苏挺超++陈阳键

摘要：虚拟演播室技术是虚拟现实技术和传统色键技术结合的产物，其灵活自由的视频制作方式和高性价比的特点在广电领域得到了广泛的应用。在当前国内微课盛行、而制作方式较少的现状下，以虚拟演播室技术录制微课视频，有益于微课的普及与深入应用。文章以特里安德森的等效交互原理为指导，探索了虚拟演播室技术在微课制作中的几种应用模式。

关键词：虚拟演播室技术；微课：师生交互；师才交互；生才交互

中图分类号：G40 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）17-0202-02

1引言

微课是指以微型教学视频为主要载体，针对某个学科知识点或教学环节而设计开发的一种情境化、支持多种学习方式的新型在线网络视频课程[1]。对于制作微课来说，主要的核心是制作课程内容的教学视频。在视频制作领域，传统的制作方式要求教师和拍摄人员因应教学内容的具体要求搭建摄录场景来录制课程，这些场景的低时效高成本的特性提高了地方各级教育机构的课程制作难度，而且，不少学科中还存在较为抽象的、或难以重现场景的教学内容也无法在拍摄过程中布建。这些难以解决的客观因素极大地制约了音像式学习资料的制作，进而影响了教学双方的教学效率。

近年来，随着技术的高速发展，电视的色键、计算机的数字图形处理以及虚拟现实等领域的交集催生了一种全新的电视节目制作技术——虚拟演播室，其利用计算机技术可以实时地制作实际中不存在的或用传统手段难以实现的三维场景，并可将摄像机拍摄的图像与制作的虚拟场景合成， 使视频图像与虚拟背景同步变化，实现前景与背景的完美结合。如何使用虚拟演播室技术制作微课成为了一个技术应用热点。

2 虚拟演播室技术简介

虚拟演播室是虚拟现实技术和传统色键技术结合的产物。它与传统的色键抠像技术最根本的区别是引入了虚拟现实技术中的信息交互技术，消除了摄像机不能与背景同步运动的致命弱点，使前景中的人物和道具看起来完全沉浸在计算机产生的三维虚拟场景中去，并能与三维场景中的虚拟对象进行实时的交互作用，从而创造出逼真的、立体感很强的视觉效果[2]。

虚拟演播室的核心技术之一是：摄像机跟踪技术。该技术的作用在于精确地跟踪摄像机的摇移、俯仰、变焦、调焦、光圈、三轴旋转、位置、高度这8个主要运动参数，通过色键技术把前景精密地合成到计算机建模的三维空间中去，形成了前景与后景在运动或静止时候的准确同步运动，营造出符合人眼视觉生理习惯的透视效果。这种摄像机跟踪技术常见有三类：机械-电子传感定位、图形网格精密分析定位、以及红外或超声波传感定位。

虚拟演播室的核心技术之二是：进阶的色键合成技术。该技术与传统的“抠像”的主要区别在于为景物加上“距离”这一参数，配合跟踪技术形成正常视角的透视关系。

虚拟演播室的核心技术之三是：“实时”处理技术，其作用在于保证计算机运算出来的三维图形的明度、阴影、纹理等效果与不断发生位移的前景保持同步并消除迟滞。常见的分支技术为：成像选择、降低场景复杂度、视频预处理等。

虚拟演播室的核心技术之四是：虚拟演播室软件和真三维场景制作处理软件。这类软件的作用是供制作人员对虚拟场景进行矢量级别的控制、变轨、特效制作、建模、合成、渲染、封装等工作。

3虚拟演播室在微课视频制作中的优势

微课是时下信息社会的一种重要网络课程视频形式，微课视频制作的好坏直接影响着教学成果和教学影响。虚拟演播室技术的诞生给了微课视频制作一个优秀的选择，也是微课适应互联网+的重要体现，更是利用先进的视频技术对微课课程进行再创作、从而推动优质教学资源的开发与传播。在虚拟演播室中，制作人员有了更大的自由度。对机构而言，虚拟演播室对于塑造学校教学形象，提高教学质量方面有重要的作用，为科研、实验提供了新的途径和方法；对于教师来说，虚拟演播室技术让教师展开创新创造能力，结合多媒体课件、动画模拟等形式，把教学内容更直观、丰富的展现在学生面前，提升教学效果；对学生而言，虚拟演播室技术提高了注意力和吸引力，让学生积极思考，有助于达成线上学习和课下自学的目的，优化了教学过程[3]。

