基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

劉超

摘 要 以北京中醫(yī)藥大學(xué)東方學(xué)院需求為例，闡述學(xué)院依托網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)，設(shè)計和實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)錄播系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 多媒體技術(shù)；錄播系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中圖分類號：TP3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0055-02

現(xiàn)代電子信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展日趨完善，使得計算機教育技術(shù)更加的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。作為獨立學(xué)院的高校來講，教學(xué)方式也必須緊跟時代的步伐，將多媒體教學(xué)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)上來，以適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的需求。基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)成為學(xué)校多媒體教學(xué)應(yīng)用的一項重要需求，應(yīng)用先進的網(wǎng)絡(luò)信息化手段，將教室實況、教師課件，按照授課進度進行實時直播以及課后點播，促進計算機教育技術(shù)的發(fā)展，使計算機教育技術(shù)更加現(xiàn)代化。

1 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1）教學(xué)現(xiàn)場視頻采集。教學(xué)現(xiàn)場視頻的采集是多媒體錄播系統(tǒng)的重要組成部分。其中教學(xué)視頻要有教學(xué)畫面以及聲音的采集。教學(xué)現(xiàn)場畫面的拍攝分為教師教學(xué)活動，學(xué)生聽課活動，以及板書的拍攝。這三個主要的活動構(gòu)成一個完整的教學(xué)現(xiàn)場活動。教學(xué)現(xiàn)場聲音的采集使用聲音采集器，將教師的講課聲音，學(xué)生提問回答問題和教學(xué)課件的聲音整體采集。

2）后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)管理。后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)管理作為錄播系統(tǒng)設(shè)計的核心組成部分，數(shù)據(jù)管理負責(zé)圖像數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)的管理，主要完成教學(xué)畫面、板書畫面的圖像處理以及教學(xué)聲音的音頻處理，對他們的同步拍攝和采集，上傳至服務(wù)器。服務(wù)器對數(shù)據(jù)進行編輯整理，進行后續(xù)的加工處理。并且對已經(jīng)處理好的視頻文件進行分類保存。并實時的上傳到網(wǎng)絡(luò)上，是實現(xiàn)實時錄播，直播的中間樞紐。

3）錄播視頻在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。錄播視頻在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸主要服務(wù)對象是局域網(wǎng)的學(xué)生和廣域網(wǎng)的其他用戶。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸局域網(wǎng)中的學(xué)生可以實時的觀看錄播系統(tǒng)所傳輸?shù)慕虒W(xué)活動視頻，實現(xiàn)課程同步教學(xué)。廣域網(wǎng)的服務(wù)對象是各個高校的老師、學(xué)生以及其他學(xué)習(xí)者，他們可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)觀看和下載錄播系統(tǒng)制作成功的課件，也可以通過網(wǎng)絡(luò)進行交流和互動。

系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖。

2 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)可行的實現(xiàn)方案

根據(jù)上述設(shè)計方案， 可以看出，要實現(xiàn)的功能模塊有教學(xué)現(xiàn)場的錄制部分，后臺服務(wù)器多媒體數(shù)據(jù)編碼部分以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端部分。

