一、現(xiàn)狀及需求分析

　　1. 電教設(shè)備得不到充分利用，重設(shè)備輕應(yīng)用

　　目前，許多學(xué)校已經(jīng)配備了一些比較先進(jìn)的工具和設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了多媒體教學(xué)。但是，并未將電教設(shè)備的應(yīng)用有效地融入到日常教學(xué)中，許多電化教學(xué)設(shè)施設(shè)備變成了利用率很低的簡(jiǎn)單擺設(shè)。

　　因此必須從應(yīng)用方式和教育教學(xué)的業(yè)務(wù)邏輯入手，充分整合現(xiàn)有的電教設(shè)備(投影儀、電子白板等)，融合貫通，真正將信息化設(shè)備融入到常態(tài)化教學(xué)中，從教學(xué)方式和方法上產(chǎn)生根本性變革。

　　2. 設(shè)備操作復(fù)雜，教師難以掌握

　　現(xiàn)有的多媒體教學(xué)設(shè)備和錄制設(shè)備普遍專業(yè)化程度較高，教師不僅難以掌握，而且在教學(xué)過程中需要分散一部分精力來控制設(shè)備，嚴(yán)重影響了教學(xué)的效果。因此，教師會(huì)對(duì)這種應(yīng)用方式產(chǎn)生抵觸，難以接受，這從宏觀上也影響了教育信息化的推進(jìn)。

　　因此，簡(jiǎn)單化操作和智能控制是系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)要考慮的重點(diǎn)。

　　3. 優(yōu)質(zhì)教育資源得不到保存和共享

　　優(yōu)秀教師的授課僅局限于課堂內(nèi)的學(xué)生，而且授課過程得不到有效的保存，或者即便保存了也僅是作為存檔資料未能有效管理充分利用，造成了優(yōu)質(zhì)教育資源的浪費(fèi)。

　　首先，需要將授課過程全景錄制，無論是教師授課、板書、教具演示還是學(xué)生回答和討論，都能夠全部錄制下來，并且根據(jù)授課情境和現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行跟蹤拍攝、鏡頭切換和智能導(dǎo)播，真實(shí)還原現(xiàn)場(chǎng)授課過程，突出教學(xué)重點(diǎn)和教師意圖。

　　其次，為了擴(kuò)大教學(xué)的覆蓋面，需要提供課程的實(shí)時(shí)直播，以便更多的學(xué)生、老師能夠聆聽優(yōu)秀教師的課堂教學(xué)，為大規(guī)模公開課、課程研討等提供數(shù)字化解決方案。

　　最后，為保證錄制下來的優(yōu)秀教師授課視頻能夠得到有效利用，而非堆積在錄制設(shè)備當(dāng)中，必須提供有效的管理手段和共享方式，方便教育教學(xué)管理者、老師和學(xué)生能夠隨時(shí)隨地地查詢、調(diào)閱、學(xué)習(xí)和傳承。

　　4. 錄制的課程視頻僅僅堆放在錄制設(shè)備中，沒能得到有效利用

　　目前不少錄播教室建設(shè)完成后，課程視頻錄制完成后就堆放在錄播設(shè)備中，既沒有合理的文件管理，也沒有有效的觀看學(xué)習(xí)，違背了課程錄制的初衷，建設(shè)錄播教室的實(shí)際意義大打折扣，也極大的浪費(fèi)了優(yōu)質(zhì)教育資源。

　　因此必須提供一套科學(xué)合理的文件管理系統(tǒng)和課程發(fā)布系統(tǒng)，能夠?qū)⑺袖浿坪玫恼n程視頻分類存放并支持多種檢索方式，方便用戶查找觀看。課程視頻的展現(xiàn)形式需貼合用戶的使用習(xí)慣，使得任何用戶都能不經(jīng)過專門培訓(xùn)毫不費(fèi)力地熟練使用該系統(tǒng)。課程資源的組織要人性化，對(duì)使用頻率較高的課程資源加以分析，重點(diǎn)推薦。

　　同時(shí)，課程的學(xué)習(xí)和觀看也不再局限于使用個(gè)人電腦，甚至通過智能手機(jī)、平板電腦也能隨時(shí)隨地自由觀看。

　　二、應(yīng)用場(chǎng)景描述

　　1. 【多屏模式】

　　教室內(nèi)，將教師攝像機(jī)、學(xué)生攝像機(jī)(可增配板書攝像機(jī)或全景攝像機(jī))以及教學(xué)課件信號(hào)全部接入到多媒體錄播一體機(jī)。

　　授課教師只需要通過客戶端一鍵啟動(dòng)，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)運(yùn)行完成精品課程的全自動(dòng)跟蹤拍攝、智能導(dǎo)播、高清編碼與錄制以及實(shí)時(shí)直播。整個(gè)過程授課教師無需分散精力做任何操作，真正實(shí)現(xiàn)多媒體設(shè)備無縫融入到常態(tài)化教學(xué)中。

　　課堂之外的學(xué)生、老師和教學(xué)管理者可以通過個(gè)人電腦實(shí)時(shí)觀看課程直播，或者在課后進(jìn)行點(diǎn)播學(xué)習(xí)。

　　2. 【文檔同覽模式】

　　上課前，授課教師只需通過教學(xué)客戶端上傳課件文檔，并一鍵開始上課，系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)完成課件文檔的上傳及格式轉(zhuǎn)換、授課情境的全場(chǎng)景自動(dòng)跟蹤拍攝與智能導(dǎo)播以及課程的直播與錄制，整個(gè)過程無需分散教師和學(xué)生的注意力來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行控制和操作，真正實(shí)現(xiàn)常態(tài)化教學(xué)。

