荊林燕 廖俊杰 馬堅麗

（廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院教務處，廣東 廣州 510300）

1 引言

2011年教育部決定在“十二五”期間實施“國家精品開放課程”項目，未來五年將組織高校建設5000門精品資源共享課。2012年教育部辦公廳頒布了《精品資源共享課建設工作實施辦法》（教高廳[2012]2號），文件中明確提出，精品資源共享課以量大面廣的公共基礎課、專業(yè)基礎課和專業(yè)核心課為重點，以課程資源系統(tǒng)、豐富和適應網(wǎng)絡傳播為基本目標，經(jīng)過國家、省、校三級建設，形成普通本科教育、高等職業(yè)教育、網(wǎng)絡教育多層次、多類型的優(yōu)質(zhì)課程教學資源共建共享體系，為高校師生和社會學習者提供優(yōu)質(zhì)課程教學資源[1]。在精品資源共享課建設過程中，課程教學錄像是重要環(huán)節(jié)。教學錄像質(zhì)量的高低直接影響到教學效果，優(yōu)秀的教學錄像不僅能促進學生最大程度地利用網(wǎng)絡多媒體資源進行在線預習、學習和復習，幫助教師進行溝通交流、提高教學水平，更在推動教學改革和課程建設中起著重要的作用。

2 精品資源共享課教學錄像制作中存在的問題

精品資源共享課不是取代精品課程，而是對原有精品課程進行轉(zhuǎn)型升級。精品資源共享課建設的關(guān)鍵是基于服務，面向轉(zhuǎn)型基礎上的課程整體創(chuàng)新設計，實現(xiàn)原有精品課程各項建設內(nèi)容、教學過程、教學方法和教學資源的升級與規(guī)范化[2]。其中，教學錄像既是精品共享資源課程建設的重要組成部分，又是轉(zhuǎn)型升級的難點。因此，在國家級精品資源共享課建設技術(shù)要求中，專門對教學錄像做了技術(shù)要求。然而，在目前資源共享課程錄制中仍存在著一些問題亟待解決。

2.1 教學錄像鏡頭單一，缺乏視覺吸引力

目前在精品資源共享課程錄制中大都采用兩機位的錄制方式,一臺攝像機拍主講教師，另一臺攝像機拍黑板或投影屏幕。由于變換景別和拍攝角度將會產(chǎn)生一些垃圾鏡頭，因此錄制的視頻畫面景別變化很少。主講教師成為畫面中唯一的主角，很少穿插教師與學生交互的鏡頭。并且經(jīng)常是長時間都停留在教師上身像，這樣就導致畫面過于呆板，不能很好地還原課堂情境，缺乏感染力。對在線學習者來說缺乏視覺吸引力，長時間學習容易產(chǎn)生厭學情緒。

2.2 課程錄制畫面模糊，無法看清講授內(nèi)容

傳統(tǒng)課程錄制受場地、錄制設備所限，拍攝的視頻畫面往往不夠清晰。比如當教師通過投影屏幕展示教學內(nèi)容或在黑板上書寫板書時，需要一臺攝像機的特寫或近景鏡頭拍講授內(nèi)容，然而在實際錄制過程中由于攝像機性能質(zhì)量、現(xiàn)場燈光及視音頻壓縮技術(shù)等因素的影響，導致最終輸出的視頻質(zhì)量層次不齊。有很多教學錄像畫面不清晰，尤其是當一頁PPT內(nèi)容過多或字體顏色與背景色對比度小時，視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過壓縮后，PPT畫面內(nèi)容會模糊不清，嚴重影響遠程學習者的學習效果。

2.3 錄制資源更新速度慢，難以滿足課程更新需要

按照傳統(tǒng)的視頻制作方法，教學錄像的制作完成需要經(jīng)過前期準備、拍攝、編輯和壓縮上網(wǎng)等環(huán)節(jié)，每課時課堂實錄常常需要花費很多時間。資源共享課服務的重點是“共享”，這就要求制作教學錄像是一個不斷更新和充實的過程。而在實際的課程建設中，由于教學錄像制作的每個環(huán)節(jié)均需要消耗大量的人力、物力和時間，很難將教學錄像及時地進行更新和傳播到網(wǎng)絡，這樣就直接影響了教學錄像上網(wǎng)及更新的效率。

