新形勢下高校自動錄播教室的建設(shè)與應(yīng)用

段寧貴+陶福章+黃健偉

（右江民族醫(yī)學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)中心， 廣西 百色 533000）

[摘 要] 自動錄播系統(tǒng)是對傳統(tǒng)課堂錄制方式的變革，它促使自動錄播教室成為高校優(yōu)質(zhì)教學(xué)成果展示及示范的實(shí)驗(yàn)平臺。該文在分析自動錄播系統(tǒng)相關(guān)概念、特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，闡述自動錄播系統(tǒng)發(fā)展歷程，并指出該系統(tǒng)尚存在的問題。重點(diǎn)提出新形勢下高校自動錄播教室建設(shè)與應(yīng)用需要考慮幾個因素，為后續(xù)高校相關(guān)建設(shè)提供了參考。

[關(guān)鍵詞] 自動錄播系統(tǒng)；自動錄播教室；自動錄播技術(shù)；高校

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

[中圖分類號] G649 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）07- 0224- 03

0 引 言

隨著高校大力開展信息化教學(xué)，微課、精品視頻公開課、各類教學(xué)比賽、講座等視頻錄制項(xiàng)目越來越多，而視頻錄制人員相對不足，制約了高校優(yōu)質(zhì)視頻質(zhì)量及數(shù)量的提升。另外，在視頻錄像制作中，視頻錄制人員介入教學(xué)現(xiàn)場，容易破壞自然真實(shí)的教學(xué)氛圍，干擾教學(xué)活動的開展，也會影響到教學(xué)視頻資源的質(zhì)量。但是，隨著近幾年來高清錄播設(shè)備的推廣普及，以及自動錄播系統(tǒng)的成熟，為解決這些問題提供了基礎(chǔ)。高校如何在新形勢下利用自動錄播建設(shè)自動錄播教室，如何更好地對錄播教室管理與應(yīng)用，為廣大師生服務(wù)是急需要解決的問題。

1 概念及特征

自動錄播系統(tǒng)是一種對授課者的現(xiàn)場講課進(jìn)行自動錄像和實(shí)時播放的系統(tǒng)。它是將教學(xué)的音視頻、課件以及聽課者的現(xiàn)場學(xué)習(xí)活動的音視頻同步采集、壓縮、記錄并自動合成實(shí)時教學(xué)錄像，并同步提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直播、點(diǎn)播或后期集成、編輯的系統(tǒng)[1 ]。自動錄播教室是以自動錄播系統(tǒng)為核心技術(shù)，參照準(zhǔn)專業(yè)化演播室標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)而成的多功能教室。

自動錄播系統(tǒng)通?？煞譃槿詣愉洸ハ到y(tǒng)和半自動錄播系統(tǒng)，它的建設(shè)細(xì)分為圖像系統(tǒng)建設(shè)、聲音系統(tǒng)建設(shè)、控制系統(tǒng)建設(shè)和環(huán)境建設(shè)四大部分，從應(yīng)用上包含課程錄制、課堂直播、課程點(diǎn)播、微格評估、資源管理、資源應(yīng)用的完整的錄播應(yīng)用體系，最終實(shí)現(xiàn)錄播教室、微格教室、多媒體教室、演播室“四室合一”，實(shí)現(xiàn)資源管理及應(yīng)用[2 ]。

2 自動錄播系統(tǒng)的優(yōu)勢

（1）采用吸頂、壁掛或吊桿安裝的云臺攝像頭，不會影響到現(xiàn)場的正常活動，也不會出現(xiàn)拍攝人員、拍攝設(shè)備被拍到的情況，真正實(shí)現(xiàn)拍攝過程零干擾。

（2）一鍵錄制，操作簡單，拍攝時攝像頭自動跟蹤，無需人工干預(yù)，上完課即可生成錄制的視頻，減輕后期編輯人員的負(fù)擔(dān)[3 ]。

（3）幫助教師從需要掌握相關(guān)設(shè)備操作的繁重勞動中解放出來，同時也為教師審視自己的教學(xué)質(zhì)量、效果，并站在客觀的位置來評價整個教學(xué)過程起到了很好的促進(jìn)作用。

