专业录播系统的建设与应用

　　近年来录播系统在教育信息化产品中可算是一个新兴的热门产品，经过十多年的市场培育，随着产品和解决方案的不断完善，又恰逢其时的响应了教育部的十年中长期规划的部分重要内容，因此这几年在教育行业的应用发展非常迅猛。随着市场的兴起，录播的厂商大大小小目前不下一百家，其中良莠不齐，给大多数用户在选择产品的时候造成困扰。其中较为活跃的厂商有一直在教育行业厚积薄发的北京中庆、广州奥威亚、北京翰博尔;也有后来奋起直追的深圳锐取、武汉东信同邦、广州盈可视以及做的很早但是研发上有过较长时间断层的上海卓越，其他还有一些有名气的厂商及进入时间较短但在其他领域已经很有名气的厂商，不一而举。

　　笔者作为一个较早期关注录播系统的直接用户，十多年来目睹了录播系统在教育行业的成长历程，对部分较知名录播厂商的产品及解决方案有一定的了解，对录播室的建设和应用作了一些研究，现抛砖引玉发表一些粗浅的看法，请专家批评斧正。

　　根据个人观察，作为一个好的录播系统解决方案需要注意以下几点：

　　一、要有统一的规划，真正做到优质资源共建共享

　　实现优质视频资源的共建共享是教育部十年中长期规划里面比较强调的一项内容，也是目前学校建设录播室的核心价值。共建是指优质视频资源的录制，共享是指将录制好的优质视频资源通过一个好的共享平台开放给教师、学生、甚至家长、以及全社会。以广州奥威亚(以下简称AVA)为例，其录播设备在前端采集视音频，制作优质的教学视频资源，再将优质教学视频资源上传至教学视频应用云平台。平台提供点播、直播等功能，将教学视频资源充分利用。此项功能结合录播设备与教学视频应用云平台，将区域内视频资源整合应用，达到资源最优化处理。

　　只有这样才能充分发挥这些凝聚了政府花费了大笔资金投入、优秀教师花费了巨大精力精心制作的优质视频资源的真正价值。因此教育部门尤其是教育局在大批量上录播室之前更应该在做规划、选型的时候不能只简单的规划录播室这样一个视频建设工具，还要规划好应用的共享平台。

　　选择一个好的共享平台

　　这里提的共享平台是一个专门提供视频应用解决方案的平台，不是一个大而全的平台。作为一个好的视频共享平台个人认为起码应该具有以下几个功能：

　　1 、与录播系统无缝对接 ：录播系统可以自动上传视频到平台，这保证了不同学校录播室录制的视频资源可以统一汇聚到一个共享的平台，而且不用增加用户更多的工作量，这是实现共享的基本前提。资源汇聚后平台按照用户定义好的分类方式进行管理。目前比较流行的分类是按年级、学科、专辑或者某项活动进行分类，当然最好能交叉分类归档，让用户在多个维度都能快速找到需要的视频。AVA的多维视频点播管理，以多种维度将所有视频文件进行归类，有条不紊，方便用户进行点播。

　　2 、具备大批量直播、点播功能： 这两项功能是一切应用的前提条件，一定要有。具体需要多大量，这个要根据每个教育单位实际的需求去做估算。除了软件平台有这个功能之外，在实际应用中此功能是否能实现，更多的时候是取决于于用户的网络带宽和服务器的负载能力。AVA的教育视频应用平台中，视频直播模块类似于门户网站直播，预约即可浏览。同时，单个转发服务器可支持不少于800路的直播，消除用户观看视频不流畅的忧虑。

　　3 、知识点的生成与应用： 视频的广泛应用，是源于互联网发展，而微视频的广泛应用，是由于时间碎片化，个性化需求大增以及移动终端的推动。因此应用平台应能结合录播系统，在录制视频过程中，自动生成课堂知识点，并形成以知识点、疑难重点的微课视频，让学生能在大量学业过程中，高效选择自身所需的知识点微课进行学习，无论通过PC，还是移动终端，都应该能实现。视频知识点的应用非常重要，这会影响到收看者的体验性和收看效率，直接影响收看者是否对这种体验模式有兴趣继续去使用，这在网络应用中非常重要。假设体验性很差，花了很大了人力物力录制的视频资源收看的人很少，那么这样的投入产出效益就非常差。目前有做共享平台的录播厂商对知识点的应用都比较重视，功能基本都有，基本都能满足要求。作为虚拟切片技术的首创者，AVA的虚拟切片模块将视频虚拟分割成若干微课，方便学生和老师针对个人需求快速点播。

