虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的應(yīng)用研究

王志龍+車(chē)啟鳳+陳立娟

摘 要：微課視頻在當(dāng)下信息時(shí)代是一種重要的網(wǎng)絡(luò)課程，其短小精悍、內(nèi)容豐富的特點(diǎn)一直備受教育者的青睞，所以微課視頻的質(zhì)量直接影響教學(xué)效果。虛擬演播室技術(shù)的廣泛應(yīng)用為微課程制作帶來(lái)了福利，使得微課程視頻的現(xiàn)場(chǎng)感和真實(shí)性更加突出。本文對(duì)虛擬演播室及虛擬演播室技術(shù)做了闡述，分析了虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的優(yōu)勢(shì)和一般步驟，而且簡(jiǎn)要說(shuō)明了虛擬演播室技術(shù)在制作微課程的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景。

關(guān)鍵詞：虛擬演播室；虛擬演播室技術(shù)；微課程；現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育

1 引言

微課視頻目前是一種重要的網(wǎng)絡(luò)課程視頻呈現(xiàn)形式，其實(shí)質(zhì)是低成本、精品化、生成式、可廣泛共享的在線微課程。來(lái)自各地的學(xué)習(xí)者都可以隨時(shí)觀看、線上線下交流。所以，我們?nèi)绾胃玫闹谱魉闪艘粋€(gè)重要的課題，以及它未來(lái)的發(fā)展前景也是教育者所備受關(guān)注的事情。隨著虛擬演播室技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為微課程視頻的制作迎來(lái)了新的里程碑，所以，如何使用虛擬演播室技術(shù)制作出更高質(zhì)量的微課程成為了一個(gè)新的技術(shù)研究熱點(diǎn)。

2 虛擬演播室及虛擬演播室技術(shù)

虛擬演播室是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和傳統(tǒng)的色鍵摳像技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物[1]。它的實(shí)質(zhì)是攝像機(jī)現(xiàn)場(chǎng)拍攝創(chuàng)設(shè)人員的實(shí)景畫(huà)面與計(jì)算機(jī)的3D虛擬場(chǎng)景進(jìn)行數(shù)字化的實(shí)時(shí)合成，使創(chuàng)設(shè)人員與3D虛擬背景能夠同步變化，從而實(shí)現(xiàn)兩者的融合，以合成較為完美的畫(huà)面。虛擬演播室的優(yōu)勢(shì)在于制作成本低，制作周期短，在微課程制作中克服了傳統(tǒng)布景不宜隨便改變、挪動(dòng)性差、場(chǎng)地費(fèi)用高且不能被重復(fù)利用的不足，也節(jié)約了大量的人力、物力資源。它可制作出現(xiàn)實(shí)中本不存在的或難以制作的虛擬三維場(chǎng)景，能夠制作出真實(shí)演播室無(wú)法實(shí)現(xiàn)的效果。攝像機(jī)可以從全方位進(jìn)行拍攝，使創(chuàng)設(shè)人員在很大程度上擺脫了時(shí)間、空間和道具制作方面的限制，獲得了更大的創(chuàng)作的想象空間，能夠以低成本產(chǎn)生非凡的視覺(jué)效果。它也解決了傳統(tǒng)演播室摳像失真的問(wèn)題，例如在普通演播廳中電視節(jié)目制作或新聞節(jié)目的錄制中，看上去人物實(shí)景和背景沒(méi)有“景深”完全就是二維場(chǎng)景，視覺(jué)上不能夠很好的呈現(xiàn)出虛擬3D效果，缺乏真實(shí)性。而采用同步跟蹤技術(shù)的虛擬演播室中，可將攝像機(jī)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算，對(duì)虛擬場(chǎng)景的相應(yīng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)時(shí)生成與前景聯(lián)動(dòng)的背景信號(hào)，因此，合成后的前景與背景看上去是一起運(yùn)動(dòng)的[2]。

虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中顯得尤為重要，其一攝像機(jī)跟蹤技術(shù)是虛擬演播室中一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它通過(guò)獲取計(jì)算機(jī)在演播室中的實(shí)際位置參數(shù)，從而判斷攝像機(jī)、創(chuàng)設(shè)人員、計(jì)算機(jī)虛擬場(chǎng)景之間的相對(duì)位置關(guān)系，來(lái)實(shí)現(xiàn)真實(shí)的人物拍攝場(chǎng)景與計(jì)算機(jī)3D虛擬場(chǎng)景的完美融合。計(jì)算機(jī)3D虛擬場(chǎng)景的設(shè)計(jì)，它與普通的電視節(jié)目制作和三維動(dòng)畫(huà)制作不同，虛擬演播室技術(shù)更加強(qiáng)調(diào)制作的現(xiàn)場(chǎng)感和實(shí)時(shí)性。用計(jì)算機(jī)建立三維場(chǎng)景幾乎不受現(xiàn)實(shí)的限制，因此，創(chuàng)作人員得以在節(jié)目需求的基礎(chǔ)上根據(jù)想象自由發(fā)揮。真實(shí)場(chǎng)景的大小及其布局上都很隨意，不受約束，只要設(shè)計(jì)恰到好處，就可以制作出令我們滿意的的三維場(chǎng)景。在三維場(chǎng)景中，創(chuàng)設(shè)人員不僅可以隨意走動(dòng)，并且能在虛擬環(huán)境中做出“飛行”等生活中難以實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作，場(chǎng)景中的虛擬物體可以實(shí)時(shí)地移動(dòng)，計(jì)算機(jī)也能夠?qū)崟r(shí)處理外部視頻源和音頻源送來(lái)的視頻信號(hào)和音頻信號(hào)。其二色鍵技術(shù)有了更高的要求，為了將實(shí)景拍攝畫(huà)面和3D虛擬背景很好地合在一起，要求色鍵具有縱深方向的信息，即虛擬攝像機(jī)到每個(gè)像素的距離，也被稱之為深度鍵。在傳統(tǒng)的摳像技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了深度鍵，可以讓表演者處在虛擬場(chǎng)景的正確位置中，這樣表演者可以走到虛擬物體的前面、 后面或處于虛擬物體的內(nèi)部，甚至可以穿過(guò)虛擬物體，給觀眾真實(shí)的距感，與傳統(tǒng)色鍵相比，用深度鍵摳像的效果更自然和逼真[3]；其三燈光技術(shù)，燈光對(duì)于微課程的制作的拍攝中也有決定性作用，所有光色必須保證創(chuàng)設(shè)人員面目、身體各部位燈光均勻、無(wú)陰影，避免出現(xiàn)拍攝中的“陰陽(yáng)臉”，還要注意把握人員主體與藍(lán)箱背景之間布光的比例，以適應(yīng)色鍵器摳像的技術(shù)要求。它與傳統(tǒng)的“三點(diǎn)式布光”有所變化，處理好拍攝過(guò)程中的布光問(wèn)題和現(xiàn)場(chǎng)真實(shí)燈光與虛擬系統(tǒng)生成的場(chǎng)景光效之間的協(xié)調(diào)，可增加虛擬三維場(chǎng)景的真實(shí)感。其四實(shí)時(shí)合成技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用使得微課程制作實(shí)現(xiàn)了邊錄制邊制作的效果，與傳統(tǒng)演播室相比，節(jié)約了時(shí)間、人力、物質(zhì)資源等。對(duì)于此技術(shù)在微課程的制作以及其它方面的應(yīng)用，無(wú)疑使得虛擬演播室技術(shù)迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)與機(jī)遇。

3 虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的優(yōu)勢(shì)

