“多視角影像智能在線”系統(tǒng)在服裝教學(xué)中的應(yīng)用

葉海蓮，季曉芬

(浙江理工大學(xué)服裝學(xué)院，杭州 310018)

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“多視角影像智能在線”系統(tǒng)在服裝教學(xué)中的應(yīng)用

葉海蓮，季曉芬

(浙江理工大學(xué)服裝學(xué)院，杭州 310018)

摘要:通過(guò)服裝教學(xué)現(xiàn)狀分析，針對(duì)服裝教學(xué)存在的問(wèn)題，結(jié)合現(xiàn)代服裝課程網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)及遠(yuǎn)程教學(xué)的發(fā)展需要，采用自動(dòng)錄播的“多視角影像智能在線”教學(xué)模式，探討服裝類專業(yè)課程教學(xué)新思路、新方法，以幫助解決服裝教學(xué)存在的問(wèn)題，提高服裝教學(xué)效率，提升服裝教學(xué)水平，并為服裝專業(yè)課程的網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)及遠(yuǎn)程教學(xué)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)錄播；多視角影像；服裝教學(xué)

隨著網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)及遠(yuǎn)程教學(xué)等現(xiàn)代高等教育的發(fā)展需要，自動(dòng)錄播系統(tǒng)在高校教學(xué)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1]。本文針對(duì)服裝專業(yè)教學(xué)的特點(diǎn)，對(duì)自動(dòng)錄播系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新，增加“多視角影像智能在線”教學(xué)方式，即運(yùn)用多視角智能高清晰攝像技術(shù)和多視角影像智能合成技術(shù)，結(jié)合視頻智能檢測(cè)和自動(dòng)控制技術(shù)、傳輸技術(shù)、多工位自動(dòng)切換技術(shù)等進(jìn)行數(shù)字影像錄制。同時(shí)，基于計(jì)算機(jī)控制及互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，同步地把服裝專業(yè)課程教學(xué)的全過(guò)程多個(gè)角度、多個(gè)方位投射在大屏幕顯示設(shè)備上，使每個(gè)學(xué)生都能多視角、全方位、清晰地觀看教師的教學(xué)示范細(xì)節(jié)和過(guò)程；并能根據(jù)需要自動(dòng)地生成同步課件，可以多次重復(fù)觀看，同時(shí)支持網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程直播和課程點(diǎn)播。通過(guò)“多視角影像智能在線”系統(tǒng)進(jìn)行服裝專業(yè)課程教學(xué)，可以使教師的示范教學(xué)達(dá)到事半功倍的效果，有效地解決服裝專業(yè)課程教學(xué)中存在的相關(guān)難題，為提升服裝學(xué)科教學(xué)質(zhì)量水平發(fā)揮作用，對(duì)國(guó)內(nèi)院校的服裝專業(yè)課程教學(xué)具有一定的示范意義。

一、服裝專業(yè)課程教學(xué)現(xiàn)狀

(一)傳統(tǒng)的“圍觀示范”式教學(xué)效果不佳

高等服裝專業(yè)教育是比較注重培養(yǎng)學(xué)生技術(shù)創(chuàng)新及藝術(shù)設(shè)計(jì)等實(shí)踐能力的學(xué)科。[2]服裝專業(yè)的課程教學(xué)特點(diǎn)是“圍觀示范”，即：教師不僅要口頭表述，還需邊講解邊進(jìn)行多工位、多角度的服裝設(shè)計(jì)技巧和制作工藝等示范操作。這種傳統(tǒng)的“圍觀示范”服裝教學(xué)方式存在一定的問(wèn)題，如“圍觀”的人數(shù)有限，無(wú)法使全班學(xué)生同時(shí)觀看清楚；觀看角度受限，不能全面完整的觀看教師示范的細(xì)節(jié)；教師的示范動(dòng)作無(wú)法保存，教師必須一遍又一遍地重復(fù)示范，教學(xué)效率低?！岸嘁暯怯跋裰悄茉诰€”教學(xué)模式，可以有效地解決這些傳統(tǒng)教學(xué)中“圍觀示范”的不足。