　　如果没有生成知识点的功能，以及对知识点进行应用的设计，这样的平台用户可以直接放弃。关于知识的生成最好能自动生成，可以手工修改或添加。

　　4 、关注青年教师发展： 教育的发展与改革、提高整体教育水平也好，实现教育均衡化发展、教育的公平性也罢，这一切归根结底还是要提高教师的整体水平。而提高教师的整体教学水平归根结底还是要有一个有效的提高青年教师教学水平发展的手段。因此一个好的视频应用服务平台应该在关注青年教师发展这方面多下功夫。目前有部分厂商在这方面做了一些努力，提供了一些有助于青年教师发展的技术手段：比如对教学视频做了自动生成教学环节设计，能让老师按教学环节，搜索点播不同技能微视频，这样不但可以节省时间，还能通过学习模仿名师的课堂，进行针对性技能培训和学习。又比如对视频进行教师学生行为比例自动分析，形成形式多样的曲线图、饼图等多种图表，从而呈现课堂视频的活动变化形态，帮助年轻老师，发现名师授课有价值的规律，提升自身不足。于2013年6月获得“基于智能录播系统的S-T教学自动分析方法”知识产权的AVA，采用国际国内较为成熟的弗兰德斯行为分析，可自动获取课堂视频的教学行为数据，形成曲线数据图表。此项技术不仅帮助教师全面地分析自身教学行为，也为评课专家的教学行为分析评估提供客观数据。

　　这些设计都是实实在在对青年教师通过观摩教学视频提高教学水平是很有好处的设计，但是仅仅有这些还是不够的，希望以后各厂商能再接再厉，多提供这方面的功能设计。

　　5 、具备网络教研功能： 这里的网络教研是指整合录播室、应用平台和视频会议系统，实现教研活动网络化，让教研活动变得很轻松简单。这是一个非常实用的功能，实际上是解决了实地教研的一些困难。节省时间、经费，也免去舟车劳顿，能大大提高教研活动举办频率，甚至可以说随时都可以举行各式各样的教研活动，同时比仅仅由视频会议实现的传统网络教研更符合教学的特点。传统的网络教研，都是基于视频会议产品实现，其特点是能实现多方视频交互，但最大缺点是不能关注教学焦点。网络教研或者在线互动课堂中，是存在教学焦点的，如一讲两听互动中，主讲端讲课时，听课端学生关注的焦点应只有主讲端视频，不应还出现其它场景视频，当课堂过程出现互动时，焦点发生变化，即问和答两个场景的实时视频画面，所以应用平台应借助录播系统，实现关注视频焦点的互动功能，真正适合教学教研所需。网络教研功能实现起来的好坏主要取决于两方面，一方面是网络带宽和视频会议系统，另一方面是平台厂商所提供的教研活动模块，即设计一个合理的显示方式去很好的表现一场教研活动，这需要厂商对教育教研活动有较深刻的理解和体会。这里要提示的一点是，据个人观察，目前凡是用软视频会议系统去实现交互功能的教研解决方案效果都不是很理想，因此建议还是要采用硬件视频会议设备来实现网络教研互动功能。

　　6 、具备多级管理： 单个学校用户产生的优质视频资源的数量是很有限的，而一个区/县、一个地市、甚至一个省，每上一个层面，所能汇聚的教学频资源则无论数量还是质量都将作几何倍数增长。平台部署的层面越高，应用的效用越大，前提是这个平台具有非常方便的提取下面的优质视频资源。因此一个平台能够实现自上而下对多级平台进行管理、无缝对接、数据提取是很有意义的。同时部署的层面越高，能召开的网络教研活动面也越广，质量也越高。

