Ncast智能录播解决方案
广州盈可视电子科技有限公司
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目录
1第一章、用户需求分析 (3)
§1.1前言 (3)
§1.2具体功能需求 (4)
2第二章、系统设计 (5)
2.1系统概述 (5)
2.2系统详细功能 (6)
2.3录播系统流程图 (8)
2.4录播系统拓朴图 (9)
2.5跟踪系统原理图 (11)
2.6录播系统--N CAST AD P RO 6智能录播系统 (12)
2.6.1Ncast智能录播系统效果展示 (13)
2.6.2多流多画面录播 (多画面资源模式) (13)
2.6.3单流单画面录播（电影模式） (15)
2.6.4单流多画面录播 (画外画模式) (15)
2.6.5Ncast Touch Director System触摸式网络导播系统 (16)
2.6.6Ncast Director后期导播系统 (20)
2.6.7Ncast Editor非线性课件编辑系统 (21)
2.6.8Ncast综合资源管理平台 (25)
2.6.9Ncast录播系统优势 (26)
2.7N CAST NP-ADPRO6性能参数表 (27)
2.7.1Ncast AD PRO 6 详细参数 (28)
2.8图像识别跟踪系统--N CAST灵动图像识别跟踪系统 (30)
2.8.1跟踪系统原理图 (30)
2.8.2Ncast IRTS-T教师灵动图像识别跟踪系统 (31)
2.8.3Ncast IRTS-S学生灵动图像识别跟踪系统 (33)
2.9视频摄像系统 (35)
2.9.1Sony D70P高清晰一体化会议摄像机 (35)
2.10音频系统 (38)
2.10.1Bardl BD-1000 功率放大器 (38)
2.10.2Bardl CS-305B系列专业会议音箱 (39)
2.10.3Bardl ECK-715超指向专业采访拾音电容话筒 (42)
2.10.4Bardl D-8 八路智能自动混音器 (43)
2.10.5Audio-technica ATW-2120手持无线麦克风 (44)
2.10.6Yamaha MG124CX调音台 (48)
2.11直播带宽需求 (48)
2.12扩展应用之P2P转发服务 (49)
2.13扩展应用之实时转编码服务 (50)
2.14扩展应用之数字标牌整合解决方案 (50)
2.15扩展应用之视频互动教学解决方案 (51)
2.16教室装修建议 (52)
2.17N CAST 教师\学生\板书跟踪安装示意图 (56)
第一章、用户需求分析
§1.1前言
随着信息技术的发展，现代教学技能与传统的教学技能有了根本的不同。录播系统在现代教学中的应用已经越来越广泛,已越来越多的被教育教学单位用来改善教育模式，改进教学、培训技术、提高教学、培训质量的主要手段和必备措施。学校在已经拥有专业视频,音频技术人员和网络设备基础上,只需非常少量的投资即可发挥人员,技术和设备的优势,使大批昂贵的电教设备仍可在网络时代发挥作用,很好地解决了网络时代如何使原电教设备充分利用的瓶颈问题,轻松实现了网上直播,实录,点播和课程网络化,给网络课程库建设带来了巨大的方便。所以，建立一套现代的多媒体录播系统，对于培养高素质、高教学技能的学生有着重要的作用,使学生在受教育过程中将主观与客观有效结合把握所学，并在科学的教学模式中充分发挥受教育者立体思维的积极作用，从而将传统教学活动与现代信息教学方法有机结合，提高整体教学水平，使之更好地适应正在到来的信息的信息化社会对于教育发展的新要求。
Xx学校需要建立一套智能录播主讲教室,以实现校内及校外互动式教学,共享优秀的教学资源。教室内的教师、学生及电脑等画面都可以全方位保存下来，并且对教师和学生的摄像无须人工操作，即可实现全自动跟踪拍摄，录制好的文件可上传至资源点播平台实现网络化共享。
然而，在众多的录播产品中，如何根据自身的需要，选择合适的产品？哪种方案才是性价比最高而且又能保证效果的实施？我们将会根据客户的实际需求，提出一套合适的解决方案。
§1.2具体功能需求
