基于綠屏摳像的微課錄制系統的設計與應用

摘要：微課的核心內容是短視頻，作為一種新型、短小精悍的教學資源的重要形式，微課在線上教學中發揮了不可替代的作用。結合教師的微課制作實際需求，展現了基于綠屏摳像的微課錄制系統的設計原理與應用策略，以提升教師與技術人員的資源開發能力，推進線上教學資源的優化與共享。

關鍵詞：綠屏摳像;微課錄制;慕課;資源

中圖分類號：G40-057 ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）31-0120-02

2020年以來，受“新冠肺炎疫情”影響，線上教學迎來了難得的發展機遇。習慣依賴于面授教學的教師不得不適應變化，轉變觀念，積極應對線上教學的各種挑戰。學習模式的演變，學習資源的緊缺，對教師的信息化素養提出更高、更迫切的要求。緊跟知識點的學習資源（微課）成為疫情期間線上教學過程中師生們的香餑餑，它既是教學重難點的主要承載體，也是學生在互聯網背景下開展泛在化學習的重要前提。

1微課與微課錄制系統概述

1 .1對微課的理解

作為一種新型的教育信息資源和課程創新的重要形式，“微課”在2011年在國內首次提出以來，就以其“主題突出、短小精悍、交互性號、應用面廣”等特點被廣泛認可，微課概念的相關實踐與應用也迅速展開[1]。Educause將微課定義為“一節的短小的視音頻，呈現某個單一的、嚴格定義的主題”， 在被用作在線、面對面或混合式教學的一部分時，可成為學習活動的點綴，有利于增強課程主題的學習。焦建利[2]與黎加厚[3]等認為微課是內容短小，具有明確的教學目標的短小視頻。由此可見，微課的核心內容是短視頻，我們綜合以往文獻，認為國內外有關微課短視頻的制作形式有五類[4]。

1）電子黑板式。以教師講課的畫外音和電子黑板的動態講義、板書相結合的形式呈現，這是可汗學院的常見微課形態。這類短視頻應用面較小，特別適合用于需要板書的例題講解。

2）屏幕錄制式。以教師講課的畫外音和電腦錄屏軟件錄制視頻相結合的形式呈現，這類視頻教師并不出鏡，僅適合于屏幕操作過程的錄制。

3）卡通動畫式。以教師講課的畫外音和電腦動畫軟件制作的動畫相結合的形式呈現，這類微課段視頻生動形象深受學生們的喜愛，但制作難度大、費時費力。

4）交互式微課。基于HTML5的交互式微課，利用交互式組件實現微課與學生的交互，讓學生在交互環節中自定步調、查看提示和獲得反饋。這類微課突破了以往微課短視頻的制作思路，大大提升了交互性、生動性和趣味性，但制作難度較大，對教師的信息化素養要求很高。

5）實錄式微課。以教師的音視頻和觸摸式教學智能大屏或智慧黑板相結合的形式呈現，此類微課展現了教師在課堂上的真實講授過程，無論是講授PPT、電子板書、電腦界面操作都能一覽無余。是一款最全面的微課短視頻制作形式，但其缺點也是顯而易見的，需要技術人員重復多次的拍攝和后期編輯才能完成，費時費力成本也高。

由此可見，微課短視頻的制作門檻并不低，收效良好、制作精良就意味著較高的人力和物力。我校作為國家示范性高等職業院校，已經在加強國家教育信息化政策的落實、推進教學課堂結構的變革等課題做出大量的嘗試與創新。隨著我校教育信息化的推進，教學模式改革的不斷深入，作為“碎片化動態視頻課程”的重要載體，微課資源建設需求迫在眉睫。微課錄制系統既能滿足一線教師的日常制作需求，又能兼顧特殊情況下的線上教學以及精品微課資源的建設需求，有效地充實和優化我校的數字化教學資源庫，更好地助力我校的課程資源建設。

1.2 對微課錄制系統的要求

目前我校的微課資源主要由教師自行使用錄屏軟件和錄音設備制作，音質和畫面質量參差不齊;另有一部分教師依托落地的慕課項目并安排外包公司制作短視頻，音視頻質量有保證但前期腳本制作時間長且成本極大。結合我校教師的具體需求，我們認為微課短視頻，首先應具有廣播級的圖像質量、清晰的音質;其次能滿足我校教師主流微課的制作要求，支持課件標注（手寫輸入等）和清除標注的功能等，支持教師出鏡與畫外音相結合的拍攝方式，可離線錄制本地保存，方便教師在沒有網絡的時候制作微課;最后，操作便捷、界面簡單易學，幾乎不需要后期制作。通過我們的多方調研，基于綠屏摳像的微課錄制系統融合拍攝、燈光、音頻、交互等多個環節，可以快速地用最精簡的操作完成課程的拍攝，甚至可以達到單人自助式拍攝的目標。