(二)全英文授課等國(guó)際合作人才培養(yǎng)的需求增加

隨著高等教育的國(guó)際化發(fā)展，教育部提出在本科階段的部分專業(yè)實(shí)施全英文教學(xué)。筆者所在的高校服裝專業(yè)全英文教學(xué)和留學(xué)生教育等國(guó)際合作辦學(xué)取得了一定成效，但在教學(xué)過(guò)程中，也像其他專業(yè)的全英文教學(xué)一樣遇到各種問(wèn)題，尤其突出的問(wèn)題是因?yàn)閷W(xué)生個(gè)體英語(yǔ)水平的差異而影響教學(xué)質(zhì)量的效果[3]。我們?cè)诜b專業(yè)全英文授課和聘請(qǐng)國(guó)外教授來(lái)校上課的國(guó)際合作辦學(xué)過(guò)程中，采用了“多視角影像智能在線”教學(xué)，可以實(shí)時(shí)自動(dòng)錄播教學(xué)全程內(nèi)容，并通過(guò)重復(fù)點(diǎn)播觀看和復(fù)習(xí)，以及支持網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程直播，幫助學(xué)生強(qiáng)化課程學(xué)習(xí)效果，增強(qiáng)對(duì)全英文課程內(nèi)容的理解和掌握，從而為培養(yǎng)服裝專業(yè)的國(guó)際化高級(jí)人才發(fā)揮積極的作用。

(三)服裝學(xué)科現(xiàn)代化教學(xué)的需求迫切

由于現(xiàn)代化教學(xué)如精品課程等經(jīng)常要進(jìn)行教學(xué)錄像，形成教學(xué)資源，通常做法是動(dòng)用多臺(tái)攝像機(jī)，多位拍攝人員，多角度拍攝，并安排人員按教學(xué)進(jìn)程在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)切換才能錄成一節(jié)課。而“多視角影像智能在線”自動(dòng)錄播教學(xué)模式可以使教學(xué)場(chǎng)景錄制常態(tài)化自動(dòng)化，不但可以節(jié)省時(shí)間，還能提高教學(xué)效率，積累更多的數(shù)字化影像教學(xué)資源，從而更好地提升服裝學(xué)科教學(xué)質(zhì)量的現(xiàn)代化水平。

二、服裝教學(xué)“多視角影像智能在線”系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)

通過(guò)以上服裝專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀分析，針對(duì)服裝傳統(tǒng)教學(xué)的不足，結(jié)合現(xiàn)代服裝課程網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)及遠(yuǎn)程教學(xué)的需要，筆者與相關(guān)專業(yè)公司技術(shù)人員不斷地研究和試制，共同設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了適用于服裝專業(yè)課程“多視角影像智能在線”教學(xué)系統(tǒng)。

根據(jù)服裝專業(yè)課程的教學(xué)特點(diǎn)，借鑒自動(dòng)錄播系統(tǒng)基本原理，運(yùn)用智能高清晰攝像和多視角影像合成技術(shù)[4]，結(jié)合視頻智能檢測(cè)和自動(dòng)控制技術(shù)，設(shè)計(jì)一個(gè)基于計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)錄播的服裝教學(xué)“多視角智能影像在線系統(tǒng)”[5]。該系統(tǒng)可根據(jù)教師示范操作的進(jìn)程和位置自動(dòng)合成最合適、最全面的多視角影像投射在大屏幕顯示設(shè)備上，滿足教師邊講解邊進(jìn)行多工位、多角度的服裝設(shè)計(jì)技巧和制作工藝等示范操作的教學(xué)要求，使全班每個(gè)學(xué)生從任何角度、任何位置都能同步清楚地、多角度地、全面地觀看教師示范的細(xì)節(jié)和教學(xué)過(guò)程。

1.控制主機(jī)面板的設(shè)計(jì)

控制主機(jī)面板，主要用于控制系統(tǒng)開(kāi)啟，運(yùn)行，關(guān)閉，并可編程串行通訊功能模塊，見(jiàn)圖1。

圖1　控制主機(jī)面板

2.控制主機(jī)的技術(shù)設(shè)計(jì)

a)主機(jī)CPU：采用酷睿i2120/1T(7200轉(zhuǎn))硬盤，4G內(nèi)存，17’液晶，DVD刻錄系統(tǒng)，VGA高清影像采集卡；

b)自動(dòng)控制技術(shù)，根據(jù)示范進(jìn)程，自動(dòng)處理各種輸入信號(hào)，控制影像采集系統(tǒng)的開(kāi)啟，定位；

c)多視角影像編輯合成技術(shù)，按照示范授課進(jìn)程和教師位置，對(duì)輸入的多視角影像和多工位影像實(shí)現(xiàn)多模式智能合成；

d)面板內(nèi)嵌液晶顯示屏，實(shí)時(shí)指示系統(tǒng)工作狀態(tài)；

圖2　系統(tǒng)功能操作面板

e)具備8組影像輸入，8組影像輸出，2組RS485通訊口，1組VGA輸出，1組RS232通訊口，1組2.4 G無(wú)線通訊口，8組有線控制信號(hào)輸入，見(jiàn)圖2。