①可以把主播教室内课堂教学的实况录制保存为数字视频文件，录制的内容包括教师的视音频、学
生的视音频以及主讲教师的电脑屏幕。
②可以把教室的实况通过网络直播到校内各个多媒体教室，异地用户也可以用电脑通过网络进行同
步收看。
③可以对老师视频、学生视频及板书视频进行全自动图像跟踪拍摄。
④教师视频及学生视频均支持DVD质量的高清画面，图像清晰细腻。
⑤录播主教室可通过扩展教学视频互动系统与分校区的分会场互动教室实现互动式教学。
⑥录制好的文件可以进行后期的VOD点播，通过权限认证，用户可在网络上点播已录好的课程资
源文件。
⑦系统配备后期导播软件，实现单流单画面或单流多画面的后期导播编辑。
⑧系统可以增加P2P模块，实现大规模的网络直播（并发直播数大于1000）。
第二章、系统设计
2.1系统概述
本项目中，用户的主要需求是构建一套基于校园网的高清视频录播系统，可通过教育网及
Internet实现多方互动视频教学。我方提出一套基于全自动录播系统构成的互动录播解决方案。
本系统中主要由以下几部分构成：全自动录播系统、教师图像识别跟踪系统、学生图像识别跟踪系统、音频系统。
根据客户的具体需求，我方的建议方案中使用国内高端会议及教育录播品牌---- Ncast系列全自
动录播系统主机、课程录播系统软件、远程控制管理平台、图像自动识别跟踪系统、智能导播系统等
设备，构成高集成度、高性能的高端互动式录播教室。
项目中的全自动录播系统主要应用于精品课程的高清录制和直播，制作出来的课件要符合国家精品课程教学录像上网技术标准，适用于各种学习管理平台。系统支持单画面的电影模式录制，同时也支持多画面课件形式录制；具有多画面课件后期编辑系统，对录制的多画面课件能进行编辑和添加索引；能清晰流畅地录制教师计算机屏幕，且满足1920*1200分辨率和30fps帧率指标。系统能配合电子白板，把电子白板的板书同步录制下来。
本方案除了支持单画面的电影模式录制及多画面课件形式录制，还增加了国内独创的单流多画面系统，录制的效果支持1920*1024的分辨率，实现一机三模式切换，以供用户更好的根据需求应用不同的录制效果。
主讲教室的教师和学生的视频都可通过Ncast图像识别跟踪系统进行全自动跟踪拍摄，在进行重要课程录制的时候，摄像系统可切换到人工模式，使用触摸式导播系统进行实时控制摄像机的摇动及镜头缩放。
系统具备高度扩展性，可进行多种功能模块的扩展，如：互动视频教学模块、P2P直播模块、信息发布模块等。
2.2系统详细功能
同步录制
系统可将视频、音频及计算机屏幕同步录制到单个文件中。支持多路信号任意组合，最高支持四路视频信号及两路VGA信号的任意组合录制。支持三种模式切换：多流多画面、单流单画面及单流多画面。在多流多画面录制模式下，支持6画面同步录制；在单流单画面模式下，支持6选1的导播切换；在单流多画面模式下，支持6选3的导播切换。
实时直播
系统可通过网络将现场的视频、音频及计算机屏幕进行实时直播，用户以IE浏览器及 Media Player 即可同步收看现场影音及图文内容。系统独家支持P2P应用层组播功能，无须对网络设备进行特殊设置即可实现大规模的并发直播。系统支持MMS推送转发功能，用户可自行架设媒体服务器进行网络直播转发服务。
后期点播
系统内置VOD点播功能，录制结束时即可实现在线点播，用户以IE浏览器及Media Player 即可回放录制好的影音及图文内容。中心机房内配备资源点播平台，实现VOD集中化点播。
靓丽的高清画质
系统对视频信号进行数字化高清采集，采用高性能DSP芯片，进行一对一的高清信号编码，输出D1(720*576)高清靓丽的画面。
高动态的高清电脑屏幕
系统通过VGA接口进行数字化高清电脑屏幕采集，采用高性能DSP芯片，进行高清信号编码，采集画面可达到30帧/秒，输出1600×1200高清高动态电脑画面。
严谨、全面的用户管理
系统支持多级用户分组及权限管理功能，可通过树形菜单进行权限的灵活分配。
全方位的文件管理
系统可对录制好的文件进行管理，可进行改名、删除、下载、观看及点播权限、上传总控平台、上传指定FTP服务器等操作；用户经授权后可通过WEB界面将文件下载到本地电脑。
