基于OBS軟件的在線直播技術(shù)在遠(yuǎn)程教學(xué)的應(yīng)用研究

張瑞英 陳秀蘭

摘要：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和計(jì)算機(jī)處理能力的增強(qiáng)，以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)和新設(shè)備應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育中，教師可以通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳播的音視頻教學(xué)，學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地接收到學(xué)習(xí)資源。本文主要是針對(duì)OBS軟件在甘肅電大直播教學(xué)應(yīng)用進(jìn)行研究，探索通過云、路、端進(jìn)行在線直播教學(xué)的技術(shù)路線和方法，實(shí)現(xiàn)信息技術(shù)和教學(xué)融合發(fā)展。

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)程教育;流媒體;OBS;在線直播教學(xué)

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）29-0193-03

1 引言

在線直播教學(xué)是把實(shí)時(shí)拍攝的音視頻信息經(jīng)過壓縮后傳到特定的視頻服務(wù)器上，并在Internet上提供服務(wù)。通過在線視頻直播新技術(shù)，可以為教師搭建一個(gè)全新的直播平臺(tái)，拓展了教學(xué)實(shí)現(xiàn)方法。教師可以在辦公室、在家進(jìn)行實(shí)時(shí)授課，學(xué)生通過使用電腦或手機(jī)等移動(dòng)終端觀看直播，并與老師進(jìn)行互動(dòng)交流，從而實(shí)現(xiàn)了時(shí)時(shí)、處處能學(xué)、能教的目標(biāo)，拉近了遠(yuǎn)程教育中教師與學(xué)生的距離，提高了教師適應(yīng)遠(yuǎn)程教育的能力，豐富了教師的教學(xué)模式及學(xué)生的學(xué)習(xí)模式。

2 在線直播技術(shù)

在線直播通過現(xiàn)場(chǎng)直播，同步收看、現(xiàn)場(chǎng)感強(qiáng)等特點(diǎn)，從而被越來越多的教師應(yīng)用于教學(xué)中。在線直播的實(shí)現(xiàn)主要依賴于三個(gè)方面：一是網(wǎng)絡(luò)帶寬的提高;二是音頻和視頻信號(hào)壓縮技術(shù)的日益完善;三是適用于實(shí)時(shí)傳輸?shù)膮f(xié)議和技術(shù)的出現(xiàn)。流媒體技術(shù)和它的控制協(xié)議對(duì)于在線直播這種實(shí)時(shí)性要求很高的應(yīng)用來說，是最好的解決方案。

2.1 流媒體技術(shù)

流媒體也叫流式媒體（Streaming Media），即媒體信號(hào)不經(jīng)過存貯，實(shí)時(shí)從發(fā)送端傳送到各接收端，中間幾乎沒有延時(shí)。使用流媒體，一個(gè)Web用戶無須在觀看音視頻之前先耗費(fèi)大量時(shí)間下載一個(gè)大文件，而是流媒體以一定的速率發(fā)送，具有邊到達(dá)邊顯示的優(yōu)勢(shì)，用戶不用將所有下載的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，從而節(jié)省了大量的磁盤空間。

2.2 流式傳輸

流式傳輸技術(shù)又分兩種，一種是順序流式傳輸（Progres-sive Streaming），另一種是實(shí)時(shí)流式傳輸（Real Time Streaming）。順序流式傳輸是順序下載，在下載文件的同時(shí)用戶可以觀看，但用戶看到的是服務(wù)器之前已經(jīng)上傳的音視頻。在實(shí)時(shí)流式傳輸中，音視頻信息可被實(shí)時(shí)觀看到，但是在這種傳輸方式中，如果網(wǎng)絡(luò)傳輸狀況不理想，則收到的信號(hào)效果比較差。

3 在線直播教學(xué)

在線直播教學(xué)分為兩部分：一是視頻采集，用到OBS直播軟件;二是視頻直播，通過我校直播平臺(tái)http：//live.gsrtvu.cn/進(jìn)行同步直播。

3.1 0BS軟件安裝及使用

OBS是Open Broadcaster Software的簡(jiǎn)稱，是一款開源軟件，用于視頻錄制和直播。它的功能特點(diǎn)是：占用資源相對(duì)較少，對(duì)配置要求相對(duì)較低，不用再次壓縮，直播RTMP流媒體兼容很多直播平臺(tái)，MP4或者FLV文件輸出，支持DirectShow捕獲設(shè)備（攝像頭、采集卡），編碼使用H264（X264）和AAC，無限數(shù)量的場(chǎng)景和來源，性能穩(wěn)定。

3.1.1 0BS軟件安裝

本文是在Windows 7操作系統(tǒng)下進(jìn)行OBS直播軟件安裝。

從http：//www.obsapp.com/obsdownload/網(wǎng)站下載OBS經(jīng)典版OBS-v0.659b.exe文件，雙擊進(jìn)行安裝，安裝過程中如果彈出提示“安裝directX視頻加速軟件”，單擊“是”，下載并安裝，然后重新雙擊OBS安裝文件進(jìn)行OBS軟件安裝。