1）教學(xué)現(xiàn)場的錄制。視頻通常來說由圖像和聲音組成，錄播系統(tǒng)為了更好的對圖像和聲音等信號的采集，采用的采集方法是將圖像信號和聲音信號獨立采集，以便保證質(zhì)量。首先是對圖像畫面的采集，圖像的采集主要分為教師機屏幕的捕捉，攝像頭教師活動跟蹤和學(xué)生聽課活動跟蹤。錄播系統(tǒng)首先要采集的是教師的授課內(nèi)容，教師授課內(nèi)容主要有教師的課件，因此錄播系統(tǒng)對教師機的屏幕的捕捉是重點。教師機屏幕采集使用的是錄播一體化主控臺，主控臺可以很好的捕捉教師機屏幕，將課件內(nèi)容捕捉下來。攝像頭視頻信號采集系統(tǒng)應(yīng)由教師授課活動、學(xué)生聽課活動和板書攝像三個部分組成。其中教師授課活動的畫面要充分體現(xiàn)出教師教課的表情和動作，教師不能死板，要體現(xiàn)其靈活性。學(xué)生聽課活動畫面采集的是學(xué)生聽課過程中的提問以及被提問，要體現(xiàn)出和教師的互動。而對于板書畫面來說，采集的主要信息是黑板上的書寫內(nèi)容，包括文字、圖像、公式等。一個優(yōu)秀的視頻不僅畫面完美還要有聲音的配合，作為課堂教學(xué)活動中的聲音就顯得尤為重要。錄播系統(tǒng)對于聲音的采集的好壞是直接衡量錄播系統(tǒng)技術(shù)高低的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此教學(xué)活動中作為重要構(gòu)成元素的聲音的采集顯得尤為重要。教學(xué)中的聲音主要有教師的講課聲音和學(xué)生的問答聲以及課件中穿插的聲音，由于錄播系統(tǒng)的特性，只要是在教學(xué)中出現(xiàn)的聲音，都要由拾音器進行采集，編碼，然后通過錄播系統(tǒng)以波形文件格式存儲到計算機中。在錄播系統(tǒng)中，一般包括至少兩個拾音器，一個針對教師的講課聲音進行拾音，另一個針對學(xué)生上課的問答聲音進行拾音，然后通過錄播系統(tǒng)的智能拾音系統(tǒng)把聲音信號采集下來，并且實時的傳送到錄播系統(tǒng)來完成聲音的采集工作。

2）后臺服務(wù)器多媒體數(shù)據(jù)的編碼。教學(xué)現(xiàn)場錄制的圖像是RGB格式文件，現(xiàn)場采集的聲音是波形文件，這兩種文件對網(wǎng)絡(luò)帶寬的占有量很大并且對計算機硬盤空間的占有量也很大，因為現(xiàn)有條件的限制，為了減少對帶寬和硬盤空間的需求，要想圖像文件和波形文件同時在網(wǎng)絡(luò)上傳輸并且上傳到網(wǎng)絡(luò)客戶終端，就要對采集的多媒體數(shù)據(jù)進行壓縮。對于多媒體數(shù)據(jù)的壓縮，通過編解碼算法壓縮數(shù)據(jù)，編碼算法可以利用開源的編解碼控件，如果經(jīng)濟條件允許也可以購買第三方編解碼控件。最終通過編碼算法實現(xiàn)對圖像和聲音的壓縮生成便于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)慕虒W(xué)視頻文件。

3）網(wǎng)絡(luò)終端的功能?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)其網(wǎng)絡(luò)功能是最為重要的。錄播系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)終端實現(xiàn)的是錄播系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)把錄播的教學(xué)視頻文件實時的傳送到各個終端，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，是更多的學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)獲取自己的所需的知識。在局域網(wǎng)中，分布在不同教室的學(xué)生通過多媒體錄播可以直接觀看教學(xué)內(nèi)容，無需把所有學(xué)生就集中在一起授課。錄播系統(tǒng)客戶端無需安裝任何播放軟件在網(wǎng)上即可通過IE瀏覽器點播收看。在廣域網(wǎng)中，錄播系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)把教學(xué)視頻文件上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其他地方的師生可以通過下載的方式獲取錄播系統(tǒng)的教學(xué)視頻資源。

3 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)錄播系統(tǒng)技術(shù)特點

1）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)功能。基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)，使得錄播系統(tǒng)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的直播和點播，直播的功能可以使大多數(shù)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)一起上課，節(jié)省教師資源。點播功能可以讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，有針對的選擇課程學(xué)習(xí)。

2）系統(tǒng)的高度完整性?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)具有高度的完整性：教師鎖定跟蹤攝像系統(tǒng)設(shè)計，充分考慮了各種授課類型教師的特點。學(xué)生電子定位攝像系統(tǒng)設(shè)計，則充分考慮了學(xué)生聽課時的特點。聲音的高清晰采集設(shè)計，在教師聲音和學(xué)生聲音的采集上，充分考慮了各種聲音采集的優(yōu)缺點，為真正意義上保證課堂教學(xué)的常態(tài)化，采用了拾音器的設(shè)計方案，使捕獲的聲音純凈、響亮。課程錄制系統(tǒng)設(shè)計，采用模塊化設(shè)計思想，集成了強大的錄制功能，以適用不用的資源應(yīng)用需求。資源的生成與管理設(shè)計，通過錄播系統(tǒng)對生成的資源進行管理，使系統(tǒng)變得更加完整而實用。