3.多視角音像采集自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)

采用四加一共5視角采集影像主體，合成多視角影像，能夠傳送教師位置信號(hào)，接收控制主機(jī)信號(hào)進(jìn)行影像合成并進(jìn)行傳輸，見(jiàn)圖3。合成分辨率優(yōu)于1280×1024，光學(xué)變焦大于18倍。采用RS-485或422碼總線控制，64個(gè)預(yù)置位隨意儲(chǔ)存，定位準(zhǔn)確。垂直方向-3°～ 93°，水平360°連續(xù)旋轉(zhuǎn)，無(wú)盲區(qū)。自動(dòng)光圈、自動(dòng)聚集、自動(dòng)平衡。轉(zhuǎn)旋速度根據(jù)鏡頭變倍倍數(shù)自動(dòng)調(diào)整，一體化集成設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高。手動(dòng)操作速度：水平0.05°～250°/s,垂直0.05° ～200°/s，自動(dòng)移動(dòng)速度：水平250°/s，垂直250°/s。其中一個(gè)主攝像機(jī)安裝在講臺(tái)上方正中，其他四個(gè)攝像機(jī)安裝在教室四個(gè)墻角位置。

圖3　四加一共5視角自動(dòng)采集跟蹤系統(tǒng)

4.智能影像在線系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件與控制主機(jī)配合完成系統(tǒng)設(shè)置與控制功能，把多視角合成影像錄制成標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)文件，以便保存和回放，錄制分辨率達(dá)到1280×1024像素；錄制形式豐富，可根據(jù)需要進(jìn)行選擇和切換單畫(huà)面自動(dòng)模式或多畫(huà)面合成模式；在錄制課件的時(shí)候可以生成帶時(shí)間點(diǎn)的縮略圖索引和文字目錄索引，實(shí)現(xiàn)視頻播放的快速跳轉(zhuǎn)和課件快速查找；保證系統(tǒng)生成的文件為標(biāo)準(zhǔn)的流媒體格式文件，碼率支持范圍為128Kbps～10Mbps，分辨率支持范圍為320×240到1280×1024像素，以適用于各種學(xué)習(xí)管理平臺(tái)；支持網(wǎng)絡(luò)直播，授課教師在講課的同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上的用戶即可以方便地通過(guò)IE瀏覽器，觀看授課教師的直播課堂內(nèi)容，包括音視頻及教師電腦屏幕內(nèi)容；可以網(wǎng)絡(luò)在線點(diǎn)播，將錄制好的課件方便地發(fā)布到流媒體服務(wù)器上，并自動(dòng)生成播放列表，供網(wǎng)絡(luò)上的用戶隨時(shí)隨地進(jìn)行點(diǎn)播觀看。

按照服裝專業(yè)課程的教學(xué)特點(diǎn)，通過(guò)以上系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)和多次試制，我們研發(fā)了適合服裝課程教學(xué)的“多視角影像智能在線”教學(xué)系統(tǒng)，并建成兩個(gè)服裝專業(yè)課程教學(xué)“多視角影像智能在線”錄播網(wǎng)絡(luò)專用教室。整個(gè)系統(tǒng)由控制主機(jī)和多視角智能集成以及自動(dòng)錄播跟蹤技術(shù)等多功能模塊和專門控制軟件組成，系統(tǒng)集成度高、運(yùn)行穩(wěn)定可靠。服裝教學(xué)“多視角影像智能在線”錄播專用教室實(shí)景效果，見(jiàn)圖4。

圖4　服裝教學(xué)“多視角影像智能在線”錄播教室實(shí)景

三、“多視角影像智能在線”服裝教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐

教學(xué)模式的探索和研究，最重要的是通過(guò)教學(xué)實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)和不斷完善。筆者通過(guò)組織教師選擇適合“多視角影像智能在線”教學(xué)的服裝類專業(yè)優(yōu)質(zhì)課程，進(jìn)行不斷實(shí)踐和完善服裝類專業(yè)課程“多視角影像智能在線”教學(xué)模式，并整合“多視角影像智能在線”服裝教學(xué)優(yōu)質(zhì)資源及其網(wǎng)絡(luò)化，取得了良好的教學(xué)效果。

