新形勢下高校自動錄播教室的建設與應用

段寧貴+陶福章+黃健偉

（右江民族醫學院 計算機科學與信息技術中心， 廣西 百色 533000）

[摘 要] 自動錄播系統是對傳統課堂錄制方式的變革，它促使自動錄播教室成為高校優質教學成果展示及示范的實驗平臺。該文在分析自動錄播系統相關概念、特點和技術優勢的基礎上，闡述自動錄播系統發展歷程，并指出該系統尚存在的問題。重點提出新形勢下高校自動錄播教室建設與應用需要考慮幾個因素，為后續高校相關建設提供了參考。

[關鍵詞] 自動錄播系統；自動錄播教室；自動錄播技術；高校

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2017. 07. 100

[中圖分類號] G649 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2017）07- 0224- 03

0 引 言

隨著高校大力開展信息化教學，微課、精品視頻公開課、各類教學比賽、講座等視頻錄制項目越來越多，而視頻錄制人員相對不足，制約了高校優質視頻質量及數量的提升。另外，在視頻錄像制作中，視頻錄制人員介入教學現場，容易破壞自然真實的教學氛圍，干擾教學活動的開展，也會影響到教學視頻資源的質量。但是，隨著近幾年來高清錄播設備的推廣普及，以及自動錄播系統的成熟，為解決這些問題提供了基礎。高校如何在新形勢下利用自動錄播建設自動錄播教室，如何更好地對錄播教室管理與應用，為廣大師生服務是急需要解決的問題。

1 概念及特征

自動錄播系統是一種對授課者的現場講課進行自動錄像和實時播放的系統。它是將教學的音視頻、課件以及聽課者的現場學習活動的音視頻同步采集、壓縮、記錄并自動合成實時教學錄像，并同步提供網絡服務，以實現網絡直播、點播或后期集成、編輯的系統[1 ]。自動錄播教室是以自動錄播系統為核心技術，參照準專業化演播室標準建設而成的多功能教室。

自動錄播系統通常可分為全自動錄播系統和半自動錄播系統，它的建設細分為圖像系統建設、聲音系統建設、控制系統建設和環境建設四大部分，從應用上包含課程錄制、課堂直播、課程點播、微格評估、資源管理、資源應用的完整的錄播應用體系，最終實現錄播教室、微格教室、多媒體教室、演播室“四室合一”，實現資源管理及應用[2 ]。

2 自動錄播系統的優勢

（1）采用吸頂、壁掛或吊桿安裝的云臺攝像頭，不會影響到現場的正常活動，也不會出現拍攝人員、拍攝設備被拍到的情況，真正實現拍攝過程零干擾。

（2）一鍵錄制，操作簡單，拍攝時攝像頭自動跟蹤，無需人工干預，上完課即可生成錄制的視頻，減輕后期編輯人員的負擔[3 ]。

（3）幫助教師從需要掌握相關設備操作的繁重勞動中解放出來，同時也為教師審視自己的教學質量、效果，并站在客觀的位置來評價整個教學過程起到了很好的促進作用。

（4）可通過校園網在線實時觀看教師的課堂實錄，互相觀摩交流，提高教師教學水平。

（5）為收集、制作、保存、積累各類教育教學資源，完善教學資源庫的建設提供了便利的途徑。

3 自動錄播系統的發展歷程

我國教育錄播系統的發展還要追溯到1978年中央電大的錄播系統，隨著計算機技術的發展，90年代中期以數字信號為代表的非線性編輯漸漸占領了主流地位，但由于采集部分仍然采用“模轉數”的方式，圖像質量和人力資源仍是錄播系統瓶頸。2000年以后，隨著數字攝像機、網絡技術、大容量存儲、流媒體技術的、圖像定位跟蹤技術的發展，錄播系統向智能化、高清化、 自動化方向發展 [4 ]。

自動錄播系統中鏡頭的切換和跟蹤方法，按技術發展順序可分為四類：①紅外線跟蹤；②超聲波切換；③射頻切換；④圖像識別跟蹤 [5 ]。有些技術已逐步被淘汰，圖像識別跟蹤技術是目前最先進、應用效果最好的。目前一些自動錄播系統會用到其中一種或多種技術。

