普通高中校園多媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直錄播系統(tǒng)的構(gòu)建

劉興圣

摘 要：以網(wǎng)絡(luò)為核心的實(shí)時(shí)直播和錄播教學(xué)系統(tǒng)在中學(xué)的應(yīng)用已經(jīng)逐漸成為發(fā)展趨勢(shì)。本文以我校新建的H-STREAM網(wǎng)絡(luò)視頻錄播系統(tǒng)為例，介紹學(xué)校利用現(xiàn)有的校園網(wǎng)絡(luò)和多媒體教室，用較小的投資成本，以現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，著眼于教育教學(xué)的實(shí)際需要，遵循成熟先進(jìn)、高效實(shí)用、穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì)原則為學(xué)校建設(shè)校園數(shù)字化視頻網(wǎng)絡(luò)。

關(guān)鍵詞：校園多媒體；網(wǎng)絡(luò)視頻；直錄播系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-8454（2009）04-0078-03

一、引言

隨著網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，以網(wǎng)絡(luò)為核心的實(shí)時(shí)直播和錄播教學(xué)系統(tǒng)在中學(xué)的應(yīng)用也漸成發(fā)展趨勢(shì)，特別是學(xué)校原有的模擬電視系統(tǒng)，完全可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)得以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化的應(yīng)用。另外，學(xué)校也可以利用這套系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上的教學(xué)觀摩、評(píng)估，并建設(shè)成為學(xué)校富有特色的精品課程錄制系統(tǒng)，滿足教學(xué)資源的建設(shè)與上傳評(píng)審等工作，校長(zhǎng)還可以通過(guò)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上的直錄播存儲(chǔ)系統(tǒng)，更好地滿足教學(xué)與會(huì)議及電視轉(zhuǎn)播的需要。

今年我校新建了一套H-STREAM網(wǎng)絡(luò)視頻錄播系統(tǒng)，它極大地方便了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源的建設(shè)以及精品課程的制作，為提高學(xué)校的教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)手段的改革發(fā)揮了重要的作用。

二、方案的實(shí)現(xiàn)和系統(tǒng)功能

H-STREAM多媒體教學(xué)錄播系統(tǒng)主要包括H-STREAM直錄播編碼器、集中管理平臺(tái)和教學(xué)直播點(diǎn)播系統(tǒng)，其與教室內(nèi)攝像機(jī)、音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和IP網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備相結(jié)合構(gòu)成教學(xué)錄播系統(tǒng)，用于記錄與發(fā)布課堂教學(xué)整體過(guò)程的產(chǎn)品。其在教學(xué)過(guò)程進(jìn)行時(shí)，直接對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的教師以及用于教學(xué)的電腦進(jìn)行多畫(huà)面同步實(shí)時(shí)采編錄像和網(wǎng)絡(luò)直播，滿足教學(xué)音像資料存檔、教學(xué)觀摩、示范聽(tīng)課和領(lǐng)導(dǎo)在線監(jiān)督的需求。

錄播設(shè)備與教室內(nèi)攝像機(jī)、音頻擴(kuò)聲系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和IP網(wǎng)絡(luò)等設(shè)備相結(jié)合構(gòu)成教學(xué)錄播系統(tǒng)，教師開(kāi)始上課時(shí)，系統(tǒng)以后臺(tái)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)教師圖像與聲音的錄制、存儲(chǔ)并在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的教學(xué)直播。在網(wǎng)內(nèi)的計(jì)算機(jī)可接收現(xiàn)場(chǎng)的聲音、圖像，在添加了專用的媒體數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器后，整個(gè)系統(tǒng)可滿足大量在線師生實(shí)時(shí)接收直播。上課結(jié)束后，錄播系統(tǒng)即時(shí)生成整個(gè)上課過(guò)程的記錄文件，存儲(chǔ)于教學(xué)直播點(diǎn)播服務(wù)器上，可直接作為電子課件供師生點(diǎn)播，也可刻成VCD或DVD光盤(pán)。用戶借助于編輯軟件，可對(duì)錄好的課件再編輯，能夠非常方便地對(duì)生成的課件進(jìn)行剪輯、合并。系統(tǒng)的主要功能如下：

