教育电视的发展历史及趋势是什么

数字教育电视节目制作是指在教育电视节目制作中，运用多媒体计算机软件、硬件技术对数字电视信号进行处理，在数字化的环境中完成教育电视节目的前期、现场、后期制作。这里的数字信号可以是直接产生的，如数字摄像机产生的数字信号、计算机软件生成的数字信号；也可以是由模拟信号经过数字化过程后产生的，如经过视频与音频采集卡获得的数字信号等。

一、数字电视节目制作的发展概述

(一)数字电视节目制作的发展历程

数字电视节目制作技术的发展是与计算机软、硬件技术的发展密切相联的，大致经过了以下几个重大发展历程：

1．计算机参与节目制作

计算机诞生之后，早期的产品还是一个庞然大物，应用范围也局限于几个领域。在电视节目中最早应用到计算机是在20世纪50年代的美国总统大选节目中，用它来计算大选的计票结果，在这里，计算机只是充当了一个道具。

2．计算机编辑系统的应用

从上世纪60年代开始，随着电视制作中电子编辑技术的发展，计算机参与到节目制作中来，起到了控制编辑的作用，各种各样电子编辑系统的出现给节目制作提供了极大的便利，直到现在也还是主要的节目制作设备。

3．计算机动画的应用

计算机动画是计算机图形技术在电视制作上的一个成功应用。自20世纪80年代末，计算机动画在广告、片头制作中得到了广泛的应用。它是将传统的实际拍摄与电脑制作的模型及特技效果紧密结合，从而增强了艺术效果与感染力。

4．电视字幕系统的应用

上世纪80年代末，伴随着电视字幕机、电视图文创作系统的出现，数字技术在电视节目制作领域中开辟了一个新的天地。

5．数字影视制作

20世纪90年代以来，大量的影视制作都离不开计算机的参与。许多精彩的片段是电脑动画、电脑特技的体现，有的是首先制作出电脑图像、电脑动画转磁带，然后磁带转胶片。例如，日本NHK在2003年制作的纪录片《四大文明》生动地再现了四大文明古国昔日辉煌时期的历史建筑及当时的人文风俗，如不仔细观看，很难辨别出里面的人物是电脑制作的。6．非线性编辑的应用

以非线性编辑为代表的数字电视后期制作技术在近年来得到了突飞猛进的发展，改变了模拟电视节目制作方式。电视编辑从最初的机械剪接，后来的电子编辑，到现在发展成为运用计算机进行处理的先进的非线性编辑。

7．虚拟演播室的应用

虚拟演播室是近年来在计算机图形技术和传统视频色键技术基础上发展起来的新技术，它是将摄像机拍摄的图像与计算机生成的三维图形实时地进行合成，从而形成一种新的电视节目制作系统。虚拟演播室的背景是利用计算机设计制作的，而且摄像机和真实物体都被追踪，可以随时根据拍摄内容的改变而变换背景。

8．电视节目制作的网络化

网络技术的快速发展，给电视节目制作提供了跨越式发展的契机。将多台非线性编辑系统、虚拟演播室系统、动画工作站、音频工作站等单机系统组成电视节目制作网络，制作人员便可以进入一个“只有想不到，没有做不到”的崭新电视节目创作空间。网络中的几个终端可以同时制作同一电视节目的不同段落，将传统的电视节目制作串行工作方式改为并行工作方式，实现了素材共享与协作编辑，大大提高工作效率。

(二)数字电视节目制作的发展趋势

1．全面数字化

数字技术不只是应用到电视制作的单一环节中，它还贯穿于电视节目的前期准备到完成电视节目制作的全过程。基于此，数字摄像机、录像机、特技机、切换台等大批应用数字技术的设备应运而生，从而大规模的整体性的数字电视节目系统也日趋完善，出现了全数字电视演播室、全数字电视转播车、数字压缩的卫星新闻采集转播车、数字地面广播、数字卫星直播等。

2．虚拟化

计算机、多媒体技术与数字电视技术相结合产生了非线性编辑系统和虚拟演播室系统。虚拟演播室技术，将计算机与电视技术结合起来，能够提供逼真的虚拟空间；将计算机制作出来的背景图像与演播室拍摄的人物完美地结合在一起，从而制作出传统设备无法表现的电视节目；将人物置于千变万化的虚拟三维空间之中，从而增强了电视屏幕的艺术效果。

