課堂網絡錄播系統的設計及實現

譚廣化

摘 要：隨著信息技術的發展，國家對高校課堂網絡錄播系統的投入逐漸加大，但現階段其設計與實現并沒有取得理想中的效果，文章將對此問題進行深入分析，為實現經濟投入高效轉化為課堂網絡錄播系統的成果而作出努力。

關鍵詞：課堂網絡錄播系統；總體設計；設計細分

前言

高校課堂網絡錄播系統是經濟和信息技術高速發展的衍生物，對高校教學實踐有不可忽視的作用，使學生可以更充分地了解有代表性的教學資源，但其現階段設計與實現的發展仍存在諸多障礙。

1 課堂網絡錄播系統的設計及實現研究的背景意義及現狀

進入二十一世紀后國外開放教育得到重視并以迅猛的速度開始傳播，麻省理工學院最先發起開放課件的運動，隨著社會影響的逐漸擴大，以為實現世界各地提供所需優秀資源為目的的課件聯盟門戶網站成立，MOOC（慕課）概念出現，斯坦福大學的《人工智能導論》免費課程實現了被世界各地近16萬人注冊，引起國內外教育界轟動，國內外優秀學府紛紛加入。受國外開放教育的影響，我國教育部啟動了國家精品課程建設項目和質量項目，申報課程要在提交相關教師的現場教學錄像作為前提，這在一定程度上對課堂錄像提出了更高的要求，如何能夠在現有條件下制作出高質量的優秀課教學錄像，成為現階段制約其發展的首要問題。傳統教學錄像主要采用電視錄制的方式，不僅需要花費較多的人力物力和時間進行前期拍攝和后期加工制作，而且對正常的課堂教學也會有很大程度的干擾，特別是針對計算機屏幕教學內容的錄播更是影響了錄制效果，隨著人們的不斷探索，利用流媒體技術和寬帶網絡使實現課堂網絡實時錄播成為可能[1]。

由于國外相關研究相對我國較早，所以其研究成果略顯豐富，例如將DSP組件和VGA采集卡應用于系統中，對錄像系統及多媒體服務器、課堂教學效果信息反饋系統等進行了深入分析，特別是針對存儲介質和接口的設計更有力的推動了系統自身的人性化和自動化；我國積極吸取國外先進經驗，企業研究所也取得了一些令人振奮的成果，例如江蘇科建集團的遠程實時教學平臺、北京翰博爾的網絡錄播系統、上海卓越的全自動錄播系統等，有力的推動了我國課堂網絡錄播系統的發展[2]。

2 課堂網絡錄播系統的設計及實現的相關理論及現實技術

系統難點主要在于電視制作環節，所以在設計與實現的過程中要注重以下理論：攝像構圖方面不論是九宮圖還是黃金分割構圖都要以完美準確地表達畫面內容為重點；拍攝方面處理好人、物的時空關系注重形象的塑造；在景別運用方面注重全、遠、近景的靈活切換；在編導與剪輯方面注重內容的取舍，實現畫面流暢全面[3]。在技術方面，現階段主要應用的為以流的形式在網絡傳播途徑中傳播視頻和多媒體相關文件解決實時傳輸問題的流媒體技術和對信息量巨大的視頻圖像進行占用空間縮小的視頻壓縮編碼技術，除此之外通過對視音頻信號類型和接頭進行材料更新和設計升級的視音頻信號的傳輸技術，在經驗和探索中逐漸發展的電視制作技術方面也有大幅度的提升[4]。

3 網絡錄播系統的實現

現階段我國三家卓越的網絡錄音系統主要包括上海卓越、北京翰博爾和南京高盛，其實現了對整體系統模型的設計，根據其在各方面取得的突破，進行我校的網絡播錄系統設計。

3.1 “課件型”和“板書型”細化

“板書型”信源主要包括教師、黑板、學生攝像機，會議話筒，無線麥克，教師計算機，軟件為教師端抓屏軟件，控制部分為特技切換臺、錄波主機等，翰博爾錄播軟件豪華版在應用過程中發揮了重要作用，在硬件系統成功連接后，所有軟件有進行運作的可能，軟件和錄播主機、總控、直播服務器等在軟硬件相互協調的前提下實現整體運作。“課件型”信源相對簡單，攝像機種類只包括教師攝像機，無線麥克也可以攝取，控制部分主要指調音臺，錄音部分軟件變成翰博爾錄播軟件標準版，從整體構成上看教師機攝像機與錄播主機共同使用一臺計算機設備，所以要想實現正常運作要配備教師攝像及音頻的采集卡和流媒體編碼 。

