鄒奕倫 馬駿 范斌

錄播系統(tǒng)對(duì)于高校教學(xué)資源的數(shù)字化、教學(xué)督導(dǎo)及評(píng)價(jià)的公開(kāi)化，都起到了極其重要的作用，它代表了學(xué)校教育信息化的程度。教學(xué)錄播系統(tǒng)已成為高校教育信息化建設(shè)的重要組成部分，然而目前的錄播系統(tǒng)已無(wú)法適應(yīng)日益增長(zhǎng)的課堂需求。本文分析了目前舊錄播系統(tǒng)的各項(xiàng)不足，闡述為了解決這些問(wèn)題，新建錄播系統(tǒng)的改進(jìn)方案。

一、錄播系統(tǒng)的建設(shè)意義

在第十一屆“中國(guó)大學(xué)教學(xué)論壇”上，教育部吳巖司長(zhǎng)提出，課程是人才培養(yǎng)的核心要素，打造“金課”，要充分重視課堂教學(xué)這一主陣地，要合理運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)手段，努力營(yíng)造課堂教學(xué)的熱烈氛圍。這不僅對(duì)課堂教學(xué)的理念和形式提出了新要求，還點(diǎn)明了信息化教學(xué)環(huán)境的重要性。早在2016年，南京大學(xué)就專門(mén)發(fā)布了《南京大學(xué)關(guān)于加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)的實(shí)施意見(jiàn)》，提出實(shí)施“十百千”優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)，即建設(shè)十門(mén)量級(jí)處于國(guó)際先進(jìn)水平的示范性精品課程、百門(mén)量級(jí)具有國(guó)內(nèi)重要影響的精品教改新型課程和精品學(xué)科專業(yè)核心課程、千門(mén)量級(jí)體現(xiàn)南京大學(xué)先進(jìn)教學(xué)水平的課程，為不同類型的學(xué)生提供個(gè)性化、多樣化、高質(zhì)量的課程群。學(xué)校建立了督導(dǎo)督學(xué)的聽(tīng)課制度，在技術(shù)上要求實(shí)現(xiàn)線上遠(yuǎn)程督導(dǎo)，同時(shí)強(qiáng)化對(duì)出勤率、學(xué)風(fēng)、考風(fēng)的監(jiān)督保障，加強(qiáng)師生教務(wù)的信息化管理。

基于學(xué)校各部門(mén)、各方面的迫切需求，多媒體教室錄播系統(tǒng)的全覆蓋應(yīng)運(yùn)而生。

二、現(xiàn)有錄播系統(tǒng)的缺陷

錄播系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景非常廣泛，但是教育界的錄播系統(tǒng)并沒(méi)有緊追前沿技術(shù)，就目前常見(jiàn)的教室錄播而言，在使用過(guò)程中還是存在不足：

（一）視頻清晰度停留在720P

受制于帶寬、處理器等技術(shù)水平，舊錄播的分辨率選擇了720P。雖然在電視行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)里， 720P已經(jīng)達(dá)到了高清標(biāo)準(zhǔn)，但是依然難以滿足在線課程的需求，尤其是現(xiàn)在課程常用的三分屏模式，720P下的輔助畫(huà)面難以看清。

（二）各個(gè)通道的畫(huà)面分離

過(guò)去的錄播主機(jī)對(duì)各通道視頻僅做保存處理，不會(huì)做進(jìn)一步的編碼和整合，如果要做完整的視頻課程，需要后期進(jìn)行編輯，這無(wú)疑會(huì)占用老師大量課后時(shí)間。

（三）無(wú)法與聲光系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

目前拾音一般采用吊麥或是鵝頸，光線調(diào)整是通過(guò)窗簾來(lái)實(shí)現(xiàn)，而聲系統(tǒng)、光系統(tǒng)與錄播系統(tǒng)是分離而獨(dú)立的。所以錄制視頻往往出現(xiàn)聲音不清楚或是光線太暗、太亮等問(wèn)題，影響了視頻效果。

（四）課程錄制處于手動(dòng)狀態(tài)

