多层次云平台录播系统的设计

引言

信息技术的发展给现代教育带来了发展动力，为现代教育提供了更丰富的信息资源与工具信息技术对党校教育的影响不可估量，信息技术的应用已成为现代教育技术的特征之一，以至于在某些场合中，信息技术和现代教育成了同义词。随着云计算技术的发展，基于分布式课程录播系统的云录播平台，可以根据党校各类课程的特点，分层次搭建在线学习平台和资源共享平台，满足学员个性化、自主化学习的需要。

 

一：云平台录播系统的系统组成

 

当前常见的课程拍摄模式有很多种，主要有专业的演播室级拍摄系统和全自动录播系统。但这两种系统目前都无法在学校所有教室里统一安装，不可能大规模普及。主要原因在于：一、使用专业演播室级的人工导播，多机位方式拍摄，虽然可以提供高质量的教学素材，但人力资源消耗比较大，需要数个摄制人员和多台专业的摄录设备，有的还要后期编辑处理，环境要求也比较高。全人工拍摄无法实现大规模教学视频的录制及资源积累。二、传统自动录播模式建设成本高。传统自动录播模式中每个拍摄教室需要一台录播主机，用于视音频信号处理压缩，每套10万左右，要在全校几十间多媒体教室普及安装，仅此一项就要数百万元。因此根据实际教学需要，通过网络共享录播主机，打造云平台、多层次的全自动录播系统，将公用核心设备录播主机放在云端，既解决了摄制人员不足的问题，又大大降低了建设成本，使得每间多媒体教室转变为录播教室成为可能。

　云计算是基于Internet或者Intranet的计算解决方案，它把原来分散的资源集中到一起，实现计算能力的聚合，然后再把这些计算能力分配给各种应用[4]。云平台录播系统将所有教室的录制信息流程进行了全新分配，把需要教室端处理的信号放在教室处理。如跟踪系统、视音频压缩编码等，不需要在教室端处理的信号放在云端，如信号的调度，录播镜头切换策略的实现和直播、点播的信息发布等，各类设备各司其职、按需分配，实现功能的优化组合。

 

1：云平台录播系统的整体框架

云平台录播系统整体构架可以分为三个层次：基础设备层、核心设备层和终端接收层。基础设备层主要负责前端信号的采集。主要设备包括：教师摄像机、学生摄像机、教师和学生的定位摄像机、视频编码器、VGA编码器等信号采集及教师、学生活动状态跟踪设备，且根据实际录制课程的需要设置3～5个机位进行拍摄。核心设备层即云端层，主要负责各教室根据录制策略的要求完成电影模式及资源模式课程的录制、存储及发布。主要包括分布式录播主机和资源管理服务器。终端接收层主要指接收和播放的各种终端，如PC终端、移动终端、专用硬件终端等。

 

2：云平台录播系统的系统模型

 

云平台录播系统中的设备，按位置分类可以分为前端和后端。前端主要指安装在教室内的设备，后端指控制及发布设备。前后端通过网络形成一个整体。传统意义的录播系统，前后端是一体的，N个教室需要N个前后端。而云平台录播系统，多个前端仅需一个后端，所以配置应用灵活方便。

前端系统主要完成采集功能，包含信号采集子系统、信号编码子系统、图像识别跟踪子系统。信号采集包括师生的图像采集、音频采集和教师计算机信号采集等。后端系统的录播服务器通过网络将视频的发布和共享进一步整合，形成本区域甚至是跨区域的云端录播系统，如图1所示。

　　图1 云平台录播系统拓扑图

二：多层次的云台录播系统设计方案

云平台录播系统在实际应用中的搭建情况非常灵活。在党校的日常教学中，有四种类型的录播系统经常被用到：(1)满足精品课程拍摄要求的演播室级录播教室；(2)教学研究型录播教室；

(3)常规教学型录播教室；(4)资源积累型录播教室。需要特别说明的是，这四种录播系统，除每个教室的前端设备外，录播服务器可以在云端共享。最终录制的成片由云端的录播服务器自动上传给媒体资源管理平台，完成对媒体的统一管理、直播和点播等任务。