（4）可通過校園網(wǎng)在線實(shí)時觀看教師的課堂實(shí)錄，互相觀摩交流，提高教師教學(xué)水平。

（5）為收集、制作、保存、積累各類教育教學(xué)資源，完善教學(xué)資源庫的建設(shè)提供了便利的途徑。

3 自動錄播系統(tǒng)的發(fā)展歷程

我國教育錄播系統(tǒng)的發(fā)展還要追溯到1978年中央電大的錄播系統(tǒng)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，90年代中期以數(shù)字信號為代表的非線性編輯漸漸占領(lǐng)了主流地位，但由于采集部分仍然采用“模轉(zhuǎn)數(shù)”的方式，圖像質(zhì)量和人力資源仍是錄播系統(tǒng)瓶頸。2000年以后，隨著數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、大容量存儲、流媒體技術(shù)的、圖像定位跟蹤技術(shù)的發(fā)展，錄播系統(tǒng)向智能化、高清化、 自動化方向發(fā)展 [4 ]。

自動錄播系統(tǒng)中鏡頭的切換和跟蹤方法，按技術(shù)發(fā)展順序可分為四類：①紅外線跟蹤；②超聲波切換；③射頻切換；④圖像識別跟蹤 [5 ]。有些技術(shù)已逐步被淘汰，圖像識別跟蹤技術(shù)是目前最先進(jìn)、應(yīng)用效果最好的。目前一些自動錄播系統(tǒng)會用到其中一種或多種技術(shù)。

圖像識別跟蹤技術(shù)采用一臺攝像機(jī)攝取、分析教師圖像，通過運(yùn)動和顏色分析判斷老師的位置，采用兩臺輔助攝像機(jī)根據(jù)雙目原理，能識別站起來發(fā)言學(xué)生的 X、Y坐標(biāo)，以及教師在過道活動的位置[6 ]。目前北京翰博爾、中廣上洋、杭州科創(chuàng)、廣州奧威亞等廠商都是采用了該技術(shù)。另外，有些廠商的系統(tǒng)還有個跟蹤攝像機(jī)放置在黑板（或白板）附近，用于攝取、分析師生書寫板書時的圖像。

4 當(dāng)前自動錄播系統(tǒng)應(yīng)用存在的問題

（1）目前的全自動錄播系統(tǒng)還不是十分完美，同人工操作相比，精確度較差，會出現(xiàn)跟蹤不及時，切換不精確等問題。比如有時切換不平滑，出現(xiàn)多個畫面跳動切換的情況；有時切換不到位，畫面會出現(xiàn)鏡頭搖移、跟蹤、變焦等過程 [7 ]。

（2）圖像識別技術(shù)畢竟是一種低層次的自動觸發(fā)反應(yīng)，其技術(shù)仍有待完善，當(dāng)學(xué)生區(qū)域有伸懶腰、舉手、學(xué)生走動等時，會錯誤識別；后期特技有待豐富，使切換更美觀 [8 ]。

（3）自動錄播系統(tǒng)存在著景別變化較少、都是俯視鏡頭，這就大大削弱了視頻的藝術(shù)性，其錄制的畫面稍顯呆板。

（4）適合錄制一般的講授式教學(xué)、微課、講座的錄像，不太適合實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)以及各類以學(xué)生為中心的教學(xué)模式課程的錄制。這些問題還需要電子科技的進(jìn)一步發(fā)展才能更好地解決。

5 新形勢下自動錄播教室建設(shè)與應(yīng)用需考慮的因素

筆者在主持本校自動錄播教室設(shè)計(jì)與建設(shè)過程中，通過大量文獻(xiàn)研究與實(shí)地考察，反復(fù)論證與設(shè)計(jì)，并在應(yīng)用過程中，不斷解決各類問題，總結(jié)出在新形勢下自動錄播系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用需要考慮的幾個因素，以期給后續(xù)高校相關(guān)建設(shè)提供一些借鑒和參考。

