录播教室建设模式与设备选用标准

教学资源共享共建是教育教学信息化的基础，而课堂教学视频又是最重要的教学资源，对课堂教学质量的提高，教师教学能力提升、学生学习效果的提升有明显效果。录播教室的建设与启用为教师及各类教学活动提供了更好的数字化平台，将彻底改变以往教师教学录像缺乏场所，拍摄无标准，课堂录制质量良莠不齐的局面。录播教室是与互联网结合，采用“互联网+教育”的模式，开展名师、名校专递课堂教学，一校带多校的互动课堂以及大课堂模式的直播课堂，是促进教育均衡化的重要武器。如何建设并使用好录播教室及其配套应用平台是目前教育信息化的重要课题。

一、录播教室需求与建设模式

录播教室与应用平台建设在各地如火如荼地开展，用户需求与解决方案层出不穷，总体来看，解决方案分为精品录播教室、常态录播教室、互动录播教室三大类。

1.后PC时代的精品录播

精品录播教室主要针对优质课程的录制和直播，它有较高装修要求，包括灯光与隔音吸音等处理，采用多机位全自动跟踪技术，对教师、学生、板书、VGA的全景与特写进行全方位拍摄，并自动剪辑输出课件，方便用于精品课件录制、晒课、慕课、教学比武等。精品录播目前分为嵌入式解决方案和工控解决方案两大类，工控解决方案属于pc式插卡架构，而嵌入式录播解决方案是真正的后PC时代主流，属于高度集成的专业产品，采用专业的音视频硬件编解码器，稳定性、维护性、实用性更好。

2.班班上、堂堂用的常态录播

由于精品录播教室建设成本较高，用于教师教学反思的常态化教学录播需求较为普遍，学校要求班班上录播，堂堂录课件，这样的需求促使常态录播系统应运而生。常态化录播主要是使用维护简单，无特殊安装要求，建设成本低，重点突出教师教学效果录制，可以全自动拍摄教师特写、全景、VGA，某些常态录播方案也支持对学生的拍摄。常态录播重点需要考察在无装修的条件下，能够把教师、学生、VGA等图像进行采集，并保证图像切换平滑、音频效果视频效果满足课件录制要求。

3.崛起的互动录播

互动录播是为了满足一校带多校、大班级远程教学需求推出的一种解决方案，就其本质而言，是录播系统与视频会议系统的高度融合，但是为了服务好远程教育，又不能是录播与视频会议的简单组合。互动录播能较好的服务与远程授课，必须解决好2个核心问题：一是能否提供全自动控制功能，教师无需额外操作可完成多教室大课堂教学，不能要求教师一边授课，一边拿遥控器控制各个教室互动秩序；二能否克服在网络情况不稳定的情况下，高清视频传输流畅，避免网络不稳定影响正常教学。

学校在选择建设方案时可以先分析自己的需求：建设录播教室重点是要求录制课件的质量与效果，还是需要常态化用于教学反思，还是需要实现多间教室互动，或是通过平台实现大规模直播进行远程教学？然后再根据自己需求确定是建设精品录播教师、常态录播教室或是互动录播教室。

二、如何选择录播核心设备

录播系统主要由录播主机、跟踪主机、音频处理设备、音视频采集设备构成，或者以录播、跟踪、互动、音频组合的一体机形式出现，其核心设备是录播主机与跟踪主机。选择录播设备可以从以下3个方面把握。

