基于綠屏摳像的微課錄制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：微課的核心內(nèi)容是短視頻，作為一種新型、短小精悍的教學(xué)資源的重要形式，微課在線上教學(xué)中發(fā)揮了不可替代的作用。結(jié)合教師的微課制作實(shí)際需求，展現(xiàn)了基于綠屏摳像的微課錄制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用策略，以提升教師與技術(shù)人員的資源開發(fā)能力，推進(jìn)線上教學(xué)資源的優(yōu)化與共享。

關(guān)鍵詞：綠屏摳像;微課錄制;慕課;資源

中圖分類號(hào)：G40-057 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2021）31-0120-02

2020年以來，受“新冠肺炎疫情”影響，線上教學(xué)迎來了難得的發(fā)展機(jī)遇。習(xí)慣依賴于面授教學(xué)的教師不得不適應(yīng)變化，轉(zhuǎn)變觀念，積極應(yīng)對(duì)線上教學(xué)的各種挑戰(zhàn)。學(xué)習(xí)模式的演變，學(xué)習(xí)資源的緊缺，對(duì)教師的信息化素養(yǎng)提出更高、更迫切的要求。緊跟知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)資源（微課）成為疫情期間線上教學(xué)過程中師生們的香餑餑，它既是教學(xué)重難點(diǎn)的主要承載體，也是學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)背景下開展泛在化學(xué)習(xí)的重要前提。

1微課與微課錄制系統(tǒng)概述

1 .1對(duì)微課的理解

作為一種新型的教育信息資源和課程創(chuàng)新的重要形式，“微課”在2011年在國(guó)內(nèi)首次提出以來，就以其“主題突出、短小精悍、交互性號(hào)、應(yīng)用面廣”等特點(diǎn)被廣泛認(rèn)可，微課概念的相關(guān)實(shí)踐與應(yīng)用也迅速展開[1]。Educause將微課定義為“一節(jié)的短小的視音頻，呈現(xiàn)某個(gè)單一的、嚴(yán)格定義的主題”， 在被用作在線、面對(duì)面或混合式教學(xué)的一部分時(shí)，可成為學(xué)習(xí)活動(dòng)的點(diǎn)綴，有利于增強(qiáng)課程主題的學(xué)習(xí)。焦建利[2]與黎加厚[3]等認(rèn)為微課是內(nèi)容短小，具有明確的教學(xué)目標(biāo)的短小視頻。由此可見，微課的核心內(nèi)容是短視頻，我們綜合以往文獻(xiàn)，認(rèn)為國(guó)內(nèi)外有關(guān)微課短視頻的制作形式有五類[4]。

1）電子黑板式。以教師講課的畫外音和電子黑板的動(dòng)態(tài)講義、板書相結(jié)合的形式呈現(xiàn)，這是可汗學(xué)院的常見微課形態(tài)。這類短視頻應(yīng)用面較小，特別適合用于需要板書的例題講解。

2）屏幕錄制式。以教師講課的畫外音和電腦錄屏軟件錄制視頻相結(jié)合的形式呈現(xiàn)，這類視頻教師并不出鏡，僅適合于屏幕操作過程的錄制。

3）卡通動(dòng)畫式。以教師講課的畫外音和電腦動(dòng)畫軟件制作的動(dòng)畫相結(jié)合的形式呈現(xiàn)，這類微課段視頻生動(dòng)形象深受學(xué)生們的喜愛，但制作難度大、費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

4）交互式微課?；贖TML5的交互式微課，利用交互式組件實(shí)現(xiàn)微課與學(xué)生的交互，讓學(xué)生在交互環(huán)節(jié)中自定步調(diào)、查看提示和獲得反饋。這類微課突破了以往微課短視頻的制作思路，大大提升了交互性、生動(dòng)性和趣味性，但制作難度較大，對(duì)教師的信息化素養(yǎng)要求很高。

5）實(shí)錄式微課。以教師的音視頻和觸摸式教學(xué)智能大屏或智慧黑板相結(jié)合的形式呈現(xiàn)，此類微課展現(xiàn)了教師在課堂上的真實(shí)講授過程，無論是講授PPT、電子板書、電腦界面操作都能一覽無余。是一款最全面的微課短視頻制作形式，但其缺點(diǎn)也是顯而易見的，需要技術(shù)人員重復(fù)多次的拍攝和后期編輯才能完成，費(fèi)時(shí)費(fèi)力成本也高。

