◆劉京洙 馬金鐘

作者：劉京洙，工程師，延邊廣播電視臺，研究方向為電視節(jié)目編輯；馬金鐘，延邊大學(xué)副教授，研究方向為學(xué)習(xí)資源開發(fā)、教師信息化專業(yè)發(fā)展（133000）。

隨著數(shù)字視頻技術(shù)、計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬演播室技術(shù)也得到大幅度提高，尤其是如今的真三維實時場景的合成以及嵌入式場景的生成給視頻制作帶來新的視覺感受。本文從三維虛擬演播室的技術(shù)特點、MOOC的教學(xué)設(shè)計要求兩方面探討三維虛擬演播室與MOOC制作相結(jié)合的教學(xué)價值，并以課程的制作實例探究MOOC課程制作中采用三維虛擬演播室的制作過程和教學(xué)效果。

1 MOOC的發(fā)展及其制作技術(shù)

MOOC也譯作慕課，即大規(guī)模開放在線課程。該教學(xué)形式2011年興起于美國，并在2012年迅速引發(fā)全世界的關(guān)注，其三大平臺Udacity、Coursera、Edx分別由斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院與哈佛大學(xué)創(chuàng)辦，截至目前已經(jīng)近千門課程上線，吸引了世界數(shù)百萬學(xué)習(xí)者的目光，也給那些渴望學(xué)習(xí)的人帶來更多的學(xué)習(xí)機會[1]。2013年，國內(nèi)的部分高等院校和企業(yè)，如清華大學(xué)、北京大學(xué)、上海交大、北京航空航天大學(xué)等先后推出自己的平臺及MOOC課程，新東方、果殼網(wǎng)、智慧樹等企業(yè)也相繼都推出MOOC學(xué)習(xí)平臺。MOOC最典型的一個特點是課程是由一系列教學(xué)視頻組成的，也就是說，制作視頻是制作MOOC的最基本形式。

至此，關(guān)于MOOC的制作技術(shù)的研究開始進入人們的視野。多年電視課程制作的實踐表明，結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)理論、學(xué)習(xí)理論，結(jié)合現(xiàn)代的虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠制作出讓學(xué)生更加愿意參與學(xué)習(xí)、可以更好地幫助學(xué)生學(xué)習(xí)的優(yōu)質(zhì)課程。

MOOC的制作過程基本可以分為前期準(zhǔn)備、撰寫腳本、PPT課件制作加工、錄制教師授課情景、后期制作、輸出為流媒體文件這些環(huán)節(jié)。對于教學(xué)場景一般是選擇在教室，這也是以前視頻公開課常用的辦法，但這樣的教學(xué)效果往往不是很理想，所以作為技術(shù)人員，更傾向于使用專業(yè)演播室進行錄制。在任課教師充分準(zhǔn)備后（即做好教學(xué)設(shè)計、確定好每次講解的知識點），在演播室準(zhǔn)備多臺攝像機（一般兩臺即可）布置好相應(yīng)的燈光、錄音設(shè)備，保證畫面的亮度、錄音的良好信噪比，無雜音。MOOC教學(xué)視頻因為在網(wǎng)絡(luò)平臺播出，所以質(zhì)量可以說定位比較高，像廣播電視中的訪談節(jié)目。此外，還要配置專業(yè)液晶監(jiān)視器、專業(yè)領(lǐng)夾話筒，其原因是盡可能保證后期編輯畫面相互使用過程中不產(chǎn)生色差及良好的兼容性。

但是，這種完全的實景拍攝有時候不能帶來良好的視覺效果，比如語言教學(xué)中談到購物場景時，這種實景就不容易表現(xiàn)，對學(xué)生的學(xué)習(xí)就缺乏足夠的吸引力。那么怎樣才能改變這種狀況，讓教學(xué)視頻體現(xiàn)出類似真實生活場景的對話呢？顯然，現(xiàn)代的視頻技術(shù)中三維虛擬演播室可以一展身手。

2 三維虛擬演播室的技術(shù)特點

虛擬演播室技術(shù)是近年來發(fā)展起來的，融合了計算機虛擬現(xiàn)實與傳統(tǒng)演播室色鍵摳像以及多媒體、三維和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的綜合媒體技術(shù)[2]。利用虛擬演播室，可以將系統(tǒng)中的三維虛擬場景與現(xiàn)實攝像機拍攝的人物活動圖像實現(xiàn)實時合成，而且通過傳感技術(shù)、嵌入技術(shù)，可以使人物與虛擬背景的變化在空間縱深、景別大小、比例對比方面都能實現(xiàn)完美融合。

三維虛擬演播室通常由高清攝像機（一般2～4臺）、攝像機跟蹤系統(tǒng)（有單通道和多通道之分）、圖形工作站以及色鍵合成器等部分組成。攝像機的作用是攝取藍色幕布前真實的人或物，其跟蹤系統(tǒng)主要用于獲取攝像機與人或物在演播區(qū)中的實際位置參數(shù)和動作參數(shù)；圖形工作站存儲了大量場景，也可以實時生成新的場景；色鍵合成系統(tǒng)則將攝像機獲取的前景和計算機虛擬場景合成為一個新的虛擬場景。有些公司自主研發(fā)的強勁、高效的Mariana三維渲染引擎，為三維虛擬場景、三維虛擬圖文應(yīng)用提供功能強大的渲染平臺，給人以更加酷炫的視覺感受。