灵活、易用的多方视频交互
系统可配合Ncast教育视频互动系统，实现多方高清视频、音频及PPT交互的需求。
系统支持自动PPT文件目录索引功能，录制好的文件，只要点击相应索引标题，视频及VGA画面即可同步跳转相应的时间轴，更方便观众对感兴趣的标题和栏目进行快捷定位回放。索引文件以IDX 文件方式保存，不会破坏视频文件结构。
智能、灵活的自动跟踪
系统可通过图像识别跟踪系统，无须佩带特殊物品或领夹话筒即可实现主讲教师及学生的图像识别跟踪，支持多种策略设定及多种区域划分，满足不同应用场合的需要。无需工作人员的配合，即可实现多视频的全自动跟踪拍摄。
智能化自动导播
系统可支持全自动的导播方式，采用人性化的策略设计（可自定义），可在主讲视频、听众视频或主讲电脑屏幕中进行全自动的画面导播切换，切换工作可由系统全自动完成，而不需要操作人员的帮助。
人性化在线导播
系统可支持网络人工在线导播方式。管理员只需通过网络登陆WEB控制界面，即可对现场的主讲视频、听众视频及主讲电脑屏幕中进行在线监看，利用“鼠标点击导播”技术进行在线的多画面实时人工导播控制。
一键化操作
系统通过专属控制面板，可实现“上课”“下课”一键化操作，简化管理工作。
全面、多样的管理控制
系统支持液晶面板、WEB界面管理系统及中央控制系统三种方式进行控制，并具备SDK开发接口，供第三方系统平台进行调用和控制。
强大、易用的后期编辑
系统支持丰富的后期编辑功能，包括：多流文件拆分、文件剪切、文件合并、片头片尾制作、索引编辑等功能。
简单、易用的后期导播功能
系统支持后期导播制作，可实现多流多画面格式输出为单流单画面、单流多画面的视频格式，并且支持分辨率及码流二次编码压缩，重新导播后生成的文件最高支持1920*1024的分辨率。
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广州盈可视电子科技有限公司（Ncast China）https://www.doczj.com/doc/0a4270876.html,第9页共58页
广州盈可视电子科技有限公司（Ncast China）https://www.doczj.com/doc/0a4270876.html,第10页共58页
广州盈可视电子科技有限公司（Ncast China ） https://www.doczj.com/doc/0a4270876.html, 第 11页 共58页
2.5 跟踪系统原理图
注:板书跟踪系统属于增值功能,使用板书跟踪功能需要与相应的支持板书摄像机输入的录播主机型号相配合。
2.6录播系统-- Ncast AD Pro 6智能录播系统
Ncast AD PRO 6 智能录播系统是一款为教育行业制作高质量精品课件而量身定做的专用设备，可以为各类学校提供实时录制、直播及后期点播精品课程服务。
Ncast AD PRO 6 智能录播系统采用纯硬件方式捕捉高清视频信号及VGA屏幕信号，支持四路D1视频信号及两路VGA信号，共计六路信号输入。
Ncast AD PRO 6 智能录播系统采用高集成化的硬件与软件系统，可实现“一机三模”的录制方式。系统可在多流录播(多画面资源模式)、单流单画面录播（电影模式）及单流多画面录播(画外画模式)三种录播模式间自由切换。
Ncast AD PRO 6 智能录播系统在多流多画面录制模式下，支持6画面同步录制；在单流单画面模式下，支持6选1的导播切换；在单流多画面模式下，支持6选3的导播切换。
Ncast AD PRO 6 智能录播系统是一个高优化的一对多通讯系统，可以通过IP网络向数以万计的观看终端提供实时传输和点播交互式媒体内容的服务。针对国内的网络环境，采用自主研发的P2P传输算法，为Ncast AD PRO 6 录播系统提供了高性能的P2P直播功能。不但保证了超高的并发用户数量，而且有效地节省出口带宽。（P2P功能模块属于选配功能）
系统采用嵌入式架构，可通过系统自带的液晶面板进行本地化菜单式控制，或通过WEB 管理系统及可编程中央控制系统进行远程管理。
