基于远程教育的多功能演播室设计与实践

    基于远程教育的多功能演播室设计的出发点是开发网络教学资源，使其既能满足网络课程的制作要求，又能进行网上直播。演播室的设计要求设备能够完成从数字化教学资源素材的采集、后期的编辑制作、网上发布到资料存储等一系列功能。

    一、 演播室设计原则

    多功能演播室的数字化已经是大势所趋，目前大多数的音视频采集和后期制作设备已经数字化，数字摄像机、非线性编辑系统、磁盘阵列、基于IP网络的VOD(视频点播)以及虚拟演播室等技术均已经在远程教育领域大量的应用。因此，演播室的设计应当提供系统设备数字化、开放性的解决方案。

    演播室的设计在先进性和开放性的前提下，在追求质量、效果的同时，还要从实用性和经济性出发，合理利用投资，将先进成熟的音视频技术与课件开发技术进行合理搭配，着眼于近期目标和长期目标的发展，选用性能价格比较高的设备进行系统的组合，构建一个符合远程教育特点的演播室系统。

    演播室的建设必须选用符合国际标准和市场发展潮流的软硬件技术，优先考虑音视频数字化、网络化发展的新技术，采用系统兼容性强的设备，可以为不同的演播室设备互联提供方便，因此，演播室核心设备应选用具有良好升级能力和扩展性的设备（如支持多种视频格式、多种接口设置等），这样不仅能保护现有投资，而且能给以后演播室进行升级和再次扩展带来方便。

    二、演播室实现的功能

    演播室内的系统设备必须充分考虑数字设备与模拟设备的完全兼容，能够实现课堂教学从“前期拍摄—后期制作—数字化处理”的全过程，同时可以跟网上直播系统配合使用，将制作好的网络课件或现场拍摄的实时课堂教学过程进行网上直播。

    1.课件实时录制

    利用课件录制系统实时采集授课现场主讲教师的音视频以及计算机屏幕内容，采集过程采用MPEG-4技术标准，用户可以方便地对所需采集的视频和音频质量进行定制，提高课件开发效率。数据压缩处理后课件实时录制系统应能自动生成流媒体课件，课件经过后期制作包装后存储在点播服务器上，学生用Internet Explorer浏览器即可点播课件。

    2.课堂网上直播

    通过课堂网上直播系统可以较好地解决分布在不同地域的学习者同时收看课堂教学实况的问题。学生可以通过网络实时观看教师的视频信息和板书画面。网上直播系统一般采用软件技术实现课堂教学的广播，网上课堂直播系统对输入的音视频以及屏幕信息进行数字化编码，通过流媒体服务器将教学信息传输给学生。目前很多课堂实时网上直播系统将传统的音视频素材采集、数据编码和实时流式传输的全部功能集中在一个软件里，在网络上进行实况转播，操作方便而且快捷。

    3.教学视音频素材的采集制作

    演播室还可以配备一张大的拍摄台，用于拍摄各类网络课程试验中需要的音视频素材，拍摄台建议使用单一颜色的纯色背景，与演示物的颜色反差要稍大，以突出演示的设备仪器，拍摄时只拍摄操作者手中的仪器设备，通常是仪器设备的中景、近景和特写。

    三、演播室设备系统的配置

    音视频采集和制作设备是演播室建设的基础，市场上索尼、松下等公司提供的设备功能强大，足以满足教学资源建设方面的需求。设备的配置应该坚持实用性、经济型原则，尽可能选择技术成熟、市场应用较多的机型，演播室设备的配套性、兼容性和可靠性是系统平稳运行和教学资源质量的保障。

    笔者单位演播室前期音视频素材采集设备有：SONY DXC - D30P 数字摄像机、DVW -1600编辑放像机、DVW - 1800编辑录像机、DFS- 300 特技机；后期音视频制作设备采用Avid Xpress

Pro非线性编辑系统，该系统可以提供8比特视频、48千赫的音频，支持无压缩的 601 格式，二路1：1 无压缩 SD视频流，实时的数/模及模/数转码Avid  Mojo硬件提供了实时的模拟到数字的转换功能，该非线性编辑系统具有数字SDI、YUV、Y/C、复合多种接口形式；

    音频核心设备采用YAMAHA-01X 音频工作站，YAMAHA  01X是第一个运用mLAN的技术产品。mLAN采用基于IEEE1394火线工业标准，只需一根线缆就能够在电脑和其他兼容mLAN技术的产品之间形成网络化的高速音频数据的交换传输。其他演播室设备还有话筒放大器、话筒、调光台以及提词器等。