以上的缺點表明，現(xiàn)有的“雙機拍攝——后期編輯”模式已經(jīng)明顯不能滿足資源共享課程教學實錄的制作需求，迫切需要革新傳統(tǒng)課堂錄播技術(shù)，構(gòu)建適合于精品資源共享課程的錄播系統(tǒng)。為此，廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院聯(lián)合廣州力富視頻科技有限公司，共同搭建了多功能錄播系統(tǒng)，以滿足我校精品資源共享課程建設的需要。

3 多功能錄播系統(tǒng)的總體架構(gòu)

多功能錄播系統(tǒng)是通過使用現(xiàn)代多媒體網(wǎng)絡技術(shù)，協(xié)同控制錄制機、攝像機、拾音器、調(diào)音臺以及電子白板等設備，營造一個高精度屏幕顯示、高保真音質(zhì)的現(xiàn)代化多媒體視聽教學環(huán)境。該系統(tǒng)主要由六個子系統(tǒng)構(gòu)成，分別是圖像定位子系統(tǒng)、智能導播子系統(tǒng)、課件實時錄制子系統(tǒng)、課件非線性編輯子系統(tǒng)、視頻子系統(tǒng)和音頻子系統(tǒng)。整個系統(tǒng)分布在一間專業(yè)錄播教室中，錄播室由主播室和控制室組成（如圖1所示）。其中前三個子系統(tǒng)為整個系統(tǒng)的核心部分，下面作簡要介紹。

圖1 多功能錄播系統(tǒng)拓撲圖

3.1 圖像定位子系統(tǒng)

圖像定位子系統(tǒng)主要采用圖像識別技術(shù)，利用圖像匹配模型進行目標的定位、跟蹤、識別。圖像識別屬于人工智能研究領域，是通過存儲的信息(記憶中存儲的信息)與當前的信息(當時進人感官的信息)進行比較實現(xiàn)對圖像的識別[3]。與傳統(tǒng)紅外、超聲波跟蹤系統(tǒng)相比較，其具有抗干擾性強、自動對焦、保障畫面質(zhì)量以及環(huán)保等優(yōu)點。該子系統(tǒng)分為教師跟蹤系統(tǒng)和學生定位系統(tǒng)。教師跟蹤系統(tǒng)具有出眾的跟蹤性能，無論是教師在上課時快速走動講授內(nèi)容，系統(tǒng)均能準確無誤地采用不同策略進行自動跟蹤拍攝。整個跟蹤過程畫面連續(xù)、穩(wěn)定、平滑、過渡自然。當教師步伐較快時，系統(tǒng)可以自動切換至教師全景鏡頭；當教師站定在一個位置時，系統(tǒng)會自動切換至教師特寫鏡頭。學生定位系統(tǒng)通過分布在教室兩側(cè)的定位攝像頭，定位拍攝學生視頻。當學生站起來進行發(fā)言時，教室兩側(cè)的定位攝像頭會對學生進行畫面定位，學生特寫攝像機會自動地采用特寫鏡頭進行拍攝，學生發(fā)言結(jié)束后，系統(tǒng)自動返回教師跟蹤系統(tǒng)。

3.2 智能導播子系統(tǒng)

智能導播子系統(tǒng)集傳統(tǒng)自動錄播系統(tǒng)的導播功能和特技切換臺功能于一體，是具有多媒體數(shù)據(jù)（視頻、音頻、VGA、文本、圖片等）實時切換與錄播功能的系統(tǒng)軟件，實現(xiàn)了調(diào)音臺、切換臺、字幕機等傳統(tǒng)硬件錄播系統(tǒng)的主要功能。通過瀏覽器輸入IP地址，便可在導播軟件上遠程控制錄制教室的四路視頻畫面和VGA畫面。與傳統(tǒng)導播系統(tǒng)相比較，其具有遠程導播、自動定義的多視頻疊加和隨意界面配色等功能。它主要用于課程錄制過程中多個場景及多路視頻信號源、視/音頻文件和計算機畫面之間的自動切換。系統(tǒng)可以隨著教學活動的變化智能選擇切換策略，并實現(xiàn)帶特效功能的智能導播，例如字幕添加、多種畫面切換效果和自動生成片頭等。