虛擬演播室技術(shù)的誕生給了微課視頻制作一個(gè)優(yōu)秀的選擇，也是微課適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)+的重要體現(xiàn)，更是利用先進(jìn)的視頻技術(shù)對(duì)微課課程進(jìn)行再創(chuàng)作、從而推動(dòng)優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)與傳播[4]。虛擬演播室技術(shù)的引用，使得微課視頻的質(zhì)量有了根本性的提高，實(shí)現(xiàn)了講授知識(shí)點(diǎn)更加具體，教學(xué)目標(biāo)更加明確，學(xué)習(xí)環(huán)境更加逼真，而且增強(qiáng)了師生之間的互動(dòng)性、導(dǎo)向性，不僅體現(xiàn)微課短小精悍的特點(diǎn)，也大大提高了學(xué)習(xí)效率。

在虛擬演播室中，授課教師與技術(shù)人員充分溝通后，可以對(duì)所講內(nèi)容結(jié)合教師的語(yǔ)言進(jìn)行設(shè)計(jì)，這其中對(duì)教師的“表演能力”有一定的要求，教師在不同教學(xué)內(nèi)容的動(dòng)作設(shè)計(jì)下，需要有不同的肢體語(yǔ)言，此時(shí)，虛擬技術(shù)可以任意改變后方的背景場(chǎng)景，這樣一來(lái)，微課視頻可以增強(qiáng)視覺(jué)感官體驗(yàn)和視覺(jué)傳播效果，強(qiáng)化了對(duì)教學(xué)內(nèi)容的直觀感受，并且不同課程可以變換不同的場(chǎng)景來(lái)豐富演播室的表現(xiàn)形式，是使得畫(huà)面富于變化，學(xué)習(xí)情境充分發(fā)揮良好的作用，教師的授課方式十分靈活，不但可以激發(fā)學(xué)習(xí)者的興趣、提高學(xué)習(xí)的效率，還有助于提高微課視頻的現(xiàn)場(chǎng)感和真實(shí)性，有效保持學(xué)習(xí)者的注意力，增強(qiáng)課程的傳播效果。學(xué)習(xí)者可以更好更快速地吸收知識(shí)，掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容，發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，從而使學(xué)習(xí)者能夠身臨其境，融入學(xué)習(xí)情境，提高學(xué)習(xí)效率。對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，虛擬演播室技術(shù)讓教師展開(kāi)“表演”能力，結(jié)合多媒體課件，把教學(xué)內(nèi)容更直觀、豐富的展現(xiàn)在學(xué)生面前，提高教學(xué)質(zhì)量；對(duì)學(xué)生而言，虛擬演播室技術(shù)提高了注意力和吸引力，讓學(xué)生積極思考，有助于達(dá)成線上學(xué)習(xí)和課下自學(xué)的目的，優(yōu)化了教學(xué)過(guò)程[5]。對(duì)于操作類的微課課程，也可以通過(guò)虛擬場(chǎng)景再創(chuàng)設(shè)，將教學(xué)內(nèi)容直觀的表現(xiàn)在學(xué)生面前，摒棄了傳統(tǒng)教學(xué)的板書(shū)時(shí)間，同時(shí)也彌補(bǔ)了教師通過(guò)口頭表達(dá)讓學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)同不理解的缺點(diǎn)，而是讓板書(shū)“動(dòng)”起來(lái)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，進(jìn)一步增強(qiáng)了課堂的密度和效率，使得課堂氛圍更加具有趣味性和生動(dòng)性。

例如：在虛擬演播室中制作一個(gè)課程---循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)，整個(gè)過(guò)程中，第一步：主講教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，確定教學(xué)重難點(diǎn)等，制作人員也要對(duì)內(nèi)容較為熟悉，這樣才能更好的達(dá)到教學(xué)效果；第二步：主講教師在虛擬演播廳中通過(guò)多次練習(xí)教學(xué)姿態(tài)，包括語(yǔ)言表達(dá)和肢體表達(dá)，來(lái)提高自身的“表演”能力。第三步：設(shè)計(jì)人員與制作人員一起協(xié)商共同建立拍攝實(shí)景地和3D虛擬場(chǎng)景。其中包括燈光的布置，攝像機(jī)位的布置，虛擬場(chǎng)景的選定等。第四步：實(shí)時(shí)拍攝制作及合成輸出微課程。拍攝時(shí)需要制作人員和主講教師有高度的默契感，對(duì)主講教師的要求比較高，在輸出合成時(shí)，對(duì)視音頻同時(shí)進(jìn)行處理，視頻動(dòng)態(tài)碼流率的最高碼率不高于2000Kbps，最低碼率不得低于1024Kbps；音頻采樣率48KHz，音頻碼流率128Kbps（恒定），雙聲道，并做混音處理。這樣才能高質(zhì)量的完成微課程的制作。