3.1.2 0BS軟件使用

雙擊圖標(biāo)■打開OBS直播軟件。

1）進(jìn)行直播設(shè)置。

單擊“設(shè)定”按鈕，選擇“編碼”，可以設(shè)置最大比特率（默認(rèn)值為1000），如果帶寬不是很好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，可以修改最大比特率為720或更小。

單擊“設(shè)定”按鈕，選擇“廣播設(shè)定”，在模式下拉選項(xiàng)中選擇“只輸出文件”，則只是錄制視頻，在檔案路徑中可以設(shè)置錄制視頻保存在本地電腦的位置;選擇“直播流”，則可以進(jìn)行直播，在FSM URL中輸入直播服務(wù)器地址rtmp：ii服務(wù)器的IP地址：1935/live，其中rtmp是協(xié)議名稱，在串碼流中輸入直播平臺(tái)管理員分配給教師的直播間名稱，在檔案路徑中設(shè)置直播視頻保存在本地電腦的位置。

2）添加場(chǎng)景和來源

在OBS軟件界面可以添加場(chǎng)景和來源，場(chǎng)景相當(dāng)于圖層，可以設(shè)置幾種不同的畫面，來源則是教師想展現(xiàn)給學(xué)生畫面的來源，通過單擊鼠標(biāo)右鍵添加即可，包含以下來源。

顯示器獲?。?jiǎn)纹聊换蚨嗥聊贿x擇某個(gè)顯示器全屏幕或部分屏幕給學(xué)生看。

圖片源：有自己或?qū)W校Logo可以掛上去。

文字來源：寫一些給學(xué)生看的話或提示。

視頻捕捉設(shè)備：攝像頭、采集卡等采集外設(shè)畫面接人口。

3）開始直播

開始直播，在軟件界面單擊下列相應(yīng)的按鈕即可，包含以下按鈕：

開始串流：開始直播。

編輯場(chǎng)景：手動(dòng)調(diào)節(jié)直播畫面，如文字、圖片位置調(diào)整或伸縮等功能。

開始錄制：用OBS錄制視頻，以便課后教師可以編輯或者上傳視頻至服務(wù)器，默認(rèn)錄制為.flv格式視頻，可以修改檔案路徑保存視頻后綴名為.mp4格式。

預(yù)覽串流：不直播的前提下模擬直播畫面，可測(cè)試是否跳幀、碼率變化、畫面調(diào)節(jié)等數(shù)據(jù)。

3.2 在線直播平臺(tái)介紹

甘肅電大在線直播平臺(tái)采用J2EE+Mysql技術(shù)路線研發(fā)，通過red5流媒體轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了視頻點(diǎn)播直播，可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)直播、PC直播并與甘肅電大云教室連接，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)直播。平臺(tái)為教師開辟空間，可以管理直播和點(diǎn)播課程，其中包括課程分類、添加錄播課程、添加直播課程、修改錄播課程信息、修改直播課程信息、查詢課程信息、直播課程交流互動(dòng)、下載課件、統(tǒng)計(jì)等功能。

其功能圖如圖1所示。

甘肅電大在線直播平臺(tái)使用的是rtmp協(xié)議，rtmp（實(shí)時(shí)消息傳輸協(xié)議）是一種設(shè)計(jì)用來進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，主要用來在Flash/AIR平臺(tái)和支持rtmp協(xié)議的流媒體/交互服務(wù)器之間進(jìn)行音視頻和數(shù)據(jù)通信。直播實(shí)現(xiàn)基于rtmp推送視頻流，拉流播放，推流技術(shù)是指將直播內(nèi)容推送至服務(wù)器的過程，拉流為服務(wù)器已有直播內(nèi)容，用指定地址進(jìn)行拉取的過程。實(shí)現(xiàn)在線直播教學(xué)如圖2所示。

如果教師直播教學(xué)使用的是臺(tái)式電腦，則需要配置攝像頭和麥克風(fēng)，如果是筆記本電腦，則使用筆記本電腦內(nèi)置攝像頭和麥克風(fēng)。學(xué)生可以通過手機(jī)，電腦等多終端收看直播教學(xué)。

首先管理員登錄甘肅電大在線課堂后臺(tái)，添加直播課程，設(shè)定直播起止時(shí)間，給教師分配串碼流。

然后教師設(shè)置本機(jī)OBS軟件直播FMS URL、串碼流、檔案路徑等，點(diǎn)擊“開始串流”按鈕，則開始直播。

此時(shí)學(xué)生可以在瀏覽器地址欄輸入http：//live.gsrtvu.cn/打開網(wǎng)站，收看直播課程。

通過在線直播教學(xué)測(cè)試，直播服務(wù)器配置為內(nèi)存4G，CPU內(nèi)核為E5-2665 @2.4GHz時(shí)，可以承載170人同時(shí)觀看直播教學(xué)，直播有12秒延遲現(xiàn)象，但不影響整體觀看效果。同時(shí)，后期的使用我們已經(jīng)優(yōu)化直播服務(wù)器的配置。