　　7 、多角色设计： 每个人的侧重点不一样，所以希望看到的数据、界面也不一样，网络应用体验性很重要，因此设计多角色，为不同的角色的用户考虑是平台厂商必须要做的事情。学生希望看到有用的知识点视频，教师希望学习观摩教学方式、方法，教研员希望能方便的组织和观摩教学教研活动及相关数据，领导希望看到各类统计数据和对比数据，管理员则需要全面的控制和管理。因此多角色管理是以人为本，真正做到面向对象开发的必要条件。AVA教学视频应用平台中，不同用户设定不同功能的个人空间，并根据不同身份用户的操作习惯，显示友好的个人空间界面，个人关注项、预处理事项完全展现，实现个人空间的高效管理。

　　8、一定要选择原创厂商，并要求保证可以提供良好的培训和后续升级服务。最好能选择有落地经验的厂商，软件系统的应用不止在于前期的选型，厂商是否具有指导用户适应系统的能力是保障系统真正被应用起来的关键。

　　录播室的建设

　　录播室的建设是一个很综合的课题，需要有很强的实践。个人见过很多同行所做的录播课室，有花了很多钱但是只是虚有其表，好看不好用;也有不肯投入做的过于简单，效果实在是差，做了等于浪费。因此建设一间好的录播室不是钱多就能做好，当然钱少肯定做不好，所以要有合理的预算资金。录播室的建设涉及的问题很多，要谈透很有难度，个人总结了几条经验供有兴趣人士参考。

　　1 、录播设备的选择 ：选择产品的原则当然是在主要功能满足的前提下设备尽量简单、易用、易管理、易维护、安全可靠性高。同样一套录播设备，如果集成度太低，设备一大堆，设备的维护和管理的工作量会加大，易用性降低、故障率增加(每多一个设备就多一个故障点)，网络的设置会变复杂，功耗也会增加。另外目前还有少数厂商采用录播主机加外置编码盒的架构，设备多，对网络依赖性高，而且存在二次编码的缺点，已经被大多数主流厂商所放弃，仅用于一些低端应用场合。在录播系统方案的应用中，AVA采用最新设计生产的一体化分布式录播设备。设备前端为独立采集编码存储的硬件，当网络故障发生时，并不影响教学课程录制;网络恢复后，系统会录制内容自动上传到后端管理平台，增加课程录制的安全性。

　　2 、跟踪模式与机位的选择 ：目前大部分厂商都是采用人工智能导播和自动跟踪两种模式，人工导播可以保证得到更为优质的视频资源;而自动跟踪则保证系统可以在无人值守情况下大量录制视频资源，解决学校录课难的问题。人工导播模式大多数厂商都比较成熟，大同小异，在此不多叙述。自动跟踪的效果与机位的选择有很大的关系，目前市面上推广的跟踪拍摄模式2-5机位不等。2-3机位的模式由于机位不够，在拍摄过程中不可避免的会出现拍摄特写镜头是出现镜头转动和变焦的不稳定画面，效果不佳;四机位以上模式采用过度式切换拍摄模式(即拍摄特写前切换到另一路全景镜头过渡，特写镜头跟踪到位画面稳定后再切换出特写画面)可以有效的解决上述问题，得到较满意的拍摄效果，当然每个厂商的具体逻辑关系设定不同，在实际效果上还会存在差异。在AVA的标准录播课室中，由3台图像跟踪摄像机(如图所示)所拍摄的画面作为图像定位信号连接到跟踪主机，通过跟踪主机分析处理，向录播主机发出控制指令，控制摄像机的拍摄以及多镜头的切换。

