解析多層次云平臺錄播系統的設計

　　信息技術的發展給現代教育帶來了發展動力，為現代教育提供了更豐富的信息資源與工具信息技術對黨校教育的影響不可估量，信息技術的應用已成為現代教育技術的特征之一，以至于在某些場合中，信息技術和現代教育成了同義詞。隨著云計算技術的發展，基于分布式課程錄播系統的云錄播平臺，可以根據黨校各類課程的特點，分層次搭建在線學習平臺和資源共享平臺，滿足學員個性化、自主化學習的需要。

　　一：云平臺錄播系統的系統組成

　　當前常見的課程拍攝模式有很多種，主要有專業的演播室級拍攝系統和全自動錄播系統。但這兩種系統目前都無法在學校所有教室里統一安裝，不可能大規模普及。主要原因在于：一、使用專業演播室級的人工導播，多機位方式拍攝，雖然可以提供高質量的教學素材，但人力資源消耗比較大，需要數個攝制人員和多臺專業的攝錄設備，有的還要后期編輯處理，環境要求也比較高。全人工拍攝無法實現大規模教學視頻的錄制及資源積累。二、傳統自動錄播模式建設成本高。傳統自動錄播模式中每個拍攝教室需要一臺錄播主機，用于視音頻信號處理壓縮，每套10萬左右，要在全校幾十間多媒體教室普及安裝，僅此一項就要數百萬元。因此根據實際教學需要，通過網絡共享錄播主機，打造云平臺、多層次的全自動錄播系統，將公用核心設備錄播主機放在云端，既解決了攝制人員不足的問題，又大大降低了建設成本，使得每間多媒體教室轉變為錄播教室成為可能。

　　云計算是基于Internet或者Intranet的計算解決方案，它把原來分散的資源集中到一起，實現計算能力的聚合，然后再把這些計算能力分配給各種應用[4]。云平臺錄播系統將所有教室的錄制信息流程進行了全新分配，把需要教室端處理的信號放在教室處理。如跟蹤系統、視音頻壓縮編碼等，不需要在教室端處理的信號放在云端，如信號的調度，錄播鏡頭切換策略的實現和直播、點播的信息發布等，各類設備各司其職、按需分配，實現功能的優化組合。

　　1：云平臺錄播系統的整體框架

　　云平臺錄播系統整體構架可以分為三個層次：基礎設備層、核心設備層和終端接收層。基礎設備層主要負責前端信號的采集。主要設備包括：教師攝像機、學生攝像機、教師和學生的定位攝像機、視頻編碼器、VGA編碼器等信號采集及教師、學生活動狀態跟蹤設備，且根據實際錄制課程的需要設置3～5個機位進行拍攝。核心設備層即云端層，主要負責各教室根據錄制策略的要求完成電影模式及資源模式課程的錄制、存儲及發布。主要包括分布式錄播主機和資源管理服務器。終端接收層主要指接收和播放的各種終端，如PC終端、移動終端、專用硬件終端等。

　　2：云平臺錄播系統的系統模型

　　云平臺錄播系統中的設備，按位置分類可以分為前端和后端。前端主要指安裝在教室內的設備，后端指控制及發布設備。前后端通過網絡形成一個整體。傳統意義的錄播系統，前后端是一體的，N個教室需要N個前后端。而云平臺錄播系統，多個前端僅需一個后端，所以配置應用靈活方便。

　　前端系統主要完成采集功能，包含信號采集子系統、信號編碼子系統、圖像識別跟蹤子系統。信號采集包括師生的圖像采集、音頻采集和教師計算機信號采集等。后端系統的錄播服務器通過網絡將視頻的發布和共享進一步整合，形成本區域甚至是跨區域的云端錄播系統，如圖1所示。

　　圖1云平臺錄播系統拓撲圖

　　二：多層次的云臺錄播系統設計方案

　　云平臺錄播系統在實際應用中的搭建情況非常靈活。在黨校的日常教學中，有四種類型的錄播系統經常被用到：(1)滿足精品課程拍攝要求的演播室級錄播教室;(2)教學研究型錄播教室;

　　(3)常規教學型錄播教室;(4)資源積累型錄播教室。需要特別說明的是，這四種錄播系統，除每個教室的前端設備外，錄播服務器可以在云端共享。最終錄制的成片由云端的錄播服務器自動上傳給媒體資源管理平臺，完成對媒體的統一管理、直播和點播等任務。