常見(jiàn)的錄播系統(tǒng)需要聯(lián)系技術(shù)人員提前設(shè)置錄制計(jì)劃。如果課程較少，設(shè)置錄制計(jì)劃是可行的，如果要大面積錄制課程，這種方法則實(shí)現(xiàn)不了。

（五）錄播系統(tǒng)不支持課程直播

疫情催生了大量的直播課程，但是由于錄播系統(tǒng)僅支持本地化操作，無(wú)法直接聯(lián)網(wǎng)直播，只能借助直播軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。

三、解決方案

要解決過(guò)去錄播系統(tǒng)帶來(lái)的問(wèn)題，那就要從需求出發(fā)，設(shè)計(jì)必要模塊，基于教務(wù)部門(mén)的課表進(jìn)行管理，通過(guò)服務(wù)器在特定平臺(tái)發(fā)布，用戶可以方便的進(jìn)行查詢、觀看點(diǎn)播和直播。為教學(xué)督導(dǎo)、部門(mén)領(lǐng)導(dǎo)、校內(nèi)同儕、外校參觀人員等不同權(quán)限的人提供課程視頻活動(dòng)情況查看。

（一）與聲光系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)

在線課程的要求越來(lái)越高，在進(jìn)一步提升分辨率的同時(shí)，應(yīng)該注意與周?chē)h(huán)境的配合。智能錄播系統(tǒng)在課程錄制時(shí)，自動(dòng)打開(kāi)遮陽(yáng)簾，打開(kāi)學(xué)生區(qū)域頂燈、教師區(qū)域頂燈。默認(rèn)使用教室內(nèi)吊麥，大幅降低上下課鈴聲。如果教師走動(dòng)時(shí)使用移動(dòng)麥，則自動(dòng)關(guān)閉吊麥。

（二）智能識(shí)別的跟蹤技術(shù)

跟蹤技術(shù)是錄播的核心技術(shù)之一，準(zhǔn)確性與實(shí)時(shí)性是衡量水平的重要指標(biāo)。常見(jiàn)的跟蹤技術(shù)主要有紅外線感應(yīng)跟蹤技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、空間網(wǎng)格定位技術(shù)，如何有效融合各項(xiàng)技術(shù)是錄播系統(tǒng)智能化的重要考量。

（三）建立管理、服務(wù)平臺(tái)

課表管理功能?；谡n表錄制可以實(shí)現(xiàn)課程錄制的全自動(dòng)化，管理平臺(tái)與學(xué)校教務(wù)部門(mén)的課表數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)接并且自動(dòng)同步，到點(diǎn)平臺(tái)向錄播主機(jī)發(fā)送開(kāi)始和停止指令。支持手動(dòng)增減、更改課程、地點(diǎn)、時(shí)間、教師等信息。

點(diǎn)播與直播功能。錄制好的課程自動(dòng)上傳至平臺(tái)，根據(jù)課表信息進(jìn)行分類整理，師生們可以進(jìn)行點(diǎn)播觀看，同時(shí)支持電影模式或是資源模式的直播，若有必要，可以設(shè)置彈幕或是討論區(qū)。

查詢功能。支持課程名、教師名、教室號(hào)等組合條件下的模糊查詢。

遠(yuǎn)程控制功能。主要包括遠(yuǎn)程控制錄播主機(jī)的開(kāi)關(guān)機(jī)、內(nèi)存管理、攝像機(jī)的推拉搖移、光圈以及建立預(yù)設(shè)點(diǎn)等。

四、南京大學(xué)打造智能錄播系統(tǒng)，支撐新型教學(xué)模式

南京大學(xué)致力于打造穩(wěn)定、高效、智能的教學(xué)環(huán)境，計(jì)劃分批次實(shí)施鼓樓、仙林兩校區(qū)教室的改造升級(jí)。2021年，先行建成一間樣板教室，進(jìn)行時(shí)長(zhǎng)為一學(xué)期的使用測(cè)試，力求獲得充分反饋，為下一步批量改造積累經(jīng)驗(yàn)、夯實(shí)基礎(chǔ)。

