目录

第一章   背景介绍

第二章   需求分析

第三章   方案概述

3.1  应用场景

3.2  设计原则

3.3  方案设计依据

3.4  功能特色

第四章   整体技术路线设计

4.1.1  演播室布局

4.1.2  功能结构

4.1.3  设备拓扑

第五章   子系统介绍

5.1  虚拟演播室主机

5.2  虚拟演播室软件系统

5.3  导播键盘（选配）

5.4  音频媒体处理器（选配）

5.5  采访话筒（选配）

5.6  演播室控制桌（选配）

5.7  双屏幕提词器（选配）

5.8  提词电脑（兼视频非编工作站）

5.9  视讯发布平台（选配）

5.10   资源云平台（选配）

第六章   方案清单

6.1  装修效果图

第一章  背景介绍

       随着社会的发展，网络信息技术席卷各个行业，数字信息技术极大地拓展了教育的时空界限。多媒体教学、计算机教学软件、远程教育等的出现提高了学生学习的自主性和积极性，也使传统的教学模式和学习方式产生了重大变化，并对学校和老师的教学理念，教育模式、内容、方式均产生了深刻影响。

政府对学校建设校园演播室的支持力度较大，市场需求量大，在大行业还没有找到适合学校使用的技术路线时，许多项目的建设选择了在现在技术相对成熟的广电级虚拟演播室。然而并不是所有的学校都适合使用广电级演播室。一方面，广电级产品的造价、维护都十分昂贵，一般学校完全无法接受如此昂贵的开销。另一方面，广电级设备的使用复杂，但是学校往往不具备广播电视或信息技术方面的专门人才。一些广电级校园演播室建设后极少使用，就是这个原因。针对这种大背景，我们推出简易二维校园演播室，可以满足学校对于设备造价便宜，使用简单的要求。

同时，随着现代教育事业的不断发展，为适应素质教育的要求，开放性、交互式的多媒体视频教学逐步被应用到教学实践中。以数字化校园演播室为代表的互动式网络教学平台的逐步推广触发了教育研究者的探索，在《教育信息化十年发展规划( 2011-2020年) 》中，教育部指出到2020年需形成与国家教育现代化发展目标相适应的教育信息化体系，通过优质数字教育资源建设与共享、学校信息化能力建设与提升、教育信息化基础能力建设等行动，实现缩小基础教育数字鸿沟，促进优质教育资源共享，实现教育信息化可持续发展。种种因素促使数字化校园演播室进一步成为学校教育研究者、广大师生的广泛关注对象。

第二章  需求分析

       新媒体技术的蔓延，让曾经遥不可及的演播室系统轻松进入校园。虚拟演播室不仅可以作为对内对外交流最直观便利的窗口，树立学校自身形象，打造广大师生互动的信息平台，更能作为课堂的延伸，成为校园教育的一个环节。通过视频节目的制作，可以培养学生的动手能力和沟通交流能力，达到素质教育的目的，同时也丰富了学校的校园生活。

近年来，优课、微课在国内教学中逐步兴起，尤其是以促进学习方式和教育模式的转变为核心，利用信息化技术，促进教学设计和教学改革，引导激发学生主动性、创新性学习为目的的“一师一优课、一课一名师”活动已在各地中小学全面铺开。名师在线讲课及精品课件制作平台作为学校优质教育资源平台，是演播室不可或缺的部分，优质的教学内容因名师在线讲课及精品课件制作平台通过演播室的制作播出得以保留、传播。

校园主题演讲、辩论赛、校运会、文艺汇演是校园丰富生活的重要部分，以虚拟演播室为核心的校园电视台系统从技术和应用上可涵盖视频采集、传输、录制、编辑、拍摄、播出、节目创意、设计、平面设计、动画制作、表演、主持等多方面内容，让广大师生可以不受时间、空间限制，随时随地观看，进一步促进校园文化传播；同时制作以校园学习、文化，国内外新闻为主题的新闻节目和来宾访谈、名师讲堂、领导讲话等专题新闻、访谈类节目作为课外教育的延伸，使学生在课余时间也能获取知识。