3．网络化

多媒体网络技术的出现，为数字教育电视节目制作、播出网络化提供了条件。为了提高工作效率，达到资源共享，可以将多台非线性编辑系统、虚拟演播室系统、动画工作站、音频工作站等各类以计算机为操作平台的系统组成网络，成为一个小局域网子系统，实现计算机设备、多媒体设备的互联和信息交流共享，并支持虚拟网络之间的信息交换。

4．信息化

数字化和网络化只是手段，信息化才是目的。数字化与网络化使信息能在广播电视、计算机网络等多种通道中传送。数字化也使传输的信息发生很大变化，信息不再是简单的声音、图形、图像，而是多种格式和媒体的组合。加强信息资源建设，应该发挥广播电视在动态方面的优势，要加大力度建设广播影视音像数据库和视频点播节目库，广泛开拓它在教育、教学、培训等领域的应用，从而提高学生的学习兴趣与记忆效果。

二、数字教育电视节目的制作特点

(一)利用数字技术控制电视制作设备

在电视节目制作中，电视设备的控制大部分采用各种专业的电子控制台，例如调光台、调音台、摄像机控制台、导播切换台等。然而正由于此，一台电视节目的制作需要众多的操作人员，人海战术使工作显得繁琐。于是人们开始尝试开发计算机软件来控制它们。例如对灯光设备的控制，首先用计算机CAD辅助制图软件绘制演播室的布光图，然后设置灯位，并为每一盏灯设定诸如色彩、亮度、柔和度等不同的参数。使用时，只要进行一定的选择，相应的灯位得到控制，拍摄现场也得到相应的照明效果。当然，也可用新技术对摄像机、后期制作设备、编排播放设备，甚至背景、道具等，实施不同程度的控制。

(二)利用数字技术对电视节目进行艺术加工

利用数字技术对电视节目进行艺术加工或创建动画、情节。可以用计算机图形设计软件和动画制作软件，例如Freehand、Coredraw、Animator、3DMAX等，平面图像处理软件Photoshop以及让创作者充分发挥想象，随心所欲地创建动画“演员”、“道具”，构建情节或对现有的电视画面进行再创作。同样，也可利用计算机音频软件，例如SoundForge、MIDIMae—stro等来创作乐曲、自然声等音响效果。

(三)利用非线性编辑系统进行后期编辑

目前，传统的以磁带为介质的线性编辑已逐步被以硬盘为介质的非线性编辑所替代，因为非线性编辑有其独特的优点：信号损失小、素材使用方便、功能齐全、具有开放的特性。

(四)利用网络技术实现资源的共享和传输

制作好的教育电视节目在网络中传送，各制作部门就可以随时查阅或使用其他部门所做的节目。另外，若干套非线性编辑系统的连网，可让资源共享。一个电视节目可由一个部门完成也可由几个部门合作来完成，这样既节省时间、资金，缩短电视节目制作周期，又方便部门之间的运作。

(五)利用虚拟演播室制作教育电视节目

目前，国内较好的虚拟演播室采用先进的图形算法和跟踪技术，通过数字光电传感系统和专业色键，最终实现演播室的演员与三维虚拟教育场景无缝的合成。

三、数字教育电视节目的制作过程

模拟教育电视节目制作设备是由具有不同制作功能的各种硬件组合而成的，例如摄像机、录像机、切换台、特技台、调音台等，将这些利用模拟电视设备在外景地或演播室拍摄下来的电视节目素材，转录在录像带上，然后可以直接编辑或复制成底带供脱机编辑用，在脱机编辑中得到镜头编辑清单，据此进行联机编辑，需要时进行图文制作、特技制作、声音的混录等。

由于计算机参与了电视节目制作的全过程，数字技术提高了电视制作的速度、效率和灵活性以及数字电视节目制作系统强大的处理能力，可以完成任何一种视听媒介的录制、编辑和传输。以数字系统为基础的制作环境是将图像、文字、声音等信息作为数字数据统一处理，例如选材、合成和编辑都是以综合方式来完成的。图像、文字、声音是直接作为数字数据记录在服务器上，外景素材储存在磁盘存储器中，然后传送到服务器上，运用非线性编辑系统进行制作。