    网络课程的录制和后期制作合成采用翰博尔课件制作系统。PowerCreator课件实时录制系统能够将计算机屏幕内容，包括鼠标运动轨迹、电子白板内容等完全录制下来，该系统支持实时采集教师的图像与声音，一般情况下，一个小时的课件仅仅需60M磁盘空间，数据压缩率较高，录制完课件后，可以对课件进行任意的剪切，删除无用的部分，而且视频与讲稿是同步剪切，将录制好的课件导入到点播服务器上，学生用Internet Explorer浏览器即可点播课件，无需安装其他客户端软件。

    演播室还采用了完全基于Web的翰博尔PowerCreator课堂直播系统，最多可以支持256

路节目同时直播，音视频与计算机屏幕内容同步直播，该系统支持TCP、UDP、Multicast多种直播方式，支持多种网络环境：局域网、互联网、卫星网等。

    四、演播室的灯光设计

    灯光系统是演室设计中一个非常重要的环节，它既关系着投资的多少，也关系着演播室的使用性能、维护的便利程度，一个优秀的演播室灯光系统设计应该具有适用性、安全可靠性及经济性。

    1.灯具选择

    目前，演播室照明所使用的光源主要有两种，一种是以三基色柔光灯为主的冷光源，另一种是以卤钨灯为主的热光源。三基色柔光灯具有光效高、光色柔和、色温稳定、节省电能、寿命长、热辐射低的特点。冷光源属于散射光源，定向性差，塑型效果不理想；卤光源属点光源，光的方向性强，塑型效果好。灯光的位置固定一般采用网架式灯光吊挂系统、经济实惠、悬吊方便，灯具可悬挂于任何所需要的位置，网架式灯光吊挂系统非常适合于固定灯位及层高有限的中型小演播室。

    2.灯光布置

    基于远程教育的演播室以静态人物（授课教师）布光为主，只有合理地配置好主光、辅光、逆光，并加上适当的修饰光，才能形成良好的图像质量。

    在演播室实时录制课堂教学的过程中，在光源设计上最好采用三基色柔光灯和卤钨灯相结合的方法。布光要求同时照亮主讲教师和背景，为了加强教师人物造型，轮廓光、逆光通常选用常规的卤钨灯，以加强光源的方向性和强度。背景的照明通常采用冷光源，灯光照明效果越均匀越好，背景光应保持足够高的角度，避免阴影落在背景上。

    以静态人物为主的演播室建议采用“环形布光”方法。通过光线环绕人物，在较近距离作较大面积的均匀投射，使人物不再有明显的投影及亮度反差，调光时，可以通过调光台按照不同功能定义的灯光依次按照主光、辅光、逆光、背景光、眼神光等顺序进行调节，在调光过程中，要处理好面光、面光与逆光的光比，协调好照度、景深与画面清晰度的关系。

    五、演播室的声学设计

    演播室声学设计的目的是对混响时间的控制和噪音的处理，根据国家广电总局《有线广播录音室声学设计规范和技术要求》，演播室中频500Hz混响时间为0.5～0.6秒，演播室本底噪声应不大于30dB。

    混响时间是衡量音质好坏的重要指标之一，它的大小与房间容积、墙壁、地板和顶棚等界面的吸声系数有关，混响时间过长，声音显得过于空旷，混响时间过短，音质干涩，因此，在演播室装修的时候，应该特别注意室内墙壁和顶棚的处理，常用的吸声材料有空心砖、矿棉板、穿孔石膏板、钙塑板和防火绝缘板等。

    除了做好混响时间控制以外，控制噪声也是演播室声学设计的一项重要内容，演播室的噪声主要来源是人声、脚步声、风雨声等构成的背景噪声。噪声控制主要应从墙壁、门窗等隔声入手。为减少外部噪声，控制室与演播室之间的观察窗是需要进行隔声处理的关键部位，观察窗一般采用双层玻璃，玻璃要有一定的厚度。墙面隔声处理的做法是：在内墙壁周围再加一层木质夹层墙壁，木质墙与原墙之间间隔5cm- 10cm，以形成双层墙，内部填充吸音材料，表面采用吸音矿棉板封堵，墙面最好做成波浪形，以提高室内音质效果。通过以上声学处理，可以使演播室的声学效果大幅度提高。