云校園電視臺(tái)構(gòu)建探析與實(shí)踐研究

劉文峰 楊磊

關(guān)鍵詞：校園電視臺(tái) ? 虛擬演播室 ? 錄播教室 ? 視訊平臺(tái)

隨著我國(guó)職業(yè)院校現(xiàn)代教育事業(yè)的不斷發(fā)展和素質(zhì)教育的不斷深化，“互聯(lián)網(wǎng)+”教育教學(xué)模式的深入研究，開(kāi)放性、交互式的教學(xué)平臺(tái)逐步被廣泛應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中。在學(xué)院網(wǎng)絡(luò)硬件基礎(chǔ)設(shè)施日趨成熟的情況下，利用國(guó)內(nèi)先進(jìn)的現(xiàn)代教育技術(shù)改革傳統(tǒng)教育技術(shù)，已經(jīng)成為學(xué)院信息化發(fā)展必然的趨勢(shì)。通過(guò)云校園電視臺(tái)建設(shè)，我們積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，樂(lè)與大家分享。

一、云校園電視臺(tái)建設(shè)的意義

云校園電視臺(tái)的建設(shè)，有助于促進(jìn)學(xué)生自主探索，培養(yǎng)創(chuàng)新思維，拓寬學(xué)生的視野，建立網(wǎng)絡(luò)視訊資源管理教學(xué)平臺(tái)。直播及記錄學(xué)院內(nèi)發(fā)生的重大事件、活動(dòng)，拓寬學(xué)校宣傳面; 邀請(qǐng)各專業(yè)佼佼者開(kāi)展名師課堂、名生講堂，實(shí)現(xiàn)師生共同觀摩學(xué)習(xí);實(shí)現(xiàn)微課、MOOC自動(dòng)錄制、遠(yuǎn)程授課、教學(xué)講義顯示，實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí);建設(shè)虛擬演播室，通過(guò)全三維、真人與虛擬布景和道具融合，將抽象的教學(xué)內(nèi)容直觀形象地展現(xiàn)出來(lái)，方便學(xué)生掌握。

二、云校園電視臺(tái)的建設(shè)思路

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)一年的調(diào)查研究，首先需要確定一款基于校園網(wǎng)絡(luò)的視頻直播管理平臺(tái)作為全院視訊基礎(chǔ)平臺(tái)。該平臺(tái)需有以下功能：開(kāi)放視頻碼流接入端口、播放兼容性好、基于HTML5技術(shù)實(shí)現(xiàn)PC與移動(dòng)端均可實(shí)現(xiàn)性能穩(wěn)定、流暢直播、點(diǎn)播的視訊資源管理平臺(tái)，能夠兼容對(duì)接國(guó)內(nèi)外廣播電視領(lǐng)域行業(yè)主流品牌索貝、中廣上洋等專業(yè)設(shè)備，使其作為本方案的核心攝、錄、編設(shè)備，從而確保電視臺(tái)建設(shè)達(dá)到專業(yè)水平。經(jīng)多方技術(shù)人員協(xié)作研究、探索、論證，最終實(shí)現(xiàn)不同視頻碼流兼容的測(cè)試，形成校園電視節(jié)目、各類視頻課程的直播、點(diǎn)播，微課、 MOOC自動(dòng)錄制、發(fā)布等多功能的云校園電視臺(tái)建設(shè)方案。

三、云校園電視臺(tái)系的技術(shù)架構(gòu)分析

云校園電視臺(tái)系統(tǒng)主要分為演播室系統(tǒng)、錄制編輯系統(tǒng)、校園電視發(fā)布系統(tǒng)三個(gè)部分。

（一）演播室系統(tǒng)建設(shè)

經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)地方電視臺(tái)演播室對(duì)場(chǎng)地要求非常高，層高最低6米，需要專業(yè)級(jí)攝像機(jī)、調(diào)音臺(tái)等設(shè)備，投資巨大，且要求專業(yè)人員操作。對(duì)于眾多沒(méi)有開(kāi)設(shè)電視攝錄、影視制作專業(yè)的院校，這種專業(yè)電視臺(tái)的建設(shè)方案顯然不是最佳方案，存在投資大、利用率低、對(duì)教育教學(xué)貢獻(xiàn)不大等問(wèn)題。為此我們重新探索制定了切合職業(yè)院校實(shí)際需求的云電視臺(tái)演播室建設(shè)方案并予以實(shí)施。