由于数字电视节目制作比传统的视频磁带编辑具有更多的优越性，如今，数字化技术已经应用到电视制作的每一阶段和各个领域，极大地提高了工作效率。

(一)数字化的前期准备

数字教育电视节目在拍摄之前，需要进行大量的前期准备工作，前期准备工作的好坏，在很大程度上直接影响到作品的成败，数字化技术的应用给前期准备工作带来了极大的便利。

1．拍摄文案的准备

这里包括数字教育电视剧本的写作、制片预算计划、制作时间表的产生。计算机广泛应用于数字教育电视的前期制作工作。文字处理软件有效地帮助编写人员形成和修改剧本。制片人和导演运用计算机软件制作拍摄计划和编制预算，还可以直观地列出电视剧本的每一场景中需要的设备和人员，并且可以计算出每一个项目的成本，很快地得到总的预算，同时产生一个完整的制作时间表。

2．数字化故事版

在数字教育电视节目的剧本、预算或时间表完成后，利用故事版绘制软件高效率地制作出剧情描绘板，它可为摄影、编辑和整个故事叙述提供视觉化的指导。剧情描绘板由一系列图像、影像组成，指明在电视节目中每一关键镜头的摄影构图和组成。

3．形象化预审视

利用场景和灯光设计软件在开始拍摄之前就进行现场场景的设计，按实际比例建立场景模型，由电脑软件中的摄影机进行拍摄预演；在实际安装照明之前提供可视化的灯光模拟照明效果，使照明设计可迅速地进行修改等等。另外，还可以利用软件使服装视觉化，并使其在实际制作前进行协调。

4．演员数据库

计算机化的演员数据库给演员自我引荐和导演挑选演员提供了极大方便。导演可以迅速、直观地查阅演员资料，演员也可以通过资料库扩大知名度。

5．资料准备

计算机数据库也给外景地的选择带来了好处，通过网络可以提供可选择的外景地的图像，从而减少差旅费用和筹备制作时间。

(二)数字化的现场制作

1．数字摄录设备

新的数字记录设备为摄像机的拍摄提供了很多优越性。例如，计算机硬盘可附加在摄像机上，数字影像和声音可在数字非线性编辑系统中立即进行编辑，这就大大加速了节目的制作过程。

2．照明控制

计算机化的数字调光台使得摄影师或照明师能够预先编好照明程序，并将它存储起来。

3．摄像机控制

用带有电脑控制装置的摄像机拍摄画面，一方面可以拍摄到高难度的镜头，一方面可以用于复杂的场景合成。

4．现场录音

数字音频记录处理技术和设备极大地改进了录音。例如，数字化记录的声音可以比模拟记录的声音更有效地滤除不需要的背景杂音，在进行复制和编辑配音时也可以减小噪声和音质损失。

5．道具控制

用电脑来控制拍摄现场中道具的运动。

(三)数字化的后期制作

数字化技术在电视制作中最有意义的贡献是在后期制作领域。数字非线性编辑系统使得编辑和修改电视就像操作文字处理软件一样简单和快捷。数字非线性编辑使得编辑能灵活地瞬间改变声音和影像的顺序及持续时间。沿时间线处理视频和声音片断的能力不仅使编辑过程更灵活，而且也使编辑效率更高并节省费用。非线性编辑用于教育电视节目的制作要经过下面几个步骤：

1．数字教育电视节目素材的搜集包括相关的模拟视频信号和数字视频信号、计算机动画信号和图像信号，例如用扫描仪扫描的图片、Photoshop制作或处理的图像、3DMAX制作的动画等高质量的原始信号是非常重要的。

2．数字教育电视节目的视频采集数字非线性编辑的第一步是向非线性编辑系统输入素材，这一步是通过视频采集压缩及相应的软件来实现的。主要工作是对模拟视频信号进行动态捕捉、压缩和存储，目的是将模拟视频信号经捕捉、压缩卡压缩转换为计算机中的数字文件。