　　四机位和五机位的模式从效果上来看基本一样，经济性当然四机位更佳，因此在选择方案的时候四机位还是五机位都没有问题。

　　3 、关于清晰度 ：目前市面上主流录播厂商推广基本都是1080P 30帧的系统，原来的标清系统已很少推广，价格差别也很小，因此基本可以不考虑。关于清晰度不少用户会有一些误区，首先是没有掌握正确的清晰度对比方法。笔者曾不止一次碰到这样的情况，曾有一次去朋友办公室，朋友在看了两段视频后很快就下了结论，A公司产品录制的视频效果不如B公司，我对这两家公司都比较熟悉，听后感觉诧异，于是打开两段视频看了以后恍然大悟。从明面上看两段视频确实清晰度诧异较明显，但一查数据，一段视频1.5G，一段视频300多M，一段视频的码流是8M,一段视频的码流是2M，这样完全不对称的比较是没有任何意义的。还有一次朋友咨询我他们考察C公司和D公司录播产品，感觉视频清晰度差异很大，与他们之前掌握的情况有较大差别，从他的描述中我发现了一个很大的问题，就是显示设备有很大的差异。一个是用投影机投到120寸的投影幕上，一个是用55寸液晶电视投放，差距如此大的显示设备造成的视觉上清晰度差异可想而知了。当然影响视频效果的因素还有很多，比如因为预算问题不同的录播室使用的摄像机差异较大，环境装修差异明显，这些都会让我们无法对厂商设备本身的优劣做出准确判断。因此要比较两个厂商设备的录制视频清晰度最起码必须在录制视频码流相同、同一套显示设备展示的前提条件下才能真正体现的出来，如果要做到更公平必须提供相同的摄像机和相同的环境来PK。AVA方案应用中使用高清特写摄像机(如图所示)，最大分辨率达到1920x1080，输出最高可达60/50帧/秒，在保证高清晰度的同时，满足了用户对画面流畅性的需求。另外给一个建议，由于视频资源最终要通过网络来共享，建议对比的视频清晰度不需要用太高的码流，分别对比1M和2M码流的视频就好了，这样码流的视频对于网络应用来说已经足够了，清晰度犹超搜狐超清视频的效果。

　　4 、声音的处理 ：视频资源其实准确的说应该叫做音视频资源，音频是一个容易被忽略讨论的问题。就目前的情况而言，音频上存在的问题相较视频更多，音频的处理也比视频来的困难。目前提高音频录制效果的措施无非是采用更为专业的音频处理设备，同时进行相应的环境建设;这两样都意味着资金的投入。用户在考虑音频效果的时候要把握好平衡，对音频效果既要有所要求，又不宜过分追求，对音频效果的过分追求会让投资预算陷入黑洞。录制声音要求够响够清晰、稳定、无明显杂音，确保无回音，绝对不能出现啸叫声，不要去追求音质音效，因为我们不是在拍电影，追求感官上的享受，能准确、清晰的传递出知识内容是唯一的标准。教师声音作为录制声音的主体，重要性不用论述，建议采用高品质的领夹话筒进行清晰的拾音，学生采用指向性话筒配合具有音频处理功能调音台、混音器或数字音频处理器均基本能满足要求，目前市面上较为成熟的厂商对声音的处理虽然还不是很如意，但大多数还是能满足教学的基本要求。

　　鉴于对音频处理的严格要求，AVA采用数字音频处理技术，教师和学生的语音信号通过领夹话筒和吊顶拾音话筒拾取，输入到数字音频矩阵处理器(如图所示)，通过均衡、降噪和混音等处理，输出2路立体声音频，真实还原现现场声音。

　　1 、多媒体设备的搭配 ：目前录播室搭配的多媒体设备形式多样，有搭配投影机、投影幕的，尤其是在比较大的课室;有搭配电子白板与超短焦投影机的，在普通常规课室比较常见;随着尺寸的增大，价格的下调，近几年配智能平板电视的越来越多。这些都是常规配置，已经很成熟的模式，在这里不再赘述，笔者想提一下近几年比较有特色的一种多媒体教学形式，由华中师范大学工程中心发明推广的一种称为双板或者双屏的多媒体教学模式，也就是两块电子白板或两台一体机通过拼接的方式同时使用，两者之间可以有效关联，妙用很多，对教学非常方便。因为多媒体设备不是本文主要内容，这里不展开介绍。

　　2 、装修 ：早期录播室建设做装修的很少，随着实践证明，装修对录制的效果影响很大，于是用户和录播厂商对装修开始重视起来。装修是录播室建设很容易出现误区的部分。笔者见过很多课室装修的非常豪华大气，走进去赏心悦目，坐下来让人非常舒适，但是录制下来的视频效果却非常不理想，这样的录播室笔者见过不下5间，都是大投入装修。吊顶非常漂亮、灯光非常柔和，但是亮度不够，色温不对，拍出来的人脸不是黑黑的，就是脸色发青;有的课室甚至选用的材料很多都是反射性很强的材料，如果高档大理石地面，光线反射、声音反射，录制效果还不如没有装修。根据笔者的实践和对众多建成录播课室的调研，总结了一些录播室装修的粗浅认识，供方家参考。