目前，三維虛擬演播室得到技術(shù)更新，比如在演播現(xiàn)場增加了嵌入技術(shù)，可以通過藍屏摳像方式在演播區(qū)設(shè)置多個嵌入屏幕，可以讓觀眾實時觀看切入的資料性視頻畫面，增加了現(xiàn)場的融入感。

3 MOOC的制作實例分析

利用三維虛擬演播室制作視頻課程，首先是對課程各教學(xué)環(huán)節(jié)進行細(xì)致的信息化教學(xué)設(shè)計，就是分離出哪些教學(xué)內(nèi)容需要采用實景與虛擬場景結(jié)合的方式。大致分為演播室場景建模、藍箱拍攝制作、后期效果合成。演播室建模前，設(shè)計師要根據(jù)前期的資料收集繪制出場景的平面圖，并通過三維建模軟件在計算機中繪制出場景模型。如果不是建模，也可以事先準(zhǔn)備好相關(guān)場景的視頻素材。作為MOOC創(chuàng)作者，要對電視構(gòu)圖、鏡頭語言有比較深入的了解，能夠很好地結(jié)合藍屏摳像技術(shù)，將教學(xué)的對話場景充分地展現(xiàn)。

對于藍箱的設(shè)計應(yīng)考慮以下幾個方面的問題[3]。

一是要設(shè)計好藍箱的位置。教師及相關(guān)教學(xué)行為都會在藍箱區(qū)域完成，所以藍箱設(shè)計時要考慮到演播室的高度和活動區(qū)域的寬度，避免出現(xiàn)畫面“穿幫”，即現(xiàn)場攝像機搖到藍色背景以外。

二是應(yīng)保證藍箱內(nèi)光照均勻，避免出現(xiàn)黑斑和白斑。布光是在演播室上方安放30多個三基色熒光燈，并用照度計對所拍攝區(qū)域進行照度測試，以保證均勻布光。布光中要注意合理調(diào)配燈光，使前景與虛擬背景的照明亮度及方向匹配。同時也要處理好主講教師或者其他教學(xué)人員的影子問題，主持人及真實道具在藍箱中投下的影子也要隨主持人及道具一起進入虛擬空間。另外，演播室應(yīng)該使用冷光源，因為藍箱的主色調(diào)為藍色，而且冷光源不會使整個教學(xué)空間溫度過高而影響教師的教學(xué)狀態(tài)。

錄制視頻采用的是松下AJ-PHX393MC高清攝像機，并采用1920×1080分辨率錄制成AVI文件，可以采用大洋、Edius7.0等高清編輯系統(tǒng)進行后期處理，包括視頻畫面的剪輯、特效的制作、字幕的疊加、片頭片尾的制作，最后采用H.264編碼成MP4格式文件用于發(fā)布或供學(xué)生下載學(xué)習(xí)。

據(jù)調(diào)查，國外每門MOOC課程的制作費用在2萬～4萬美元不等，全部來自于基金的投入[4]。國內(nèi)MOOC的制作資金支持多數(shù)來源于學(xué)校的投入，而且個別學(xué)校資金短缺，投入較少，很難保障高質(zhì)量MOOC的拍攝與制作，對于普通教師想制作自己的MOOC難度就更大。本文研究的借助三維虛擬演播室技術(shù)可以在花費較少的情況下創(chuàng)作出視覺效果很好的課程。這從很大程度上減輕了學(xué)校的負(fù)擔(dān)，也給更多教師帶來機會，為更多課程實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課程覆蓋奠定了技術(shù)條件。

4 結(jié)論

通過利用三維虛擬演播室進行MOOC制作的方法，不僅能得到比較完美的課堂教學(xué)效果，有利于吸引學(xué)生的目光和提高學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，而且也能夠節(jié)省制作時間及大量的置景費用，節(jié)約后期合成的時間，有效地提高工作效率。這對于當(dāng)前大力發(fā)展高校聯(lián)盟MOOC、開發(fā)校內(nèi)SPOC，以此推行翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的教學(xué)改革，三維虛擬演播室無疑起到非常重要的作用。有理由相信，在計算機技術(shù)不斷發(fā)展的今天，三維虛擬演播室系統(tǒng)必會有更大的發(fā)展空間，隨之發(fā)展的MOOC制作技術(shù)也會日臻完善。

借鑒MOOC思想，極大地發(fā)揮互聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)中的作用，也是現(xiàn)代大學(xué)教學(xué)理念的一次更新。中國式MOOC必將在新技術(shù)的推動下不斷取得新發(fā)展，不斷走向國際化的教育視野，在教育信息化的道路上邁出堅實的腳步?！?/p>

[1]宋靈青.MOOC時代教師面臨的挑戰(zhàn)與專業(yè)發(fā)展研究[J].中國電化教育,2014(9):139-143.

[2]李偉.虛擬演播室技術(shù)在教學(xué)視頻資源建設(shè)中的應(yīng)用研究[J].科技視界,2015(3):119-120.

[3]榮旻,沈佳茹.虛擬的力量:電視節(jié)目制作中的真三維虛擬演播室技術(shù)應(yīng)用及效果分析[J].電視工程,2009(1):40-44.

[4]陳學(xué)慧,趙魯濤,等.MOOC類課程影音制作方法研究[J].中國大學(xué)教學(xué),2014(8):69-72.