一、現狀及需求分析

　　1. 電教設備得不到充分利用，重設備輕應用

　　目前，許多學校已經配備了一些比較先進的工具和設備，實現了多媒體教學。但是，并未將電教設備的應用有效地融入到日常教學中，許多電化教學設施設備變成了利用率很低的簡單擺設。

　　因此必須從應用方式和教育教學的業務邏輯入手，充分整合現有的電教設備(投影儀、電子白板等)，融合貫通，真正將信息化設備融入到常態化教學中，從教學方式和方法上產生根本性變革。

　　2. 設備操作復雜，教師難以掌握

　　現有的多媒體教學設備和錄制設備普遍專業化程度較高，教師不僅難以掌握，而且在教學過程中需要分散一部分精力來控制設備，嚴重影響了教學的效果。因此，教師會對這種應用方式產生抵觸，難以接受，這從宏觀上也影響了教育信息化的推進。

　　因此，簡單化操作和智能控制是系統設計時要考慮的重點。

　　3. 優質教育資源得不到保存和共享

　　優秀教師的授課僅局限于課堂內的學生，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，造成了優質教育資源的浪費。

　　首先，需要將授課過程全景錄制，無論是教師授課、板書、教具演示還是學生回答和討論，都能夠全部錄制下來，并且根據授課情境和現場環境進行跟蹤拍攝、鏡頭切換和智能導播，真實還原現場授課過程，突出教學重點和教師意圖。

　　其次，為了擴大教學的覆蓋面，需要提供課程的實時直播，以便更多的學生、老師能夠聆聽優秀教師的課堂教學，為大規模公開課、課程研討等提供數字化解決方案。

　　最后，為保證錄制下來的優秀教師授課視頻能夠得到有效利用，而非堆積在錄制設備當中，必須提供有效的管理手段和共享方式，方便教育教學管理者、老師和學生能夠隨時隨地地查詢、調閱、學習和傳承。

　　4. 錄制的課程視頻僅僅堆放在錄制設備中，沒能得到有效利用

　　目前不少錄播教室建設完成后，課程視頻錄制完成后就堆放在錄播設備中，既沒有合理的文件管理，也沒有有效的觀看學習，違背了課程錄制的初衷，建設錄播教室的實際意義大打折扣，也極大的浪費了優質教育資源。

　　因此必須提供一套科學合理的文件管理系統和課程發布系統，能夠將所有錄制好的課程視頻分類存放并支持多種檢索方式，方便用戶查找觀看。課程視頻的展現形式需貼合用戶的使用習慣，使得任何用戶都能不經過專門培訓毫不費力地熟練使用該系統。課程資源的組織要人性化，對使用頻率較高的課程資源加以分析，重點推薦。

　　同時，課程的學習和觀看也不再局限于使用個人電腦，甚至通過智能手機、平板電腦也能隨時隨地自由觀看。

　　二、應用場景描述

　　1. 【多屏模式】

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

　　授課教師只需要通過客戶端一鍵啟動，系統將會自動運行完成精品課程的全自動跟蹤拍攝、智能導播、高清編碼與錄制以及實時直播。整個過程授課教師無需分散精力做任何操作，真正實現多媒體設備無縫融入到常態化教學中。

　　課堂之外的學生、老師和教學管理者可以通過個人電腦實時觀看課程直播，或者在課后進行點播學習。

　　2. 【文檔同覽模式】

　　上課前，授課教師只需通過教學客戶端上傳課件文檔，并一鍵開始上課，系統將會自動完成課件文檔的上傳及格式轉換、授課情境的全場景自動跟蹤拍攝與智能導播以及課程的直播與錄制，整個過程無需分散教師和學生的注意力來對系統進行控制和操作，真正實現常態化教學。

　　上課過程中，教師通過教學客戶端可以直接進行課件演示，無需再借助第三方軟件，實現一站式服務。同時，系統將會記錄教師的所有課件演示操作，為直播和點播的文檔同覽提供精準的翻頁和同步觀看。

　　課堂之外的學生、教師、教育教學主管者和其他用戶，只需要通過個人電腦、平板電腦、智能手機甚至是電視機就可以實時觀看課程的直播，跨越地域的阻隔，從空間上極大地擴大了優質課程的覆蓋范圍，使更多的學生能夠聆聽優秀教師的講授，使更多的教師能夠觀摩和學習，使教育教學主管者能夠在不影響課堂內教學的情況下自由地監督、評審和研討。

　　錄制下來的視頻課件，無需后期編輯即可達到精品課件的水準，可作為課程資料存檔，同時發布到教學資源管理平臺上，供更多的教師學生隨時隨地點播觀看學習。突破了時間的限制，從時間上延長了優質課程的時效性和覆蓋面。

　　利用超然科技獨有的文檔同覽功能，通過個人電腦觀看直播和點播的學生都可以同步瀏覽課件文檔和教師授課實錄，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容等問題。

　　三、解決方案設計(基礎版)

　　1. 結構示意圖

　　精品課程錄播教室結構示意圖

　　2. 方案介紹

　　精品課程錄播基礎班解決方案以最少的設備投入和最簡單的環境布置，實現精品課程的多屏模式全自動錄制與存檔，并支持實時的直播觀看與按需點播學習。

　　教師開始上課時通過教學客戶端一鍵啟動，系統全自動運行，無需人工干預即可完成課程的錄制與直播。圖像采集系統與聲音采集系統可根據需要進行靈活配置，滿足教學現場的實時拍攝與聲音采集。多媒體錄播一體機提供4路視頻與1路音頻的實時采集，同時采集教師攝像機、學生攝像機、教學PPT信號以及教室現場的聲音，并將采集到視頻源進行合理的畫面組合，以突出教學重點準確表達教師授課意圖。此外，多媒體錄播一體機還會將組合畫面進行編碼、錄制存儲與直播。為了適應不同的網絡環境，一體機提供高碼流超清晰度、中碼流高清晰度、低碼流標準清晰度三組碼流同時錄制與直播。

　　【圖像采集】：圖像采集部分由一組攝像機構成，主要包括教師攝像機和學生攝像機，可選配板書攝像機或全景攝像機，完成教學現場的拍攝。

　　【聲音采集】：聲音采集部分由一臺調音臺和一組麥克風(根據現場環境配置，可選吊麥、鵝頸麥克風、無線麥克風等)組成，負責教室內的聲音采集與處理。

　　【教學控制】：教學控制部分是由一臺教學客戶端實現的，通過教學客戶端完成課程的控制，包括開始、暫停/繼續、結束等。

　　【課程導播與錄制】：多媒體錄播一體機主要完成音視頻的采集、畫面組合、編碼、錄制存儲與直播點播服務。內置多種畫面組合方式，可根據授課需要靈活選擇。并將組合畫面進行高清編碼與錄制存儲，同時支持實時直播與按需點播。

　　【遠程觀看】：課堂之外的教師、學生和教育教學主管者，可以利用個人電腦通過校園網、以太網、無線網絡、3G網絡等實時觀看直播，或是點播觀看課程視頻存檔。