5.1 自動錄播教室建設(shè)方面的因素

（1）自動錄播教室參照什么樣的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)？建設(shè)一個自動化錄播系統(tǒng)的教室，投入較大，涉及聲、光學(xué)等方面環(huán)境建設(shè)要求，需按照準(zhǔn)專業(yè)化演播室建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。比如，在聲學(xué)環(huán)境建設(shè)中，建議把原有教室窗戶、天花板用輕鋼龍骨及隔音材料封閉，教師及學(xué)生活動區(qū)域頂部放置指向性吊麥，這樣教師就無需使用手持話筒，減少聲音忽大忽小的問題，充分發(fā)揮其肢體語言的魅力。建議使用地膠，而不用實(shí)木地板，減少錄播過程中的雜音。在光學(xué)環(huán)境建設(shè)方面，建議在天花板吊頂上安裝多個60 cm×60 cm以上的LED燈，保障色溫、光照強(qiáng)度及亮度的均勻性。

（2）雙屏顯示與雙板教學(xué)系統(tǒng)更具魅力。根據(jù)被拍攝物體與周圍環(huán)境亮度差異，在傳統(tǒng)投影加幕布環(huán)境下拍攝的畫面較差；在短焦投影加電子白板環(huán)境下拍攝的畫面效果一般；而在觸控一體機(jī)雙屏環(huán)境下拍攝的畫面最好。所以預(yù)算充足的前提下，盡量選擇兩臺84寸左右的觸控一體機(jī)作為顯示設(shè)備。在這種雙屏環(huán)境下，在軟件方面建議使用雙板（屏）教學(xué)系統(tǒng)才能充分展示雙屏的魅力，如華中師大開發(fā)的盤古電子雙板教學(xué)平臺就是一款優(yōu)秀的教學(xué)展示系統(tǒng)。

（3）沙龍室建設(shè)及桌椅配置要考慮周全?？臻g足夠的話，建議在隔壁教室或辦公室配套建設(shè)一個沙龍室，既能直播觀看微格教學(xué)，又能在課后多人參與教學(xué)反思與研討。按一般課堂教學(xué)要求，學(xué)生桌椅一般有60～64個座位。但也要考慮到開展實(shí)驗(yàn)課或其他教改課程，所以建議桌椅是帶萬向輪的，可隨意組合，以滿足不同類型課堂教學(xué)的需要。

（4）自動錄播系統(tǒng)基于ARM架構(gòu)還是X86架構(gòu)。ARM架構(gòu)本身定位于嵌入式平臺，應(yīng)付輕量級、目的單一明確的程序，現(xiàn)在應(yīng)用于移動設(shè)備上正是得心應(yīng)手。X86架構(gòu)定位于桌面和服務(wù)器，這些平臺上很多應(yīng)用是計(jì)算密集型的，比如多媒體編輯、科研計(jì)算、模擬等等[9 ]。因此，高校購置自動錄播系統(tǒng)應(yīng)優(yōu)先考慮使用X86架構(gòu)，其優(yōu)勢是應(yīng)用更豐富、與其它應(yīng)用銜接更緊密、系統(tǒng)及硬件升級更便捷。

（5）自動錄制與人工錄制要兩不誤。因?yàn)樽詣愉洸ハ到y(tǒng)本身的一些缺點(diǎn)，錄制精品級別的視頻如精品視頻公開課、微課、慕課，建議使用比較專業(yè)的高清攝像機(jī)，由錄制人員現(xiàn)場手動控制各攝像機(jī)錄制。如果經(jīng)費(fèi)充足，有必要在自動錄播教室環(huán)境建設(shè)時，安裝人工錄制所需要的設(shè)備及線材，包括預(yù)埋三個機(jī)位以上的HDMI、HD-SDI線，以及VGA線引入監(jiān)控室，按需配套高清視頻切換臺、硬盤錄像機(jī)、提詞器、非編工作站等。這就讓兩種錄制方式都可以使用，保障錄制項(xiàng)目的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)一室多用，最大化提高自動錄播教室的利用率。