1.專業(yè)的系統(tǒng)規(guī)劃及燈光裝修。根據(jù)學(xué)院情況，我們采用集成度高的虛擬演播室的方式。攝像設(shè)備選用索尼小型專業(yè)攝像機(jī)，虛擬演播室核心服務(wù)器選用索貝廣播級(jí)播出服務(wù)器，委托威海某公司對(duì)演播室進(jìn)行專業(yè)的光學(xué)、聲學(xué)等基礎(chǔ)設(shè)施的裝修，達(dá)到演播室系統(tǒng)建設(shè)的基本要求。系統(tǒng)拓?fù)鋱D、裝修頂視效果圖、演播室實(shí)景圖如下：

2.核心設(shè)備的選用。 我們采用專業(yè)廣播級(jí)虛擬演播系統(tǒng)，具有4路外視頻信號(hào)輸入，其中1路支持虛擬色鍵摳像，2路本地硬盤文件回放， 8路信號(hào)在線特效切換功能，可實(shí)現(xiàn)虛擬與實(shí)景特效切換融合，8路多畫(huà)面預(yù)監(jiān)、圖文字幕制作與疊加、視頻錄制以及流媒體編碼直播功能;系統(tǒng)支持外置切換臺(tái);內(nèi)置100套三維高清虛擬場(chǎng)景。

3.系統(tǒng)架構(gòu)的選用。虛擬演播系統(tǒng)采用虛擬搖臂運(yùn)動(dòng)跟蹤功能，最大限度地貼近虛擬演播室的情景，并且靈活運(yùn)用機(jī)電傳感跟蹤模式，實(shí)現(xiàn)跟拍與特寫(xiě)，極大提升虛擬演播室節(jié)目的效果。

4.效果實(shí)現(xiàn)的支持。該系統(tǒng)支持真三維模型場(chǎng)景、動(dòng)態(tài)視頻等多種模式，可以實(shí)現(xiàn)全場(chǎng)景顯示和虛擬場(chǎng)景畫(huà)面，實(shí)現(xiàn)與演播室內(nèi)的場(chǎng)景畫(huà)面的無(wú)縫結(jié)合。操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大、輸出畫(huà)質(zhì)質(zhì)量高，最大限度地發(fā)揮了虛擬演播室的神奇功能，為學(xué)院錄制精品資源共享課發(fā)揮了重要作用。

（二）錄制編輯系統(tǒng)建設(shè)

錄制編輯系統(tǒng)采用全新概念“多通道采編播一體機(jī)”，具有真正意義上的廣電級(jí)高清（Full HD1080 P，PAL25幀）視頻的錄制能力、現(xiàn)場(chǎng)直播以及非線性后期編輯制作能力，系統(tǒng)采用64位操作系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，借助索貝在專業(yè)廣電領(lǐng)域20多年的技術(shù)積累和優(yōu)秀的產(chǎn)品研發(fā)能力，實(shí)現(xiàn)廣播級(jí)圖像質(zhì)量和文件格式的錄制、直播、多機(jī)位后期節(jié)目編輯。集成錄播系統(tǒng)滿足高職院校對(duì)系統(tǒng)便捷性的實(shí)際需求，該設(shè)備可以完全替代傳統(tǒng)多機(jī)位錄制系統(tǒng)并進(jìn)行日常節(jié)目的后期制作;還可以作為移動(dòng)收錄制作系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行大型活動(dòng)、重大會(huì)議的現(xiàn)場(chǎng)錄制和后期制作;也可以用于各專業(yè)實(shí)訓(xùn)課、現(xiàn)場(chǎng)課、培訓(xùn)課的攝錄編，借助校園網(wǎng)絡(luò)和視頻平臺(tái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)直播、點(diǎn)播功能。

