虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的應(yīng)用研究

王志龍+車啟鳳+陳立娟

摘 要：微課視頻在當下信息時代是一種重要的網(wǎng)絡(luò)課程，其短小精悍、內(nèi)容豐富的特點一直備受教育者的青睞，所以微課視頻的質(zhì)量直接影響教學效果。虛擬演播室技術(shù)的廣泛應(yīng)用為微課程制作帶來了福利，使得微課程視頻的現(xiàn)場感和真實性更加突出。本文對虛擬演播室及虛擬演播室技術(shù)做了闡述，分析了虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的優(yōu)勢和一般步驟，而且簡要說明了虛擬演播室技術(shù)在制作微課程的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景。

關(guān)鍵詞：虛擬演播室；虛擬演播室技術(shù)；微課程；現(xiàn)代遠程教育

1 引言

微課視頻目前是一種重要的網(wǎng)絡(luò)課程視頻呈現(xiàn)形式，其實質(zhì)是低成本、精品化、生成式、可廣泛共享的在線微課程。來自各地的學習者都可以隨時觀看、線上線下交流。所以，我們?nèi)绾胃玫闹谱魉闪艘粋€重要的課題，以及它未來的發(fā)展前景也是教育者所備受關(guān)注的事情。隨著虛擬演播室技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為微課程視頻的制作迎來了新的里程碑，所以，如何使用虛擬演播室技術(shù)制作出更高質(zhì)量的微課程成為了一個新的技術(shù)研究熱點。

2 虛擬演播室及虛擬演播室技術(shù)

虛擬演播室是虛擬現(xiàn)實技術(shù)和傳統(tǒng)的色鍵摳像技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物[1]。它的實質(zhì)是攝像機現(xiàn)場拍攝創(chuàng)設(shè)人員的實景畫面與計算機的3D虛擬場景進行數(shù)字化的實時合成，使創(chuàng)設(shè)人員與3D虛擬背景能夠同步變化，從而實現(xiàn)兩者的融合，以合成較為完美的畫面。虛擬演播室的優(yōu)勢在于制作成本低，制作周期短，在微課程制作中克服了傳統(tǒng)布景不宜隨便改變、挪動性差、場地費用高且不能被重復(fù)利用的不足，也節(jié)約了大量的人力、物力資源。它可制作出現(xiàn)實中本不存在的或難以制作的虛擬三維場景，能夠制作出真實演播室無法實現(xiàn)的效果。攝像機可以從全方位進行拍攝，使創(chuàng)設(shè)人員在很大程度上擺脫了時間、空間和道具制作方面的限制，獲得了更大的創(chuàng)作的想象空間，能夠以低成本產(chǎn)生非凡的視覺效果。它也解決了傳統(tǒng)演播室摳像失真的問題，例如在普通演播廳中電視節(jié)目制作或新聞節(jié)目的錄制中，看上去人物實景和背景沒有“景深”完全就是二維場景，視覺上不能夠很好的呈現(xiàn)出虛擬3D效果，缺乏真實性。而采用同步跟蹤技術(shù)的虛擬演播室中，可將攝像機的運動參數(shù)轉(zhuǎn)變成電信號，通過計算機的運算，對虛擬場景的相應(yīng)參數(shù)進行調(diào)整，實時生成與前景聯(lián)動的背景信號，因此，合成后的前景與背景看上去是一起運動的[2]。

虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中顯得尤為重要，其一攝像機跟蹤技術(shù)是虛擬演播室中一項關(guān)鍵技術(shù)，它通過獲取計算機在演播室中的實際位置參數(shù)，從而判斷攝像機、創(chuàng)設(shè)人員、計算機虛擬場景之間的相對位置關(guān)系，來實現(xiàn)真實的人物拍攝場景與計算機3D虛擬場景的完美融合。計算機3D虛擬場景的設(shè)計，它與普通的電視節(jié)目制作和三維動畫制作不同，虛擬演播室技術(shù)更加強調(diào)制作的現(xiàn)場感和實時性。用計算機建立三維場景幾乎不受現(xiàn)實的限制，因此，創(chuàng)作人員得以在節(jié)目需求的基礎(chǔ)上根據(jù)想象自由發(fā)揮。真實場景的大小及其布局上都很隨意，不受約束，只要設(shè)計恰到好處，就可以制作出令我們滿意的的三維場景。在三維場景中，創(chuàng)設(shè)人員不僅可以隨意走動，并且能在虛擬環(huán)境中做出“飛行”等生活中難以實現(xiàn)的動作，場景中的虛擬物體可以實時地移動，計算機也能夠?qū)崟r處理外部視頻源和音頻源送來的視頻信號和音頻信號。其二色鍵技術(shù)有了更高的要求，為了將實景拍攝畫面和3D虛擬背景很好地合在一起，要求色鍵具有縱深方向的信息，即虛擬攝像機到每個像素的距離，也被稱之為深度鍵。在傳統(tǒng)的摳像技術(shù)的基礎(chǔ)上增加了深度鍵，可以讓表演者處在虛擬場景的正確位置中，這樣表演者可以走到虛擬物體的前面、 后面或處于虛擬物體的內(nèi)部，甚至可以穿過虛擬物體，給觀眾真實的距感，與傳統(tǒng)色鍵相比，用深度鍵摳像的效果更自然和逼真[3]；其三燈光技術(shù)，燈光對于微課程的制作的拍攝中也有決定性作用，所有光色必須保證創(chuàng)設(shè)人員面目、身體各部位燈光均勻、無陰影，避免出現(xiàn)拍攝中的“陰陽臉”，還要注意把握人員主體與藍箱背景之間布光的比例，以適應(yīng)色鍵器摳像的技術(shù)要求。它與傳統(tǒng)的“三點式布光”有所變化，處理好拍攝過程中的布光問題和現(xiàn)場真實燈光與虛擬系統(tǒng)生成的場景光效之間的協(xié)調(diào)，可增加虛擬三維場景的真實感。其四實時合成技術(shù)，這一技術(shù)的應(yīng)用使得微課程制作實現(xiàn)了邊錄制邊制作的效果，與傳統(tǒng)演播室相比，節(jié)約了時間、人力、物質(zhì)資源等。對于此技術(shù)在微課程的制作以及其它方面的應(yīng)用，無疑使得虛擬演播室技術(shù)迎來了新的挑戰(zhàn)與機遇。

3 虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的優(yōu)勢

虛擬演播室技術(shù)的誕生給了微課視頻制作一個優(yōu)秀的選擇，也是微課適應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)+的重要體現(xiàn)，更是利用先進的視頻技術(shù)對微課課程進行再創(chuàng)作、從而推動優(yōu)質(zhì)教學資源的開發(fā)與傳播[4]。虛擬演播室技術(shù)的引用，使得微課視頻的質(zhì)量有了根本性的提高，實現(xiàn)了講授知識點更加具體，教學目標更加明確，學習環(huán)境更加逼真，而且增強了師生之間的互動性、導(dǎo)向性，不僅體現(xiàn)微課短小精悍的特點，也大大提高了學習效率。

在虛擬演播室中，授課教師與技術(shù)人員充分溝通后，可以對所講內(nèi)容結(jié)合教師的語言進行設(shè)計，這其中對教師的“表演能力”有一定的要求，教師在不同教學內(nèi)容的動作設(shè)計下，需要有不同的肢體語言，此時，虛擬技術(shù)可以任意改變后方的背景場景，這樣一來，微課視頻可以增強視覺感官體驗和視覺傳播效果，強化了對教學內(nèi)容的直觀感受，并且不同課程可以變換不同的場景來豐富演播室的表現(xiàn)形式，是使得畫面富于變化，學習情境充分發(fā)揮良好的作用，教師的授課方式十分靈活，不但可以激發(fā)學習者的興趣、提高學習的效率，還有助于提高微課視頻的現(xiàn)場感和真實性，有效保持學習者的注意力，增強課程的傳播效果。學習者可以更好更快速地吸收知識，掌握學習內(nèi)容，發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力，從而使學習者能夠身臨其境，融入學習情境，提高學習效率。對于教師來說，虛擬演播室技術(shù)讓教師展開“表演”能力，結(jié)合多媒體課件，把教學內(nèi)容更直觀、豐富的展現(xiàn)在學生面前，提高教學質(zhì)量；對學生而言，虛擬演播室技術(shù)提高了注意力和吸引力，讓學生積極思考，有助于達成線上學習和課下自學的目的，優(yōu)化了教學過程[5]。對于操作類的微課課程，也可以通過虛擬場景再創(chuàng)設(shè)，將教學內(nèi)容直觀的表現(xiàn)在學生面前，摒棄了傳統(tǒng)教學的板書時間，同時也彌補了教師通過口頭表達讓學生對教學內(nèi)同不理解的缺點，而是讓板書“動”起來，充分調(diào)動學生的學習積極性，進一步增強了課堂的密度和效率，使得課堂氛圍更加具有趣味性和生動性。