3.3 課件實時錄制子系統(tǒng)

課件實時錄制子系統(tǒng)可以制作帶教學課件與索引的教學錄像。該種教學錄像以網(wǎng)頁形式存在并利用網(wǎng)絡瀏覽器進行教學信息瀏覽，瀏覽器窗口分為主講窗口、索引窗口和教學內(nèi)容窗口三部分。該系統(tǒng)具有動態(tài)屏幕捕獲功能和自動生成文字索引功能，能夠?qū)⒂嬎銠C屏幕內(nèi)容，包括鼠標運動軌跡、電子白板內(nèi)容等完全錄制下來，并將課件分成多個章節(jié)和知識點，以供學習者學習。最終輸出有音視頻電子文檔的流媒體課件，其壓縮率較高，能夠直接發(fā)布到流媒體服務器上供網(wǎng)絡學習者點播觀看。

4 多功能錄播系統(tǒng)在精品資源共享課教學錄制中的應用

廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院的多功能錄播系統(tǒng)自建成后，投入使用兩年來，已成功錄制完成大量精品資源共享課程，并受到了廣大教師的一致好評。筆者作為攝錄人員，實際參與了全校精品資源共享課的錄制工作。依據(jù)精品資源共享課建設技術(shù)要求和錄制課程的不同類型，筆者總結(jié)出多功能錄播系統(tǒng)在資源共享課教學錄制中的優(yōu)勢及應用模式，以供同行參考。

4.1 多功能錄播系統(tǒng)在精品資源共享課教學錄制中的優(yōu)勢

4.1.1 多鏡頭合理切換，還原真實課堂情境

在傳統(tǒng)錄播模式下，由于只有兩個機位進行課程的錄制，無法還原真實的課堂情境。在多功能錄播系統(tǒng)中包括五路鏡頭，能夠?qū)崿F(xiàn)不同景別的自然切換，為全面展示課堂教學情境提供了可能。其中四路為攝像機信號，一路為VGA采集卡采集的電腦信號。四路攝像機中有兩臺安裝在教室的后方，負責拍攝教師特寫鏡頭和教師全景鏡頭。另外兩臺安裝在教室的前方，負責拍攝學生的特寫鏡頭和學生全景鏡頭。系統(tǒng)主要采用圖像識別技術(shù)，實現(xiàn)攝像系統(tǒng)的自動跟蹤。在課件錄制過程中，系統(tǒng)能夠避免因攝像機的轉(zhuǎn)動、變焦等產(chǎn)生的垃圾畫面。例如當開展互動教學時，系統(tǒng)可以對教師特寫鏡頭、教師全景鏡頭、學生特寫鏡頭和學生全景鏡頭進行自動變焦跟蹤，實現(xiàn)多鏡頭間的自動切換。當教師在電腦上進行課件演示時，系統(tǒng)會自動切換到VGA采集卡采集的信號。系統(tǒng)的跟蹤靈敏度和平滑度可以根據(jù)教學情況進行調(diào)整，使拍攝的教學過程更加生動，為在線學習者提供了真實課程教學情境，確保上課內(nèi)容更加真實清晰。

