助摄像机根据双目原理，能识别站起来发言学生的 X、Y坐标，以及教师在过道活动的位置[6 ]。目前北京翰博尔、中广上洋、杭州科创、广州奥威亚等厂商都是采用了该技术。另外，有些厂商的系统还有个跟踪摄像机放置在黑板（或白板）附近，用于摄取、分析师生书写板书时的图像。

4 当前自动录播系统应用存在的问题

（1）目前的全自动录播系统还不是十分完美，同人工操作相比，精确度较差，会出现跟踪不及时，切换不精确等问题。比如有时切换不平滑，出现多个画面跳动切换的情况；有时切换不到位，画面会出现镜头摇移、跟踪、变焦等过程 [7 ]。

（2）图像识别技术毕竟是一种低层次的自动触发反应，其技术仍有待完善，当学生区域有伸懒腰、举手、学生走动等时，会错误识别；后期特技有待丰富，使切换更美观 [8 ]。

（3）自动录播系统存在着景别变化较少、都是俯视镜头，这就大大削弱了视频的艺术性，其录制的画面稍显呆板。

（4）适合录制一般的讲授式教学、微课、讲座的录像，不太适合实验实训教学以及各类以学生为中心的教学模式课程的录制。这些问题还需要电子科技的进一步发展才能更好地解决。

5 新形势下自动录播教室建设与应用需考虑的因素

笔者在主持本校自动录播教室设计与建设过程中，通过大量文献研究与实地考察，反复论证与设计，并在应用过程中，不断解决各类问题，总结出在新形势下自动录播系统建设与应用需要考虑的几个因素，以期给后续高校相关建设提供一些借鉴和参考。

5.1 自动录播教室建设方面的因素

（1）自动录播教室参照什么样的建设标准？建设一个自动化录播系统的教室，投入较大，涉及声、光学等方面环境建设要求，需按照准专业化演播室建设标准设计。比如，在声学环境建设中，建议把原有教室窗户、天花板用轻钢龙骨及隔音材料封闭，教师及学生活动区域顶部放置指向性吊麦，这样教师就无需使用手持话筒，减少声音忽大忽小的问题，充分发挥其肢体语言的魅力。建议使用地胶，而不用实木地板，减少录播过程中的杂音。在光学环境建设方面，建议在天花板吊顶上安装多个60 cm×60 cm以上的LED灯，保障色溫、光照强度及亮度的均匀性。

（2）双屏显示与双板教学系统更具魅力。根据被拍摄物体与周围环境亮度差异，在传统投影加幕布环境下拍摄的画面较差；在短焦投影加电子白板环境下拍摄的画面效果一般；而在触控一体机双屏环境下拍摄的画面最好。所以预算充足的前提下，尽量选择两台84寸左右的触控一体机作为显示设备。在这种双屏环境下，在软件方面建议使用双板（屏）教学系统才能充分展示双屏的魅力，如华中师大开发的盘古电子双板教学平台就是一款优秀的教学展示系统。

（3）沙龙室建设及桌椅配置要考虑周全。空间足够的话，建议在隔壁教室或办公室配套建设一个沙龙室，既能直播观看微格教学，又能在课后多人参与教学反思与研讨。按一般课堂教学要求，学生桌椅一般有60～64个座位。但也要考虑到开展实验课或其他教改课程，所以建议桌椅是带万向轮的，可随意组合，以满足不同类型课堂教学的需要。

（4）自动录播系统基于ARM架构还是X86架构。ARM架构本身定位于嵌入式平台，应付轻量级、目的单一明确的程序，现在应用于移动设备上正是得心应手。X86架构定位于桌面和服务器，这些平台上很多应用是计算密集型的，比如多媒体编辑、科研计算、模拟等等[9 ]。因此，高校购置自动录播系统应优先考虑使用X86架构，其优势是应用更丰富、与其它应用衔接更紧密、系统及硬件升级更便捷。