1.網(wǎng)絡(luò)直播

直播服務(wù)類似于傳統(tǒng)的電視直播，通過(guò)NETTV400編碼主機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的視頻、音頻進(jìn)行實(shí)時(shí)編碼壓縮，并透過(guò)數(shù)據(jù)中心的媒體分發(fā)服務(wù)器進(jìn)行數(shù)據(jù)分發(fā)。師生借助于網(wǎng)絡(luò)和普通計(jì)算機(jī)即可實(shí)時(shí)收看教學(xué)場(chǎng)景，與在教室上課完全一致。NETTV400采用高效的流媒體傳輸系統(tǒng)，使得其在普通網(wǎng)絡(luò)上即可非常流暢地傳送直播數(shù)據(jù)，其開(kāi)放的體系結(jié)構(gòu)和可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)理論可以支持無(wú)限量的終端用戶。借助于專業(yè)的采集設(shè)備和領(lǐng)先的編碼壓縮算法，NETTV400可以同時(shí)對(duì)四路音視頻進(jìn)行D1解晰度的實(shí)時(shí)直播和存儲(chǔ)。NETTV400編碼主機(jī)通常位于機(jī)房或控制室內(nèi)，系統(tǒng)加電后啟動(dòng)自動(dòng)進(jìn)入直播等待狀態(tài)。

管理人員透過(guò)集中管理平臺(tái)可以控制對(duì)任意教室進(jìn)行的直播和存儲(chǔ)。同時(shí)集中管理平臺(tái)還能夠?qū)崟r(shí)反映所有前端編碼設(shè)備的通信狀態(tài)和工作狀態(tài)。

當(dāng)透過(guò)集中管理平臺(tái)進(jìn)行直播后，終端用戶用IE瀏覽器透過(guò)系統(tǒng)管理平臺(tái)，經(jīng)過(guò)授權(quán)后即可在線觀看課堂直播場(chǎng)景。點(diǎn)擊播放后，便可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)直播收看。

2.實(shí)時(shí)錄制

NETTV400除了能進(jìn)行實(shí)時(shí)直播以外，還具有實(shí)時(shí)錄制功能。系統(tǒng)可以將教學(xué)場(chǎng)景包括教師音視頻、學(xué)生音視頻、教室全景進(jìn)行實(shí)時(shí)錄制并生成課件，供作為資料保存和課后點(diǎn)播。錄制服務(wù)功能可以與直播功能同時(shí)進(jìn)行，也可以只進(jìn)行錄制而不進(jìn)行直播。當(dāng)選擇文件存檔選項(xiàng)并指定好保存的路徑后，系統(tǒng)將可以在編碼過(guò)程中實(shí)時(shí)生成錄制文件。該功能在我校的應(yīng)用非常廣泛，例如，2008年9月初的學(xué)校開(kāi)學(xué)典禮就使用了網(wǎng)絡(luò)直播功能，學(xué)生在多媒體教室里就可觀看開(kāi)學(xué)典禮現(xiàn)場(chǎng)的全過(guò)程，實(shí)時(shí)錄制的電視專題片存儲(chǔ)在視頻服務(wù)器上，供學(xué)生點(diǎn)播觀看。

3.點(diǎn)播服務(wù)

系統(tǒng)可以將錄制生成的文件通過(guò)手工或自動(dòng)的方式上傳到點(diǎn)播服務(wù)器，并在后臺(tái)管理系統(tǒng)中生成點(diǎn)播列表。經(jīng)過(guò)授權(quán)的終端用戶通過(guò)IE瀏覽器登錄到系統(tǒng)平臺(tái)，便可根據(jù)需要點(diǎn)播相應(yīng)的課程，隨時(shí)隨地觀看自己想看的課件，從而從根本上擴(kuò)展了課堂教學(xué)的概念。使用該功能，我校錄制了相當(dāng)數(shù)量的電視專題節(jié)目，供全校師生進(jìn)行點(diǎn)播觀看。學(xué)科教師可以將本學(xué)科的教學(xué)視頻上傳至視頻服務(wù)器，教師在教室里登錄視頻服務(wù)器點(diǎn)播相關(guān)的教學(xué)視頻，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的共享。

4.下載視頻

整個(gè)系統(tǒng)在直錄播結(jié)束后，除了實(shí)時(shí)在后臺(tái)服務(wù)器生成點(diǎn)播資源供用戶在線點(diǎn)播外，系統(tǒng)還提供課件下載功能。我們可以利用課件下載功能將課件導(dǎo)出，然后進(jìn)行課件刻錄、備份及編輯處理。

5.視頻上傳

NETTV400后臺(tái)直播/點(diǎn)播系統(tǒng)除了能夠支持系統(tǒng)本身實(shí)時(shí)生成的課件供用戶在線點(diǎn)播外，我們可以將第三方視音頻文件實(shí)時(shí)上傳至后臺(tái)服務(wù)器生成點(diǎn)播列表。利用此功能，我們可以把學(xué)科視頻資源、專家學(xué)者來(lái)校的講座上傳到視頻服務(wù)器，建立豐富的視頻點(diǎn)播資源庫(kù)。