(一)優(yōu)選適合“多視角影像智能在線”教學(xué)的服裝類專業(yè)課程

按照“多視角影像智能在線”教學(xué)特征，首先，我們優(yōu)選了適合“多視角影像智能在線”教學(xué)服裝專業(yè)系列課程進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐，它們分別是：《時(shí)裝繪畫(huà)》《女裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》《服裝立體造型設(shè)計(jì)》《時(shí)裝藝術(shù)與設(shè)計(jì)》《生產(chǎn)樣板開(kāi)發(fā)》《平面紙樣》《排料和鋪料》等。另外，在國(guó)際合作辦學(xué)和服裝學(xué)科建設(shè)過(guò)程中，進(jìn)行了多項(xiàng)優(yōu)質(zhì)課程“多視角影像智能在線”的教學(xué)自動(dòng)錄播，主要有：《服裝立體造型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》(教育部質(zhì)量工程2013年度來(lái)華留學(xué)英語(yǔ)授課品牌課程)、《女裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》(美國(guó)紐約時(shí)裝技術(shù)學(xué)院國(guó)際合作辦學(xué)課程)、《女裝立裁與工藝》(客座教授課程)等。這些課程的教學(xué)特點(diǎn)是，教師不僅需要理論講解，還需進(jìn)行多工位、多角度的服裝設(shè)計(jì)技巧和制作工藝等教學(xué)示范，而且都是用外文教學(xué)的國(guó)際合作課程，所以比較適合“多視角影像智能在線”教學(xué)。

(二)服裝類專業(yè)課程“多視角影像智能在線”教學(xué)實(shí)踐

通過(guò)上述多門服裝類專業(yè)課程“多視角影像智能在線”教學(xué)的實(shí)踐，以及國(guó)際合作辦學(xué)優(yōu)質(zhì)課程多個(gè)項(xiàng)目的教學(xué)影像自動(dòng)錄播，總體效果良好，教學(xué)效率大幅度提高。另外，在進(jìn)行服裝課程“多視角影像智能在線”教學(xué)過(guò)程中，充分考慮各課程的教學(xué)重點(diǎn)，進(jìn)行影像定位點(diǎn)的位置和數(shù)量的開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，最大程度地發(fā)揮在線系統(tǒng)教學(xué)效果，提升教學(xué)的現(xiàn)代化水平。

在進(jìn)行《時(shí)裝繪畫(huà)》《生產(chǎn)樣板開(kāi)發(fā)》《平面紙樣》《排料和鋪料》等課程的教學(xué)過(guò)程中，由于這些課程都是全英文教學(xué)，而且教師需要大量的教學(xué)示范，所以，采用了“多視角影像智能在線”教學(xué)模式的實(shí)踐，使教師的示范細(xì)節(jié)及整個(gè)教學(xué)過(guò)程自動(dòng)地同步地錄制下來(lái)，并投影在大頻幕上，便于學(xué)生仔細(xì)清楚地觀看教學(xué)示范動(dòng)作，而且能在線點(diǎn)播，便于學(xué)生學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)，有助于學(xué)生能夠強(qiáng)化課程學(xué)習(xí)效果，增強(qiáng)對(duì)全英文課程內(nèi)容的理解和掌握，從而提高服裝專業(yè)的國(guó)際化辦學(xué)效果。

針對(duì)《女裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》《服裝立體造型設(shè)計(jì)》《女裝藝術(shù)與設(shè)計(jì)》等設(shè)計(jì)類的課程，由于此類課程不僅需要多視角教學(xué)，而且多工位轉(zhuǎn)換，并且動(dòng)手能力要求很強(qiáng)，還是全英文教學(xué)的課程，采用“多視角影像智能在線”教學(xué)的模式，達(dá)到的效果特別顯著。

另外，筆者所在高校的季曉芬教授還針對(duì)“教育部質(zhì)量工程2013年度來(lái)華留學(xué)英語(yǔ)授課品牌課程”《服裝立體造型設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》，使用“多視角影像智能在線”教學(xué)模式自動(dòng)錄播實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)*視頻網(wǎng)站請(qǐng)見(jiàn)：http://fzltzxsj.jpkc.zstu.edu.cn/。。

