課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)

譚廣化

摘 要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展，國(guó)家對(duì)高校課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的投入逐漸加大，但現(xiàn)階段其設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)并沒(méi)有取得理想中的效果，文章將對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行深入分析，為實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)投入高效轉(zhuǎn)化為課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的成果而作出努力。

關(guān)鍵詞：課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)；總體設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)細(xì)分

前言

高校課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)是經(jīng)濟(jì)和信息技術(shù)高速發(fā)展的衍生物，對(duì)高校教學(xué)實(shí)踐有不可忽視的作用，使學(xué)生可以更充分地了解有代表性的教學(xué)資源，但其現(xiàn)階段設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的發(fā)展仍存在諸多障礙。

1 課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)研究的背景意義及現(xiàn)狀

進(jìn)入二十一世紀(jì)后國(guó)外開放教育得到重視并以迅猛的速度開始傳播，麻省理工學(xué)院最先發(fā)起開放課件的運(yùn)動(dòng)，隨著社會(huì)影響的逐漸擴(kuò)大，以為實(shí)現(xiàn)世界各地提供所需優(yōu)秀資源為目的的課件聯(lián)盟門戶網(wǎng)站成立，MOOC（慕課）概念出現(xiàn)，斯坦福大學(xué)的《人工智能導(dǎo)論》免費(fèi)課程實(shí)現(xiàn)了被世界各地近16萬(wàn)人注冊(cè)，引起國(guó)內(nèi)外教育界轟動(dòng)，國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀學(xué)府紛紛加入。受國(guó)外開放教育的影響，我國(guó)教育部啟動(dòng)了國(guó)家精品課程建設(shè)項(xiàng)目和質(zhì)量項(xiàng)目，申報(bào)課程要在提交相關(guān)教師的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)錄像作為前提，這在一定程度上對(duì)課堂錄像提出了更高的要求，如何能夠在現(xiàn)有條件下制作出高質(zhì)量的優(yōu)秀課教學(xué)錄像，成為現(xiàn)階段制約其發(fā)展的首要問(wèn)題。傳統(tǒng)教學(xué)錄像主要采用電視錄制的方式，不僅需要花費(fèi)較多的人力物力和時(shí)間進(jìn)行前期拍攝和后期加工制作，而且對(duì)正常的課堂教學(xué)也會(huì)有很大程度的干擾，特別是針對(duì)計(jì)算機(jī)屏幕教學(xué)內(nèi)容的錄播更是影響了錄制效果，隨著人們的不斷探索，利用流媒體技術(shù)和寬帶網(wǎng)絡(luò)使實(shí)現(xiàn)課堂網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)錄播成為可能[1]。

由于國(guó)外相關(guān)研究相對(duì)我國(guó)較早，所以其研究成果略顯豐富，例如將DSP組件和VGA采集卡應(yīng)用于系統(tǒng)中，對(duì)錄像系統(tǒng)及多媒體服務(wù)器、課堂教學(xué)效果信息反饋系統(tǒng)等進(jìn)行了深入分析，特別是針對(duì)存儲(chǔ)介質(zhì)和接口的設(shè)計(jì)更有力的推動(dòng)了系統(tǒng)自身的人性化和自動(dòng)化；我國(guó)積極吸取國(guó)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)研究所也取得了一些令人振奮的成果，例如江蘇科建集團(tuán)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)教學(xué)平臺(tái)、北京翰博爾的網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)、上海卓越的全自動(dòng)錄播系統(tǒng)等，有力的推動(dòng)了我國(guó)課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的發(fā)展[2]。

2 課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)的相關(guān)理論及現(xiàn)實(shí)技術(shù)