3）技術(shù)的先進性?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)和設(shè)計理念先進，在技術(shù)運用先進性的體現(xiàn)：在教師跟蹤攝像機上，利用紅外通信技術(shù)接收到紅外傳送到攝像機的變化信息，發(fā)出跟蹤指令，指揮攝像機進行跟蹤進行鎖定跟蹤并拍攝圖像；在學(xué)生定位攝像機上，高速定位和畫面凍結(jié)技術(shù)令其無所不能；在錄播軟件設(shè)計上，采用優(yōu)秀的屏幕捕獲技術(shù)，實現(xiàn)了自動化索引的生成。在設(shè)計理念的先進性上：引入了層次化和模塊化的設(shè)計理念，將錄播系統(tǒng)按照工作流程分為前端采集層、服務(wù)器管理層和網(wǎng)絡(luò)終端管理層，層層相扣，相輔相成；在每個層次，又采取模塊化的方式，將每一個功能封裝實現(xiàn)單一功能目標(biāo)，外部統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)接口，可以說是當(dāng)前錄播系統(tǒng)前沿技術(shù)。

4）良好的實用性。硬件安裝調(diào)試完畢，便無需再進行相應(yīng)配置操作，如果需要調(diào)整，只需通過簡潔的軟件界面進行操作即可，一般無需再變動；系統(tǒng)軟件操作界面簡潔明了，使用簡單，效果卓越；整體系統(tǒng)方案設(shè)計沒有任何華而不實的部分，實用至上，可以真正降低授課老師和管理老師工作負擔(dān)，沒有后續(xù)復(fù)雜的編輯管理等工作。

4 結(jié)束語

多媒體錄播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，是計算機技術(shù)和教育技術(shù)的發(fā)展的產(chǎn)物，也是順應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)的發(fā)展，由于多媒體錄播系統(tǒng)客觀反映課堂教學(xué)的整個過程，深受教師和學(xué)生的歡迎。所以基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)對教育技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動作用。

參考文獻

[1]張飛碧.全自動智能錄播系統(tǒng)的架構(gòu)分析[J].中國電化教育，2008（5）.

[2]葉惠文，杜炫杰.精品課程錄播系統(tǒng)方案的設(shè)計與實施[J].中國電化教育，2009（9）.endprint

摘 要 以北京中醫(yī)藥大學(xué)東方學(xué)院需求為例，闡述學(xué)院依托網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)，設(shè)計和實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)錄播系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 多媒體技術(shù)；錄播系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中圖分類號：TP3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0055-02

現(xiàn)代電子信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展日趨完善，使得計算機教育技術(shù)更加的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。作為獨立學(xué)院的高校來講，教學(xué)方式也必須緊跟時代的步伐，將多媒體教學(xué)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)上來，以適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的需求。基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)成為學(xué)校多媒體教學(xué)應(yīng)用的一項重要需求，應(yīng)用先進的網(wǎng)絡(luò)信息化手段，將教室實況、教師課件，按照授課進度進行實時直播以及課后點播，促進計算機教育技術(shù)的發(fā)展，使計算機教育技術(shù)更加現(xiàn)代化。

1 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1）教學(xué)現(xiàn)場視頻采集。教學(xué)現(xiàn)場視頻的采集是多媒體錄播系統(tǒng)的重要組成部分。其中教學(xué)視頻要有教學(xué)畫面以及聲音的采集。教學(xué)現(xiàn)場畫面的拍攝分為教師教學(xué)活動，學(xué)生聽課活動，以及板書的拍攝。這三個主要的活動構(gòu)成一個完整的教學(xué)現(xiàn)場活動。教學(xué)現(xiàn)場聲音的采集使用聲音采集器，將教師的講課聲音，學(xué)生提問回答問題和教學(xué)課件的聲音整體采集。