圖像識別跟蹤技術采用一臺攝像機攝取、分析教師圖像，通過運動和顏色分析判斷老師的位置，采用兩臺輔助攝像機根據雙目原理，能識別站起來發言學生的 X、Y坐標，以及教師在過道活動的位置[6 ]。目前北京翰博爾、中廣上洋、杭州科創、廣州奧威亞等廠商都是采用了該技術。另外，有些廠商的系統還有個跟蹤攝像機放置在黑板（或白板）附近，用于攝取、分析師生書寫板書時的圖像。

4 當前自動錄播系統應用存在的問題

（1）目前的全自動錄播系統還不是十分完美，同人工操作相比，精確度較差，會出現跟蹤不及時，切換不精確等問題。比如有時切換不平滑，出現多個畫面跳動切換的情況；有時切換不到位，畫面會出現鏡頭搖移、跟蹤、變焦等過程 [7 ]。

（2）圖像識別技術畢竟是一種低層次的自動觸發反應，其技術仍有待完善，當學生區域有伸懶腰、舉手、學生走動等時，會錯誤識別；后期特技有待豐富，使切換更美觀 [8 ]。

（3）自動錄播系統存在著景別變化較少、都是俯視鏡頭，這就大大削弱了視頻的藝術性，其錄制的畫面稍顯呆板。

（4）適合錄制一般的講授式教學、微課、講座的錄像，不太適合實驗實訓教學以及各類以學生為中心的教學模式課程的錄制。這些問題還需要電子科技的進一步發展才能更好地解決。

5 新形勢下自動錄播教室建設與應用需考慮的因素

筆者在主持本校自動錄播教室設計與建設過程中，通過大量文獻研究與實地考察，反復論證與設計，并在應用過程中，不斷解決各類問題，總結出在新形勢下自動錄播系統建設與應用需要考慮的幾個因素，以期給后續高校相關建設提供一些借鑒和參考。

5.1 自動錄播教室建設方面的因素

（1）自動錄播教室參照什么樣的建設標準？建設一個自動化錄播系統的教室，投入較大，涉及聲、光學等方面環境建設要求，需按照準專業化演播室建設標準設計。比如，在聲學環境建設中，建議把原有教室窗戶、天花板用輕鋼龍骨及隔音材料封閉，教師及學生活動區域頂部放置指向性吊麥，這樣教師就無需使用手持話筒，減少聲音忽大忽小的問題，充分發揮其肢體語言的魅力。建議使用地膠，而不用實木地板，減少錄播過程中的雜音。在光學環境建設方面，建議在天花板吊頂上安裝多個60 cm×60 cm以上的LED燈，保障色溫、光照強度及亮度的均勻性。

（2）雙屏顯示與雙板教學系統更具魅力。根據被拍攝物體與周圍環境亮度差異，在傳統投影加幕布環境下拍攝的畫面較差；在短焦投影加電子白板環境下拍攝的畫面效果一般；而在觸控一體機雙屏環境下拍攝的畫面最好。所以預算充足的前提下，盡量選擇兩臺84寸左右的觸控一體機作為顯示設備。在這種雙屏環境下，在軟件方面建議使用雙板（屏）教學系統才能充分展示雙屏的魅力，如華中師大開發的盤古電子雙板教學平臺就是一款優秀的教學展示系統。

（3）沙龍室建設及桌椅配置要考慮周全。空間足夠的話，建議在隔壁教室或辦公室配套建設一個沙龍室，既能直播觀看微格教學，又能在課后多人參與教學反思與研討。按一般課堂教學要求，學生桌椅一般有60～64個座位。但也要考慮到開展實驗課或其他教改課程，所以建議桌椅是帶萬向輪的，可隨意組合，以滿足不同類型課堂教學的需要。

（4）自動錄播系統基于ARM架構還是X86架構。ARM架構本身定位于嵌入式平臺，應付輕量級、目的單一明確的程序，現在應用于移動設備上正是得心應手。X86架構定位于桌面和服務器，這些平臺上很多應用是計算密集型的，比如多媒體編輯、科研計算、模擬等等[9 ]。因此，高校購置自動錄播系統應優先考慮使用X86架構，其優勢是應用更豐富、與其它應用銜接更緊密、系統及硬件升級更便捷。