系統(tǒng)難點(diǎn)主要在于電視制作環(huán)節(jié)，所以在設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中要注重以下理論：攝像構(gòu)圖方面不論是九宮圖還是黃金分割構(gòu)圖都要以完美準(zhǔn)確地表達(dá)畫面內(nèi)容為重點(diǎn)；拍攝方面處理好人、物的時(shí)空關(guān)系注重形象的塑造；在景別運(yùn)用方面注重全、遠(yuǎn)、近景的靈活切換；在編導(dǎo)與剪輯方面注重內(nèi)容的取舍，實(shí)現(xiàn)畫面流暢全面[3]。在技術(shù)方面，現(xiàn)階段主要應(yīng)用的為以流的形式在網(wǎng)絡(luò)傳播途徑中傳播視頻和多媒體相關(guān)文件解決實(shí)時(shí)傳輸問(wèn)題的流媒體技術(shù)和對(duì)信息量巨大的視頻圖像進(jìn)行占用空間縮小的視頻壓縮編碼技術(shù)，除此之外通過(guò)對(duì)視音頻信號(hào)類型和接頭進(jìn)行材料更新和設(shè)計(jì)升級(jí)的視音頻信號(hào)的傳輸技術(shù)，在經(jīng)驗(yàn)和探索中逐漸發(fā)展的電視制作技術(shù)方面也有大幅度的提升[4]。

3 網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

現(xiàn)階段我國(guó)三家卓越的網(wǎng)絡(luò)錄音系統(tǒng)主要包括上海卓越、北京翰博爾和南京高盛，其實(shí)現(xiàn)了對(duì)整體系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)，根據(jù)其在各方面取得的突破，進(jìn)行我校的網(wǎng)絡(luò)播錄系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

3.1 “課件型”和“板書型”細(xì)化

“板書型”信源主要包括教師、黑板、學(xué)生攝像機(jī)，會(huì)議話筒，無(wú)線麥克，教師計(jì)算機(jī)，軟件為教師端抓屏軟件，控制部分為特技切換臺(tái)、錄波主機(jī)等，翰博爾錄播軟件豪華版在應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，在硬件系統(tǒng)成功連接后，所有軟件有進(jìn)行運(yùn)作的可能，軟件和錄播主機(jī)、總控、直播服務(wù)器等在軟硬件相互協(xié)調(diào)的前提下實(shí)現(xiàn)整體運(yùn)作?！罢n件型”信源相對(duì)簡(jiǎn)單，攝像機(jī)種類只包括教師攝像機(jī)，無(wú)線麥克也可以攝取，控制部分主要指調(diào)音臺(tái)，錄音部分軟件變成翰博爾錄播軟件標(biāo)準(zhǔn)版，從整體構(gòu)成上看教師機(jī)攝像機(jī)與錄播主機(jī)共同使用一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備，所以要想實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)作要配備教師攝像及音頻的采集卡和流媒體編碼 。

3.2 主要設(shè)備和軟件的分析和選型

以收集光學(xué)圖像信號(hào)為主要功能的攝像機(jī)其指標(biāo)主要包括信噪比、清晰度、白平衡等，但受到資金條件的限制彩色標(biāo)清攝像機(jī)是首選，由于教師攝像機(jī)的特殊性，在“板書型”要選擇三可變一體機(jī)，索尼EVI-D100P可以滿足要求，而學(xué)生、黑板攝像機(jī)采用索尼SSC-DC493BP搭配騰龍13VM550T；“課件型”要選擇索尼SSC-DC493BP與騰龍13VM550T搭配的方式。以采集視頻和音頻信號(hào)為主要功能的視音頻采集卡，要選用單路標(biāo)清模擬形式，ViewCast公司的Osprey210成為首選；在多個(gè)視頻畫面中實(shí)現(xiàn)切換是特技切換臺(tái)的主要功能，根據(jù)需要其路數(shù)不得低于4通，選擇Datavideo公司的SE-500模擬標(biāo)清切換臺(tái)，調(diào)音控制臺(tái)選擇Behringer公司的XENYX802。

3.3 錄播教室選址及改造

通過(guò)綜合分析教學(xué)建筑的隔音、遮光效果和與播控室的位置關(guān)系，最終決定將播音教室選址在多媒體教學(xué)樓的四層四個(gè)教室，并對(duì)燈光、桌面板、黑板進(jìn)行了改造，例如將講臺(tái)上方的照明燈關(guān)掉，重新設(shè)計(jì)安裝基色燈；對(duì)桌面板按照液晶書寫屏的大小進(jìn)行重新定制等。

