錄播教室建設(shè)模式與設(shè)備選用標(biāo)準(zhǔn)

教學(xué)資源共享共建是教育教學(xué)信息化的基礎(chǔ)，而課堂教學(xué)視頻又是最重要的教學(xué)資源，對(duì)課堂教學(xué)質(zhì)量的提高，教師教學(xué)能力提升、學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升有明顯效果。錄播教室的建設(shè)與啟用為教師及各類教學(xué)活動(dòng)提供了更好的數(shù)字化平臺(tái)，將徹底改變以往教師教學(xué)錄像缺乏場(chǎng)所，拍攝無標(biāo)準(zhǔn)，課堂錄制質(zhì)量良莠不齊的局面。錄播教室是與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，采用“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的模式，開展名師、名校專遞課堂教學(xué)，一校帶多校的互動(dòng)課堂以及大課堂模式的直播課堂，是促進(jìn)教育均衡化的重要武器。如何建設(shè)并使用好錄播教室及其配套應(yīng)用平臺(tái)是目前教育信息化的重要課題。

一、錄播教室需求與建設(shè)模式

錄播教室與應(yīng)用平臺(tái)建設(shè)在各地如火如荼地開展，用戶需求與解決方案層出不窮，總體來看，解決方案分為精品錄播教室、常態(tài)錄播教室、互動(dòng)錄播教室三大類。

1.后PC時(shí)代的精品錄播

精品錄播教室主要針對(duì)優(yōu)質(zhì)課程的錄制和直播，它有較高裝修要求，包括燈光與隔音吸音等處理，采用多機(jī)位全自動(dòng)跟蹤技術(shù)，對(duì)教師、學(xué)生、板書、VGA的全景與特寫進(jìn)行全方位拍攝，并自動(dòng)剪輯輸出課件，方便用于精品課件錄制、曬課、慕課、教學(xué)比武等。精品錄播目前分為嵌入式解決方案和工控解決方案兩大類，工控解決方案屬于pc式插卡架構(gòu)，而嵌入式錄播解決方案是真正的后PC時(shí)代主流，屬于高度集成的專業(yè)產(chǎn)品，采用專業(yè)的音視頻硬件編解碼器，穩(wěn)定性、維護(hù)性、實(shí)用性更好。

2.班班上、堂堂用的常態(tài)錄播

由于精品錄播教室建設(shè)成本較高，用于教師教學(xué)反思的常態(tài)化教學(xué)錄播需求較為普遍，學(xué)校要求班班上錄播，堂堂錄課件，這樣的需求促使常態(tài)錄播系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。常態(tài)化錄播主要是使用維護(hù)簡(jiǎn)單，無特殊安裝要求，建設(shè)成本低，重點(diǎn)突出教師教學(xué)效果錄制，可以全自動(dòng)拍攝教師特寫、全景、VGA，某些常態(tài)錄播方案也支持對(duì)學(xué)生的拍攝。常態(tài)錄播重點(diǎn)需要考察在無裝修的條件下，能夠把教師、學(xué)生、VGA等圖像進(jìn)行采集，并保證圖像切換平滑、音頻效果視頻效果滿足課件錄制要求。

3.崛起的互動(dòng)錄播

互動(dòng)錄播是為了滿足一校帶多校、大班級(jí)遠(yuǎn)程教學(xué)需求推出的一種解決方案，就其本質(zhì)而言，是錄播系統(tǒng)與視頻會(huì)議系統(tǒng)的高度融合，但是為了服務(wù)好遠(yuǎn)程教育，又不能是錄播與視頻會(huì)議的簡(jiǎn)單組合?；?dòng)錄播能較好的服務(wù)與遠(yuǎn)程授課，必須解決好2個(gè)核心問題：一是能否提供全自動(dòng)控制功能，教師無需額外操作可完成多教室大課堂教學(xué)，不能要求教師一邊授課，一邊拿遙控器控制各個(gè)教室互動(dòng)秩序；二能否克服在網(wǎng)絡(luò)情況不穩(wěn)定的情況下，高清視頻傳輸流暢，避免網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定影響正常教學(xué)。