3.2 主要設備和軟件的分析和選型

以收集光學圖像信號為主要功能的攝像機其指標主要包括信噪比、清晰度、白平衡等，但受到資金條件的限制彩色標清攝像機是首選，由于教師攝像機的特殊性，在“板書型”要選擇三可變一體機，索尼EVI-D100P可以滿足要求，而學生、黑板攝像機采用索尼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為主要功能的視音頻采集卡，要選用單路標清模擬形式，ViewCast公司的Osprey210成為首選；在多個視頻畫面中實現切換是特技切換臺的主要功能，根據需要其路數不得低于4通，選擇Datavideo公司的SE-500模擬標清切換臺，調音控制臺選擇Behringer公司的XENYX802。

3.3 錄播教室選址及改造

通過綜合分析教學建筑的隔音、遮光效果和與播控室的位置關系，最終決定將播音教室選址在多媒體教學樓的四層四個教室，并對燈光、桌面板、黑板進行了改造，例如將講臺上方的照明燈關掉，重新設計安裝基色燈；對桌面板按照液晶書寫屏的大小進行重新定制等。

3.4 系統施工

系統施工是一項比較復雜的工程，首先要對線纜進行選型和敷設，例如視頻線纜選擇SYV75歐-5，音頻線纜選擇RVVP2×0.5等，并根據401至404與播控室的位置關系進行明敷和暗敷，“課件型”教室敷設相對于“板書型”敷設更簡單，教師攝像機敷設位置與線路構成與401基本相同；然后對設備軟件和硬件進行安裝，BNC接頭和RCA接頭是主要選擇的接頭類型，并進行逐個人工焊接，安裝過程中要注意硬件的連接性，不然所有軟件都不可能正常運作。

3.5 系統的調試

攝像機、調音臺、軟件功能三方面的調試是系統調試的主要方面，在攝像機方面主要是通過監視器對攝像畫面進行監控，使畫面質量有保證，但由于監視器在總控室所以要對監視器進行拆卸，在四個教室分別進行，調試后將監視器放回；在調音臺方面要根據多數教學事實進行調整，確定最符合教室環境的音頻控制，并對調節幅度準確掌握；軟件方面首先要確保各軟件在正常情況下能夠獨立運作，并在此基礎上保證在現有計算機數量的前提下進行軟件操作。

4 結束語

文章對高校課堂網絡錄播系統的理論、現代技術應用狀況、整體設計、實現方式等各方面進行了分析闡述，但由于本人個人知識水平和研發經費有限，研究仍存在一些問題，例如對流媒體編碼方式并不是最先進的H.264，沒有采用符合未來發展趨勢的高清攝錄設備，對教師攝像機的控制沒有采用硬件控制方案，互動設計還存在不完善方面，會偶爾出現死機情況等需要后續研究進行改進。高校課堂網絡錄播系統的應用已經成為必然趨勢，雖然現階段全自動設計仍然存在一些問題，但其高效率的特點仍然給工作學習帶來不可取代的便利，所以未來一段時間內對其針對性的研究不會停止，隨著研究的逐漸深入，未來課堂網絡錄播系統的質量與效率將實現平衡。

參考文獻

[1]張志剛.高校課堂網絡實時錄播系統設計與實現[D].石家莊：河北科技大學，2014.

[2]張志剛，白然.高校課堂網絡錄播系統的設計與實現[J].電子測試，2013，11（22）：105-107.

[3]孫幸成.高校課堂網絡錄播系統設計的理論基礎分析[J].信息系統工程，2014，6（20）：72-75.

[4]吳洋.多媒體教學錄播系統的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2012.

[5]徐冰.獨立學院電化教學管理及錄播系統的設計與實現[D].長春：吉林大學，2012.