錄播教室建設模式與設備選用標準

錄播教室建設模式與設備選用標準

教學資源共享共建是教育教學信息化的基礎，而課堂教學視頻又是最重要的教學資源，對課堂教學質(zhì)量的提高，教師教學能力提升、學生學習效果的提升有明顯效果。錄播教室的建設與啟用為教師及各類教學活動提供了更好的數(shù)字化平臺，將徹底改變以往教師教學錄像缺乏場所，拍攝無標準，課堂錄制質(zhì)量良莠不齊的局面。錄播教室是與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，采用“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的模式，開展名師、名校專遞課堂教學，一校帶多校的互動課堂以及大課堂模式的直播課堂，是促進教育均衡化的重要武器。如何建設并使用好錄播教室及其配套應用平臺是目前教育信息化的重要課題。

一、錄播教室需求與建設模式

錄播教室與應用平臺建設在各地如火如荼地開展，用戶需求與解決方案層出不窮，總體來看，解決方案分為精品錄播教室、常態(tài)錄播教室、互動錄播教室三大類。

1.后PC時代的精品錄播

精品錄播教室主要針對優(yōu)質(zhì)課程的錄制和直播，它有較高裝修要求，包括燈光與隔音吸音等處理，采用多機位全自動跟蹤技術，對教師、學生、板書、VGA的全景與特寫進行全方位拍攝，并自動剪輯輸出課件，方便用于精品課件錄制、曬課、慕課、教學比武等。精品錄播目前分為嵌入式解決方案和工控解決方案兩大類，工控解決方案屬于pc式插卡架構(gòu)，而嵌入式錄播解決方案是真正的后PC時代主流，屬于高度集成的專業(yè)產(chǎn)品，采用專業(yè)的音視頻硬件編解碼器，穩(wěn)定性、維護性、實用性更好。

2.班班上、堂堂用的常態(tài)錄播

由于精品錄播教室建設成本較高，用于教師教學反思的常態(tài)化教學錄播需求較為普遍，學校要求班班上錄播，堂堂錄課件，這樣的需求促使常態(tài)錄播系統(tǒng)應運而生。常態(tài)化錄播主要是使用維護簡單，無特殊安裝要求，建設成本低，重點突出教師教學效果錄制，可以全自動拍攝教師特寫、全景、VGA，某些常態(tài)錄播方案也支持對學生的拍攝。常態(tài)錄播重點需要考察在無裝修的條件下，能夠把教師、學生、VGA等圖像進行采集，并保證圖像切換平滑、音頻效果視頻效果滿足課件錄制要求。

3.崛起的互動錄播

互動錄播是為了滿足一校帶多校、大班級遠程教學需求推出的一種解決方案，就其本質(zhì)而言，是錄播系統(tǒng)與視頻會議系統(tǒng)的高度融合，但是為了服務好遠程教育，又不能是錄播與視頻會議的簡單組合。互動錄播能較好的服務與遠程授課，必須解決好2個核心問題：一是能否提供全自動控制功能，教師無需額外操作可完成多教室大課堂教學，不能要求教師一邊授課，一邊拿遙控器控制各個教室互動秩序；二能否克服在網(wǎng)絡情況不穩(wěn)定的情況下，高清視頻傳輸流暢，避免網(wǎng)絡不穩(wěn)定影響正常教學。

學校在選擇建設方案時可以先分析自己的需求：建設錄播教室重點是要求錄制課件的質(zhì)量與效果，還是需要常態(tài)化用于教學反思，還是需要實現(xiàn)多間教室互動，或是通過平臺實現(xiàn)大規(guī)模直播進行遠程教學？然后再根據(jù)自己需求確定是建設精品錄播教師、常態(tài)錄播教室或是互動錄播教室。

二、如何選擇錄播核心設備

錄播系統(tǒng)主要由錄播主機、跟蹤主機、音頻處理設備、音視頻采集設備構(gòu)成，或者以錄播、跟蹤、互動、音頻組合的一體機形式出現(xiàn)，其核心設備是錄播主機與跟蹤主機。選擇錄播設備可以從以下3個方面把握。

1.把握錄播產(chǎn)品的發(fā)展趨勢，選擇符合技術潮流的產(chǎn)品

在后PC時代，ARM正在一步步將Intel推向深淵，嵌入式架構(gòu)的產(chǎn)品以高穩(wěn)定性，低功耗、專業(yè)性強、設備輕便、操作簡易的特點，在各種專業(yè)設備和移動設備領域逐漸取代PC架構(gòu)產(chǎn)品。錄播設備作為一種高度專業(yè)的音視頻處理設備，對跟蹤、視頻編解碼、音頻處理的實時性、圖像通通透性、音頻效果有較高要求，由于PC架構(gòu)的錄播設備由X86主板與視頻采集卡連接而成，從技術原理上，視頻流需要從采集卡到CPU的二次編解碼，導致視頻實時性較差和圖像損失嚴重，同時設備接插件較多，穩(wěn)定性不容易保證，而嵌入式架構(gòu)產(chǎn)品可以克服這一序列缺點，嵌入式架構(gòu)錄播產(chǎn)品最終會完全取代基于PC架構(gòu)產(chǎn)品是信息技術發(fā)展的必然趨勢。決定嵌入式架構(gòu)錄播產(chǎn)品一個比較關鍵因素是所采用的嵌入式CPU，目前市場錄播產(chǎn)品采用芯片方案主要有兩大類，一是基于國產(chǎn)海思芯片監(jiān)控級解決方案，二是基于美國TI達芬奇DSP廣播級芯片處理方案，國產(chǎn)監(jiān)控方案產(chǎn)品雖推出速度快，但是音視頻處理效果、可靠性方面不如美國TI達芬奇視頻處理方案。由于TI達芬奇DSP廣播級芯片處理技術門檻較高，據(jù)悉在當前國內(nèi)嵌入式錄播廠商中，能夠采用此技術方案的寥寥無幾。因此，選用錄播產(chǎn)品應選擇符合技術潮流的產(chǎn)品，最好選擇采用TI最高端的DM8168視頻處理芯片結(jié)合FPGA與多核陣列并行音視頻處理技術的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。這樣，在保證工業(yè)級可靠性的同時，也能夠?qū)崿F(xiàn)廣播級的音視頻處理效果。