5.2 自動錄播教室應(yīng)用方面的因素

（1）是否具有課堂網(wǎng)絡(luò)在線直播與遠(yuǎn)程互動。課堂網(wǎng)絡(luò)在線直播是當(dāng)前自動錄播系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置，除了沙龍區(qū)能現(xiàn)場觀看直播外，校園網(wǎng)有權(quán)限的用戶登錄直播系統(tǒng)，可以直接在IE瀏覽器觀摩直播課堂，免插件、免安裝，在線人數(shù)基本不受限制。另外還可以在錄播時，直接生成不同碼率的視頻供觀看人員選擇。這樣不僅一般課堂、像一些專家講座、重要會議都可以在錄播教室進(jìn)行錄播，可以迅速擴(kuò)大視頻的傳播范圍。部分廠商也開發(fā)出遠(yuǎn)程互動的功能，通過在移動設(shè)備運(yùn)行配套的APP軟件，實(shí)現(xiàn)與課堂師生的互動。

（2）資源管理功能是否先進(jìn)完備。部分廠商配套開發(fā)于基于B/S架構(gòu)資源管理平臺，具有用戶管理、權(quán)限管理、資源的發(fā)布點(diǎn)播，滿足資源的網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用和管理。與錄制系統(tǒng)整合，錄制后自動上傳，實(shí)現(xiàn)資源分類檢索，逐步形成網(wǎng)絡(luò)課程體系，為高校積累寶貴的教學(xué)資源。因此我們購置時有必要考慮該資源管理平臺是否先進(jìn)完備。

（3）微格評估功能不能少。許多高校建設(shè)自動錄播教室，一大任務(wù)是要進(jìn)行微格評估，著力提升青年教師教學(xué)水平，所以微格評估功能是需要考慮的一個重要問題。部分廠商的全自動課程錄播系統(tǒng)內(nèi)含一套完整的微格評測體系，形成在線評估、微格評測、技能訓(xùn)練和教學(xué)研究的平臺。專家教師可以網(wǎng)絡(luò)在線實(shí)時打分、添加評語，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)匯總，生成評估報(bào)告，并且與課程資源同步存儲，便于后期回放中的觀摩指導(dǎo)。

（4）后期編輯與加工應(yīng)用是快捷方便。某些自動錄播系統(tǒng)有配套編輯平臺，實(shí)現(xiàn)錄制資源的后期處理，操作簡便快捷。包括具有裁減、合并、片頭、片尾、臺標(biāo)、字幕、畫中畫、特效等功能，實(shí)現(xiàn)多種格式的轉(zhuǎn)換。另外還需支持項(xiàng)目機(jī)制，與專業(yè)非編軟件能無縫鏈接，部分廠商已經(jīng)有相關(guān)配套軟件。該系統(tǒng)在集中編輯后，選擇空閑時間批量生成，完成后系統(tǒng)自動關(guān)機(jī)等功能比較實(shí)用。

6 結(jié) 語

為了進(jìn)一步滿足教育教學(xué)需要，高校要大力建設(shè)與普及自動錄播教室。它為教學(xué)反思活動及教學(xué)資源建設(shè)提供了極大的便利，是高校實(shí)現(xiàn)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)教學(xué)重要手段。因此在建設(shè)與應(yīng)用自動錄播教室過程中，要通盤考慮學(xué)校的實(shí)際需要，科學(xué)規(guī)劃、物盡其用，為學(xué)校教育教學(xué)事業(yè)添磚加瓦。

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[收稿日期]2017-01-12

[基金項(xiàng)目]2016年度廣西高等教育本科教學(xué)改革工程項(xiàng)目（2016JGB 332）； 2014年右江民族醫(yī)學(xué)院教學(xué)法專項(xiàng)教改課題（JGZB2014-10）。

[作者簡介]段寧貴（1979-），男，湖南寧遠(yuǎn)人，教育學(xué)碩士，講師，主要研究方向：計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)，教育技術(shù)應(yīng)用。