4虚拟演播室技术在微课录制中的制作模式探索

虚拟演播室在微课制作中的作用，改变了传统网络视频课程的局限性，既能克服“三分屏”方式的呆板，又能克服“课堂实录”方式的场地限制，同时也解决了传统演播室录制课程中教学模式枯燥的问题。微课短小精悍，如何利用虚拟演播室技术将这类课程做精、做细是考验授课教师、技术工作人员的一大难题。当代著名远程教育专家特里.安德森教授指出：只要远程教育的三个基本元素——教师、学生、学习材料——之间的任一交互水平得以提高，远程教育的教学质量就能获得提高[4]。微课作为远程教育的一种形式，同样适用于这一原理。以此为制作思路，将有助于指导制作方运用虚拟演播室技术开展微课制作。

4.1在创设“虚拟课堂实录”情景的同时，借助虚拟演播室技术对课件进行二次处理，有效提高教师和学生的交互水平

诸如抽象的数理化课程，它涉及众多的图表以及函数、公式，需要授课教师在口语表达清楚的同时，更要在授课课件中清晰展现。借助虚拟演播室技术，在授课教师的理论表述的同时，配合上预先设计好的肢体语言，虚拟背景中以各种强调的画面呈现出对应的教学元素，能帮助学生更好地理解这些抽象的内容，进而在大脑中形成正确的概念，更好地体会教学中的情境，实现学生与教师间的跨越空间上的互动，使一些不可见因素及其变化规律呈现于学生面前，从而发现、总结出规律的变化，既突破了微课教学视频不能实现师生互动的瓶颈，又加深了学生的理解程度。

4.2借助虚拟演播室的抠像技术，把“移动终端界面”变为教师的授课舞台，有效提高教师和学习材料的交互水平

随着科技高速发展，各种移动终端的性能不断得到提高，不少研究表明：平板等移动终端已经超越PC，成为人们浏览网页、处理简单业务的首选媒介。全球各地的高校更是为移动终端提供了海量的优秀教学资源。同时，得益于全球各大移动设备厂商的优秀人机界面设计，教师的各种图片采集、文字处理、网络资源调用、课件制作等备课工作都可以在移动终端上轻松完成。借助虚拟演播室的抠像技术，经过事前的教学设计和沟通后，微课制作方可以直接把移动终端接入到虚拟演播室系统中，把移动终端界面变为讲授者的表演舞台。这种方式的制作方法，既可以大大降低教师的备课难度、又能降低虚拟演播室中虚拟场景的制作成本，同时，更能提供出各种“师生实时视频交流”、“邀请学习伙伴或专家开展同行评议”等教学设计上的选择。

4.3利用虚拟演播室技术创设“实训场景”，有效提高学生和学习材料的交互水平

对于一些实训类、操作类的微课课程，虚拟演播室技术可以不受现实场景条件的限制，通过虚拟场景直观地表现在学生面前。例如机械维修等实操类型的课程，授课教师在演播室录制实操理论，同时演示操作课程，在后期制作中，通过虚拟抠像技术、动画模拟效果来使得老师理论和实操演示部分剪辑在一起，这样学生就可以将教师的口授和准确细致的实操画面融合，实现各个环节的无缝连接，从而有效提高学生和学习材料的交互水平。

5小结

目前，部分教育机构已经引入虚拟演播室系统，但其使用方式主要还是停留在照搬电视台节目制作的模式上，这一系统应用于教育领域的研究相对匮乏，而对远程开放教育的多维度支持还有很大的发展空间有待发掘。对于微课制作而言，虚拟演播室是一个可以连接多种教育媒体和教学资源，并且融合多种教学理念的综合教学媒体。在虚拟演播室的教学环境下，微课的教学设计既可以异步进行和反馈，也可以同步进行和反馈，那些原本不便于进行远程教学的动作技能类教学内容也可以通过虚拟演播室的结合方便的教学，一些不便于呈现的历史的、空间的、多维的教学内容和资料也可以通过虚拟演播室的三维建模型来实现，这样不仅大大丰富了微课教学内容的呈现手段，还增加了教学过程本身的科学性和趣味性。更主要的是在虚拟演播室的环境下，微课教学活动的组织方式和呈现方式更加灵活，可以融合更多的情感教育因素和非智力因素的培养过程。甚至对于学习者今后发展至关重要的性格和习惯的完善都可以在虚拟演播室的教学过程中比较好的融合，为学习者的全面发展奠定了坚实的基础。

参考文献：

[1]胡铁生，周晓清.高校微课建设的现状分析与发展对策研究[J].现代教育技术，2014（2）：5-12.

[2]李蓉，赵刚，陈迪.虚拟演播室的教育运用[J].教育信息化，2006（2）：60-63.

[3]姜楠.虚拟演播室技术在微课视频制作中的运用[J].软件导刊，2016（2）：92-93.

[4]特里安德森，董秀华.再论混合权利：一种最新的教学交互理论定理[J].开放教育研究，2004（4）：19-26.