我們選擇的多通道采編播一體機(jī)是集傳統(tǒng)演播室中的全自動(dòng)導(dǎo)播、手動(dòng)導(dǎo)播、多通道收錄、遠(yuǎn)程導(dǎo)播、網(wǎng)絡(luò)直播、遠(yuǎn)程互動(dòng)、云臺(tái)控制、字幕、角標(biāo)、外設(shè)管控、非編制作等系統(tǒng)設(shè)備的功能于一身，可以獨(dú)立完成傳統(tǒng)演播室中多通道節(jié)目信號(hào)切換、聲音調(diào)整、后期制作等功能。以強(qiáng)大的功能、小巧的體積、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，徹底解決了多通道錄制與后期制作系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜、采購(gòu)成本高昂、安裝調(diào)試?yán)щy、設(shè)備維護(hù)麻煩等諸多問(wèn)題。

1.多通道信號(hào)輸入。設(shè)備支持六通道輸入，支持加載SDI攝像機(jī)信號(hào)、VGA/DVI電腦信號(hào)、IP網(wǎng)絡(luò)視頻流信號(hào)以及本地視音頻文件、片頭片尾片花、圖片素材;支持廣播級(jí)專業(yè)攝像機(jī)SDI信號(hào)輸入，支持IP攝像機(jī)輸入;支持所有全制式、1080P信號(hào)輸入。

2.通道類型自定義。學(xué)院可自定義輸入通道的信號(hào)來(lái)源，包括SDI信號(hào)、DVI信號(hào)、IP流信號(hào)、本地文件和多屏合成畫(huà)面，并可任意組合。如可選擇“SDI信號(hào)+本地文件”的組合，或“SDI信號(hào)+IP視頻流+本地文件+多頻合成畫(huà)面”的組合等。除了通道類型之外，還可自定義是否錄制該通道。

3.廣播級(jí)專業(yè)高清視頻采集。采用索貝廣播級(jí)專業(yè)高清視頻板卡，支持4路HD-SDI信號(hào)輸入，全面支持各種高清攝像機(jī)的輸出信號(hào)并兼容標(biāo)清。板卡穩(wěn)定性強(qiáng)，信號(hào)指標(biāo)通過(guò)了國(guó)家廣電總局的全面檢測(cè)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

4.多路碼流同步錄制和多通道視頻流錄制。能實(shí)現(xiàn)電影模式、資源模式等多種模式的同步錄制，錄制結(jié)果可以輸出為多種文件類型，也可根據(jù)需要重新編輯節(jié)目，在非編系統(tǒng)中實(shí)時(shí)調(diào)用每一路通道的內(nèi)容，方便后期制作，還可以實(shí)現(xiàn)多通道合并輸出與同屏多窗口發(fā)布。整個(gè)錄制過(guò)程支持TS流文件格式，安全有保證。

（三）云發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)

云電視臺(tái)發(fā)布系統(tǒng)以學(xué)院現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)為傳輸載體，搭建校園綜合視訊信息發(fā)布系統(tǒng)，集網(wǎng)絡(luò)視頻、媒體播放、字幕新聞以及圖文信息為一體，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制將各種媒體信息進(jìn)行發(fā)布，兼顧功能性和宣傳性，增強(qiáng)互動(dòng)性和觀賞性。

1.系統(tǒng)支持局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)直播，直播延時(shí)≤1秒，支持客戶端斷點(diǎn)重連。

2.系統(tǒng)支持手機(jī)、PC、平板直接收看直播、點(diǎn)播，也支持HTML5發(fā)布到IPAD。

3.支持視頻、照片、文字以及其他有關(guān)內(nèi)容的發(fā)布，在服務(wù)器端，以時(shí)間順序做成播放列表，然后以“網(wǎng)絡(luò)廣播”或“網(wǎng)絡(luò)組播”的方式推送到每一個(gè)接收終端。