例如：在虛擬演播室中制作一個課程---循環(huán)結(jié)構(gòu)程序設(shè)計，整個過程中，第一步：主講教師對教學內(nèi)容及教學目標進行分析設(shè)計，確定教學重難點等，制作人員也要對內(nèi)容較為熟悉，這樣才能更好的達到教學效果；第二步：主講教師在虛擬演播廳中通過多次練習教學姿態(tài)，包括語言表達和肢體表達，來提高自身的“表演”能力。第三步：設(shè)計人員與制作人員一起協(xié)商共同建立拍攝實景地和3D虛擬場景。其中包括燈光的布置，攝像機位的布置，虛擬場景的選定等。第四步：實時拍攝制作及合成輸出微課程。拍攝時需要制作人員和主講教師有高度的默契感，對主講教師的要求比較高，在輸出合成時，對視音頻同時進行處理，視頻動態(tài)碼流率的最高碼率不高于2000Kbps，最低碼率不得低于1024Kbps；音頻采樣率48KHz，音頻碼流率128Kbps（恒定），雙聲道，并做混音處理。這樣才能高質(zhì)量的完成微課程的制作。

4 虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

隨著虛擬演播室技術(shù)的豐富性、多元性逐漸被公眾認可，虛擬演播室在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，越來越引起了全國各高校的青睞。很多高校已經(jīng)完成了虛擬演播室的建設(shè)，而且已經(jīng)應(yīng)用到了教學中，開設(shè)相關(guān)課程；虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中也很廣泛。例如：在全國高校微課教學比賽中，很多教師就是運用虛擬演播室制作出的微課程，并在比賽中取得優(yōu)異成績。在“中國大學慕課”的課程中也有很多課程是在虛擬演播室中制作完成的，足以說明虛擬演播室技術(shù)已經(jīng)日趨完善，運用前景很好。通過虛擬演播室來制作微課程的優(yōu)勢有：成本低、周期短、效率高、場地靈活。它不僅擺脫了傳統(tǒng)教學的古板性，也解決了傳統(tǒng)色階摳像技術(shù)摳像不干凈的缺點?，F(xiàn)如今，隨著社會不斷進步，我們的虛擬演播室也逐漸被“便攜式”化，虛擬演播室可以隨時搭建，隨時應(yīng)用，從而虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中將會更加廣泛。另外，隨著我國現(xiàn)代遠程教育的發(fā)展，課程教學中出現(xiàn)了一些質(zhì)量問題。例如：一種是傳統(tǒng)教學模式——課堂教學模式，它存在時空局限性；一種是課堂教學和網(wǎng)絡(luò)教學結(jié)合的模式，它存在網(wǎng)絡(luò)課程質(zhì)量、如何結(jié)合、教學效果如何等問題；另一種是師生在時空上分離，通過網(wǎng)絡(luò)視頻、直播或多媒體光盤授課的模式。這種模式對網(wǎng)絡(luò)視頻課程的質(zhì)量要求極高。如果引用虛擬演播室中制作的微課程，教學效果一定會有質(zhì)的變化。所以，展望未來，虛擬演播室技術(shù)在微課程制作中的應(yīng)用不僅是微課程制作環(huán)境創(chuàng)設(shè)的突破口，也將會成為今后微課程傳播研究的主要方向。為了適應(yīng)世界發(fā)展趨勢，如何更好地運用這方面的新技術(shù)為微課程制作以及教學和科研發(fā)揮積極作用是值得我們研究的新方向、新方法。同時，也會為我國現(xiàn)代遠程教育的發(fā)展添上濃墨重彩的一筆。

參考文獻

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[5]姜楠.虛擬演播室技術(shù)在微課視頻制作中的運用[J].軟件導(dǎo)刊，2016（2）：92-93.