4.1.2 操作化繁為簡，實現(xiàn)教學常態(tài)化

在多功能錄播系統(tǒng)建成之前，我校主要采用教師上課現(xiàn)場和演播室兩種錄制方式。但不論何種方式，都需要有兩名以上專業(yè)技術(shù)人員，尤其是在上課現(xiàn)場錄制時需要做大量的前期工作。因此傳統(tǒng)的錄播方式操作復雜，工作人員任務繁重。而多功能錄播系統(tǒng)中所包含的全自動錄播模式則能夠化繁為簡，實現(xiàn)教學常態(tài)化。它的優(yōu)勢在于操作過程、錄制方式和后期編輯都比較簡單。前段可以實現(xiàn)無人操作，整個錄制過程只需一個后臺導播人員即可完成全部操作，錄制的人力成本大大降低。同時，教師經(jīng)過培訓后，使用講臺上的控制按鈕一樣可以完成錄制工作。錄制完成后無需大量時間編輯，可以大量及時生成課程視頻。從而使課程錄制工作化繁為簡，真正實現(xiàn)了教學常態(tài)化。

4.1.3 先進的視音頻壓縮編碼技術(shù)，實現(xiàn)課程視頻的有效傳播

為保證資源共享課程的教學視頻質(zhì)量，在進行課程錄制時選用高清錄制模式。高清模式下錄制的原始視頻圖像清晰度高，但數(shù)據(jù)量非常很大，無法在網(wǎng)上進行傳播。如何在保證畫面質(zhì)量的前提下減少數(shù)據(jù)量，數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)是關(guān)鍵。為此《國家級精品資源共享課建設技術(shù)要求》對視頻錄像壓縮標準做了具體規(guī)定，如表1所示。多功能錄播系統(tǒng)提供了先進的視音頻壓縮編碼技術(shù)，不僅包括目前最常用的MPEG-4和H.264兩種壓縮編碼技術(shù)，還包括MPEG-2、WMV-HD、MPEG-4AVC等。其中MPEG-4生成微軟格式的ASF流媒體格式文件，可被所有的多媒體計算機媒體播放器直接訪問瀏覽。流媒體技術(shù)是為解決網(wǎng)絡直播、遠程教學、遠程監(jiān)控、視頻點播和視頻會議等多媒體信息源在網(wǎng)絡傳輸中出現(xiàn)的實時性和接收到的多媒體信息的質(zhì)量等問題的一種新技術(shù)[4]。因此，通常在全自動錄播模式中，將輸出的格式設定為MP4文件格式，這樣系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一邊攝錄一邊壓縮數(shù)據(jù)信號，且將信號直播到遠程終端，供在線學習者共享視頻資源。

表1 《國家級精品資源共享課建設技術(shù)要求》[5]

4.2 多功能錄播系統(tǒng)在精品資源共享課教學錄制中的應用模式

4.2.1 基于圖像識別技術(shù)的全自動應用模式

基于圖像識別技術(shù)的全自動應用模式，主要依托錄播系統(tǒng)中的圖像定位系統(tǒng)、智能導播系統(tǒng)和遠程自動控制技術(shù)，自動記錄課堂教學的全部活動。該模式中錄制人員不需要在授課現(xiàn)場，授課教師也無需做任何輔助操作，便可完成課程錄制。這樣不但避免了環(huán)境因素對教師授課的影響，而且保證了教學效果。該模式適用于教師和學生的位置相對固定，例如教師只能在感應區(qū)域內(nèi)活動。因此當錄制理論講授課、匯報課和復習課等類型的課程時，通常使用全自動應用模式。它的優(yōu)點包括：（1）自動化程度高、抗干擾能力強；（2）整個錄制過程無需人工干預便可完成錄制工作；（3）能夠?qū)崟r錄制大批量的課程，滿足了課程更新的需要?？梢哉f該模式將“教師一邊上課一邊錄課，教學錄像實時生成”成為現(xiàn)實。