虚拟演播室的制作离不开学生的参与，学生除了是演播室的观众之外，也同样是演播室制作的参与者，演播室涵盖了设计、表演、录制、编辑、播出等方面，学生以校园小记者、小导演、小主持、小摄像师等身份参与各种节目制作，不但启发了学生在科技、音乐、美术及设计等方面潜在的创造力，还可以提高学生学习的积极性与自主思考能力，培养学生的团队协作精神；同时，优秀学生访谈、学习方式交流分享也提升了学校的整体学习氛围，促进学生的自主积极性。

以虚拟演播室为核心的校园电视台系统对提升学生的创新意识、独立思考能力，调动学生接受教育的积极性，培养学生积极树立典范的思想意识等很多方面具有不可忽视的重大意义，是现代化教育不可或缺的教育手段。对于推进校园数字化、教育现代化进程和广大校园教育者、师生而言，需要的是一个功能完备、效果卓著、操作便捷的平台。

第三章  方案概述

       本方案的核心是建立符合校园特色和应用的一体化虚拟演播室，利用全媒体采集前端设备、导播、抠像、虚拟演播、直播等功能体系，实现校本资源建设、精品课程录播、校园直播、情景教学等具有学校个性化需求的全功能电视台。

系统除了具备虚拟演播室系统必备的视频抠像、基于时间线列表播出、素材库管理外，还集成了数字特技切换台、多屏预监、调音台、字幕机、内录、流媒体推送、流媒体接入、流媒体预监等电视台常见的功能模块，因此，基于虚拟演播室系统，再辅以简单的几项设备，即可实现一个功能完整的电视台系统配置。

3.1    应用场景

         针对以上需求，我们提出以虚拟演播室为核心的数字化校园电视台方案，具有操作简单、使用方便、功能完善、集成度高等优点。校园演播室将具体实现以下的功能：

Ø  制作校园新闻节目

以虚拟演播室为核心的校园电视台系统既可以基于蓝箱（绿箱）演播室拍摄，也可以基于任何实景采用虚实结合、虚拟植入的方式拍摄，因此可广泛应用于各种校园活动、校园新闻等视频节目制作。

Ø  校运会、读书节等外景拍摄

系统可以结合无人机、肩扛摄像机，实现外景拍摄，再通过非编软件将剪辑好的外景视频导入系统，进行精彩回放，制作

3.2    设计原则

本系统设计原则是在满足节目录制要求的情况下，充分考虑系统的可用性、稳定性、可靠性，同时兼顾系统的先进性、兼容性、可扩展性、性价比。

Ø  可用性

以本虚拟演播室系统为核心的多媒体制作演播厅系统可以同时应用在学术交流、访谈、宣传、文化建设、小型文艺汇演等方面，可节省针对不同应用搭建不同实景的高昂费用，缩短周期，还能实现实景演播室无法实现的绚丽效果，提高创意，切实提高工作效率。

Ø  兼容性

可与原有的摄像机配套使用，信号可直接送至非编、录像机、特技切换台或网络设备，对演播厅灯光无任何苛刻要求，能够实现与各种类型的演播室的系统进行连接，在今后也可迅速采用视频网络化发展出现的新技术。

Ø  先进性

虚拟演播室系统采用先进的计算机图像处理技术，利用国内外最新技术和成功经验，选择开发先进、实用的软硬件设备，充分集成为先进的整体系统；依靠着强大的科研实力，在国际上具有独特的先进性。

Ø  性价比

虚拟演播室系统操作简单，维护量少，软件可以轻松升级并向下兼容，主要通过四个方面显示其经济性：系统本身的价格、系统开通后的维护和运行代价、在系统实施现场的特殊要求所需的费用、系统在与其他系统集成时所需的有关软件的开发，硬件接口等所需费用。