錄播系統(tǒng)是重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，經(jīng)過(guò)多家產(chǎn)品的測(cè)試，選定系統(tǒng)解決了舊系統(tǒng)存在的問(wèn)題：

每臺(tái)攝像機(jī)、每個(gè)通道支持最高1080p的錄制，同時(shí)也支持其他分辨率的顯示；

教師畫(huà)面、學(xué)生畫(huà)面、課件畫(huà)面，有多種組合模板和切換風(fēng)格，支持以選定的模式導(dǎo)出視頻，也支持單獨(dú)通道的下載；

支持智能導(dǎo)播，檢測(cè)教師和學(xué)生行為，實(shí)現(xiàn)畫(huà)面跟隨和自動(dòng)切換。教師靜止時(shí)，切為近景；教師移動(dòng)時(shí)，切為中景。如果教師或是學(xué)生使用了移動(dòng)麥，錄播系統(tǒng)自動(dòng)切換到移動(dòng)麥發(fā)聲的景別，從而實(shí)現(xiàn)了智能化的跟蹤。該錄播系統(tǒng)使用了紅外線感應(yīng)跟蹤技術(shù)和空間網(wǎng)格定位技術(shù)；

課表管理功能支持課表導(dǎo)入、臨時(shí)更改調(diào)課信息，每天自動(dòng)同步課表。根據(jù)課表，發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)錄播；

支持移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備與硬盤(pán)同時(shí)錄像，如果老師需要本堂課的錄像，可以插入U(xiǎn)盤(pán)，此時(shí)錄像在結(jié)束后會(huì)自動(dòng)復(fù)制一份至U盤(pán)中；

支持課程視頻搜索和點(diǎn)播，用戶可以根據(jù)課程名進(jìn)行搜索，搜到特定課程后即可點(diǎn)播觀看；

支持多路編碼技術(shù)，固定碼率編碼用于視頻文件錄制，可變碼率編碼用于多畫(huà)面切換；

設(shè)備支持休眠，休眠后超低功耗運(yùn)行。

由于服務(wù)器設(shè)立于學(xué)校內(nèi)，受配置和帶寬影響，本次錄播系統(tǒng)本身沒(méi)有搭建可接入公網(wǎng)供多人同時(shí)在線觀看直播的平臺(tái)。因此，課程直播需要借助于騰訊會(huì)議、zoom等市面上較為常見(jiàn)的直播軟件。

新的錄播系統(tǒng)極大的提高了穩(wěn)定性與易用性，但是也存在著一些問(wèn)題亟待解決。

首先，課程錄制精度不夠高。

課程錄制的起始時(shí)間取決于課表的數(shù)據(jù)，而現(xiàn)實(shí)的課堂往往伴隨著提前開(kāi)始、拖課等情況，如果完全按課表時(shí)間錄制，則無(wú)法錄全。解決思路是檢測(cè)講臺(tái)活動(dòng)，如果講臺(tái)有人活動(dòng)，錄制活動(dòng)則始終進(jìn)行，這無(wú)疑是對(duì)畫(huà)面的分析策略提出了極其嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

其次，音頻僅支持單路，尚未實(shí)現(xiàn)多路自動(dòng)混音。

多媒體教室根據(jù)結(jié)構(gòu)、容量等因素，會(huì)設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的拾音擴(kuò)音系統(tǒng)，如果多路音頻摻雜且不加處理，必然引起嘯叫。錄播系統(tǒng)安裝音頻處理器在一定程度上可以解決，不過(guò)也增加了經(jīng)濟(jì)成本和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。

最后，錄播系統(tǒng)跨平臺(tái)能力不強(qiáng)。

錄播系統(tǒng)采用PHP架構(gòu)，視頻發(fā)布模塊雖然可以在MAC、Linux系統(tǒng)上使用，但是課表管理、視頻編碼、策略設(shè)置等操作只能在Windows系統(tǒng)下執(zhí)行。

作者單位：南京大學(xué)教育技術(shù)中心