　　灯光：目前学校普通课室的灯光是不符合拍摄要求的，而灯光对拍摄效果的影响是比较大的，因此建议用户在建设录播室的时候对灯光必须要认真设计或进行改造。关于亮度有相关的计算公式，但是每个厂商使用的摄像机有差异，其实对亮度的要求也是有差异的。最好由厂商根据自己的实践经验提供具体的功率数据，亮度过高也是不行的，并且一定要均匀分布灯光。除了亮度，色温也是很重要，拍摄一般比较忌讳用冷色调，用中性色温或者偏暖一点的色调。标注为4000K-4200K的都属于中性色温，高于则开始偏冷，低于则开始是偏暖。另外要注意一点就是如果课室是用投影机要注意投影幕的亮度问题，屏幕上方的灯最好能单独控制，使用投影的时候灯光不要打开，不然投影机亮度会不够。

　　天花吊顶：天花吊顶会让课室的美观度有很大的改观，建议用撘龙骨架配带吸音效果的板材，经济实用，安装灯光会变得简单、方便，布线既简单又美观。加线材、换线材都很简单。

　　窗帘：窗帘建议采用绒面的布艺，可以起到吸音的效果。颜色采用淡雅的色调，以免影响拍摄的效果。

　　地面处理：普通课室里面有一大噪音源是来自学生桌椅与地面的摩擦声音，尤其是学生起立回答问题时，常会发出刺耳的椅子与地面摩擦的声音;其它如女老师的高跟鞋底与地板撞击的声音等。为了处理这些噪音，建议在录播室地面铺设地塑或地毯。

　　吸音、隔音处理：有预算的前提下，可以做一些吸音、隔音的处理。吸音目前主要手段是采用在墙上，尤其是前后墙体铺装吸音板。笔者注意到目前大多数录播课室采用的吸音板都是采用横、竖条纹中间穿孔的吸音板。这种板材在拍摄的时候容易产生波纹背景，对拍摄效果有一定的影响，因此建议采用只开圆孔的吸音板材。隔音主要是为了隔绝外界杂音传到课室，被录制进来，主要是对门窗进行密封，在密封的同时要做好换气的设计。吸音、隔音在要求不是很严格的时候，可以先不考虑。

　　空调：主要是夏天录课，如果没有空调师生都是满头大汗，虽然场景感人，但是一定不好看。众多学生用书本扇风，一来构图不好看，二来噪音着实不会小，因此有条件还是配上空调吧。

　　3 、课室的选型与布局 ：笔者见过不少录播室不是作为独立的专业室来建设和使用，这里固然有部分学校课室紧张的原因，更多的是领导个人喜好所决定的。不少领导希望建设一间先进的大而全的功能室，成为学校的门脸。因此在一间很大的功能室里面集成了很多系统，功能大而全，由于要兼顾很多系统，从装修到课室布局都要多方妥协，造成功能多而不强，每套系统的效果都打折扣;而这种大而全的功能室往往投资大而使用率不高，造成资源浪费。建议录播室建设成独立的功能室，课室不要太大，主体在80-100方左右最合适，尽量不要超过120方;课室比例最好的4:3左右。比较大的课室可以在后方做隔段，建设一间观摩室，这样方便教学观摩又不会影响教学活动，在近年来的录播室建设中相当受到用户的欢迎。

　　在AVA的观摩室建设方案中，分别设置一台电脑远程导播和一台触摸一体机以观看实时直播画面。另外，在管理控制中心的左侧可安放一个32U的机柜，将整个录播课室的设备全部安装在机柜中，方便管理和维护。观摩室的建设有利于实时观摩监控老师上课的情况，也可以管理录播设备，让管理员帮助老师远程导课。

　　AVA录播系统观摩室

　　最后，有两个方面的小结。一方面是现在OEM厂商很多，因此对于小品牌和新品牌要谨慎。用户要多看多比较，最好能实地考察厂商，而不是坐等厂商、集成商上门。另一方面则是，要快速建设资源，提高教师的使用率和出品率，以量变带动质变。古人云，一鼓作气，再而衰，三而竭。因此最好能选择一家有实力有经验的厂商，除了提供好的产品、功能，还能提供好的服务，能帮助用户迅速的建设优质的视频资源，并指导快速实现应用。品质、功能、服务一样都不能少。