4.2.2 基于圖像識別技術(shù)的半自動應用模式

所謂基于圖像識別技術(shù)的半自動應用模式，是指在圖像定位系統(tǒng)開啟的前提下，導播人員通過智能導播控制界面或教師通過數(shù)字化控制臺對不同場景進行切換，以達到最佳教學效果。該模式與全自動模式唯一區(qū)別在于，當某些鏡頭無法滿足錄制要求時，可以通過“人工干預”對鏡頭進行合理切換。這里提到的“人工干預”指的是主講教師或?qū)Рト藛T手動切換不同的鏡頭畫面。值得一提的是在講臺上設有數(shù)字化控制臺，包括“一鍵開始/停止”、“一鍵開/關(guān)系統(tǒng)”、“錄制通道”等按鍵。教師可以操作數(shù)字化控制臺，輕松實現(xiàn)滿足自身教學要求的視頻。換言之，該模式也解決了“會教書的人不會編輯，會編輯的人不教書”的問題[6]。

4.2.3 傳統(tǒng)人工導播應用模式

傳統(tǒng)人工導播應用模式也是錄播系統(tǒng)用于精品資源共享課教學錄像制作最多、最實用的模式之一。在此模式中，導播人員主要利用遠程控制系統(tǒng)和人工導播平臺完成整個教學錄像的錄制工作[7]。對于高等職業(yè)院校的共享課教學錄制來說，尤其強調(diào)實踐技能的講授，因此在拍攝實操類精品資源共享課教學錄像時，需要導播人員在控制室根據(jù)講授內(nèi)容實時調(diào)整景別，切換不同場景，以達到最佳錄制效果。該模式適合于錄制一些有特殊要求的課程，例如在開展互動教學、情境教學、實驗教學等課程時，教師和學生的位置比較靈活，全自動或半自動應用模式都無法滿足課程的錄制需求。

5 精品資源共享課課程錄制的管理機制

根據(jù)實際情況，我校已形成了一套運轉(zhuǎn)良好精品資源共享課教學錄像制作的管理機制（如圖2所示），整個過程分為預約錄制-確定模式-進行錄制-檢查視頻-視頻發(fā)布。（1）預約錄制：首先教師需閱讀《課程錄制注意事項》并填寫《錄播室預約登記表》，確定錄播模式。（2）確定模式：如果選擇“傳統(tǒng)人工導播模式”或“基于圖像的半自動模式”時，教師需附一份課程錄像腳本，方便導播人員了解教學活動。然后將表交予相關(guān)工作人員，確定錄制時間。（3）進行錄課：安排教師進行課程錄制工作。（4）審核視頻：教師對錄制好的視頻進行審核，如果符合要求便進入下一步，否則重新預約錄制。（5）視頻發(fā)布，將審核好的視頻上傳到精品資源共享課網(wǎng)站，完成視頻發(fā)布環(huán)節(jié)。我校多功能錄播系統(tǒng)自投入使用以來，不僅滿足了我校精品資源共享課的錄制需求，還滿足節(jié)省課程的錄制成本，提高了教學錄像的效率和質(zhì)量。

圖2 精品資源共享課錄制的管理機制

6 結(jié)語

建設精品資源共享課的根本目標是服務高校師生和學習者，實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源的共享，使精英教育成為平民教育。只有不斷將新技術(shù)、新媒體、新理念融入到課程資源的建設中，才能實現(xiàn)真正的開放共享。相信隨著網(wǎng)絡技術(shù)和多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，新興科技產(chǎn)物將為資源共享課程建設作出重要貢獻。

[1]教育部辦公廳關(guān)于印發(fā)“精品資源共享課建設工作實施辦法”的通知[S].教高廳[2012]2 號.http：//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s3843/201206/137250.html.

[2]胡來林.精品資源共享課建設策略研究[J].遠程教育雜志，2012，(6)：80-85.

[3]范立南，韓曉微，張廣淵.圖像處理與模式識別[M].北京：科學出版社，2007.

[4][6]張飛碧.全自動智能錄播系統(tǒng)的架構(gòu)分析[J].中國電化教育，2008，(5)：104-108.

[5]教育部高等教育司.國家級精品資源共享課建設技術(shù)要求(2012年版)[EB/OL].(2012-06-01)[2013-07-25].http：//www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s6288/201206/137333.html.

[7]鄧文新.錄播系統(tǒng)在精品課程教學錄像制作中的應用研究[J].中國電化教育，2008，（5）：101-103.