學(xué)校在選擇建設(shè)方案時(shí)可以先分析自己的需求：建設(shè)錄播教室重點(diǎn)是要求錄制課件的質(zhì)量與效果，還是需要常態(tài)化用于教學(xué)反思，還是需要實(shí)現(xiàn)多間教室互動(dòng)，或是通過平臺(tái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模直播進(jìn)行遠(yuǎn)程教學(xué)？然后再根據(jù)自己需求確定是建設(shè)精品錄播教師、常態(tài)錄播教室或是互動(dòng)錄播教室。

二、如何選擇錄播核心設(shè)備

錄播系統(tǒng)主要由錄播主機(jī)、跟蹤主機(jī)、音頻處理設(shè)備、音視頻采集設(shè)備構(gòu)成，或者以錄播、跟蹤、互動(dòng)、音頻組合的一體機(jī)形式出現(xiàn)，其核心設(shè)備是錄播主機(jī)與跟蹤主機(jī)。選擇錄播設(shè)備可以從以下3個(gè)方面把握。

1.把握錄播產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，選擇符合技術(shù)潮流的產(chǎn)品

在后PC時(shí)代，ARM正在一步步將Intel推向深淵，嵌入式架構(gòu)的產(chǎn)品以高穩(wěn)定性，低功耗、專業(yè)性強(qiáng)、設(shè)備輕便、操作簡(jiǎn)易的特點(diǎn)，在各種專業(yè)設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備領(lǐng)域逐漸取代PC架構(gòu)產(chǎn)品。錄播設(shè)備作為一種高度專業(yè)的音視頻處理設(shè)備，對(duì)跟蹤、視頻編解碼、音頻處理的實(shí)時(shí)性、圖像通通透性、音頻效果有較高要求，由于PC架構(gòu)的錄播設(shè)備由X86主板與視頻采集卡連接而成，從技術(shù)原理上，視頻流需要從采集卡到CPU的二次編解碼，導(dǎo)致視頻實(shí)時(shí)性較差和圖像損失嚴(yán)重，同時(shí)設(shè)備接插件較多，穩(wěn)定性不容易保證，而嵌入式架構(gòu)產(chǎn)品可以克服這一序列缺點(diǎn)，嵌入式架構(gòu)錄播產(chǎn)品最終會(huì)完全取代基于PC架構(gòu)產(chǎn)品是信息技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。決定嵌入式架構(gòu)錄播產(chǎn)品一個(gè)比較關(guān)鍵因素是所采用的嵌入式CPU，目前市場(chǎng)錄播產(chǎn)品采用芯片方案主要有兩大類，一是基于國(guó)產(chǎn)海思芯片監(jiān)控級(jí)解決方案，二是基于美國(guó)TI達(dá)芬奇DSP廣播級(jí)芯片處理方案，國(guó)產(chǎn)監(jiān)控方案產(chǎn)品雖推出速度快，但是音視頻處理效果、可靠性方面不如美國(guó)TI達(dá)芬奇視頻處理方案。由于TI達(dá)芬奇DSP廣播級(jí)芯片處理技術(shù)門檻較高，據(jù)悉在當(dāng)前國(guó)內(nèi)嵌入式錄播廠商中，能夠采用此技術(shù)方案的寥寥無幾。因此，選用錄播產(chǎn)品應(yīng)選擇符合技術(shù)潮流的產(chǎn)品，最好選擇采用TI最高端的DM8168視頻處理芯片結(jié)合FPGA與多核陣列并行音視頻處理技術(shù)的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。這樣，在保證工業(yè)級(jí)可靠性的同時(shí)，也能夠?qū)崿F(xiàn)廣播級(jí)的音視頻處理效果。