由此可見，微課短視頻的制作門檻并不低，收效良好、制作精良就意味著較高的人力和物力。我校作為國(guó)家示范性高等職業(yè)院校，已經(jīng)在加強(qiáng)國(guó)家教育信息化政策的落實(shí)、推進(jìn)教學(xué)課堂結(jié)構(gòu)的變革等課題做出大量的嘗試與創(chuàng)新。隨著我校教育信息化的推進(jìn)，教學(xué)模式改革的不斷深入，作為“碎片化動(dòng)態(tài)視頻課程”的重要載體，微課資源建設(shè)需求迫在眉睫。微課錄制系統(tǒng)既能滿足一線教師的日常制作需求，又能兼顧特殊情況下的線上教學(xué)以及精品微課資源的建設(shè)需求，有效地充實(shí)和優(yōu)化我校的數(shù)字化教學(xué)資源庫(kù)，更好地助力我校的課程資源建設(shè)。

1.2 對(duì)微課錄制系統(tǒng)的要求

目前我校的微課資源主要由教師自行使用錄屏軟件和錄音設(shè)備制作，音質(zhì)和畫面質(zhì)量參差不齊;另有一部分教師依托落地的慕課項(xiàng)目并安排外包公司制作短視頻，音視頻質(zhì)量有保證但前期腳本制作時(shí)間長(zhǎng)且成本極大。結(jié)合我校教師的具體需求，我們認(rèn)為微課短視頻，首先應(yīng)具有廣播級(jí)的圖像質(zhì)量、清晰的音質(zhì);其次能滿足我校教師主流微課的制作要求，支持課件標(biāo)注（手寫輸入等）和清除標(biāo)注的功能等，支持教師出鏡與畫外音相結(jié)合的拍攝方式，可離線錄制本地保存，方便教師在沒有網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候制作微課;最后，操作便捷、界面簡(jiǎn)單易學(xué)，幾乎不需要后期制作。通過我們的多方調(diào)研，基于綠屏摳像的微課錄制系統(tǒng)融合拍攝、燈光、音頻、交互等多個(gè)環(huán)節(jié)，可以快速地用最精簡(jiǎn)的操作完成課程的拍攝，甚至可以達(dá)到單人自助式拍攝的目標(biāo)。

2微課錄制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 基于綠屏摳像的微課錄制系統(tǒng)原理

本系統(tǒng)包括三大功能模塊區(qū)，分別為綠屏幕區(qū)、提詞攝像區(qū)和微課系統(tǒng)合成區(qū)。綠屏幕區(qū)由投影儀和綠屏幕以及交互筆信號(hào)接收發(fā)射器構(gòu)成;提詞攝像區(qū)包括一臺(tái)可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)焦攝像頭和提詞顯示設(shè)備;微課系統(tǒng)合成區(qū)包括微課系統(tǒng)主機(jī)和筆記本電腦。微課系統(tǒng)主機(jī)將課件信號(hào)傳送給投影儀并最終顯示在綠屏幕上，筆記本電腦將臺(tái)詞傳送至提詞屏并勻速上滾顯示。當(dāng)教師站在綠屏幕前使用交互筆按下錄制鍵后，話筒拾取教師講課的聲音并記錄到微課系統(tǒng)主機(jī)中，與此同時(shí)攝像頭也將教師講課視頻記錄到微課系統(tǒng)主機(jī)和監(jiān)看器中，教師手中的交互筆可控制課件的翻頁(yè)，并將記錄交互筆的筆跡動(dòng)畫也同時(shí)一并輸入到微課系統(tǒng)主機(jī)內(nèi)，接著由微課主機(jī)系統(tǒng)為教師自動(dòng)摳像換場(chǎng)景，并將課件畫面與教師講課視頻疊加，最后合成輸出成片。

2.2 微課錄制系統(tǒng)的調(diào)試

微課錄制系統(tǒng)的調(diào)試如圖2所示。

1）將攝像機(jī)、微課主機(jī)、投影儀、監(jiān)看器、提詞器、提詞筆記本電腦、無線話筒、交互筆等設(shè)備全部開啟。

2）在微課主機(jī)中打開主程序，導(dǎo)入課件，選擇場(chǎng)景，安排教師站立在綠屏幕前，修改摳像參數(shù)，調(diào)整攝像機(jī)鏡頭和投影儀參數(shù)，直到監(jiān)看器中的合成圖像顏色真實(shí)、邊緣無毛刺、成像清晰為止。

