基于绿屏抠像的微课录制系统的设计与应用

摘要：微课的核心内容是短视频，作为一种新型、短小精悍的教学资源的重要形式，微课在线上教学中发挥了不可替代的作用。结合教师的微课制作实际需求，展现了基于绿屏抠像的微课录制系统的设计原理与应用策略，以提升教师与技术人员的资源开发能力，推进线上教学资源的优化与共享。

关键词：绿屏抠像;微课录制;慕课;资源

中图分类号：G40-057       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）31-0120-02

2020年以来，受“新冠肺炎疫情”影响，线上教学迎来了难得的发展机遇。习惯依赖于面授教学的教师不得不适应变化，转变观念，积极应对线上教学的各种挑战。学习模式的演变，学习资源的紧缺，对教师的信息化素养提出更高、更迫切的要求。紧跟知识点的学习资源（微课）成为疫情期间线上教学过程中师生们的香饽饽，它既是教学重难点的主要承载体，也是学生在互联网背景下开展泛在化学习的重要前提。

1微课与微课录制系统概述

1 .1对微课的理解

作为一种新型的教育信息资源和课程创新的重要形式，“微课”在2011年在国内首次提出以来，就以其“主题突出、短小精悍、交互性号、应用面广”等特点被广泛认可，微课概念的相关实践与应用也迅速展开[1]。Educause将微课定义为“一节的短小的视音频，呈现某个单一的、严格定义的主题”， 在被用作在线、面对面或混合式教学的一部分时，可成为学习活动的点缀，有利于增强课程主题的学习。焦建利[2]与黎加厚[3]等认为微课是内容短小，具有明确的教学目标的短小视频。由此可见，微课的核心内容是短视频，我们综合以往文献，认为国内外有关微课短视频的制作形式有五类[4]。

1）电子黑板式。以教师讲课的画外音和电子黑板的动态讲义、板书相结合的形式呈现，这是可汗学院的常见微课形态。这类短视频应用面较小，特别适合用于需要板书的例题讲解。

2）屏幕录制式。以教师讲课的画外音和电脑录屏软件录制视频相结合的形式呈现，这类视频教师并不出镜，仅适合于屏幕操作过程的录制。

3）卡通动画式。以教师讲课的画外音和电脑动画软件制作的动画相结合的形式呈现，这类微课段视频生动形象深受学生们的喜爱，但制作难度大、费时费力。

4）交互式微课。基于HTML5的交互式微课，利用交互式组件实现微课与学生的交互，让学生在交互环节中自定步调、查看提示和获得反馈。这类微课突破了以往微课短视频的制作思路，大大提升了交互性、生动性和趣味性，但制作难度较大，对教师的信息化素养要求很高。

5）实录式微课。以教师的音视频和触摸式教学智能大屏或智慧黑板相结合的形式呈现，此类微课展现了教师在课堂上的真实讲授过程，无论是讲授PPT、电子板书、电脑界面操作都能一览无余。是一款最全面的微课短视频制作形式，但其缺点也是显而易见的，需要技术人员重复多次的拍摄和后期编辑才能完成，费时费力成本也高。

由此可见，微课短视频的制作门槛并不低，收效良好、制作精良就意味着较高的人力和物力。我校作为国家示范性高等职业院校，已经在加强国家教育信息化政策的落实、推进教学课堂结构的变革等课题做出大量的尝试与创新。随着我校教育信息化的推进，教学模式改革的不断深入，作为“碎片化动态视频课程”的重要载体，微课资源建设需求迫在眉睫。微课录制系统既能满足一线教师的日常制作需求，又能兼顾特殊情况下的线上教学以及精品微课资源的建设需求，有效地充实和优化我校的数字化教学资源库，更好地助力我校的课程资源建设。

1.2 对微课录制系统的要求

目前我校的微课资源主要由教师自行使用录屏软件和录音设备制作，音质和画面质量参差不齐;另有一部分教师依托落地的慕课项目并安排外包公司制作短视频，音视频质量有保证但前期脚本制作时间长且成本极大。结合我校教师的具体需求，我们认为微课短视频，首先应具有广播级的图像质量、清晰的音质;其次能满足我校教师主流微课的制作要求，支持课件标注（手写输入等）和清除标注的功能等，支持教师出镜与画外音相结合的拍摄方式，可离线录制本地保存，方便教师在没有网络的时候制作微课;最后，操作便捷、界面简单易学，几乎不需要后期制作。通过我们的多方调研，基于绿屏抠像的微课录制系统融合拍摄、灯光、音频、交互等多个环节，可以快速地用最精简的操作完成课程的拍摄，甚至可以达到单人自助式拍摄的目标。

