云校園電視臺構建探析與實踐研究

劉文峰 楊磊

關鍵詞：校園電視臺 ? 虛擬演播室 ? 錄播教室 ? 視訊平臺

隨著我國職業院校現代教育事業的不斷發展和素質教育的不斷深化，“互聯網+”教育教學模式的深入研究，開放性、交互式的教學平臺逐步被廣泛應用到教學實踐中。在學院網絡硬件基礎設施日趨成熟的情況下，利用國內先進的現代教育技術改革傳統教育技術，已經成為學院信息化發展必然的趨勢。通過云校園電視臺建設，我們積累了寶貴經驗，樂與大家分享。

一、云校園電視臺建設的意義

云校園電視臺的建設，有助于促進學生自主探索，培養創新思維，拓寬學生的視野，建立網絡視訊資源管理教學平臺。直播及記錄學院內發生的重大事件、活動，拓寬學校宣傳面; 邀請各專業佼佼者開展名師課堂、名生講堂，實現師生共同觀摩學習;實現微課、MOOC自動錄制、遠程授課、教學講義顯示，實現翻轉課堂，方便學生自主學習;建設虛擬演播室，通過全三維、真人與虛擬布景和道具融合，將抽象的教學內容直觀形象地展現出來，方便學生掌握。

二、云校園電視臺的建設思路

經過長達一年的調查研究，首先需要確定一款基于校園網絡的視頻直播管理平臺作為全院視訊基礎平臺。該平臺需有以下功能：開放視頻碼流接入端口、播放兼容性好、基于HTML5技術實現PC與移動端均可實現性能穩定、流暢直播、點播的視訊資源管理平臺，能夠兼容對接國內外廣播電視領域行業主流品牌索貝、中廣上洋等專業設備，使其作為本方案的核心攝、錄、編設備，從而確保電視臺建設達到專業水平。經多方技術人員協作研究、探索、論證，最終實現不同視頻碼流兼容的測試，形成校園電視節目、各類視頻課程的直播、點播，微課、 MOOC自動錄制、發布等多功能的云校園電視臺建設方案。

三、云校園電視臺系的技術架構分析

云校園電視臺系統主要分為演播室系統、錄制編輯系統、校園電視發布系統三個部分。

（一）演播室系統建設

經調研發現地方電視臺演播室對場地要求非常高，層高最低6米，需要專業級攝像機、調音臺等設備，投資巨大，且要求專業人員操作。對于眾多沒有開設電視攝錄、影視制作專業的院校，這種專業電視臺的建設方案顯然不是最佳方案，存在投資大、利用率低、對教育教學貢獻不大等問題。為此我們重新探索制定了切合職業院校實際需求的云電視臺演播室建設方案并予以實施。

1.專業的系統規劃及燈光裝修。根據學院情況，我們采用集成度高的虛擬演播室的方式。攝像設備選用索尼小型專業攝像機，虛擬演播室核心服務器選用索貝廣播級播出服務器，委托威海某公司對演播室進行專業的光學、聲學等基礎設施的裝修，達到演播室系統建設的基本要求。系統拓撲圖、裝修頂視效果圖、演播室實景圖如下：

2.核心設備的選用。 我們采用專業廣播級虛擬演播系統，具有4路外視頻信號輸入，其中1路支持虛擬色鍵摳像，2路本地硬盤文件回放， 8路信號在線特效切換功能，可實現虛擬與實景特效切換融合，8路多畫面預監、圖文字幕制作與疊加、視頻錄制以及流媒體編碼直播功能;系統支持外置切換臺;內置100套三維高清虛擬場景。

3.系統架構的選用。虛擬演播系統采用虛擬搖臂運動跟蹤功能，最大限度地貼近虛擬演播室的情景，并且靈活運用機電傳感跟蹤模式，實現跟拍與特寫，極大提升虛擬演播室節目的效果。

4.效果實現的支持。該系統支持真三維模型場景、動態視頻等多種模式，可以實現全場景顯示和虛擬場景畫面，實現與演播室內的場景畫面的無縫結合。操作簡單、功能強大、輸出畫質質量高，最大限度地發揮了虛擬演播室的神奇功能，為學院錄制精品資源共享課發揮了重要作用。

（二）錄制編輯系統建設

錄制編輯系統采用全新概念“多通道采編播一體機”，具有真正意義上的廣電級高清（Full HD1080 P，PAL25幀）視頻的錄制能力、現場直播以及非線性后期編輯制作能力，系統采用64位操作系統作為基礎，借助索貝在專業廣電領域20多年的技術積累和優秀的產品研發能力，實現廣播級圖像質量和文件格式的錄制、直播、多機位后期節目編輯。集成錄播系統滿足高職院校對系統便捷性的實際需求，該設備可以完全替代傳統多機位錄制系統并進行日常節目的后期制作;還可以作為移動收錄制作系統來進行大型活動、重大會議的現場錄制和后期制作;也可以用于各專業實訓課、現場課、培訓課的攝錄編，借助校園網絡和視頻平臺實現網絡直播、點播功能。