Ø  可扩展性

虚拟演播室系统的软硬件升级换代方便可靠，便于扩展，以适应未来发展需要。在以后对演播厅进行升级和扩展时，能保有现有投资。支持多种视频格式、多种接口设置和多媒体实际应用。

Ø  安全性

系统的各个环节提供安全保密措施来保证网络的性能。安全措施包括：防病毒、防黑客、防止非法或越权访问、传输加密、安全策略控制等。

3.3    方案设计依据

3.4    功能特色

Ø  虚拟演播室

虚拟演播室系统是面向普教、视频网站等需要简单快速进行视频节目制作的广播级虚拟演播室系统，具有造价便宜，使用简单的特点。尤其适用于精品课件、精品课堂类栏目录制的专业微课制作工具。与同类产品对比，系统主要功能特点及特色如下：

Ø  虚拟演播室系统的构成

基于切换台的设计理念，以机位特技切换、各类视频信号预监、调音台、简单字幕、内置软件抠像、素材管理等模块为基础，再配以简单的基于播放列表的物体基于关键帧编辑的运动、任意面的视频播放，即构成了简洁直观的虚拟演播室系统。

Ø 实现方便快捷地切换各类效果

操作习惯类似切换台，可方便快捷地实现多种PVW信号与PGM信号特技切换效果；对设置的虚拟机位可进行快速切换、实现各种绚丽的摇臂效果。

Ø  通过内置调音台实现各类音频调节

集成的内置调音台，可对输入的音频信号、本地素材的音频、流媒体素材的音频以及混合输出的音频进行调节。

Ø  实现音视频同步输出

集成的音频延时功能，可对输入的音频信号进行延时时长的调节，从而实现音视频的同步输出。

Ø  多通道、高质量的抠像功能

内置软件抠像，可对每路摄像机信号进行抠像处理，不仅效果清晰、自然，能够正确还原前景摄像机信号，更可节省成本。对于和背景相近的颜色，亦可做补色处理，使前景和虚拟背景自然、清晰的融合。

Ø  流媒体推送功能

流媒体推送功能，提供了自由灵活的操作方式，可将系统节目推送至网络进行共享，也可将网络上的节目接入系统内进行播放，让节目制作更多元化。

Ø  多格式录制功能

节目录制功能，不需要另外购置录机设备，录制支持H.264、MP4、AVI、MOV等多种主流格式，可满足不同的录制需求，如各类县级电视台、中小学、视频网站等以抠像、视频切换为主，简单快速进行栏目制作的客户群体。

Ø  蓝绿幕抠图，实现大场景

蓝绿幕抠图功能，搭建简易的铝合金蓝绿幕布箱，可用虚拟场景进行覆盖，从而实现大演播厅的效果，让小小蓝绿箱也能营造宏大场景。

Ø  字幕效果编辑便捷

简单的字幕制作功能，方便快捷，容易上手，可实现字幕滚动、字幕动画等效果。

Ø  虚拟视频板

支持任意面的视频播放，虚拟场景中的任意面都可以进行视频的播放，例如可以在虚拟场景中设计虚拟大屏实现大屏内容的播放。此外，还可以控制电视墙大屏中视频信号何时开始播放、暂停、结束及其信号源和内容。并且保证在机位切换和虚拟摄像机的推、拉、摇、移的过程中，不会出现电视墙播放画面跳跃的现象。

Ø  支持多种格式文件调入

支持各种常用视频和图片格式，包括PPT格式在内也能轻松调入使用。PPT可以作为贴图在任意面上展示，播放，系统支持自动播放和手动播放PPT。

Ø  实时预览多个画面

资源预览窗提供了多画面预览，用户可以在窗口中查看各路信号，包括采集的摄像机前景信号，外视频信号，本地视频文件信号，流媒体信号以及虚拟摄像机信号，根据实际播出的需要，用户可以方便快捷的实时查看、操控各路信号。