2微课录制系统的设计

2.1 基于绿屏抠像的微课录制系统原理

本系统包括三大功能模块区，分别为绿屏幕区、提词摄像區和微课系统合成区。绿屏幕区由投影仪和绿屏幕以及交互笔信号接收发射器构成;提词摄像区包括一台可转动调焦摄像头和提词显示设备;微课系统合成区包括微课系统主机和笔记本电脑。微课系统主机将课件信号传送给投影仪并最终显示在绿屏幕上，笔记本电脑将台词传送至提词屏并匀速上滚显示。当教师站在绿屏幕前使用交互笔按下录制键后，话筒拾取教师讲课的声音并记录到微课系统主机中，与此同时摄像头也将教师讲课视频记录到微课系统主机和监看器中，教师手中的交互笔可控制课件的翻页，并将记录交互笔的笔迹动画也同时一并输入到微课系统主机内，接着由微课主机系统为教师自动抠像换场景，并将课件画面与教师讲课视频叠加，最后合成输出成片。

2.2 微课录制系统的调试

微课录制系统的调试如图2所示。

1）将摄像机、微课主机、投影仪、监看器、提词器、提词笔记本电脑、无线话筒、交互笔等设备全部开启。

2）在微课主机中打开主程序，导入课件，选择场景，安排教师站立在绿屏幕前，修改抠像参数，调整摄像机镜头和投影仪参数，直到监看器中的合成图像颜色真实、边缘无毛刺、成像清晰为止。

3）在微课主机中打开交互笔程序后，在绿屏幕上定位8个交互笔触点。安排教师使用交互笔尝试按键、翻页操作。

4）打开无线麦接收器和发射器电源，调节音量试音。

5）将教师的提词文件导入到提词软件中，播放提词调整上滚速度。

6）试录制后，播放查看拍摄效果，如不满意可重新调试。

7）正式录制。

从整个调试过程看，步骤较为烦琐，给微课系统的技术人员带来了相当大的挑战。特别是抠像参数的调整非常耗时，建议提前存储好多个抠像模板以便在使用时直接调用。摄像机、投影仪、交互笔以及无线麦的调试相对简单易学。

总之，微课系统拍摄短视频，就是以系统提供的场景文件作为背景层面，以课件和出镜教师作为第2、3视频层，在拍摄中适当变换镜头的全景、远景和画外音形式（也即课件特写镜头），结合教师讲课声音，一键合成出高清微课短视频。

2.3 系统功能特点

1）系统提供了多个可参数调节的抠像模式，可保证在不同肤色、服装图案和色彩的情况下，合成画面平滑、不偏色，边缘自然、无闪烁、无镶边。

2）在录制过程中，可随意切换教师的景别，从教师远景到教师近景再到画外音形式，满足教师不愿出镜或少出镜的特殊需求。

3）视音频完全同步，采取高码流录制，音频采样率为44.1Khz，比特率为2-16Mbps，支持1080P、720P等高清MP4、AVI和MOV文件格式的直接输出。

4）系统自带多学科场景文件，一键合成教师讲课、课件和场景等三层视频，减少了后期编辑，减轻教师的录课负担。

5）提词功能给教师拍摄微课，甚至给慕课制作都带来了极大的便利。

3 结语

基于绿屏抠像的微课录制系统能满足微课短视频的技术标准，制作效率较高，成片质量更高，是高校微课和慕课资源制作的首选。在整个系统的设计上，除了关键设备和软件的选用要得当，还需要在微课录制系统的室内环境改造上多下功夫，比如，吸音墙面的处理、隔音门的安装以及灯光的选择都非常重要。在整个系统的使用上，需要我们的技术人员提升调试技巧，注重積累经验，善于开发生动的课件形式和虚拟场景技术，生成更多有质有量的微课短视频。我们有理由相信，在高校微课资源制作的政策激励下，微课录制系统的技术人员与教师通力合作，微课将会在教育信息化领域中发挥出更大的作用。

参考文献：

[1] 张一川，钱扬义.国内外“微课”资源建设与应用进展[J].远程教育杂志，2013，31（6）：26-33.

[2] 焦建利.微课及其应用与影响[J].中小学信息技术教育，2013（4）：13-14.

[3] 黎加厚.微课的含义与发展[J].中小学信息技术教育，2013（4）：10-12.

[4] 赵国栋，王冰一，刘京鲁.微课在高校之应用：从概念到制作技术[J].北京大学教育评论，2016，14（3）：175-187.

【通联编辑：朱宝贵】

收稿日期：2021-05-25

基金项目：2018年度高等学校省级质量工程项目“安徽省高职院校智慧校园的建设与实践”（2018jyxm1468）

作者简介：贾薇薇（1978—），女，安徽舒城人，实验师，主要研究方向为计算机应用、媒体设计、教育技术等。