1：演播室级的录播教室的设计

党校系统精品课程以及一些重要的理论宣讲专题片，对拍摄和后期制作的要求比普通课程要高许多，对教学环境的光线、记录下来的画面的质量和声音清晰度及成片是否能够真实再现教师教学思想和教学艺术，均提出了很高的要求。普通教室的录制环境和全自动的镜头切换方式均无法满足拍摄需要，应搭建演播室级课程录播教室。传统的演播室拍摄方式，虽然拍摄环境达到了拍摄要求，但所有机位全人工现场拍摄，再后期非线性编辑加工，制作周期长、人员耗费量大，缺点明显。本套系统对传统的演播室环境进行了适当调整，采用四机位拍摄模式，摄像机均为高清摄像机，其中教师近景、学员全景和教学全景采用自动跟踪技术进行拍摄，学员近景采用人工拍摄，以便更好地捕捉师生互动及学员专注的表情。在此基础上因为镜头的切换犹如“傻瓜”相机拍出的照片不如手动拍摄鲜活一样，全自动录播的切换给人生硬之感，所以通过导播切换台，采用人工手动切换镜头，而非生硬的全自动触发式切换，成片直接转码，生成高品质课程视频成片。拍摄与剪辑同步进行，镜头切换自然，人员耗费少，优势明显。

 

2：教学研究型录播教室

教学是教师按既定的教学目的，通过一定的媒介载体，将知识传递给学生，帮助学生全面发展的师生双边活动，所以作为教学研究型录播教室，要通过摄像机镜头把课堂上教师和学员的教学活动情况及互动细节等完整自动的录制下来。一方面可以帮助老师在课下通过回看教学录像反思教学的不足之处，另一方面帮助各教研部门回看老师的教学情况，分析教学教法，帮助年轻教师尽快成长。在教学活动中，板书可以为学习者提供学习的要点和结构、是课堂教学内容的“脚手架”，板书所反映的知识内容结构是对课本内容浓缩、整合而成的“集成块”，同时板书也是师生互动的平台，所以在教学研究型录播教室中，在摄像机数量和角度上，除了常规的四机位摄像机：讲台全景、学员全景、教师特写、学员特写外，增加了一路单独的板书摄像机，用于反思板书是否文字精炼、突出重点，板书布局是否合理等问题。

 

3：常规教学型录播教室

在日常教学情况下，常态化的把课堂上教师和学员的教学活动情况自动录制下来并上传资源平台。为全景呈现教学情况，特别是师生互动的教学环节，摄像机采用两机位加VGA模式全自动跟踪的拍摄方法，包括讲台全景、学生全景和VGA信号。录制完成以后系统自动上传到资源平台，教师和学员可通过资源平台复习和巩固教学内容，其他班次的学员也可通过在线视频学习该教学专题的内容，扩大了教学资源的受众，提高了教学资源的利用率。党校约百分之九十五以上的教学专题都可以通过该录播模式进行录制，因为全部都采用高清编码信号，录制后视频图像清晰、声音清楚，得到教师和学员的一致好评。

 

4：资源录播型录播教室（讲座型录播教室）

在党校的培训和教学过程中，很多时候会请某一领域的专家学者到校给学员们做讲座，这种情况常常没有板书，对学员的听讲状态也不需要记录，我们只需要教师特写机位加VGA采集的方式，构建资源积累型录播教室即可完成拍摄任务。教师近景摄像机自动跟踪拍摄教师上课情景，教师PPT直接送VGA编码器编码后送录播系统，云端的录播服务器根据教师的PPT翻页情况触发切换视频信号，再将成片上传至资源服务器，学员可以远程登录资源管理平台利用移动设备在线直播或点播讲座。

多层次的云平台录播系统的建设使每一间多媒体教室成为录播教室，可以在极短的时间内把优秀教师、教学名师的课程全部放在教学资源平台上，供广大师生共享学习。无论是教学管理者还是教学研究者，亦或是各类培训班次学员都从中受益良多，逐步形成党校独具特色的在线教学服务模式。

来源：《现代教育技术》 作者：赵祥好 方小凡 王鹏

 

 

 

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科锐广视主营移动导播台，箱载移动导播台，在线演播室，非线性编辑，特技切换台，移动演播室，纽万德系列录播一体机，摄录编播等设备，性价比高，可操作性。010-84245270