2）后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)管理。后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)管理作為錄播系統(tǒng)設(shè)計的核心組成部分，數(shù)據(jù)管理負責(zé)圖像數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)的管理，主要完成教學(xué)畫面、板書畫面的圖像處理以及教學(xué)聲音的音頻處理，對他們的同步拍攝和采集，上傳至服務(wù)器。服務(wù)器對數(shù)據(jù)進行編輯整理，進行后續(xù)的加工處理。并且對已經(jīng)處理好的視頻文件進行分類保存。并實時的上傳到網(wǎng)絡(luò)上，是實現(xiàn)實時錄播，直播的中間樞紐。

3）錄播視頻在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。錄播視頻在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸主要服務(wù)對象是局域網(wǎng)的學(xué)生和廣域網(wǎng)的其他用戶。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸局域網(wǎng)中的學(xué)生可以實時的觀看錄播系統(tǒng)所傳輸?shù)慕虒W(xué)活動視頻，實現(xiàn)課程同步教學(xué)。廣域網(wǎng)的服務(wù)對象是各個高校的老師、學(xué)生以及其他學(xué)習(xí)者，他們可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)觀看和下載錄播系統(tǒng)制作成功的課件，也可以通過網(wǎng)絡(luò)進行交流和互動。

系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖。

2 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)可行的實現(xiàn)方案

根據(jù)上述設(shè)計方案， 可以看出，要實現(xiàn)的功能模塊有教學(xué)現(xiàn)場的錄制部分，后臺服務(wù)器多媒體數(shù)據(jù)編碼部分以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端部分。

1）教學(xué)現(xiàn)場的錄制。視頻通常來說由圖像和聲音組成，錄播系統(tǒng)為了更好的對圖像和聲音等信號的采集，采用的采集方法是將圖像信號和聲音信號獨立采集，以便保證質(zhì)量。首先是對圖像畫面的采集，圖像的采集主要分為教師機屏幕的捕捉，攝像頭教師活動跟蹤和學(xué)生聽課活動跟蹤。錄播系統(tǒng)首先要采集的是教師的授課內(nèi)容，教師授課內(nèi)容主要有教師的課件，因此錄播系統(tǒng)對教師機的屏幕的捕捉是重點。教師機屏幕采集使用的是錄播一體化主控臺，主控臺可以很好的捕捉教師機屏幕，將課件內(nèi)容捕捉下來。攝像頭視頻信號采集系統(tǒng)應(yīng)由教師授課活動、學(xué)生聽課活動和板書攝像三個部分組成。其中教師授課活動的畫面要充分體現(xiàn)出教師教課的表情和動作，教師不能死板，要體現(xiàn)其靈活性。學(xué)生聽課活動畫面采集的是學(xué)生聽課過程中的提問以及被提問，要體現(xiàn)出和教師的互動。而對于板書畫面來說，采集的主要信息是黑板上的書寫內(nèi)容，包括文字、圖像、公式等。一個優(yōu)秀的視頻不僅畫面完美還要有聲音的配合，作為課堂教學(xué)活動中的聲音就顯得尤為重要。錄播系統(tǒng)對于聲音的采集的好壞是直接衡量錄播系統(tǒng)技術(shù)高低的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此教學(xué)活動中作為重要構(gòu)成元素的聲音的采集顯得尤為重要。教學(xué)中的聲音主要有教師的講課聲音和學(xué)生的問答聲以及課件中穿插的聲音，由于錄播系統(tǒng)的特性，只要是在教學(xué)中出現(xiàn)的聲音，都要由拾音器進行采集，編碼，然后通過錄播系統(tǒng)以波形文件格式存儲到計算機中。在錄播系統(tǒng)中，一般包括至少兩個拾音器，一個針對教師的講課聲音進行拾音，另一個針對學(xué)生上課的問答聲音進行拾音，然后通過錄播系統(tǒng)的智能拾音系統(tǒng)把聲音信號采集下來，并且實時的傳送到錄播系統(tǒng)來完成聲音的采集工作。