4.系統(tǒng)支持智能化與人性化的應(yīng)用需要，融入智能電源控制的技術(shù)和理念，所有信息發(fā)布的設(shè)備，均可以實(shí)現(xiàn)定時(shí)開(kāi)關(guān)、延時(shí)開(kāi)關(guān)、以及順序開(kāi)關(guān)，并且實(shí)現(xiàn)從物理上徹底斷電，從而減少工作人員的操作流程和減輕工作壓力，實(shí)現(xiàn)最大限度的“節(jié)能”。

四、應(yīng)用實(shí)踐研究

目前很多廠商對(duì)于多路教學(xué)視頻的錄制通常采用兩種方式： 電影模式和資源模式。 電影模式是指錄播主機(jī)對(duì)輸入的多路畫(huà)面進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)的切換拼接，將多個(gè)不同的視頻鏡頭拼接錄制為一個(gè)獨(dú)立的、連續(xù)的教學(xué)視頻。如果在錄制完成后發(fā)現(xiàn)鏡頭切換有誤， 只能重新錄制丟失掉的部分，耗時(shí)耗力。資源模式可以確保每路視頻信號(hào)都不會(huì)遺漏任何內(nèi)容，但資源模式也有缺陷，由于錄制下來(lái)的素材是多個(gè)獨(dú)立的媒體文件，需要專用的媒體播放器才能實(shí)現(xiàn)多視頻同步播放。 由于多路視頻同時(shí)顯示的模式并不符合一般人的觀看習(xí)慣， 資源模式錄制的視頻一般需要編輯，將其編排為電影模式的鏡頭切換方式才符合一般觀看習(xí)慣，但這樣會(huì)極大地增加教學(xué)視頻錄制的后期編輯壓力。

針對(duì)上述問(wèn)題，我們結(jié)合學(xué)院實(shí)際情況進(jìn)行系統(tǒng)整合，結(jié)合電影模式和資源模式兩者的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)間線的交互功能，取得了教學(xué)視頻錄制的革命性進(jìn)步。采用該功能時(shí)，錄播主機(jī)可以同時(shí)記錄下多路輸入的教學(xué)視頻信號(hào)，并保存為獨(dú)立的視頻文件。與傳統(tǒng)的資源模式的不同之處在于錄播主機(jī)能夠同時(shí)記錄下系統(tǒng)自動(dòng)（或手動(dòng)）模式下鏡頭切換的切點(diǎn)位置信息，再根據(jù)自己的需要，自動(dòng)截取所需要編輯的視頻，完成對(duì)多軌視頻的編輯。

我院采用的系統(tǒng)在演播室及移動(dòng)實(shí)訓(xùn)車間等場(chǎng)所錄制精品課時(shí)，可以將老師、學(xué)生、演講PPT等多路視頻信號(hào)同時(shí)錄制下來(lái)，實(shí)現(xiàn)多種模式錄制：?jiǎn)萎?huà)面電影模式、三畫(huà)面模式、多分屏模式、交互模式、畫(huà)中畫(huà)模式;可以直接生成完整的帶鏡頭切換的電影模式獨(dú)立文件;也可以保留多個(gè)攝像機(jī)同時(shí)拍攝的全部機(jī)位視頻文件;同時(shí)記錄自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)的鏡頭切換位置等數(shù)據(jù)，以供后期編輯使用。

五、結(jié)語(yǔ)

學(xué)院云校園電視臺(tái)系統(tǒng)建成后，承擔(dān)了學(xué)校多項(xiàng)節(jié)目的錄制任務(wù)，經(jīng)過(guò)半年高強(qiáng)度、多功能測(cè)試及實(shí)踐應(yīng)用，我們進(jìn)一步完善部分功能，使其更加適應(yīng)職業(yè)院校關(guān)于校園電視臺(tái)建設(shè)的實(shí)際需求。在日常的教育教學(xué)實(shí)踐應(yīng)用中，我們也積累較豐富的云校園電視臺(tái)建設(shè)和使用經(jīng)驗(yàn)，希望本方案能夠?yàn)閺V大兄弟院校校園電視臺(tái)的建設(shè)提供借鑒。

（作者單位：威海海洋職業(yè)學(xué)院）