MOOC环境下三维虚拟演播室系统在高校中的应用研究

部洪超+孙建迎+王志献+叶红+部秀凤

摘 要 近年来MOOC的出现给高等教育改革带来巨大影响，MOOC具有覆盖范围广、学习资源丰富、学习方便等特点，深受高校师生的欢迎。山东农业大学积极参与MOOC建设，主要使用三维虚拟演播室系统录制MOOC。根据实际工作经验，讲述录课时需要考虑的因素和注意的事项。

关键词 MOOC；三维虚拟演播室系统；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2017）16-0051-03

Abstract In recent years， the emergence of MOOC has brought greatinfluences on the reform of higher education. MOOC has the charac-teristics of wide coverage， rich learning resources and convenient learning. Our school is also actively involved in the construction ofMOOCs， we mainly use 3D virtual studio system on MOOC. Accor-ding to our own actual work experience， we tell about the factors andmatters needing attention，when recording the course.

Key words MOOC； 3D virtual studio system； educational reform

1 MOOC介绍

MOOC（Massive Open Online Course），即大规模在线开放课程，它的兴起给高校教学改革带来前所未有的机遇与挑战。MOOC具有丰富的学习资源、灵活的教学手段、民主化的教学理念，促使大学教师转变教学理念、改进教学方法、提高教学技能，开发优质课程资源。

MOOC理念的核心在于以学生为中心，彰显以学为中心的教学价值体系，重点在于培养学生的自主学习能力和创新能力[1]。MOOC视频的呈现形式有拍摄式、录屏式、录屏式与拍摄式相结合三种。拍摄式有在教室内进行课堂实录、在演播室录制、在户外实地拍摄、在会议室采访、在会议室面对面的讨论以及在线讨论交流；录屏式包括单纯录制PPT（如北京大学李戈老师的计算机概论）、PPT+教师形象（如台湾大学叶丙成老师的Probability概率）；录屏式与拍摄式相结合的方式包括随堂实录与录屏相结合（如北京大学魏丽萍老师的生物信息学）、演播室拍摄与录屏相结合（如北京大学陈江老师的电子线路）。山东农业大学主要采用三维虚拟演播室系统的方式录制MOOC课程。

国内农业高校的MOOC建设才刚刚起步，山东农业大学非常重视MOOC课程的建设与发展，MOOC建设所需的软硬件均已配备[2]。2014年，学校研发的“神农在线”MOOC平台正式上线。三维虚拟演播室系统是学校引进的先进的MOOC制作系统，在使用过程中有许多需要注意的方面值得研究。

2 三维虚拟演播室系统介绍

数字化三维虚拟演播室的工作原理是通过色键技术，将摄像机拍摄到的以绿幕为背景的视频图像作为前景画面，计算机中的三维动画作为虚拟背景[3]，使教师与虚拟场景形成正确的透视关系，以数字电视信号格式进行实时播出与演示。同时通过摄像机平摇俯仰变化，虚拟的前景画面和背景画面都相应变化，从而虚拟出真实的演员置身于“真实”的场景中的画面效果。

虚拟演播室系统由三部分组成：一是摄像机跟踪系统；二是计算机虚拟场景生成系统；三是视频合成系统。摄像机跟踪系统负责检测摄像机的各项运动参数，并将其传递给实时生成虚拟场景的计算机。虚拟场景生成系统负责根据接收到的摄像机运动参数，生成与前景空间关系一致的虚拟场景图形。视频合成的基本技术是色键器抠像技术，摄像机在蓝室中拍摄的真实景物先通过色键器进行抠像处理，然后与计算机生成的虚拟场景合成。虚拟演播室工作原理如图1所示[4]。

三维虚拟演播室系统有许多优势：具有强大的场景功能，将场景设计和制作移入计算机，省去大型演播室的建筑费用；省去搭建场景的费用，只需要操作电脑就可以更换场景；可以制作出多种虚拟特效的效果，提升电视节目的创作水平；突破传统色键系统限制，做到教师可以深入到虚拟的三维场景中，并能与虚拟对象实时交互；可以将教学内容以数字电视的形式传送到远程客户端，实现远程异地教学；实现节目录制的数字化，节目的播出可以以流媒体形式在网上直播。

当使用系统拍摄MOOC的时候，要提前调整好摄像机的位置、运动参数、摄像机感光方式，以保证教师和布景的三维透视关系、光学效果、运动速度完全相同，使二者有机融合在一起。

3 景别的变化

景别的划分通常由拍摄画面表现的景物范围进行区分，一般分为远景、全景、中景、近景、特写。景别的变化要符合电视画面组合的基本规律，又要能够体现所要表达的電视画面语言的逻辑关系[5]。景别的变化带来视点的变化，满足观众不同视距、视角观看景物的心理要求。它引导观众去注意和观看事物的不同侧面，使画面对事物的表现和叙述更有层次和重点[6]。

远景是表现广阔的空间和开阔场面的画面。远景画面视野深远、范围广阔，用来介绍事物发生的地点及周围的环境，具有特殊的抒情作用。

全景是用来表现被拍摄者全身或场景全貌的画面。全景用来介绍教师自己、所讲授的学科内容，使学习者对教师和讲授的主题有个整体的印象。在拍摄MOOC时，会使用几秒钟的全景作为开篇或结尾的画面，这样可以直观地展现教师和拍摄场景的特点，使其充当介绍、记录表现的重要角色，起到画龙点睛的作用。endprint