开放大学高清录播系统的设计与实现

许卫东

（江苏开放大学，江苏 南京 210036）

摘要：根据开放大学的特点，提出了开放大学高清录播系统的设计方案，并以江苏开放大学录播系统建设为例，给出了开放大学录播系统详细解决方案，系统在江苏开放大学实施表明，该设计方案设计合理，效果良好，对高校录播系统的建设有一定的借鉴意义。

关键词：開放大学；录播系统；高清；视频课件

中图分类号：G642.1 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）52-0262-02

一、引言

网络学习是开放大学的重要特征，网络课件质量则是开放大学的核心内容，建设能批量生产高品质课件的课件制作系统，通过网络让开放大学的学员感受到面对面的学习体验是开放大学办学的重要内容。录播教室是开放大学视频课件建设的场所，录播系统是录播教室建设的核心，录播系统的设计是否完善直接关系到课程课件的质量。开放大学的录播系统将教师在课堂中的教学内容，以及教师与学生的互动过程完整地记录下来，让学习如同“传统课堂”的真实感受，同时享受随时随地的碎片化学习，从而形成高清视频课件，通过网络进行播放，因此建设录直播系统对于开放大学具有重大意义。

二、系统功能设计

开放大学高清录课系统是以交互式超大显示屏为核心构建的，能更好地展示主讲教师的课件演示，更真实地还原课堂的录课形式。系统向外拓展能进行远程网络课堂直播，师生远程双向互动答疑实现远程实时教学。设计大屏高清录课系统具备以下功能。

1.录制高清视频课。采用整体大屏16∶9可触摸超大界面，配有手写互动系统，使用简单易操作，课件演示的同时还可以进行标注、板书，更加贴近真实课堂。大屏不反光、无“太阳光斑”、无阴影，拍摄效果显著提高。可录屏、切屏、调用常用软件，人机互动简单灵活。录制视频为1080P高清格式。

2.支持全自动、半自动和全手动三种录课模式。录播系统整个拍摄过程能支持全自动、半自动和全手动三种模式进行，在全自动化模式下讲师可通过中控面板实现自动录制：轻按录制按钮，启动录制功能，实现自动跟踪拍摄与智能导播切换录制；授课完毕再轻按停止按钮，录制即完成，实时生成多媒体文件。不再需要工作人员在现场操作，真实记录现场的授课活动。半自动模式要求能自动跟踪拍摄讲师与学生特写，后台人工手动各场景的导播切换录制；全手动模式要求支持人工后台控制摄像机的转动、变焦，手动完成各场景的导播切换录制。

3.系统拓展功能-远程课堂。系统拓展功能：远程课堂直播，可通过网络放送视频、桌面信号进行在线直播，远端用户可以通过网络实时收看，支持在线学习互动，远端配有视频、声音设备可以通过网络进行对话，实现双向互动交流的双向视频系统。

三、系统的具体设计

1.录播系统功能设计。①智能录播系统能够支持多机位拍摄功能。拍摄景别具有教师特写、教师全景、学生全景、学生特写、PPT等。②实时生成多媒体文件支持电影模式和三分屏的资源模式，电影模式下显示分辨率可达到1920*1080。③当教师一直讲课没有其他动作发生时（无教师走向学生区域、无学生回答问题、无PPT操作等），系统能自动在学生全景、PPT、教室全景等画面进行切换，形成循环过渡镜头，而不会一直都是呆板的教师讲课镜头，这些自动循环切换的时间间隔可根据用户需求进行调整和设定，在自动循环过程中如出现其他动作（如教师走向学生区域、如学生回答问题、PPT操作等）则自动循环能立即终止并切换到相应场景的镜头。④当教师操作PPT时，直播/录播主画面自动切换为PPT内容，同时在资源录制模式下能记录PPT大纲，PPT的录制采用硬件VGA采集卡的模式，与拍摄画面达到同等清晰度，支持PPT播放视频时采集流畅不丢帧。⑤录制画面切换平滑，在教师近景、PPT、学生特写、教室全景等多个画面之间切换时不出现“跳动”切换情况，每个画面的切换间隔时间大于1秒，该切换时间也可根据用户需求进行调整和设定；⑥录制画面没有摄像机镜头摇移、跟踪、变焦等过程，切换时特写已经到位，无跟踪及变焦过程。

2.非编系统功能设计。①任意一段所投录播系统录制视频，采用工程文件一键直接导入非编系统，能导入录制时自动记录的切换点信息，所有画面切换时间点能导入后期非编并自动显示。②通过选择视频入出点位置，能够从整段视频中任意提取一段（指定的时间段）课件导出成一个课件。③无需对录制视频进行任何剪辑操作，通过视频播放速度辅助调节曲线完成播放时间重映射，轻松实现关键内容的任意速度实时快、慢、倒、静操作。④非编系统能完成视频的一键式颜色校正，能对视频整体、局部进行高、中、低亮部颜色调色，能利用RGB等颜色曲线调色，具备一键去除视频中的噪音、杂音功能。⑤一键式色键、亮键、图文键抠像，同时提供蒙版方式精确调整，保证了抠像的前景干净、真实。

四、系统的实现

以江苏开放大学录播系统为实例，如下图所示，系统的具体实现如下。

1.音频连接：无线话筒采集教师学生音频信号进入调音台，调音台将音频信号输出到录播主机、监听耳机和本地扩声。

2.网络连接：录播主机通过网络将视频文件传送到录播平台和非标服务器，进行视频的直播点播和后期编辑。教师电脑通过网络与录播主机连接。

3.视频连接：摄像机通过视频线（HD-SDI，3G）将视频信号传送给录播主机和视频会议系统，图像定位系统通过视频线将视频信号传送给跟踪主机。

4.摄像机控制线连接：录制主机通过232控制线控制摄像机云台，可通过中控面板实现录制主机、跟踪主机等所有设备的一键开机、关机。

5.教师反馈信号器：录播主机通过HDMI线将录播课件的信号输出到教师反馈信号器，实时收看录制效果。

6.VGA信号连接：教师电脑通过VGA线将信号传输到大屏，教师电脑和录播主机通过中控主机实现VGA信号的切换。

五、小结

开放大学高清录直播系统改变了以往开放大学课程录制的方式和过程，课程视频录制和编辑过程更加快捷有效，大大提高了课程课件的质量，高校高清录直播系统的建设是一个系统工程，需要根据学校的具体情况，在录播系统建设上不断探索，推进学校课程建设。

参考文献：

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