6.自動(dòng)生成點(diǎn)播資源

除了能直播和錄制外，系統(tǒng)還具有自動(dòng)生成點(diǎn)播資源功能。當(dāng)NETTV400完成教學(xué)活動(dòng)錄制后，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)中心的媒體服務(wù)器上自動(dòng)生成點(diǎn)播文件，并同時(shí)在后臺(tái)管理系統(tǒng)形成點(diǎn)播列表。終端用戶只需在課程直播或錄制結(jié)束后，便可立即登錄后臺(tái)管理系統(tǒng)播放相應(yīng)的點(diǎn)播資源。

7.課表式的直播和錄制

系統(tǒng)除手動(dòng)進(jìn)行直播和錄制外，還可以對(duì)所有課程建立直播和錄制計(jì)劃，當(dāng)在自動(dòng)編碼任務(wù)中指定直播和錄制起始時(shí)間后，系統(tǒng)將按照設(shè)定的時(shí)間自動(dòng)完成所有直播錄播任務(wù)，并按照設(shè)定要求自動(dòng)生成點(diǎn)播資源。

8.后期編輯

后期編輯工具是H-STREAM系列直錄播系統(tǒng)的后期處理工具。其主要功能是對(duì)直錄播系統(tǒng)錄制時(shí)所生成的文件進(jìn)行剪切、合并，對(duì)索引及索引信息進(jìn)行添加、刪除和修改。后期編輯工具具有動(dòng)態(tài)標(biāo)識(shí)、精確定位功能，在剪切、合并等編輯過(guò)程中能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)錄制系統(tǒng)生成的文件進(jìn)行多窗口同步完整回放。

9.播放器播放

整個(gè)直錄播系統(tǒng)具有與Windows平臺(tái)無(wú)縫的兼容集成性，無(wú)論是直播或點(diǎn)播，終端用戶在運(yùn)行Windows平臺(tái)的計(jì)算機(jī)上無(wú)需安裝任何插件即可用Media Player 播放器同步回放所有窗口內(nèi)容，這在利用網(wǎng)絡(luò)課堂進(jìn)行大范圍直播以及將錄制成的課件進(jìn)行分發(fā)時(shí)具有非常好的易用性，避免了必須要安裝第三方插件或者專用播放器才能播放的嚴(yán)重問(wèn)題。

10.后臺(tái)管理系統(tǒng)

后臺(tái)管理系統(tǒng)是整個(gè)直錄播系統(tǒng)的支撐運(yùn)行平臺(tái)，承擔(dān)著系統(tǒng)直播管理、點(diǎn)播管理、用戶管理、課程管理、統(tǒng)計(jì)分析、用戶認(rèn)證、權(quán)限鑒別等功能。

直播管理主要完成對(duì)直播任務(wù)的創(chuàng)建、添加、修改以及直播統(tǒng)計(jì)等管理功能。當(dāng)一個(gè)直播經(jīng)過(guò)授權(quán)的管理人員創(chuàng)建完成后，終端用戶通過(guò)IE瀏覽器即可實(shí)時(shí)收看直播內(nèi)容。直播管理中的統(tǒng)計(jì)分析功能可以實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)直播的訪問(wèn)人數(shù)、訪問(wèn)來(lái)源以及訪問(wèn)時(shí)長(zhǎng)等數(shù)據(jù)，并可生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表供管理人員分析。

點(diǎn)播管理是點(diǎn)播資源的主要處理模塊，主要完成對(duì)點(diǎn)播列表的自動(dòng)生成、點(diǎn)播資源手動(dòng)添加、修改、刪除，點(diǎn)播行為的統(tǒng)計(jì)分析等。透過(guò)點(diǎn)播管理模塊后臺(tái)管理系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)地生成點(diǎn)播列表供終端用戶點(diǎn)播，同時(shí)管理人員也可以手工創(chuàng)建、刪除和修改點(diǎn)播資源。點(diǎn)播管理中的統(tǒng)計(jì)分析功能可以幫助管理人員實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)每個(gè)點(diǎn)播資源的訪問(wèn)人數(shù)、來(lái)源以及停留時(shí)長(zhǎng)，并可形成統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

用戶認(rèn)證及管理模塊完成系統(tǒng)所有用戶的添加、刪除和修改操作。只有經(jīng)過(guò)管理員創(chuàng)建的用戶才有權(quán)限進(jìn)入后臺(tái)管理系統(tǒng)，訪問(wèn)相應(yīng)的資源，在用戶管理模塊中，可以根據(jù)需要指定用戶的權(quán)限和類別。系統(tǒng)的總體拓?fù)鋱D如圖1所示。

三、總結(jié)

校園多媒體網(wǎng)絡(luò)視頻直錄播系統(tǒng)建成后，經(jīng)過(guò)兩個(gè)多月的使用和實(shí)踐，取得了預(yù)期的效果，較好地滿足了學(xué)校教育教學(xué)的需要。

（編輯：隗爽）