4 虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

隨著虛擬演播室技術(shù)的豐富性、多元性逐漸被公眾認(rèn)可，虛擬演播室在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，越來(lái)越引起了全國(guó)各高校的青睞。很多高校已經(jīng)完成了虛擬演播室的建設(shè)，而且已經(jīng)應(yīng)用到了教學(xué)中，開(kāi)設(shè)相關(guān)課程；虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中也很廣泛。例如：在全國(guó)高校微課教學(xué)比賽中，很多教師就是運(yùn)用虛擬演播室制作出的微課程，并在比賽中取得優(yōu)異成績(jī)。在“中國(guó)大學(xué)慕課”的課程中也有很多課程是在虛擬演播室中制作完成的，足以說(shuō)明虛擬演播室技術(shù)已經(jīng)日趨完善，運(yùn)用前景很好。通過(guò)虛擬演播室來(lái)制作微課程的優(yōu)勢(shì)有：成本低、周期短、效率高、場(chǎng)地靈活。它不僅擺脫了傳統(tǒng)教學(xué)的古板性，也解決了傳統(tǒng)色階摳像技術(shù)摳像不干凈的缺點(diǎn)。現(xiàn)如今，隨著社會(huì)不斷進(jìn)步，我們的虛擬演播室也逐漸被“便攜式”化，虛擬演播室可以隨時(shí)搭建，隨時(shí)應(yīng)用，從而虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中將會(huì)更加廣泛。另外，隨著我國(guó)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展，課程教學(xué)中出現(xiàn)了一些質(zhì)量問(wèn)題。例如：一種是傳統(tǒng)教學(xué)模式——課堂教學(xué)模式，它存在時(shí)空局限性；一種是課堂教學(xué)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)結(jié)合的模式，它存在網(wǎng)絡(luò)課程質(zhì)量、如何結(jié)合、教學(xué)效果如何等問(wèn)題；另一種是師生在時(shí)空上分離，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)視頻、直播或多媒體光盤(pán)授課的模式。這種模式對(duì)網(wǎng)絡(luò)視頻課程的質(zhì)量要求極高。如果引用虛擬演播室中制作的微課程，教學(xué)效果一定會(huì)有質(zhì)的變化。所以，展望未來(lái)，虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的應(yīng)用不僅是微課程制作環(huán)境創(chuàng)設(shè)的突破口，也將會(huì)成為今后微課程傳播研究的主要方向。為了適應(yīng)世界發(fā)展趨勢(shì)，如何更好地運(yùn)用這方面的新技術(shù)為微課程制作以及教學(xué)和科研發(fā)揮積極作用是值得我們研究的新方向、新方法。同時(shí)，也會(huì)為我國(guó)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展添上濃墨重彩的一筆。

參考文獻(xiàn)

[1]李蓉，趙剛，陳迪.虛擬演播室的教育運(yùn)用[J].教育信息化，2006（2）：60-63.

[2]王士勇，羅虹.虛擬演播室在教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].西北醫(yī)學(xué)教育 ，2009（02）：370-370.

[3]鄭翔.虛擬演播室技術(shù)特點(diǎn)及應(yīng)用[J].有線電視技術(shù)，2011（06）：68-71.

[4]蘇挺超，陳陽(yáng)鍵.淺談虛擬演播室在微課制作中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016（17）：202-203.

[5]姜楠.虛擬演播室技術(shù)在微課視頻制作中的運(yùn)用[J].軟件導(dǎo)刊，2016（2）：92-93.