(三)自動(dòng)錄播“多視角影像智能在線”服裝教學(xué)實(shí)踐的效果

綜上所述，通過(guò)服裝教學(xué)的多視角影像智能在線平臺(tái)的建設(shè)及其教學(xué)實(shí)踐，為服裝類專業(yè)課程全英文教學(xué)和國(guó)際合作辦學(xué)以及服裝學(xué)科建設(shè)的教學(xué)提供了一種新的教學(xué)方式。這種新方式有利于提高教學(xué)效率，提升教學(xué)的現(xiàn)代化水平。自動(dòng)錄播“多視角影像智能在線”服裝教學(xué)效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

a)采用多視角影像自動(dòng)采集，包括正面、左側(cè)面、右側(cè)面同時(shí)地、多角度地進(jìn)行全方位的示范操作自動(dòng)影像采集，以利于表現(xiàn)整個(gè)服裝教學(xué)示范過(guò)程，無(wú)死角無(wú)遮擋，讓學(xué)生能夠多角度全方位地清晰地觀察教師的示范操作。

b)采用多工位影像自動(dòng)跟蹤定位，教師在整個(gè)服裝教學(xué)過(guò)程中，除了在講臺(tái)或人臺(tái)模型上進(jìn)行示范操作外，還會(huì)在其他工位(如縫紉設(shè)備、整燙臺(tái)等)授課，教師在教室多個(gè)工作位進(jìn)行示范操作時(shí)，根據(jù)教師位置自動(dòng)跟蹤定位進(jìn)行多工位影像自動(dòng)采集。

c)能夠多視角影像智能合成，系統(tǒng)采用智能判別技術(shù)，從多個(gè)角度把教師操作的影像合成，并根據(jù)教師所處的位置，自動(dòng)把被教師遮住的角度的影像用教師操作全景影像替換，畫(huà)面同步投影到教室大屏幕上，使每個(gè)學(xué)生都能清楚地觀看到教師的示范細(xì)節(jié)及教學(xué)過(guò)程。

d)能夠同步進(jìn)行課程錄制，在教師教學(xué)過(guò)程中，把教師的示范過(guò)程(包括視頻和講解音頻)完整地自動(dòng)錄制在控制系統(tǒng)中，生成教學(xué)課件保存,并可即時(shí)回放，亦可形成示范教學(xué)資源庫(kù)，以利于教師教學(xué)研究。

e)支持網(wǎng)絡(luò)直播及在線點(diǎn)播，支持跨網(wǎng)段、跨路由的網(wǎng)絡(luò)直播，直播點(diǎn)大于500點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程教學(xué)、遠(yuǎn)程觀摩，可以在線點(diǎn)播，錄制可生成點(diǎn)播庫(kù)，有利于學(xué)生課后點(diǎn)播學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)。

四、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)適合服裝專業(yè)課程教學(xué)的自動(dòng)錄播“多視角影像智能在線”系統(tǒng)，優(yōu)選了《服裝立體造型設(shè)計(jì)》等服裝類專業(yè)特點(diǎn)明顯的課程進(jìn)行“多視角影像智能在線”系統(tǒng)教學(xué)實(shí)踐，并在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中不斷地檢測(cè)和完善，有效地解決了“圍觀示范”以及全英文教學(xué)國(guó)際合作課程等產(chǎn)生的一些教學(xué)問(wèn)題，進(jìn)一步提高了教學(xué)效果，并為服裝專業(yè)課程的網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)及遠(yuǎn)程教學(xué)的建設(shè)奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，依托國(guó)家級(jí)服裝實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心平臺(tái)，在接待同類院校的同行來(lái)訪和參觀過(guò)程中，積極推介“多視角影像智能在線”教學(xué)特色，為同類院校的服裝專業(yè)教學(xué)發(fā)揮示范和輻射作用。

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(責(zé)任編輯： 任中峰)

DOI:10.3969/j.issn.1673-3851.2016.02.015

收稿日期：2015-03-15

基金項(xiàng)目：浙江理工大學(xué)教育教學(xué)改革研究項(xiàng)目(Y11309)；來(lái)華留學(xué)英語(yǔ)授課品牌課程(教外司來(lái)[2013]1113號(hào))；浙江省國(guó)際化專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目(gjh201401)

作者簡(jiǎn)介：葉海蓮(1964-)，女，浙江義烏人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事服裝教學(xué)與實(shí)驗(yàn)管理的研究。

中圖分類號(hào)：TS941.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1673- 3851 (2016) 01- 0096- 04 引用頁(yè)碼： 020805

Application of “Multi-view Image Intelligence Online” System in Apparel Teaching

YEHailian，JIXiaofen

(School of Fashion Design & Engineering, Zhejiang Sci-Tech University, Hangzhou 310018, China)

Abstract：This paper analyzes current situation of apparel teaching. Aiming at the problems in apparel teaching, automatic recording and multi-view image intelligence online teaching mode is adopted in combination of development needs of online teaching and distance teaching of modern apparel teaching. Besides, this paper explores new thought and new method of apparel courses so as to help solve the problems, boost apparel teaching efficiency, improve apparel teaching level and lay a foundation for online teaching and distance teaching of apparel teaching.

Key words：automatic recording; multi-view image; apparel teaching