2）后臺服務(wù)器多媒體數(shù)據(jù)的編碼。教學(xué)現(xiàn)場錄制的圖像是RGB格式文件，現(xiàn)場采集的聲音是波形文件，這兩種文件對網(wǎng)絡(luò)帶寬的占有量很大并且對計算機硬盤空間的占有量也很大，因為現(xiàn)有條件的限制，為了減少對帶寬和硬盤空間的需求，要想圖像文件和波形文件同時在網(wǎng)絡(luò)上傳輸并且上傳到網(wǎng)絡(luò)客戶終端，就要對采集的多媒體數(shù)據(jù)進行壓縮。對于多媒體數(shù)據(jù)的壓縮，通過編解碼算法壓縮數(shù)據(jù)，編碼算法可以利用開源的編解碼控件，如果經(jīng)濟條件允許也可以購買第三方編解碼控件。最終通過編碼算法實現(xiàn)對圖像和聲音的壓縮生成便于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)慕虒W(xué)視頻文件。

3）網(wǎng)絡(luò)終端的功能?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)其網(wǎng)絡(luò)功能是最為重要的。錄播系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)終端實現(xiàn)的是錄播系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)把錄播的教學(xué)視頻文件實時的傳送到各個終端，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，是更多的學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)獲取自己的所需的知識。在局域網(wǎng)中，分布在不同教室的學(xué)生通過多媒體錄播可以直接觀看教學(xué)內(nèi)容，無需把所有學(xué)生就集中在一起授課。錄播系統(tǒng)客戶端無需安裝任何播放軟件在網(wǎng)上即可通過IE瀏覽器點播收看。在廣域網(wǎng)中，錄播系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)把教學(xué)視頻文件上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其他地方的師生可以通過下載的方式獲取錄播系統(tǒng)的教學(xué)視頻資源。

3 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)錄播系統(tǒng)技術(shù)特點

1）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)功能。基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)，使得錄播系統(tǒng)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的直播和點播，直播的功能可以使大多數(shù)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)一起上課，節(jié)省教師資源。點播功能可以讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，有針對的選擇課程學(xué)習(xí)。

2）系統(tǒng)的高度完整性?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)具有高度的完整性：教師鎖定跟蹤攝像系統(tǒng)設(shè)計，充分考慮了各種授課類型教師的特點。學(xué)生電子定位攝像系統(tǒng)設(shè)計，則充分考慮了學(xué)生聽課時的特點。聲音的高清晰采集設(shè)計，在教師聲音和學(xué)生聲音的采集上，充分考慮了各種聲音采集的優(yōu)缺點，為真正意義上保證課堂教學(xué)的常態(tài)化，采用了拾音器的設(shè)計方案，使捕獲的聲音純凈、響亮。課程錄制系統(tǒng)設(shè)計，采用模塊化設(shè)計思想，集成了強大的錄制功能，以適用不用的資源應(yīng)用需求。資源的生成與管理設(shè)計，通過錄播系統(tǒng)對生成的資源進行管理，使系統(tǒng)變得更加完整而實用。

3）技術(shù)的先進性?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)和設(shè)計理念先進，在技術(shù)運用先進性的體現(xiàn)：在教師跟蹤攝像機上，利用紅外通信技術(shù)接收到紅外傳送到攝像機的變化信息，發(fā)出跟蹤指令，指揮攝像機進行跟蹤進行鎖定跟蹤并拍攝圖像；在學(xué)生定位攝像機上，高速定位和畫面凍結(jié)技術(shù)令其無所不能；在錄播軟件設(shè)計上，采用優(yōu)秀的屏幕捕獲技術(shù)，實現(xiàn)了自動化索引的生成。在設(shè)計理念的先進性上：引入了層次化和模塊化的設(shè)計理念，將錄播系統(tǒng)按照工作流程分為前端采集層、服務(wù)器管理層和網(wǎng)絡(luò)終端管理層，層層相扣，相輔相成；在每個層次，又采取模塊化的方式，將每一個功能封裝實現(xiàn)單一功能目標(biāo)，外部統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)接口，可以說是當(dāng)前錄播系統(tǒng)前沿技術(shù)。

