【摘要】 為減少演播室系統在疫情期間因人員流動不便所帶來的影響，本文設計了一種遠程教學模式。基于演播室的專業設備與網絡系統，利用“騰訊會議”、“向日葵”、“OBS Studio”等軟件搭建出一套教學平臺。實現了演播室的遠程教學、交流互動，設備的在線操控、內容錄制等功能。
【關鍵詞】 遠程操控 在線教學 即時錄制
引言
2022年“新冠”再次大范圍爆發，許多城市實施了靜態管理，人員流動嚴格受限。為保障安全運營,電視臺對外來人員的審查提升了等級，外來人員無法入臺培訓，本臺職工也無法去外地學習，導致演播室系統更新受阻。為解決該問題，需要開發一套教學平臺讓學員系統直觀的收看操作教程，還可以與老師在線交流以解答教學中的疑惑。
平臺設計的硬件架構基于演播室系統的專業設備；軟件部分包含“騰訊會議”、“向日葵”、“OBS Studio”等。通過對軟硬件的精準設置開發系統的教學與視聽功能，即可以在遠程操控演播室的教學設備，又可以將教學過程擴展至各級監看設備，最終搭建出一套功能強大的演播室遠程在線教學平臺。
一．系統架構
整個設計包含了演播室的視頻系統、音頻系統及網絡傳輸系統。系統硬件架構的核心包含遠程操控機（本例為一臺筆記本電腦）、演播室工作站（本例為一臺一體機）以及操作對象（本例為主字幕機）三部分。三臺主機通過以太網相互連接，在此基礎上通過向日葵實現筆記本對字幕機的遠程操控，通過騰訊會議實現遠端與演播室的互動交流，并使用OBS Studio對教學內容即時錄制。其中向日葵完成的是筆記本對字幕機的單向操控，騰訊會議建立的是筆記本與一體機雙向連接，通過騰訊會議既可以將向日葵的操作過程反應到一體機上，又可以將一體機的信息輸送回至筆記本。
如圖1所示：一體機是演播室與遠端的連接紐帶，筆記本對字幕機的操控教程通過一體機進入演播室系統，由切換臺和矩陣分配至各級監看設備，同時供幾十人在線視聽；反之演播室的反饋信息經一體機返送至筆記本，建立兩地間的交流。需要注意的是演播室的音源來自于無線麥克，經過調音臺與各級設備至一體機，鏈路中的環節較多，傳輸路徑在后文予以詳細說明。
圖1 遠程操控在線教學系統架構圖
二．畫面操控
畫面操控是指遠程老師在異地操控字幕機，將畫面的操作過程顯示在演播室各級監看設備上。操作過程借助于騰訊會議與向日葵兩個軟件，通過騰訊會議建立筆記本與一體機的聯系，即建立遠端與演播室的聯系；通過向日葵實現筆記本對字幕機的遠程操控。連接前需要注意設備的方向性與軟件的功能性，建立騰訊會議的連接時筆記本與一體機均可發出會議鏈接號，屬于雙向聯系（但通常由一體機發出鏈接號，一方面是因為演播室屬于邀請方，另一方面是因為一體機的音源較多，提前做好軟件的相關設置可以掃清后續錄制的障礙）；而建立向日葵的連接必須由字幕機提供鏈接號與驗證碼，筆記本接收后才能控制字幕機，屬于單方向傳輸控制。二者的連接方式雖然不同，但只要由演播室提供鏈接信息就不會影響平臺運行。
1.騰訊會議的操作
如果由一體機建立騰訊會議的連接，在操作過程中要遵循如下步驟:
（1）演播室操作員登錄騰訊會議，點擊快速會議；
（2）進入到會議界面后，點擊下排菜單中的“邀請”選項（步驟“21、22”），彈出會議號，將會議號發送給筆記本操作員由其遠程登陸；
圖2 騰訊會議的主要操作環節（A）
（3）遠程老師在完成向日葵的連接后，準備共享屏幕（步驟“32”），需要注意的是共享前要先點開“共享屏幕”右側的箭頭，勾選“同時共享電腦聲音”（步驟“31”），以免影響演播室收聽筆記本內部音源，之后在共享畫面中選中字幕機畫面（步驟“33”）。
（4）屏幕共享后，筆記本與一體機均將共享畫面全屏。
圖3 騰訊會議的主要操作環節（B）
經過以上操作，遠程操控字幕機的畫面進入到演播室視頻系統中，投放在各級監看設備上供多人學習。騰訊會議的操作要點見圖2與圖3。
2.向日葵的操作
開啟向日葵操作前只需要注意操作方向，即由字幕機提供鏈接碼與驗證碼，筆記本輸入后即可對字幕機遠程操控。由于向日葵連接設備的方向性單一，騰訊會議的共享內容只能由筆記本選擇。
3．聲音的監聽與傳輸
教學中演播室內學員使用無線麥克傳輸語音，遠程老師通過筆記本自身話筒傳音，兩處聲源的監聽與傳輸各行其道。
（1）監聽路徑
監聽聲源主要為遠程老師與演播室內學員的說話聲，學員們的無線麥克聲直接進入調音臺；遠程教師的話筒聲通過騰訊會議傳輸到一體機，再通過與一體機連接的外置聲卡輸入到調音臺。兩處聲音進入調音臺后嵌入視頻畫面形成PGM信號，之后又經過視分與解嵌環節至監聽音箱。監聽過程中聲音經過了加嵌與解嵌環節，此設計是從音頻系統的安全角度出發，不但可以監聽送至播出的末級信號，還可以通過音頻的輸入選擇（4選1）監聽系統中的重要節點，便于排查故障。監聽路徑見圖4中粉色點劃線。