1.把握录播产品的发展趋势，选择符合技术潮流的产品

在后PC时代，ARM正在一步步将Intel推向深渊，嵌入式架构的产品以高稳定性，低功耗、专业性强、设备轻便、操作简易的特点，在各种专业设备和移动设备领域逐渐取代PC架构产品。录播设备作为一种高度专业的音视频处理设备，对跟踪、视频编解码、音频处理的实时性、图像通通透性、音频效果有较高要求，由于PC架构的录播设备由X86主板与视频采集卡连接而成，从技术原理上，视频流需要从采集卡到CPU的二次编解码，导致视频实时性较差和图像损失严重，同时设备接插件较多，稳定性不容易保证，而嵌入式架构产品可以克服这一序列缺点，嵌入式架构录播产品最终会完全取代基于PC架构产品是信息技术发展的必然趋势。决定嵌入式架构录播产品一个比较关键因素是所采用的嵌入式CPU，目前市场录播产品采用芯片方案主要有两大类，一是基于国产海思芯片监控级解决方案，二是基于美国TI达芬奇DSP广播级芯片处理方案，国产监控方案产品虽推出速度快，但是音视频处理效果、可靠性方面不如美国TI达芬奇视频处理方案。由于TI达芬奇DSP广播级芯片处理技术门槛较高，据悉在当前国内嵌入式录播厂商中，能够采用此技术方案的寥寥无几。因此，选用录播产品应选择符合技术潮流的产品，最好选择采用TI最高端的DM8168视频处理芯片结合FPGA与多核阵列并行音视频处理技术的优质产品。这样，在保证工业级可靠性的同时，也能够实现广播级的音视频处理效果。

2.跟踪、视频、音频三效合一

保证录制课件的效果是选择录播设备最重要的原则，课件的效果主要体现跟踪与构图效果、视频效果与音频效果。跟踪与构图效果主要体现在对教师和学生跟踪是否平滑；场景切换延时是否足够小，一般切换延时超过2秒体验就相当不好；能否做到无垃圾镜头、不丢镜头，镜头跟踪无拖影，无虚焦现象。视频效果主要体现在能否实现具有较高压缩率下保证较好的通透度、色差还原度、色差小，较高的信噪比，不丢帧、帧内不丢失高频信号，音视频同步。音频效果主要体现在对噪音的抑制、回声的处理、增益的自动控制以及去混响滤波处理。保证声音具有较高信噪比、清晰度，语音和视频的效果测试推荐采用主观评价法。目前，国内优质的录播系统采用独创的空间光流跟踪技术，可实现双面板书、多学生起立、人脸识别跟踪等特色功能；同时还内置了音频处理引擎与视频处理引擎，其低码流压缩技术可以实现1080P@30高清视频只需1M带宽，并且在无装修的情况下音频采集无噪声、音质清晰，图像通透度高，细节表现良好。

3.立足“互联网+教育”，互动与直播成为重点

目前，行业需求重心由“录”走向“播”，通过大规模互联网直播点播、移动直播、互动直播等技术手段开展录课晒课、互动课堂、在线教学、协同教研等各种应用，信息化教学呈现“全应用”发展趋势。互联网教育是教育均衡化的重要手段也是教育信息化发展的里程碑，录播设备是实现互联网教育的关键工具。录播设备能否很好开展互联网教育，重点有三个技术点必须满足：一是能否支持高清图像的低带宽编解码，使得高清视频课件适合于互联网或移动互联网传播；二是能否具备高效网络纠错与丢包补充技术，使得网络抖动或线路误码情况不影响正常教学活动；三是能否基于云视频平台，足够支撑大规模的互联网或移动互联网直播。目前市场上互动技术有两大类别：一是基于软件视频会议与录播融合方案，这种方案优点是设备简单低成本，但缺陷是无中心端的MCU对视频统一处理，通过服务器矩阵式转发，对带宽需求巨大，后期维护使用成本巨大，一拖四的五点互动需百兆带宽，同时基于WINDOWS系统与非标协议，课堂控制需教师用遥控器手动控制，较为复杂，互通性差；目前，国内优质的录播系统采用一体化互动录播方案，基于标准H323协议具有MCU端视频处理，其软件与硬件一体化深度融合，全自动课堂控制，使得教师可以专心授课，其低码率编码技术、30%丢包补偿纠错技术可以保证在网络条件不佳的情况下，远程互动教学不受影响，基于CDN的云直播技术，可满足达到万人的大课堂直播需求。

三、怎么用好录播系统

用好录播系统，需要从教育局、学校、教师整体组织，全盘规划，重点在于让每个教师上好“三节课”，一是开展“一师一优课，一课一名师”活动，每个教师录制一节优秀课件，形成视频课堂资源；二是利用录播系统上好一节公开课，邀请专家点评，提高教学水平；三是上好一节家校互动课，邀请家长观摩，更好地服务于家校互动，促进教育的整体发展。

（惠州紫旭科技有限公司 供稿）

（责任编辑：崔亚丽）