（5）自动录制与人工录制要两不误。因为自动录播系统本身的一些缺点，录制精品级别的视频如精品视频公开课、微课、慕课，建议使用比较专业的高清摄像机，由录制人员现场手动控制各摄像机录制。如果经费充足，有必要在自动录播教室环境建设时，安装人工录制所需要的设备及线材，包括预埋三个机位以上的HDMI、HD-SDI线，以及VGA线引入监控室，按需配套高清视频切换台、硬盘录像机、提词器、非编工作站等。这就让两种录制方式都可以使用，保障录制项目的实施，实现一室多用，最大化提高自动录播教室的利用率。

5.2 自动录播教室应用方面的因素

（1）是否具有课堂网络在线直播与远程互动。课堂网络在线直播是当前自动录播系统标准配置，除了沙龙区能现场观看直播外，校园网有权限的用户登录直播系统，可以直接在IE浏览器观摩直播课堂，免插件、免安装，在线人数基本不受限制。另外还可以在录播时，直接生成不同码率的视频供观看人员选择。这样不仅一般课堂、像一些专家讲座、重要会议都可以在录播教室进行录播，可以迅速扩大视频的传播范围。部分厂商也开发出远程互动的功能，通过在移动设备运行配套的APP软件，实现与课堂师生的互动。

（2）资源管理功能是否先进完备。部分厂商配套开发于基于B/S架构资源管理平台，具有用户管理、权限管理、资源的发布点播，满足资源的网络化应用和管理。与录制系统整合，录制后自动上传，实现资源分类检索，逐步形成网络课程体系，为高校积累宝贵的教学资源。因此我们购置时有必要考虑该资源管理平台是否先进完备。

（3）微格评估功能不能少。许多高校建设自动录播教室，一大任务是要进行微格评估，着力提升青年教师教学水平，所以微格评估功能是需要考虑的一个重要问题。部分厂商的全自动课程录播系统内含一套完整的微格评测体系，形成在线评估、微格评测、技能训练和教学研究的平台。专家教师可以网络在线实时打分、添加评语，实现网络汇总，生成评估报告，并且与课程资源同步存储，便于后期回放中的观摩指导。

（4）后期编辑与加工应用是快捷方便。某些自动录播系统有配套编辑平台，实现录制资源的后期处理，操作简便快捷。包括具有裁减、合并、片头、片尾、台标、字幕、画中画、特效等功能，实现多种格式的转换。另外还需支持项目机制，与专业非编软件能无缝链接，部分厂商已经有相关配套软件。该系统在集中编辑后，选择空闲时间批量生成，完成后系统自动关机等功能比较实用。

6 结语

为了进一步满足教育教学需要，高校要大力建设与普及自动录播教室。它为教学反思活动及教学资源建设提供了极大的便利，是高校实现数字化网络教学重要手段。因此在建设与应用自动录播教室过程中，要通盘考虑学校的实际需要，科学规划、物尽其用，为学校教育教学事业添砖加瓦。

主要参考文献

[1]罗毅.自动录播系统在职前英语教师实践教学反思中的应用[J].浙教海洋学院学报：人文科学版，2014， 31（6）： 96-99.

[2]王军，张苏玉.中小学自动录播系统建设及应用探讨 [J]. 软件导刊·教育技术， 2012（9）： 74-75.

[3]李海韵，钟亮.全自动录播系统的特点和展望[J]. 中国教育信息化，2013（9）： 84-86.

[4]栾群. 三种自动录播设备的比较与选择[J]. 数字技术与应用，2015（5）：217.

[5]李勇，郭煜.半自动录播系统下精品课程的录制类型分析[J].中国现代教育装备，2012 （9）： 61-63.

[6]陈焕旦.关于课件录播系统选用的研究[J].宁波广播电视大学学报，2011，9（4）：122-125.

[7]王磊.全自动录播系统在医学院校中的应用初探[J]. 中国教育技术装备，2012（18）：.

[8]张晓勇.浅谈高校精品课自动录播系统发展和问题[J]. 唐山师范学院学报，2014， 36（5）：50-52.

[9]张飞碧.全自动智能录播系统的架构分析[J].中国电化教育，2008（05）：104-108.