4）良好的實用性。硬件安裝調(diào)試完畢，便無需再進行相應(yīng)配置操作，如果需要調(diào)整，只需通過簡潔的軟件界面進行操作即可，一般無需再變動；系統(tǒng)軟件操作界面簡潔明了，使用簡單，效果卓越；整體系統(tǒng)方案設(shè)計沒有任何華而不實的部分，實用至上，可以真正降低授課老師和管理老師工作負擔(dān)，沒有后續(xù)復(fù)雜的編輯管理等工作。

4 結(jié)束語

多媒體錄播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，是計算機技術(shù)和教育技術(shù)的發(fā)展的產(chǎn)物，也是順應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)的發(fā)展，由于多媒體錄播系統(tǒng)客觀反映課堂教學(xué)的整個過程，深受教師和學(xué)生的歡迎。所以基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)對教育技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動作用。

參考文獻

[1]張飛碧.全自動智能錄播系統(tǒng)的架構(gòu)分析[J].中國電化教育，2008（5）.

[2]葉惠文，杜炫杰.精品課程錄播系統(tǒng)方案的設(shè)計與實施[J].中國電化教育，2009（9）.endprint

摘 要 以北京中醫(yī)藥大學(xué)東方學(xué)院需求為例，闡述學(xué)院依托網(wǎng)絡(luò)多媒體技術(shù)，設(shè)計和實現(xiàn)基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)錄播系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 多媒體技術(shù)；錄播系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

中圖分類號：TP3 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）09-0055-02

現(xiàn)代電子信息技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展日趨完善，使得計算機教育技術(shù)更加的智能化和網(wǎng)絡(luò)化。作為獨立學(xué)院的高校來講，教學(xué)方式也必須緊跟時代的步伐，將多媒體教學(xué)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)上來，以適應(yīng)現(xiàn)代教學(xué)的需求?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)成為學(xué)校多媒體教學(xué)應(yīng)用的一項重要需求，應(yīng)用先進的網(wǎng)絡(luò)信息化手段，將教室實況、教師課件，按照授課進度進行實時直播以及課后點播，促進計算機教育技術(shù)的發(fā)展，使計算機教育技術(shù)更加現(xiàn)代化。

1 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計

1）教學(xué)現(xiàn)場視頻采集。教學(xué)現(xiàn)場視頻的采集是多媒體錄播系統(tǒng)的重要組成部分。其中教學(xué)視頻要有教學(xué)畫面以及聲音的采集。教學(xué)現(xiàn)場畫面的拍攝分為教師教學(xué)活動，學(xué)生聽課活動，以及板書的拍攝。這三個主要的活動構(gòu)成一個完整的教學(xué)現(xiàn)場活動。教學(xué)現(xiàn)場聲音的采集使用聲音采集器，將教師的講課聲音，學(xué)生提問回答問題和教學(xué)課件的聲音整體采集。

2）后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)管理。后臺服務(wù)器數(shù)據(jù)管理作為錄播系統(tǒng)設(shè)計的核心組成部分，數(shù)據(jù)管理負責(zé)圖像數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)的管理，主要完成教學(xué)畫面、板書畫面的圖像處理以及教學(xué)聲音的音頻處理，對他們的同步拍攝和采集，上傳至服務(wù)器。服務(wù)器對數(shù)據(jù)進行編輯整理，進行后續(xù)的加工處理。并且對已經(jīng)處理好的視頻文件進行分類保存。并實時的上傳到網(wǎng)絡(luò)上，是實現(xiàn)實時錄播，直播的中間樞紐。

3）錄播視頻在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。錄播視頻在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸主要服務(wù)對象是局域網(wǎng)的學(xué)生和廣域網(wǎng)的其他用戶。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸局域網(wǎng)中的學(xué)生可以實時的觀看錄播系統(tǒng)所傳輸?shù)慕虒W(xué)活動視頻，實現(xiàn)課程同步教學(xué)。廣域網(wǎng)的服務(wù)對象是各個高校的老師、學(xué)生以及其他學(xué)習(xí)者，他們可以通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)觀看和下載錄播系統(tǒng)制作成功的課件，也可以通過網(wǎng)絡(luò)進行交流和互動。