Ø  操作便捷，界面美观

友好、简洁、直观的操作界面，轻松上手，易学易用。

Ø  支持种类丰富的视频信号源

支持接入USB采集卡、USB摄像机、高拍仪、网络流媒体、无线投屏器等多种第三方信号，实现更丰富的视频制作。

第四章  整体技术路线设计

校园电视台系统主要由虚拟演播室、导播系统、传输系统和资源发布平台组成。

Ø  虚拟演播室

通过对现有教室或房间的简单改造搭建校园演播室。演播室可制作出诸如校内视频广播、校园新闻播报、优秀师生访谈、师生才艺表演等节目。这不仅是信息传播的有利工具，同时也是调动起学生参与校园活动的积极性和热情的助燃剂，从内到外提升校园形象。

Ø  导播系统

同时支持鼠标键盘导播和摇杆键盘导播两种方式。用户可以在本地直接接入鼠标键盘即可完成本地导播；也可以通过网络以浏览器登录方式轻松进行远程导播。

Ø  传输系统

校内建设校园演播室系统局域网，并与校内网、互联网联通。

Ø  资源发布平台

部署平台服务器、直播转发服务器，建设教学视频资源管理平台。实现资源共享与节目直播。

4.1.1 演播室布局

4.1.2 功能结构

根据应用的复杂程度，其典型应用如下：

Ø  典型构架

       如上图所示，在虚拟演播室系统基础上，再简单配上几台摄像机、一套非编系统及话筒/无线麦等音频设备，即可形成一个完整的演播室解决方案。摄像机拾取的包含蓝幕背景的前景信号送入虚拟演播室系统中的程控切换器，选择一路信号输出到延时器，然后送入系统内置的色键器，与图形背景信号合成，即可输出虚拟演播室的最终合成信号。

系统输出标准MP4视频文件，可接入非编系统进行后期编辑。系统具有全场景抗锯齿功能，图像为广播级输出，图像清晰、色彩丰富。具有基于时间线的动画编辑，功能强大、易于操作的软件界面。

Ø  内网点直播

近几年各种类型的无线视频传输设备例如手机、PAD等逐渐成为不同场合应用的流行趋势，无线视频传输的图像质量和低延时都在逐步提高，因此，将无线传输视频终端设备接入传统演播室设备可极大的丰富演播室系统的视频源信号；随着全媒体信号源的增多，有些视频节目例如校园运动会、演出现场等，是以多路视频特技切换并辅助于以演播室主持人解说为核心的虚拟演播室信号的多路信号在线包装播出为应用主题的，此时需要添加一台以在线包装为设计理念的网络切换台系统；另外，随着外拍栏目的增多及使用的方便，系统中也可以添加便携式录播系统，因此，一个更加完善的全媒体校园虚拟演播室解决方案架构如下：

       系统主要分五个模块：无线传输、网络切换台、虚拟演播室、高清录制系统、直播点播平台。

移动设备（如PAD等）、手机、摄像机等通过3G/4G、wifi、网线、WHDI等传输手段可接入网络切换台、虚拟演播室。

网络切换台可接入任意路数的信号源，同时预监16路，并选择1-4路做特技切换输出到直播点播平台、虚拟演播室；网络切换台可选择多路视频源进行本机内录，也可指定高清录制系统进行录制；不同于普通的特技切换台，网络切换台的特技切换是以在线包装模板生成的栏目包装效果，使用简单，效果绚丽。

高清录制系统可接入1-4路HD SDI视频并录制为MPEG2视频文件，也可录制多路流媒体视频信号。

虚拟演播室可接入网络切换台、无线传输等推送过来的流媒体信号或HD SDI信号做外接视频源，抠像合成后的输出也可以内录或直接推送到网络切换台、直播点播平台；虚拟演播室的HD SDI输出可以直接进入高清录制系统进行录制。

直播点播平台可接入网络切换台、虚拟演播室推送过来的流媒体信号，也可基于高清录制系统服务器、虚拟演播室服务器、网络切换台服务器进行视频点播。

4.1.3 设备拓扑

第五章  子系统介绍

5.1    虚拟演播室主机

虚拟演播室主机图片

Ø  功能列表

5.2    虚拟演播室软件系统

       虚拟演播系统是一套集直播、采集、录像、制作于一体的，全能化广播级导播系统，适合于专业场合的采、录、播，便携性与高端配置提高了本身的操作表现，可靠的内部结构不仅是网络与影视领域上的首选，并且还能满足高标准视频课件的需要。