　　1：演播室級的錄播教室的設計

　　黨校系統精品課程以及一些重要的理論宣講專題片，對拍攝和后期制作的要求比普通課程要高許多，對教學環境的光線、記錄下來的畫面的質量和聲音清晰度及成片是否能夠真實再現教師教學思想和教學藝術，均提出了很高的要求。普通教室的錄制環境和全自動的鏡頭切換方式均無法滿足拍攝需要，應搭建演播室級課程錄播教室。傳統的演播室拍攝方式，雖然拍攝環境達到了拍攝要求，但所有機位全人工現場拍攝，再后期非線性編輯加工，制作周期長、人員耗費量大，缺點明顯。本套系統對傳統的演播室環境進行了適當調整，采用四機位拍攝模式，攝像機均為高清攝像機，其中教師近景、學員全景和教學全景采用自動跟蹤技術進行拍攝，學員近景采用人工拍攝，以便更好地捕捉師生互動及學員專注的表情。在此基礎上因為鏡頭的切換猶如“傻瓜”相機拍出的照片不如手動拍攝鮮活一樣，全自動錄播的切換給人生硬之感，所以通過導播切換臺，采用人工手動切換鏡頭，而非生硬的全自動觸發式切換，成片直接轉碼，生成高品質課程視頻成片。拍攝與剪輯同步進行，鏡頭切換自然，人員耗費少，優勢明顯。

　　2：教學研究型錄播教室

　　教學是教師按既定的教學目的，通過一定的媒介載體，將知識傳遞給學生，幫助學生全面發展的師生雙邊活動，所以作為教學研究型錄播教室，要通過攝像機鏡頭把課堂上教師和學員的教學活動情況及互動細節等完整自動的錄制下來。一方面可以幫助老師在課下通過回看教學錄像反思教學的不足之處，另一方面幫助各教研部門回看老師的教學情況，分析教學教法，幫助年輕教師盡快成長。在教學活動中，板書可以為學習者提供學習的要點和結構、是課堂教學內容的“腳手架”，板書所反映的知識內容結構是對課本內容濃縮、整合而成的“集成塊”，同時板書也是師生互動的平臺，所以在教學研究型錄播教室中，在攝像機數量和角度上，除了常規的四機位攝像機：講臺全景、學員全景、教師特寫、學員特寫外，增加了一路單獨的板書攝像機，用于反思板書是否文字精煉、突出重點，板書布局是否合理等問題。

　　3：常規教學型錄播教室

　　在日常教學情況下，常態化的把課堂上教師和學員的教學活動情況自動錄制下來并上傳資源平臺。為全景呈現教學情況，特別是師生互動的教學環節，攝像機采用兩機位加VGA模式全自動跟蹤的拍攝方法，包括講臺全景、學生全景和VGA信號。錄制完成以后系統自動上傳到資源平臺，教師和學員可通過資源平臺復習和鞏固教學內容，其他班次的學員也可通過在線視頻學習該教學專題的內容，擴大了教學資源的受眾，提高了教學資源的利用率。黨校約百分之九十五以上的教學專題都可以通過該錄播模式進行錄制，因為全部都采用高清編碼信號，錄制后視頻圖像清晰、聲音清楚，得到教師和學員的一致好評。

　　4：資源錄播型錄播教室(講座型錄播教室)

　　在黨校的培訓和教學過程中，很多時候會請某一領域的專家學者到校給學員們做講座，這種情況常常沒有板書，對學員的聽講狀態也不需要記錄，我們只需要教師特寫機位加VGA采集的方式，構建資源積累型錄播教室即可完成拍攝任務。教師近景攝像機自動跟蹤拍攝教師上課情景，教師PPT直接送VGA編碼器編碼后送錄播系統，云端的錄播服務器根據教師的PPT翻頁情況觸發切換視頻信號，再將成片上傳至資源服務器，學員可以遠程登錄資源管理平臺利用移動設備在線直播或點播講座。

　　多層次的云平臺錄播系統的建設使每一間多媒體教室成為錄播教室，可以在極短的時間內把優秀教師、教學名師的課程全部放在教學資源平臺上，供廣大師生共享學習。無論是教學管理者還是教學研究者，亦或是各類培訓班次學員都從中受益良多，逐步形成黨校獨具特色的在線教學服務模式。

　　來源：《現代教育技術》作者：趙祥好方小凡王鵬

　　公司簡介

　　科銳廣視主營移動導播臺，箱載移動導播臺，在線演播室，非線性編輯，特技切換臺，移動演播室，紐萬德系列錄播一體機，攝錄編播等設備，性價比高，可操作性。