系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)如圖。

2 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)可行的實現(xiàn)方案

根據(jù)上述設(shè)計方案， 可以看出，要實現(xiàn)的功能模塊有教學(xué)現(xiàn)場的錄制部分，后臺服務(wù)器多媒體數(shù)據(jù)編碼部分以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)端部分。

1）教學(xué)現(xiàn)場的錄制。視頻通常來說由圖像和聲音組成，錄播系統(tǒng)為了更好的對圖像和聲音等信號的采集，采用的采集方法是將圖像信號和聲音信號獨立采集，以便保證質(zhì)量。首先是對圖像畫面的采集，圖像的采集主要分為教師機屏幕的捕捉，攝像頭教師活動跟蹤和學(xué)生聽課活動跟蹤。錄播系統(tǒng)首先要采集的是教師的授課內(nèi)容，教師授課內(nèi)容主要有教師的課件，因此錄播系統(tǒng)對教師機的屏幕的捕捉是重點。教師機屏幕采集使用的是錄播一體化主控臺，主控臺可以很好的捕捉教師機屏幕，將課件內(nèi)容捕捉下來。攝像頭視頻信號采集系統(tǒng)應(yīng)由教師授課活動、學(xué)生聽課活動和板書攝像三個部分組成。其中教師授課活動的畫面要充分體現(xiàn)出教師教課的表情和動作，教師不能死板，要體現(xiàn)其靈活性。學(xué)生聽課活動畫面采集的是學(xué)生聽課過程中的提問以及被提問，要體現(xiàn)出和教師的互動。而對于板書畫面來說，采集的主要信息是黑板上的書寫內(nèi)容，包括文字、圖像、公式等。一個優(yōu)秀的視頻不僅畫面完美還要有聲音的配合，作為課堂教學(xué)活動中的聲音就顯得尤為重要。錄播系統(tǒng)對于聲音的采集的好壞是直接衡量錄播系統(tǒng)技術(shù)高低的重要標(biāo)準(zhǔn)。因此教學(xué)活動中作為重要構(gòu)成元素的聲音的采集顯得尤為重要。教學(xué)中的聲音主要有教師的講課聲音和學(xué)生的問答聲以及課件中穿插的聲音，由于錄播系統(tǒng)的特性，只要是在教學(xué)中出現(xiàn)的聲音，都要由拾音器進行采集，編碼，然后通過錄播系統(tǒng)以波形文件格式存儲到計算機中。在錄播系統(tǒng)中，一般包括至少兩個拾音器，一個針對教師的講課聲音進行拾音，另一個針對學(xué)生上課的問答聲音進行拾音，然后通過錄播系統(tǒng)的智能拾音系統(tǒng)把聲音信號采集下來，并且實時的傳送到錄播系統(tǒng)來完成聲音的采集工作。

2）后臺服務(wù)器多媒體數(shù)據(jù)的編碼。教學(xué)現(xiàn)場錄制的圖像是RGB格式文件，現(xiàn)場采集的聲音是波形文件，這兩種文件對網(wǎng)絡(luò)帶寬的占有量很大并且對計算機硬盤空間的占有量也很大，因為現(xiàn)有條件的限制，為了減少對帶寬和硬盤空間的需求，要想圖像文件和波形文件同時在網(wǎng)絡(luò)上傳輸并且上傳到網(wǎng)絡(luò)客戶終端，就要對采集的多媒體數(shù)據(jù)進行壓縮。對于多媒體數(shù)據(jù)的壓縮，通過編解碼算法壓縮數(shù)據(jù)，編碼算法可以利用開源的編解碼控件，如果經(jīng)濟條件允許也可以購買第三方編解碼控件。最終通過編碼算法實現(xiàn)對圖像和聲音的壓縮生成便于在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)慕虒W(xué)視頻文件。