本虚拟演播室系统除了具备虚拟演播室系统必备的多路视频加载、视频背景抠像、字幕叠加、图形叠加、台标叠加、素材库管理外，还集成了特技切换、多屏预监、调音台、多通道录制、多路流媒体推送、流媒体接入、流媒体预监等演播室常见的功能模块，因此，基于虚拟演播室系统，再辅以简单的几项设备，即可实现一个功能完整的演播室系统配置。

5.3    导播键盘（选配）

支持导播模式及录播模式的手动和自动切换

支持直播、录制、启动、停止控制

支持12路导播画面，12路备播画面切换

支持淡入淡出、画中画、多分屏等多种特技

支持字幕、台标的进入和退出按键控制

支持画面特切、硬切以及专业级T型推杆控制备播画面切换

支持音量控制

键位根据功能不同有不同的亮灯显示

内嵌预置位按钮供摄像机镜头切换

提供云台四维操纵杆控制云台方位及变焦

导播切换台为专门配套校园演播室录播主机使用，按钮与导播软件界面一一对应。

5.4    音频媒体处理器（选配）

图五‑21音频媒体处理器

自带中英文操作软件，直观、图形化软件控制界面，

8路话筒输入,幻像供电：DC 48V ,4组立体声输入；

2路平衡线路输出，3组立体声输出；

48kHz A/D、D/A转换；

采用高速DSP处理芯片TI L138  3648MIPS/2746MFLOPS 64bit处理内核；

通道拷贝、粘贴、联控功能；

输入通道：前级放大、扩展器、5段参量均衡；

输出通道：5段参量均衡、高低通滤波器、限幅器；

内置自适应反馈消除功能（AFC）

智能自动增益控制（AGC）

自适应噪声消除（ANC）

全功能矩阵混音功能，交叉点电平可调

具备多用途数据传输及控制端口，可跨子网管理；

RS-232双向串行控制接口用于控制外部其它设备如：接收第三方RS－232控制，如AMX、Crestron；

支持8组场景预设功能。

5.5    采访话筒（选配）

选用了&14的大振膜电容式双音头，具有极优秀的音质和频响。

采用牢固90度弯曲结构，确保了高可靠的稳定性能。

频率响应宽广，音质清晰透明，噪音低,

话筒ON/OFF超长寿命、高抗静噪轻触开关

咪与底座不可分开式,适用于大型会议、公众传播、户外演讲等场合。

5.6    演播室控制桌（选配）

关于具体演播室控制桌，效果参看下图显示：

5.7    双屏幕提词器（选配）

17英寸16：10宽屏高清专业提词器液晶显示。

最新防眩光高亮显示技术，亮度提高3倍，可达4000尼特，透过率超过85%。

特制背光源色温3200K，与演播室灯光3200K色温一致，有效消除液晶显示器色温偏差对摄像机所摄图像颜色的影响。（普通液晶显示器背光源色温低于3000K）

特制偏振片前倾15度，可减少液晶显示器杂散光进入镜头影响摄像机清晰度。（普通液晶显示器为0度）

提词器分光镜：

国内独家德国进口多层介质膜无色差超薄增透2毫米分光镜，分光比2：8，光损失小于2%。

从根本上消除分光镜对摄象机所摄画面的影响，且不挡光圈。

国内唯一经权威部门鉴定并颁发光学测试图谱的提词器专业分光镜。

提词器分光镜采用多层介质镀膜，其他厂家一般采用单层金属膜或凝胶膜。

提词器特有的消色差加工工艺，彻底消除分光镜对摄象机拍摄图象画面颜色，特别是红色色系颜色失真。

增大反射罩罩体面积，确保用户使用广角镜头也不会有黑边。

高质量光学玻璃，镜面无重影、界面损失小、在可见光区（380—780nm）具有均匀的高反射率等特点，保证了反射面平整度。膜面反射、无重影。介质硬膜保护使膜层具有高硬度和抗腐蚀性。从紫外—远红外具有均匀的反射率（反射率>90%）与传统的银镜相比，由于是镀膜面反射（光线不经过玻璃二次反射）消除了反射影像重影问题，减少了光线通过玻璃造成的能量损失。