系统支持一键存储功能，可通过主机自带的USB输出接口把录制好的文件直接导出到额外的移动存储设备（如U盘、移动硬盘、存储卡）。
Ncast AD PRO 6系统主机（正面图）
2.6.1Ncast智能录播系统效果展示
由于Ncast AD PRO 6智能录播系统支持一机三模，可实现多流多画面、单流单画面及单流多画面三种录播方式，因此可录制出三种不同的课件效果，客户可根据自已的需要实现一键式切换。
以下就几种录制方式进行详细的对比与介绍。
2.6.2多流多画面录播 (多画面资源模式)
多流录播是多个视频流合成一个文件的方式，录制及直播时每个视频流或屏幕流可任意拖动或全屏播放。而且，后期可以把任意一个视频流或屏幕流单独拆分或组合成一个新的文件。多流录播方式的优点在于可以把现场的所有画面都能保存下来。
Ncast AD PRO 6智能录播系统可使用微软自带的Media player播放器或系统自带的NcastPlayer播放器进行播放。NcastPlayer播放器针对Ncast AD PRO 6系统进行优化，直播及点播时采用5+1分屏的方式进行播放。同时，系统支持六个视频窗口的任意拉动，亦可点击任意一个窗口进行全屏观看。
上图为三画面时使用NcastPlayer播放器播放文件时的效果。
六画面多流多画面效果（5+1方式,各画面可任意放大或全屏播放）
由于本播放器采用专用的多流同步录制技术，各个视频窗口都可以用鼠标任意拖动进行窗口切换，亦可双击鼠标左键指定某一个窗口进行全屏播放。见下图：
2.6.3单流单画面录播（电影模式）
单流单画面录播是指在多个视频流或屏幕流中，进行N选一的切换，用其中一个流进行输出成为文件。在教育行业中，由于精品课程录播文件需要上交到上一级管理部门（如：国家教育部）去评比，打开这个文件时，通常专家们都不会安装专用的播放器，而是使用微软自带的Mediaplayer播放器，这个时候，单流录播方式的优点就体现出来了，由于采用了单流单画面方式，因此，可使用Mediaplayer播放器直播打开观看，无需安装任何插件或播放器。凡事总有优劣的一面，由于是单流单画面的录制及直播方式，用户在回放文件或观看直播时，只能看到其中一个场景画面,即使是采用画中画方式，前面的视频仍然会遮挡后面部份画面（如前面的教师视频窗口遮挡后面的电脑PPT画面），同时，现场的素材并不能全部保存下来，只能保存其中的一部分。
单窗口4 : 3或16:9 显示方式，支持Windows Media Player直接播放。画面在主讲人视频、听众视频及讲义（PPT）之间进行六选一的切换。
2.6.4单流多画面录播 (画外画模式)
单流多画面模式是指在多个视频流或屏幕流中，进行多画面分割与合并，并可实现N选三的切换输出，生成文件为单窗口多画面的单一文件。单流多画面录播方式,也可称为画外画的方式，集多流录播方式中多画面、多场景资源保留的优点及单流录播方式中使用通用播放器播放的优点于一身，录制出来的文件为宽屏方式的单视频文件，在单一的视频窗口中，仍然以三分屏方式呈现，左边为两个视频窗口，右边为一个主窗口，主窗口的视频会由系统自动切换或人工切换，录制生成的文件最高支持1920*1024的分辨率，展示更优秀的课堂效果。
单流多画面录制的文件在微软播放器直播及回放时的效果(单窗口的视频文件中仍然保留三个画面)
2.6.5Ncast Touch Director System触摸式网络导播系统
Ncast Touch Director System触摸式网络导播系统采用触控式一体机结构，集成嵌入式操作系统，可配合Ncast标清及高清系列录播一体机，轻松实现高达8画面的网络人工导播功能。
Ncast Touch Director System触摸式网络导播系统集成了“录播系统控制模块”、“触摸式点击跟踪模块”、“人工网络导播模块”。
录播系统控制模块：通过该模块，可以实现录播系统的“一键式录播”功能，教师上课前只需用手指轻触屏幕中的“录播开机”键，即可启动录播主机；当按下“开始录制”按键，即可实现课件的一键化录制。