　　上課過程中，教師通過教學(xué)客戶端可以直接進(jìn)行課件演示，無需再借助第三方軟件，實(shí)現(xiàn)一站式服務(wù)。同時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)記錄教師的所有課件演示操作，為直播和點(diǎn)播的文檔同覽提供精準(zhǔn)的翻頁(yè)和同步觀看。

　　課堂之外的學(xué)生、教師、教育教學(xué)主管者和其他用戶，只需要通過個(gè)人電腦、平板電腦、智能手機(jī)甚至是電視機(jī)就可以實(shí)時(shí)觀看課程的直播，跨越地域的阻隔，從空間上極大地?cái)U(kuò)大了優(yōu)質(zhì)課程的覆蓋范圍，使更多的學(xué)生能夠聆聽優(yōu)秀教師的講授，使更多的教師能夠觀摩和學(xué)習(xí)，使教育教學(xué)主管者能夠在不影響課堂內(nèi)教學(xué)的情況下自由地監(jiān)督、評(píng)審和研討。

　　錄制下來的視頻課件，無需后期編輯即可達(dá)到精品課件的水準(zhǔn)，可作為課程資料存檔，同時(shí)發(fā)布到教學(xué)資源管理平臺(tái)上，供更多的教師學(xué)生隨時(shí)隨地點(diǎn)播觀看學(xué)習(xí)。突破了時(shí)間的限制，從時(shí)間上延長(zhǎng)了優(yōu)質(zhì)課程的時(shí)效性和覆蓋面。

　　利用超然科技獨(dú)有的文檔同覽功能，通過個(gè)人電腦觀看直播和點(diǎn)播的學(xué)生都可以同步瀏覽課件文檔和教師授課實(shí)錄，并自由控制畫面縮放，從而有效避免了通過組合畫面的一個(gè)分屏觀看課件文檔而造成的課件文檔畫面過小觀看者無法看清文字內(nèi)容等問題。

　　三、解決方案設(shè)計(jì)(基礎(chǔ)版)

　　1. 結(jié)構(gòu)示意圖

　　精品課程錄播教室結(jié)構(gòu)示意圖

　　2. 方案介紹

　　精品課程錄播基礎(chǔ)班解決方案以最少的設(shè)備投入和最簡(jiǎn)單的環(huán)境布置，實(shí)現(xiàn)精品課程的多屏模式全自動(dòng)錄制與存檔，并支持實(shí)時(shí)的直播觀看與按需點(diǎn)播學(xué)習(xí)。

　　教師開始上課時(shí)通過教學(xué)客戶端一鍵啟動(dòng)，系統(tǒng)全自動(dòng)運(yùn)行，無需人工干預(yù)即可完成課程的錄制與直播。圖像采集系統(tǒng)與聲音采集系統(tǒng)可根據(jù)需要進(jìn)行靈活配置，滿足教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)拍攝與聲音采集。多媒體錄播一體機(jī)提供4路視頻與1路音頻的實(shí)時(shí)采集，同時(shí)采集教師攝像機(jī)、學(xué)生攝像機(jī)、教學(xué)PPT信號(hào)以及教室現(xiàn)場(chǎng)的聲音，并將采集到視頻源進(jìn)行合理的畫面組合，以突出教學(xué)重點(diǎn)準(zhǔn)確表達(dá)教師授課意圖。此外，多媒體錄播一體機(jī)還會(huì)將組合畫面進(jìn)行編碼、錄制存儲(chǔ)與直播。為了適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，一體機(jī)提供高碼流超清晰度、中碼流高清晰度、低碼流標(biāo)準(zhǔn)清晰度三組碼流同時(shí)錄制與直播。

　　【圖像采集】：圖像采集部分由一組攝像機(jī)構(gòu)成，主要包括教師攝像機(jī)和學(xué)生攝像機(jī)，可選配板書攝像機(jī)或全景攝像機(jī)，完成教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)的拍攝。

　　【聲音采集】：聲音采集部分由一臺(tái)調(diào)音臺(tái)和一組麥克風(fēng)(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境配置，可選吊麥、鵝頸麥克風(fēng)、無線麥克風(fēng)等)組成，負(fù)責(zé)教室內(nèi)的聲音采集與處理。

　　【教學(xué)控制】：教學(xué)控制部分是由一臺(tái)教學(xué)客戶端實(shí)現(xiàn)的，通過教學(xué)客戶端完成課程的控制，包括開始、暫停/繼續(xù)、結(jié)束等。

　　【課程導(dǎo)播與錄制】：多媒體錄播一體機(jī)主要完成音視頻的采集、畫面組合、編碼、錄制存儲(chǔ)與直播點(diǎn)播服務(wù)。內(nèi)置多種畫面組合方式，可根據(jù)授課需要靈活選擇。并將組合畫面進(jìn)行高清編碼與錄制存儲(chǔ)，同時(shí)支持實(shí)時(shí)直播與按需點(diǎn)播。

　　【遠(yuǎn)程觀看】：課堂之外的教師、學(xué)生和教育教學(xué)主管者，可以利用個(gè)人電腦通過校園網(wǎng)、以太網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)、3G網(wǎng)絡(luò)等實(shí)時(shí)觀看直播，或是點(diǎn)播觀看課程視頻存檔。