2微課錄制系統的設計

2.1 基于綠屏摳像的微課錄制系統原理

本系統包括三大功能模塊區，分別為綠屏幕區、提詞攝像區和微課系統合成區。綠屏幕區由投影儀和綠屏幕以及交互筆信號接收發射器構成;提詞攝像區包括一臺可轉動調焦攝像頭和提詞顯示設備;微課系統合成區包括微課系統主機和筆記本電腦。微課系統主機將課件信號傳送給投影儀并最終顯示在綠屏幕上，筆記本電腦將臺詞傳送至提詞屏并勻速上滾顯示。當教師站在綠屏幕前使用交互筆按下錄制鍵后，話筒拾取教師講課的聲音并記錄到微課系統主機中，與此同時攝像頭也將教師講課視頻記錄到微課系統主機和監看器中，教師手中的交互筆可控制課件的翻頁，并將記錄交互筆的筆跡動畫也同時一并輸入到微課系統主機內，接著由微課主機系統為教師自動摳像換場景，并將課件畫面與教師講課視頻疊加，最后合成輸出成片。

2.2 微課錄制系統的調試

微課錄制系統的調試如圖2所示。

1）將攝像機、微課主機、投影儀、監看器、提詞器、提詞筆記本電腦、無線話筒、交互筆等設備全部開啟。

2）在微課主機中打開主程序，導入課件，選擇場景，安排教師站立在綠屏幕前，修改摳像參數，調整攝像機鏡頭和投影儀參數，直到監看器中的合成圖像顏色真實、邊緣無毛刺、成像清晰為止。

3）在微課主機中打開交互筆程序后，在綠屏幕上定位8個交互筆觸點。安排教師使用交互筆嘗試按鍵、翻頁操作。

4）打開無線麥接收器和發射器電源，調節音量試音。

5）將教師的提詞文件導入到提詞軟件中，播放提詞調整上滾速度。

6）試錄制后，播放查看拍攝效果，如不滿意可重新調試。

7）正式錄制。

從整個調試過程看，步驟較為煩瑣，給微課系統的技術人員帶來了相當大的挑戰。特別是摳像參數的調整非常耗時，建議提前存儲好多個摳像模板以便在使用時直接調用。攝像機、投影儀、交互筆以及無線麥的調試相對簡單易學。

總之，微課系統拍攝短視頻，就是以系統提供的場景文件作為背景層面，以課件和出鏡教師作為第2、3視頻層，在拍攝中適當變換鏡頭的全景、遠景和畫外音形式（也即課件特寫鏡頭），結合教師講課聲音，一鍵合成出高清微課短視頻。

2.3 系統功能特點

1）系統提供了多個可參數調節的摳像模式，可保證在不同膚色、服裝圖案和色彩的情況下，合成畫面平滑、不偏色，邊緣自然、無閃爍、無鑲邊。

2）在錄制過程中，可隨意切換教師的景別，從教師遠景到教師近景再到畫外音形式，滿足教師不愿出鏡或少出鏡的特殊需求。

3）視音頻完全同步，采取高碼流錄制，音頻采樣率為44.1Khz，比特率為2-16Mbps，支持1080P、720P等高清MP4、AVI和MOV文件格式的直接輸出。

4）系統自帶多學科場景文件，一鍵合成教師講課、課件和場景等三層視頻，減少了后期編輯，減輕教師的錄課負擔。

5）提詞功能給教師拍攝微課，甚至給慕課制作都帶來了極大的便利。

3 結語

基于綠屏摳像的微課錄制系統能滿足微課短視頻的技術標準，制作效率較高，成片質量更高，是高校微課和慕課資源制作的首選。在整個系統的設計上，除了關鍵設備和軟件的選用要得當，還需要在微課錄制系統的室內環境改造上多下功夫，比如，吸音墻面的處理、隔音門的安裝以及燈光的選擇都非常重要。在整個系統的使用上，需要我們的技術人員提升調試技巧，注重積累經驗，善于開發生動的課件形式和虛擬場景技術，生成更多有質有量的微課短視頻。我們有理由相信，在高校微課資源制作的政策激勵下，微課錄制系統的技術人員與教師通力合作，微課將會在教育信息化領域中發揮出更大的作用。

參考文獻：

[1] 張一川，錢揚義.國內外“微課”資源建設與應用進展[J].遠程教育雜志，2013，31（6）：26-33.

[2] 焦建利.微課及其應用與影響[J].中小學信息技術教育，2013（4）：13-14.

[3] 黎加厚.微課的含義與發展[J].中小學信息技術教育，2013（4）：10-12.

[4] 趙國棟，王冰一，劉京魯.微課在高校之應用：從概念到制作技術[J].北京大學教育評論，2016，14（3）：175-187.

【通聯編輯：朱寶貴】

收稿日期：2021-05-25

基金項目：2018年度高等學校省級質量工程項目“安徽省高職院校智慧校園的建設與實踐”（2018jyxm1468）

作者簡介：賈薇薇（1978—），女，安徽舒城人，實驗師，主要研究方向為計算機應用、媒體設計、教育技術等。