提词器结构：

提词器整体结构采用一体化结构设计，最大程度减少提词器对三脚架的压力，所用型材采用航空铝型材，力求结构牢固、精巧轻便、与摄像机随动，拆卸方便，航空型材特制万能适配器适合用户任何摄像机、三脚架的接口。

采用滑道接口对提词器重心进行调节，无须增加配重，提词器总重量7KG左右。

提词器也可采用独立结构，单独使用一副小型轻便三脚架，移动灵活，适合多机位演播室。

提词器控制方式：

带有阻尼手感和自动复位功能的触摸式、滚轮式静音设计的专业文稿控制器，性能优于红外控制器及游戏手柄。滚轮式控制器是国内提词器产品中唯一取得国家专利证书的文稿控制器。

导播、主持人都可以控制播音文稿。控制方式：滚轮式或触摸式线控、脚踏式控制器、键盘鼠标、无线遥控（选配）。

增加暂停键，使主持人播音抑扬顿挫，更加操作自如。

回看显示器： 17英寸16：10宽屏高清专业提词器液晶显示器，航空型材特制显示器云台托板，90°钢制对接对角块（组装到位）。

5.8    提词电脑（兼视频非编工作站）

Ø  机架式设计，便于收纳

采用1U机架式设计，可收纳与机柜，便于日常使用。用户不必使用笨重的塔式机箱，只需直接在导播桌上使用显示器和鼠标键盘进行操作即可。

Ø  散热性能优秀

要求具有优秀的散热性能，采用利于导热的铝合金机身，内置温度监控模块，前面板具有液晶显示器，可通过前面板的液晶显示器实时监看处理器温度和机箱内温度。

Ø  可同时接高清显示屏和题词显示屏

支持不少于3路VGA/HDMI/DVI接口，可直接输出系统操作界面和题词界面。

5.9    视讯发布平台（选配）

Ø  功能简介

       视讯发布平台是一款基于局域网的计算机/监控系统管理软件，广泛适用于政府部门、企事业单位、个人工作室及学校视频资源管理，是一套集中统一监管计算机电脑和视频监控系统的优秀软件。实用性与简洁的操作界面提高了本身的操作表现，可靠的内部结构不仅是网络与影视领域上的首选，并且还能满足高标准视频课件的需要。

主控管理平台安装到一台windows主机上，用做统一监管的主控机。受控客户端需要安装到“每一台”被控机电脑中。安装后完全隐藏，且每次开机自动运行，无需用户干扰即可自动连到主控管理平台中。这样主控管理平台便可做到在同一局域网内统一同时管理多个受控客户端，能够控制其关机开机、观看直播、发送文字、语音消息通知等多种功能。

视讯发布平台能够大大加强校园电视台的实用性，能够在学校进行校园新闻节目录制、专家讲座、校长讲话时同步直播在课室内，让学生能够在课室就能如同亲临现场。

Ø  功能列表

5.10  资源云平台（选配）

Ø  功能简介

       资源云平台是以信息资源为基础，结合导播系统网页端管理软件，利用计算机网络和通讯系统，通过满足客户需求的信息资源加工方法和利用方式，向用户展现资源价值的一种信息资源系统管理平台架构。资源云平台提供教学资源分享的功能，有助实现“网络学习空间人人通”。通过技术手段将现代信息技术应用到教育教学领域，将优质数字资源服务、教学应用和空间建设服务融为一体，提供基于互联网的教学和教研活动。

Ø  功能列表

第六章  方案清单

6.1    装修效果图

简易演播室效果