2.跟蹤、視頻、音頻三效合一

保證錄制課件的效果是選擇錄播設備最重要的原則，課件的效果主要體現(xiàn)跟蹤與構(gòu)圖效果、視頻效果與音頻效果。跟蹤與構(gòu)圖效果主要體現(xiàn)在對教師和學生跟蹤是否平滑；場景切換延時是否足夠小，一般切換延時超過2秒體驗就相當不好；能否做到無垃圾鏡頭、不丟鏡頭，鏡頭跟蹤無拖影，無虛焦現(xiàn)象。視頻效果主要體現(xiàn)在能否實現(xiàn)具有較高壓縮率下保證較好的通透度、色差還原度、色差小，較高的信噪比，不丟幀、幀內(nèi)不丟失高頻信號，音視頻同步。音頻效果主要體現(xiàn)在對噪音的抑制、回聲的處理、增益的自動控制以及去混響濾波處理。保證聲音具有較高信噪比、清晰度，語音和視頻的效果測試推薦采用主觀評價法。目前，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)的錄播系統(tǒng)采用獨創(chuàng)的空間光流跟蹤技術，可實現(xiàn)雙面板書、多學生起立、人臉識別跟蹤等特色功能；同時還內(nèi)置了音頻處理引擎與視頻處理引擎，其低碼流壓縮技術可以實現(xiàn)1080P@30高清視頻只需1M帶寬，并且在無裝修的情況下音頻采集無噪聲、音質(zhì)清晰，圖像通透度高，細節(jié)表現(xiàn)良好。

3.立足“互聯(lián)網(wǎng)+教育”，互動與直播成為重點

目前，行業(yè)需求重心由“錄”走向“播”，通過大規(guī)?；ヂ?lián)網(wǎng)直播點播、移動直播、互動直播等技術手段開展錄課曬課、互動課堂、在線教學、協(xié)同教研等各種應用，信息化教學呈現(xiàn)“全應用”發(fā)展趨勢?；ヂ?lián)網(wǎng)教育是教育均衡化的重要手段也是教育信息化發(fā)展的里程碑，錄播設備是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)教育的關鍵工具。錄播設備能否很好開展互聯(lián)網(wǎng)教育，重點有三個技術點必須滿足：一是能否支持高清圖像的低帶寬編解碼，使得高清視頻課件適合于互聯(lián)網(wǎng)或移動互聯(lián)網(wǎng)傳播；二是能否具備高效網(wǎng)絡糾錯與丟包補充技術，使得網(wǎng)絡抖動或線路誤碼情況不影響正常教學活動；三是能否基于云視頻平臺，足夠支撐大規(guī)模的互聯(lián)網(wǎng)或移動互聯(lián)網(wǎng)直播。目前市場上互動技術有兩大類別：一是基于軟件視頻會議與錄播融合方案，這種方案優(yōu)點是設備簡單低成本，但缺陷是無中心端的MCU對視頻統(tǒng)一處理，通過服務器矩陣式轉(zhuǎn)發(fā)，對帶寬需求巨大，后期維護使用成本巨大，一拖四的五點互動需百兆帶寬，同時基于WINDOWS系統(tǒng)與非標協(xié)議，課堂控制需教師用遙控器手動控制，較為復雜，互通性差；目前，國內(nèi)優(yōu)質(zhì)的錄播系統(tǒng)采用一體化互動錄播方案，基于標準H323協(xié)議具有MCU端視頻處理，其軟件與硬件一體化深度融合，全自動課堂控制，使得教師可以專心授課，其低碼率編碼技術、30%丟包補償糾錯技術可以保證在網(wǎng)絡條件不佳的情況下，遠程互動教學不受影響，基于CDN的云直播技術，可滿足達到萬人的大課堂直播需求。

三、怎么用好錄播系統(tǒng)

用好錄播系統(tǒng)，需要從教育局、學校、教師整體組織，全盤規(guī)劃，重點在于讓每個教師上好“三節(jié)課”，一是開展“一師一優(yōu)課，一課一名師”活動，每個教師錄制一節(jié)優(yōu)秀課件，形成視頻課堂資源；二是利用錄播系統(tǒng)上好一節(jié)公開課，邀請專家點評，提高教學水平；三是上好一節(jié)家?；诱n，邀請家長觀摩，更好地服務于家?；?，促進教育的整體發(fā)展。

（惠州紫旭科技有限公司 供稿）

（責任編輯：崔亞麗）