圖4 音頻傳輸路徑與監聽路徑示意圖
（2）傳輸路徑
聲音傳輸的路徑不同于監聽路徑，如果只收聽教學內容，可以理解為聲音傳輸路徑與監聽路徑一致。然而音源還包括學員與老師的交流聲，教師聽到學員的聲音則走了相對復雜的過程。學員的聲音通過無線麥克發出進入調音臺，與一體機（聲卡）聲源混音，合成聲音加嵌至演播室的主監畫面，加嵌后的PGM信號又經過視分卡，其中一路信號返回到視頻采集盒中，通過視頻采集盒送至一體機。此路徑說明教師聽見學員的聲音是PGM信號的返回聲，并不是麥克聲直接進入到一體機，形成了圖4中棕色點劃線回路。
（3）回聲屏蔽
按照以上鏈路的設計會出現兩處循環聲。一是教師聽見學員的聲音來自于加嵌的PGM信號，而不是麥克聲的直接輸入，PGM信號還包含著教師自己的聲音，如果被重復聽見，形成一處循環聲；二是學員的聲音進入到騰訊會議后再由一體機輸出至聲卡，走過了閉環鏈路，又形成一處循環聲。循環聲不可在本設計中出現，為解決該問題，需要準確設置一體機上騰訊會議的音頻選項。
A．音源選擇
在一體機上的騰訊會議中選擇正確的輸入輸出源可以打破閉環，形成開環鏈路。由于一體機的輸入輸出端均為控制線連接（圖4紅線），可同時傳輸視頻與音頻，因此增加了音源的多樣性。音源的輸入端包括“視頻源”、“麥克風”與“聲卡”，選擇“視頻源”；輸出端包括“聲卡”和“揚聲器”，選擇“聲卡”。按此選擇在騰訊會議（一體機）這個節點上輸入輸出源不相同，形成了開環鏈路，即無線麥克聲音的傳輸截止到一體機，并不會二次進入聲卡，未形成重復路徑。
B.其它選項
開環鏈路建立后，設置輸入端（麥克風）的輔助選項。勾選“自動調整麥克風音量”，音頻降噪選為“高”（圖5中“2”處），此設置一定程度上可以屏蔽演播室音箱的回聲。之后將騰訊會議中音頻前處理項設為“開啟”（圖5中“3”處），筆記本與一體機均選擇此項。這是利用到騰訊會議自動識別自身語音的功能，雖然接收的是PGM信號，但就像常態會議兩端聽不到自己的回聲一樣，信號中己方語音已經在軟件內部的計算中被自動識別并屏蔽掉。但仍要注意無線麥克不能直面導播間的監聽音箱，否則監聽聲音會二次進入，回聲仍無法消除。
圖5 訊會議音頻項的設置
四．教程錄制
在完成聲畫的調試后需要對教學內容記錄，以便于日后參考復習。錄制的方式包含多種，如騰訊會議自身錄制，演播室硬盤錄像機錄制，播出云平臺錄制等。本設計使用一體機中OBS Studio軟件在線即時錄制教學內容。OBS Studio是一款視頻直播錄制軟件，為用戶提供了視頻、文本、圖像等的捕獲錄制功能，軟件適應能力強大，可以搭配多樣的設備。
圖6 OBS Studio錄制中操作次序
錄制過程包含建立場景、選擇來源、激活對象，錄制內容4步，操作順序參見圖6，對各操作步驟的內容及意義予以說明。
1.建立場景時需要根據連接設備和場景要求選擇輸入源，本設計只需要加載“視頻采集設備”、“音頻輸入采集”兩項。
2.視頻源選擇“Web Presenter HD”（PGM信號）；音頻源選擇“麥克風”系列之一，二者均不影響錄制效果。音頻的第三輸入源為聲卡，如果選擇聲卡，則需要在聲卡的內部軟件中設置“Loop Back”項，正確設定后同樣不影響音頻采集。
（A）“Loop Back”界面 （B） USB端口開閉線路圖
圖7 聲卡內“Loop Back”注釋圖
“Loop Back”選項為聲卡USB端口輸出方向的開關選項，由于一體機與聲卡和采集盒的連接為USB控制線連接（圖4中的紅線部分），所以以USB作為輸出端口時要將“Loop Back”選項定義為“ON”，此時UBS端口與母線1均輸出同樣的聲源。如果選項定義為“OFF”，那么聲音只能從母線口輸出，USB此時只能為母線的輸入聲源。注意USB口的輸出功能只能選擇與母線1同步，并不與母線2匹配，該功能為OBS的第三輸入源，當OBS選擇聲卡輸入時，注意“Loop Back”項功能是否啟用，否則采集不到聲源。
3.輸入源確定后需要各自激活，激活后的視頻畫面才能加載，音頻的音柱才能顯示（圖6中“23”處）。
4.以上步驟完成后點擊“開始錄制”錄制教學內容，所形成的文件可通過左上角的“文件”查找。
五．結束語
演播室系統設備先進、功能強大、結構靈活、運行穩定。利用這些優點，本設計依靠專業設備與網絡軟件搭建了一套教學平臺，可使多人在演播室內多方位正視角在線學習，實現了遠程對演播室設備的操控，完成了對教學過程的即時錄制，并且消除了教學中的循環聲。本設計有效的解決了疫情期間人員出差難所帶來的困擾，為教學模式提供了一種新選擇，也為教學成本的精簡提供了一條思路。