2.跟蹤、視頻、音頻三效合一

保證錄制課件的效果是選擇錄播設(shè)備最重要的原則，課件的效果主要體現(xiàn)跟蹤與構(gòu)圖效果、視頻效果與音頻效果。跟蹤與構(gòu)圖效果主要體現(xiàn)在對(duì)教師和學(xué)生跟蹤是否平滑；場(chǎng)景切換延時(shí)是否足夠小，一般切換延時(shí)超過2秒體驗(yàn)就相當(dāng)不好；能否做到無垃圾鏡頭、不丟鏡頭，鏡頭跟蹤無拖影，無虛焦現(xiàn)象。視頻效果主要體現(xiàn)在能否實(shí)現(xiàn)具有較高壓縮率下保證較好的通透度、色差還原度、色差小，較高的信噪比，不丟幀、幀內(nèi)不丟失高頻信號(hào)，音視頻同步。音頻效果主要體現(xiàn)在對(duì)噪音的抑制、回聲的處理、增益的自動(dòng)控制以及去混響濾波處理。保證聲音具有較高信噪比、清晰度，語(yǔ)音和視頻的效果測(cè)試推薦采用主觀評(píng)價(jià)法。目前，國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)的錄播系統(tǒng)采用獨(dú)創(chuàng)的空間光流跟蹤技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)雙面板書、多學(xué)生起立、人臉識(shí)別跟蹤等特色功能；同時(shí)還內(nèi)置了音頻處理引擎與視頻處理引擎，其低碼流壓縮技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)1080P@30高清視頻只需1M帶寬，并且在無裝修的情況下音頻采集無噪聲、音質(zhì)清晰，圖像通透度高，細(xì)節(jié)表現(xiàn)良好。

3.立足“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，互動(dòng)與直播成為重點(diǎn)

目前，行業(yè)需求重心由“錄”走向“播”，通過大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)直播點(diǎn)播、移動(dòng)直播、互動(dòng)直播等技術(shù)手段開展錄課曬課、互動(dòng)課堂、在線教學(xué)、協(xié)同教研等各種應(yīng)用，信息化教學(xué)呈現(xiàn)“全應(yīng)用”發(fā)展趨勢(shì)?；ヂ?lián)網(wǎng)教育是教育均衡化的重要手段也是教育信息化發(fā)展的里程碑，錄播設(shè)備是實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)教育的關(guān)鍵工具。錄播設(shè)備能否很好開展互聯(lián)網(wǎng)教育，重點(diǎn)有三個(gè)技術(shù)點(diǎn)必須滿足：一是能否支持高清圖像的低帶寬編解碼，使得高清視頻課件適合于互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)傳播；二是能否具備高效網(wǎng)絡(luò)糾錯(cuò)與丟包補(bǔ)充技術(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)抖動(dòng)或線路誤碼情況不影響正常教學(xué)活動(dòng)；三是能否基于云視頻平臺(tái)，足夠支撐大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)或移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)直播。目前市場(chǎng)上互動(dòng)技術(shù)有兩大類別：一是基于軟件視頻會(huì)議與錄播融合方案，這種方案優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單低成本，但缺陷是無中心端的MCU對(duì)視頻統(tǒng)一處理，通過服務(wù)器矩陣式轉(zhuǎn)發(fā)，對(duì)帶寬需求巨大，后期維護(hù)使用成本巨大，一拖四的五點(diǎn)互動(dòng)需百兆帶寬，同時(shí)基于WINDOWS系統(tǒng)與非標(biāo)協(xié)議，課堂控制需教師用遙控器手動(dòng)控制，較為復(fù)雜，互通性差；目前，國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)的錄播系統(tǒng)采用一體化互動(dòng)錄播方案，基于標(biāo)準(zhǔn)H323協(xié)議具有MCU端視頻處理，其軟件與硬件一體化深度融合，全自動(dòng)課堂控制，使得教師可以專心授課，其低碼率編碼技術(shù)、30%丟包補(bǔ)償糾錯(cuò)技術(shù)可以保證在網(wǎng)絡(luò)條件不佳的情況下，遠(yuǎn)程互動(dòng)教學(xué)不受影響，基于CDN的云直播技術(shù)，可滿足達(dá)到萬(wàn)人的大課堂直播需求。

三、怎么用好錄播系統(tǒng)

用好錄播系統(tǒng)，需要從教育局、學(xué)校、教師整體組織，全盤規(guī)劃，重點(diǎn)在于讓每個(gè)教師上好“三節(jié)課”，一是開展“一師一優(yōu)課，一課一名師”活動(dòng)，每個(gè)教師錄制一節(jié)優(yōu)秀課件，形成視頻課堂資源；二是利用錄播系統(tǒng)上好一節(jié)公開課，邀請(qǐng)專家點(diǎn)評(píng)，提高教學(xué)水平；三是上好一節(jié)家校互動(dòng)課，邀請(qǐng)家長(zhǎng)觀摩，更好地服務(wù)于家校互動(dòng)，促進(jìn)教育的整體發(fā)展。

（惠州紫旭科技有限公司 供稿）

（責(zé)任編輯：崔亞麗）