（5）自動錄制與人工錄制要兩不誤。因為自動錄播系統本身的一些缺點，錄制精品級別的視頻如精品視頻公開課、微課、慕課，建議使用比較專業的高清攝像機，由錄制人員現場手動控制各攝像機錄制。如果經費充足，有必要在自動錄播教室環境建設時，安裝人工錄制所需要的設備及線材，包括預埋三個機位以上的HDMI、HD-SDI線，以及VGA線引入監控室，按需配套高清視頻切換臺、硬盤錄像機、提詞器、非編工作站等。這就讓兩種錄制方式都可以使用，保障錄制項目的實施，實現一室多用，最大化提高自動錄播教室的利用率。

5.2 自動錄播教室應用方面的因素

（1）是否具有課堂網絡在線直播與遠程互動。課堂網絡在線直播是當前自動錄播系統標準配置，除了沙龍區能現場觀看直播外，校園網有權限的用戶登錄直播系統，可以直接在IE瀏覽器觀摩直播課堂，免插件、免安裝，在線人數基本不受限制。另外還可以在錄播時，直接生成不同碼率的視頻供觀看人員選擇。這樣不僅一般課堂、像一些專家講座、重要會議都可以在錄播教室進行錄播，可以迅速擴大視頻的傳播范圍。部分廠商也開發出遠程互動的功能，通過在移動設備運行配套的APP軟件，實現與課堂師生的互動。

（2）資源管理功能是否先進完備。部分廠商配套開發于基于B/S架構資源管理平臺，具有用戶管理、權限管理、資源的發布點播，滿足資源的網絡化應用和管理。與錄制系統整合，錄制后自動上傳，實現資源分類檢索，逐步形成網絡課程體系，為高校積累寶貴的教學資源。因此我們購置時有必要考慮該資源管理平臺是否先進完備。

（3）微格評估功能不能少。許多高校建設自動錄播教室，一大任務是要進行微格評估，著力提升青年教師教學水平，所以微格評估功能是需要考慮的一個重要問題。部分廠商的全自動課程錄播系統內含一套完整的微格評測體系，形成在線評估、微格評測、技能訓練和教學研究的平臺。專家教師可以網絡在線實時打分、添加評語，實現網絡匯總，生成評估報告，并且與課程資源同步存儲，便于后期回放中的觀摩指導。

（4）后期編輯與加工應用是快捷方便。某些自動錄播系統有配套編輯平臺，實現錄制資源的后期處理，操作簡便快捷。包括具有裁減、合并、片頭、片尾、臺標、字幕、畫中畫、特效等功能，實現多種格式的轉換。另外還需支持項目機制，與專業非編軟件能無縫鏈接，部分廠商已經有相關配套軟件。該系統在集中編輯后，選擇空閑時間批量生成，完成后系統自動關機等功能比較實用。

6 結 語

為了進一步滿足教育教學需要，高校要大力建設與普及自動錄播教室。它為教學反思活動及教學資源建設提供了極大的便利，是高校實現數字化網絡教學重要手段。因此在建設與應用自動錄播教室過程中，要通盤考慮學校的實際需要，科學規劃、物盡其用，為學校教育教學事業添磚加瓦。

主要參考文獻

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[3]李海韻，鐘亮.全自動錄播系統的特點和展望[J]. 中國教育信息化，2013（9）： 84-86.

[4]欒群. 三種自動錄播設備的比較與選擇[J]. 數字技術與應用，2015（5）：217.

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[7]王磊.全自動錄播系統在醫學院校中的應用初探[J]. 中國教育技術裝備，2012（18）：.

[8]張曉勇.淺談高校精品課自動錄播系統發展和問題[J]. 唐山師范學院學報，2014， 36（5）：50-52.

[9]張飛碧.全自動智能錄播系統的架構分析[J].中國電化教育，2008（05）：104-108.

[收稿日期]2017-01-12

[基金項目]2016年度廣西高等教育本科教學改革工程項目（2016JGB 332）； 2014年右江民族醫學院教學法專項教改課題（JGZB2014-10）。

[作者簡介]段寧貴（1979-），男，湖南寧遠人，教育學碩士，講師，主要研究方向：計算機輔助教學，教育技術應用。