3）在微課主機(jī)中打開交互筆程序后，在綠屏幕上定位8個(gè)交互筆觸點(diǎn)。安排教師使用交互筆嘗試按鍵、翻頁(yè)操作。

4）打開無線麥接收器和發(fā)射器電源，調(diào)節(jié)音量試音。

5）將教師的提詞文件導(dǎo)入到提詞軟件中，播放提詞調(diào)整上滾速度。

6）試錄制后，播放查看拍攝效果，如不滿意可重新調(diào)試。

7）正式錄制。

從整個(gè)調(diào)試過程看，步驟較為煩瑣，給微課系統(tǒng)的技術(shù)人員帶來了相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。特別是摳像參數(shù)的調(diào)整非常耗時(shí)，建議提前存儲(chǔ)好多個(gè)摳像模板以便在使用時(shí)直接調(diào)用。攝像機(jī)、投影儀、交互筆以及無線麥的調(diào)試相對(duì)簡(jiǎn)單易學(xué)。

總之，微課系統(tǒng)拍攝短視頻，就是以系統(tǒng)提供的場(chǎng)景文件作為背景層面，以課件和出鏡教師作為第2、3視頻層，在拍攝中適當(dāng)變換鏡頭的全景、遠(yuǎn)景和畫外音形式（也即課件特寫鏡頭），結(jié)合教師講課聲音，一鍵合成出高清微課短視頻。

2.3 系統(tǒng)功能特點(diǎn)

1）系統(tǒng)提供了多個(gè)可參數(shù)調(diào)節(jié)的摳像模式，可保證在不同膚色、服裝圖案和色彩的情況下，合成畫面平滑、不偏色，邊緣自然、無閃爍、無鑲邊。

2）在錄制過程中，可隨意切換教師的景別，從教師遠(yuǎn)景到教師近景再到畫外音形式，滿足教師不愿出鏡或少出鏡的特殊需求。

3）視音頻完全同步，采取高碼流錄制，音頻采樣率為44.1Khz，比特率為2-16Mbps，支持1080P、720P等高清MP4、AVI和MOV文件格式的直接輸出。

4）系統(tǒng)自帶多學(xué)科場(chǎng)景文件，一鍵合成教師講課、課件和場(chǎng)景等三層視頻，減少了后期編輯，減輕教師的錄課負(fù)擔(dān)。

5）提詞功能給教師拍攝微課，甚至給慕課制作都帶來了極大的便利。

3 結(jié)語(yǔ)

基于綠屏摳像的微課錄制系統(tǒng)能滿足微課短視頻的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，制作效率較高，成片質(zhì)量更高，是高校微課和慕課資源制作的首選。在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上，除了關(guān)鍵設(shè)備和軟件的選用要得當(dāng)，還需要在微課錄制系統(tǒng)的室內(nèi)環(huán)境改造上多下功夫，比如，吸音墻面的處理、隔音門的安裝以及燈光的選擇都非常重要。在整個(gè)系統(tǒng)的使用上，需要我們的技術(shù)人員提升調(diào)試技巧，注重積累經(jīng)驗(yàn)，善于開發(fā)生動(dòng)的課件形式和虛擬場(chǎng)景技術(shù)，生成更多有質(zhì)有量的微課短視頻。我們有理由相信，在高校微課資源制作的政策激勵(lì)下，微課錄制系統(tǒng)的技術(shù)人員與教師通力合作，微課將會(huì)在教育信息化領(lǐng)域中發(fā)揮出更大的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張一川，錢揚(yáng)義.國(guó)內(nèi)外“微課”資源建設(shè)與應(yīng)用進(jìn)展[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2013，31（6）：26-33.

[2] 焦建利.微課及其應(yīng)用與影響[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2013（4）：13-14.

[3] 黎加厚.微課的含義與發(fā)展[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育，2013（4）：10-12.

[4] 趙國(guó)棟，王冰一，劉京魯.微課在高校之應(yīng)用：從概念到制作技術(shù)[J].北京大學(xué)教育評(píng)論，2016，14（3）：175-187.

【通聯(lián)編輯：朱寶貴】

收稿日期：2021-05-25

基金項(xiàng)目：2018年度高等學(xué)校省級(jí)質(zhì)量工程項(xiàng)目“安徽省高職院校智慧校園的建設(shè)與實(shí)踐”（2018jyxm1468）

作者簡(jiǎn)介：賈薇薇（1978—），女，安徽舒城人，實(shí)驗(yàn)師，主要研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用、媒體設(shè)計(jì)、教育技術(shù)等。