我們選擇的多通道采編播一體機是集傳統演播室中的全自動導播、手動導播、多通道收錄、遠程導播、網絡直播、遠程互動、云臺控制、字幕、角標、外設管控、非編制作等系統設備的功能于一身，可以獨立完成傳統演播室中多通道節目信號切換、聲音調整、后期制作等功能。以強大的功能、小巧的體積、簡單的結構的優勢，徹底解決了多通道錄制與后期制作系統設計復雜、采購成本高昂、安裝調試困難、設備維護麻煩等諸多問題。

1.多通道信號輸入。設備支持六通道輸入，支持加載SDI攝像機信號、VGA/DVI電腦信號、IP網絡視頻流信號以及本地視音頻文件、片頭片尾片花、圖片素材;支持廣播級專業攝像機SDI信號輸入，支持IP攝像機輸入;支持所有全制式、1080P信號輸入。

2.通道類型自定義。學院可自定義輸入通道的信號來源，包括SDI信號、DVI信號、IP流信號、本地文件和多屏合成畫面，并可任意組合。如可選擇“SDI信號+本地文件”的組合，或“SDI信號+IP視頻流+本地文件+多頻合成畫面”的組合等。除了通道類型之外，還可自定義是否錄制該通道。

3.廣播級專業高清視頻采集。采用索貝廣播級專業高清視頻板卡，支持4路HD-SDI信號輸入，全面支持各種高清攝像機的輸出信號并兼容標清。板卡穩定性強，信號指標通過了國家廣電總局的全面檢測，達到國際先進水平。

4.多路碼流同步錄制和多通道視頻流錄制。能實現電影模式、資源模式等多種模式的同步錄制，錄制結果可以輸出為多種文件類型，也可根據需要重新編輯節目，在非編系統中實時調用每一路通道的內容，方便后期制作，還可以實現多通道合并輸出與同屏多窗口發布。整個錄制過程支持TS流文件格式，安全有保證。

（三）云發布系統建設

云電視臺發布系統以學院現有網絡系統為傳輸載體，搭建校園綜合視訊信息發布系統，集網絡視頻、媒體播放、字幕新聞以及圖文信息為一體，通過網絡遠程控制將各種媒體信息進行發布，兼顧功能性和宣傳性，增強互動性和觀賞性。

1.系統支持局域網、廣域網直播，直播延時≤1秒，支持客戶端斷點重連。

2.系統支持手機、PC、平板直接收看直播、點播，也支持HTML5發布到IPAD。

3.支持視頻、照片、文字以及其他有關內容的發布，在服務器端，以時間順序做成播放列表，然后以“網絡廣播”或“網絡組播”的方式推送到每一個接收終端。

4.系統支持智能化與人性化的應用需要，融入智能電源控制的技術和理念，所有信息發布的設備，均可以實現定時開關、延時開關、以及順序開關，并且實現從物理上徹底斷電，從而減少工作人員的操作流程和減輕工作壓力，實現最大限度的“節能”。

四、應用實踐研究

目前很多廠商對于多路教學視頻的錄制通常采用兩種方式： 電影模式和資源模式。 電影模式是指錄播主機對輸入的多路畫面進行自動或手動的切換拼接，將多個不同的視頻鏡頭拼接錄制為一個獨立的、連續的教學視頻。如果在錄制完成后發現鏡頭切換有誤， 只能重新錄制丟失掉的部分，耗時耗力。資源模式可以確保每路視頻信號都不會遺漏任何內容，但資源模式也有缺陷，由于錄制下來的素材是多個獨立的媒體文件，需要專用的媒體播放器才能實現多視頻同步播放。 由于多路視頻同時顯示的模式并不符合一般人的觀看習慣， 資源模式錄制的視頻一般需要編輯，將其編排為電影模式的鏡頭切換方式才符合一般觀看習慣，但這樣會極大地增加教學視頻錄制的后期編輯壓力。

針對上述問題，我們結合學院實際情況進行系統整合，結合電影模式和資源模式兩者的優點，實現系統時間線的交互功能，取得了教學視頻錄制的革命性進步。采用該功能時，錄播主機可以同時記錄下多路輸入的教學視頻信號，并保存為獨立的視頻文件。與傳統的資源模式的不同之處在于錄播主機能夠同時記錄下系統自動（或手動）模式下鏡頭切換的切點位置信息，再根據自己的需要，自動截取所需要編輯的視頻，完成對多軌視頻的編輯。

我院采用的系統在演播室及移動實訓車間等場所錄制精品課時，可以將老師、學生、演講PPT等多路視頻信號同時錄制下來，實現多種模式錄制：單畫面電影模式、三畫面模式、多分屏模式、交互模式、畫中畫模式;可以直接生成完整的帶鏡頭切換的電影模式獨立文件;也可以保留多個攝像機同時拍攝的全部機位視頻文件;同時記錄自動跟蹤系統的鏡頭切換位置等數據，以供后期編輯使用。

五、結語

學院云校園電視臺系統建成后，承擔了學校多項節目的錄制任務，經過半年高強度、多功能測試及實踐應用，我們進一步完善部分功能，使其更加適應職業院校關于校園電視臺建設的實際需求。在日常的教育教學實踐應用中，我們也積累較豐富的云校園電視臺建設和使用經驗，希望本方案能夠為廣大兄弟院校校園電視臺的建設提供借鑒。

（作者單位：威海海洋職業學院）