4 在線直播教學(xué)應(yīng)用

2020年春季學(xué)期初，我校針對(duì)OBS軟件的下載使用對(duì)學(xué)校學(xué)院教師進(jìn)行了培訓(xùn)，通過10名教師進(jìn)行了10門課程試播一講內(nèi)容，通過釘釘會(huì)議和現(xiàn)場(chǎng)會(huì)議與學(xué)院教師交流了教學(xué)心得、技巧、儀態(tài)、直播教學(xué)中需要注意的問題等內(nèi)容，同時(shí)在我校甘肅廣播電視大學(xué)微信公眾號(hào)推送了新聞“甘肅電大在線直播軟件介紹”。

目前，我校在2020年春季學(xué)期共安排了29名教師共65門課程進(jìn)行在線直播，我校教師已通過OBS軟件和我校在線課堂進(jìn)行直播授課。通過甘肅電大在線課堂，可以實(shí)時(shí)查看課程瀏覽情況，將錄制視頻上傳至甘肅電大在線課堂，沒有看到直播的學(xué)生可以點(diǎn)擊錄播視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，圖3是在線直播教學(xué)實(shí)例及部分直播課程統(tǒng)計(jì)界面。

5 在線直播教學(xué)應(yīng)用分析

通過我校不斷在線直播教學(xué)的實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)存在以下問題，我們也通過相應(yīng)方式進(jìn)行了解決。目前使用情況良好，存在問題及解決方法列舉如下：

1）網(wǎng)絡(luò)不太好，要減少畫面來源個(gè)數(shù)，降低編碼，具體為在OBS軟件界面進(jìn)行選擇來源進(jìn)行調(diào)整，單擊“設(shè)定，，”按鈕一選擇“編碼”一調(diào)整最大比特率的值（不要超過720）;

2）如果直播過程無視頻播放，則電腦揚(yáng)聲器設(shè)置為靜音進(jìn)行直播以減少雜音，操作為電腦狀態(tài)欄單擊喇叭圖標(biāo)，單擊靜音;聲音太小，可以調(diào)整麥克風(fēng)音量，操作為單擊電腦開始一“控制面板”一單擊“硬件和聲音”一單擊“更改系統(tǒng)聲音”打開聲音對(duì)話框一選擇“錄制”菜單項(xiàng)一選中“麥克風(fēng)”單擊“屬性”一選擇“級(jí)別”菜單一調(diào)整麥克風(fēng)及麥克風(fēng)加強(qiáng)值，單擊“確定”按鈕即可;

3）PPT幻燈片要根據(jù)桌面分辨率調(diào)整大小，設(shè)置為16：9或4：3保證PPT在播放狀態(tài)全屏顯示，單擊PPT的“設(shè)計(jì)”菜單項(xiàng)一選擇“幻燈片大小”或“頁面設(shè)置”進(jìn)行調(diào)整;

4）攝像頭注意調(diào)整人物距離及方位，可以提前錄制一段視頻看一下聲音畫面效果，單擊OBS軟件界面“設(shè)定，.”按鈕一選擇“廣播設(shè)定”一選擇模式為“只輸出文件”，可以設(shè)置檔案路徑（也可以是默認(rèn)地址）一單擊“確定按鈕”，點(diǎn)擊“開始錄制”按鈕錄制視頻，錄完可以在檔案路徑下找到錄制好的視頻查看效果。

另外，直播的同時(shí)可以錄制視頻，后期共享給學(xué)生回看，可以創(chuàng)建一個(gè)QQ群或微信群進(jìn)行互動(dòng)，課程直播講解過程中不建議互動(dòng)，講解完后，可以通過手機(jī)打開QQ群或微信群查看問題，同步直播解答。

6 總結(jié)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、智能終端和新媒體技術(shù)的廣泛應(yīng)用，甘肅電大采用OBS軟件、流媒體服務(wù)器、在線直播平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了課程直播。另外，在網(wǎng)絡(luò)帶寬、課程直播間、網(wǎng)絡(luò)安全、資源備份和流媒體服務(wù)器負(fù)載均衡多個(gè)方面的建設(shè)，保障了網(wǎng)絡(luò)直播的正常進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)可提高教師對(duì)新媒體技術(shù)的使用能力，改善學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為學(xué)習(xí)者提供隨時(shí)隨地的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)支持服務(wù)，網(wǎng)絡(luò)直播教學(xué)也將得到廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]周奇.直播課在線教育平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].北京：北京交通大學(xué)，2018.

[2]張莞雪，基于在線教育環(huán)境下實(shí)時(shí)直播教學(xué)的思考[J].軟件導(dǎo)刊·教育技術(shù)，2016，15（11）：77-79.

[3]許志明，瞿文政，陳俊填，等，基于Android平臺(tái)的在線教育直播系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2019，29（2）：216-220.

[4]勝楚倩，遠(yuǎn)程教育直播課堂的教學(xué)模式研究[J].教育現(xiàn)代化，2018，5（14）：146-150.

【通聯(lián)編輯：王力】

作者簡(jiǎn)介：張瑞英（1986-），女，甘肅蘭州人，講師，碩士，主要從事校園網(wǎng)管理、教學(xué)平臺(tái)管理和計(jì)算機(jī)教學(xué)工作。