Ncast Touch Director System触摸式网络导播系统可轻松实现录制模式的切换，系统可在“单流单画面（电影模式）”“多流多画面（多画面资源模式）”及“单流多画面（单流画外画模式）”之间自由切换。
Ncast Touch Director System触摸式网络导播系统可以轻松选择摄像机的控制模式：自动图像识别跟踪模式及触摸式点击跟踪模式。教师及管理员可通过该系统，轻松对显示画面中学生进行点击跟踪操作。操作者只需对画面中图像点击一下，摄像机云台便会进行自动的云台移动，以点击的位置为中心进行画面拍摄。同时，系统配备“远景、中景、近景、特写”等快捷按钮，操作者可提前自定义各按钮的缩放倍数，在上课时通过“远景、中景、近景、特写”按钮进行快捷的摄像机镜头倍数缩放，也可通过滑动条进行流畅的镜头缩放，以拍摄到更佳的视频画面。
控制步骤：
1、用手指点击需要居中的位置；
2、系统自动以该位置为中心点进行拍摄；
3、点击“特写”按钮或滑动条进行镜头倍数缩放。
更具创新的是，录播系统与摄像机之间仅有视频线的连接，不再需要云台控制线了，每台摄像机均有专属的IP地址，只需把摄像机接进网络交换机，触摸式导播系统通过网络即可同时控制多达8路的摄像机云台，方便操作的同时简化了布线的难度。据了解，Ncast将会在后续的所有机型均采用这种创新的简化连接设计。
Ncast Touch Director System触摸式网络导播系统还可以实现课程录制过程中多个场景的多路视频信号源、视/音频文件和计算机画面之间的自动切换，有效实现智能导播化录制。
教师授课、白板板书、学生答问、交流互动、课件、实物展示、计算机画面、其它教学课件等多个教学场景与教学课件之间自动调度和切换，无需任何附加设备或人为操作，自动识别各场景活动变化内容，自动切换到教学活动核心部分
Ncast单流单画面录播方式及单流多画面录播方式可实现全自动的导播方式，采用人性化的策略设计，可在主讲教师视频、学生视频或主讲教师电脑屏幕中进行全自动的画面切换。
如：
A.教师在讲台讲课（非板书状态），系统自动切换教师摄像机视频信号为主画面；
B.教师在黑板板书时,系统自动切换板书摄像机视频信号为主画面；
c.学生站立起来时回答问题或教走到学生区域互动时，系统自动切换学生摄像机视频信号为主画面；
D.教师操作电脑时，系统自动切换电脑VGA信号为主画面；
Ncast Director后期导播系统
多流的好处就是可以把多画面同步保存下来，而单流的好处就是可以直接使用微软自带的Mediaplayer播放器进行播放。在实际的录播系统应用中，会存在以下一些疑问：
①多流录播方式更适用于会议室、报告厅及培训时使用，而单流录播方式更适用于精品课程的评比，在教育单位中，为了避免重复投资，用户方需要使用一套录播系统来录制会议及精品课程等多种场合的应用，如何可以让Ncast多流录播系统实现更多场合的应用？
②在精品课程的录制过程中，无论是全自动导播方式或是人工在线导播，录制出来的课件都有可能不符合主讲教师想要表达的课堂精髓。在全自动导播方式下，由于采用机器策略，可能会忽视了课堂中的部分细节之处；而在人工在线导播方式下，由于管理员未必能理解到教师想要表达的课堂方式，故导播出来的画面与主讲教师想要表达的意愿不一致！
如何解决此上问题？
解决之道-- Ncast Director后期导播软件
Ncast Director后期导播软件是配合Ncast多流多画面系统使用，可快捷地把多流视频转换为单流视频的软件系统。
Ncast认为，以多流多画面方式把所有场景画面录制完成后，通过后期导播，把多流多画面方式的文件导播成为单流单画面方式或单流多画面方式，是解决以上问题的一个完美解决方案。而这一切，只需要主讲老师在空闲时间，在任一台电脑上，使用Ncast Director后期导播软件观看一次源视频文件，需要把任一画面切换出去，只需双击一下某个视频窗口即可，看完文件后立刻生成新的单流文件。同时，Ncast Director后期导播软件可实现新的码率转换，以制作更小体积的视频文件。
您不必担心这些操作会很复杂，因为Ncast一直以“用户体验优先”为产品设计原则，所有的操作都是力求最简单、最傻瓜化，导播一个文件比制作一个PPT更简单。