3.4 系統(tǒng)施工

系統(tǒng)施工是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工程，首先要對(duì)線纜進(jìn)行選型和敷設(shè)，例如視頻線纜選擇SYV75歐-5，音頻線纜選擇RVVP2×0.5等，并根據(jù)401至404與播控室的位置關(guān)系進(jìn)行明敷和暗敷，“課件型”教室敷設(shè)相對(duì)于“板書型”敷設(shè)更簡(jiǎn)單，教師攝像機(jī)敷設(shè)位置與線路構(gòu)成與401基本相同；然后對(duì)設(shè)備軟件和硬件進(jìn)行安裝，BNC接頭和RCA接頭是主要選擇的接頭類型，并進(jìn)行逐個(gè)人工焊接，安裝過(guò)程中要注意硬件的連接性，不然所有軟件都不可能正常運(yùn)作。

3.5 系統(tǒng)的調(diào)試

攝像機(jī)、調(diào)音臺(tái)、軟件功能三方面的調(diào)試是系統(tǒng)調(diào)試的主要方面，在攝像機(jī)方面主要是通過(guò)監(jiān)視器對(duì)攝像畫面進(jìn)行監(jiān)控，使畫面質(zhì)量有保證，但由于監(jiān)視器在總控室所以要對(duì)監(jiān)視器進(jìn)行拆卸，在四個(gè)教室分別進(jìn)行，調(diào)試后將監(jiān)視器放回；在調(diào)音臺(tái)方面要根據(jù)多數(shù)教學(xué)事實(shí)進(jìn)行調(diào)整，確定最符合教室環(huán)境的音頻控制，并對(duì)調(diào)節(jié)幅度準(zhǔn)確掌握；軟件方面首先要確保各軟件在正常情況下能夠獨(dú)立運(yùn)作，并在此基礎(chǔ)上保證在現(xiàn)有計(jì)算機(jī)數(shù)量的前提下進(jìn)行軟件操作。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)高校課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的理論、現(xiàn)代技術(shù)應(yīng)用狀況、整體設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)方式等各方面進(jìn)行了分析闡述，但由于本人個(gè)人知識(shí)水平和研發(fā)經(jīng)費(fèi)有限，研究仍存在一些問(wèn)題，例如對(duì)流媒體編碼方式并不是最先進(jìn)的H.264，沒(méi)有采用符合未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)的高清攝錄設(shè)備，對(duì)教師攝像機(jī)的控制沒(méi)有采用硬件控制方案，互動(dòng)設(shè)計(jì)還存在不完善方面，會(huì)偶爾出現(xiàn)死機(jī)情況等需要后續(xù)研究進(jìn)行改進(jìn)。高校課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)成為必然趨勢(shì)，雖然現(xiàn)階段全自動(dòng)設(shè)計(jì)仍然存在一些問(wèn)題，但其高效率的特點(diǎn)仍然給工作學(xué)習(xí)帶來(lái)不可取代的便利，所以未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)對(duì)其針對(duì)性的研究不會(huì)停止，隨著研究的逐漸深入，未來(lái)課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的質(zhì)量與效率將實(shí)現(xiàn)平衡。

參考文獻(xiàn)

[1]張志剛.高校課堂網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)錄播系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].石家莊：河北科技大學(xué)，2014.

[2]張志剛，白然.高校課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子測(cè)試，2013，11（22）：105-107.

[3]孫幸成.高校課堂網(wǎng)絡(luò)錄播系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)分析[J].信息系統(tǒng)工程，2014，6（20）：72-75.

[4]吳洋.多媒體教學(xué)錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].成都：電子科技大學(xué)，2012.

[5]徐冰.獨(dú)立學(xué)院電化教學(xué)管理及錄播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2012.