3）網(wǎng)絡(luò)終端的功能?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)其網(wǎng)絡(luò)功能是最為重要的。錄播系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)終端實現(xiàn)的是錄播系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)把錄播的教學(xué)視頻文件實時的傳送到各個終端，以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，是更多的學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)獲取自己的所需的知識。在局域網(wǎng)中，分布在不同教室的學(xué)生通過多媒體錄播可以直接觀看教學(xué)內(nèi)容，無需把所有學(xué)生就集中在一起授課。錄播系統(tǒng)客戶端無需安裝任何播放軟件在網(wǎng)上即可通過IE瀏覽器點播收看。在廣域網(wǎng)中，錄播系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)把教學(xué)視頻文件上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，其他地方的師生可以通過下載的方式獲取錄播系統(tǒng)的教學(xué)視頻資源。

3 基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體教學(xué)錄播系統(tǒng)技術(shù)特點

1）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)功能?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)，使得錄播系統(tǒng)可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的直播和點播，直播的功能可以使大多數(shù)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)一起上課，節(jié)省教師資源。點播功能可以讓學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)現(xiàn)狀，有針對的選擇課程學(xué)習(xí)。

2）系統(tǒng)的高度完整性?；诰W(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)具有高度的完整性：教師鎖定跟蹤攝像系統(tǒng)設(shè)計，充分考慮了各種授課類型教師的特點。學(xué)生電子定位攝像系統(tǒng)設(shè)計，則充分考慮了學(xué)生聽課時的特點。聲音的高清晰采集設(shè)計，在教師聲音和學(xué)生聲音的采集上，充分考慮了各種聲音采集的優(yōu)缺點，為真正意義上保證課堂教學(xué)的常態(tài)化，采用了拾音器的設(shè)計方案，使捕獲的聲音純凈、響亮。課程錄制系統(tǒng)設(shè)計，采用模塊化設(shè)計思想，集成了強大的錄制功能，以適用不用的資源應(yīng)用需求。資源的生成與管理設(shè)計，通過錄播系統(tǒng)對生成的資源進行管理，使系統(tǒng)變得更加完整而實用。

3）技術(shù)的先進性。基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)和設(shè)計理念先進，在技術(shù)運用先進性的體現(xiàn)：在教師跟蹤攝像機上，利用紅外通信技術(shù)接收到紅外傳送到攝像機的變化信息，發(fā)出跟蹤指令，指揮攝像機進行跟蹤進行鎖定跟蹤并拍攝圖像；在學(xué)生定位攝像機上，高速定位和畫面凍結(jié)技術(shù)令其無所不能；在錄播軟件設(shè)計上，采用優(yōu)秀的屏幕捕獲技術(shù)，實現(xiàn)了自動化索引的生成。在設(shè)計理念的先進性上：引入了層次化和模塊化的設(shè)計理念，將錄播系統(tǒng)按照工作流程分為前端采集層、服務(wù)器管理層和網(wǎng)絡(luò)終端管理層，層層相扣，相輔相成；在每個層次，又采取模塊化的方式，將每一個功能封裝實現(xiàn)單一功能目標(biāo)，外部統(tǒng)一采用標(biāo)準(zhǔn)接口，可以說是當(dāng)前錄播系統(tǒng)前沿技術(shù)。

4）良好的實用性。硬件安裝調(diào)試完畢，便無需再進行相應(yīng)配置操作，如果需要調(diào)整，只需通過簡潔的軟件界面進行操作即可，一般無需再變動；系統(tǒng)軟件操作界面簡潔明了，使用簡單，效果卓越；整體系統(tǒng)方案設(shè)計沒有任何華而不實的部分，實用至上，可以真正降低授課老師和管理老師工作負擔(dān)，沒有后續(xù)復(fù)雜的編輯管理等工作。

4 結(jié)束語

多媒體錄播系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，是計算機技術(shù)和教育技術(shù)的發(fā)展的產(chǎn)物，也是順應(yīng)現(xiàn)代化教學(xué)的發(fā)展，由于多媒體錄播系統(tǒng)客觀反映課堂教學(xué)的整個過程，深受教師和學(xué)生的歡迎。所以基于網(wǎng)絡(luò)的多媒體錄播系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)對教育技術(shù)的發(fā)展起著重要的推動作用。

參考文獻

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