3．数字教育电视节目的数字视频编辑数字教育电视节目的数字视频编辑是指利用非线性编辑软件如Adobe Premiere、Ulead Media Studio Pro等对采集的数字视频进行编辑加工。非线性编辑软件可提供多种编辑处理功能与特技效果，如视音频剪辑、重新排序，各种素材衔接、特技、字幕等。编辑过程要注意音频和视频的同步，编辑人员的经验对编辑的效果影响很大，如画面组接、画面转场、蒙太奇等效果。

4．数字教育电视节目的生成和输出在非线牲编辑平台中完成了对素材的装配和剪辑之后，就可以进行影片文件的生成。这一阶段计算机要做大量的计算工作，所以性能优越的计算机生成数字教育电视节目的效率会较高。数字教育电视节目生成后，可以通过计算机的硬件卡的输出接口播放到视频显示设备上，或录制到录像带、制成光碟等，以供教学使用。

四、数字教育电视的应用

(一)数字教育电视的载体与传播方式

数字电视技术、数据广播技术、卫星多媒体宽带网、多媒体网络技术的发展丰富了数字教育电视节目的类型与应用。数字教育电视的教育应用向着多种传播通道、多样载体形式、多种媒体组合、天地网结合的方向发展。

1.数字视频光盘数字视频光盘是一种用激光技术存储高密度信息的载体，其信息存储密度比录音带、录像带、计算机软磁盘、硬磁盘等载体要高得多。光盘以记录密度高、存储容量大、存储成本低、保存时间长、介质可换、检查方便、携带灵活等优点，为当今信息社会提供了先进的存储和管理手段，从而克服了传统纸张载体、磁性介质、缩微胶片等信息载体的局限；数字视频光盘主要有LD、VCD、DVD等形式，现已经广泛应用到音像市场、电子出版、软件发行、文档管理、图像存储等领域。

2．多媒体课件与网络课程中的视频

多媒体课件是集文字、声音、图像等多种媒体信息为一体的产品。它以计算机为实现手段，具有人机交互和文、图、声、像并茂的特点，而且具有强大的数据量。随着现代教育技术的发展，人们认识到，多媒体不仅是掌握知识、获取信息的新途径，而且更重要的是可以作为培养师生的创新精神与实践能力的工具。

多媒体课件与网络课程中的视频格式主要有：AVl视频和MPEG视频格式。数字教育电视节目本身是以数字格式存储的，所以可以方便地运用到媒体教学软件与网络课程开发中。

3．网络流媒体

流媒体在数字教育电视节目的网络化传输中扮演重要角色。流媒体的概念包括以下两个层面。其一，流媒体是在计算机网络，尤其是中低带Internet／Intranet上，需要实时传输的多媒体文件，例如声音、视频文件。它在传输前需要压缩处理成多个压缩包，并附加上与其传输有关的信息，例如控制用户端播放器正确播放的必要的辅助信息等，形成实时数据流。数据流最大的特点是允许播放器及时反应而不用等待整个文件的下载。其二，流媒体是对多媒体信息进行“流化”处理，是一种解决问题的方式，可以使视频等对实时性要求严格的多媒体文件在Internet／Intranet上，在既无下载等待需求又不占用客户端硬盘空间的情况下保证实时播放。

目前Internet比较流行的流媒体有Real Networks的Real Media、Microsoft的Windows Media以及Apple公司的QuickTime，它们包括不同的媒体内容，具有不同的格式，都有专用的播放器。以目前网上最常见的Real Media为例，其中包括Real Video、RealAudio、Real Flash，其专用播放器是RealPlayer。在传输过程中通过MIME(Multi Purpose Internet Mail Extensions)多用途邮件扩展识别流媒体类型。流媒体技术解决了以视音频信息为代表的多媒体信息在中低带网络上的传输问题，在教育领域有着广阔的应用前景。

4．视频点播

视频点播(Video on Demand，简称VOD)是近年来新兴的传媒技术，该技术融合了计算机技术、网络通信技术、多媒体技术、电视技术和数宇压缩技术等现代高新技术，是多学科、多领域融合的产物。用户可以根据自己的兴趣，不借助传统的录像机、影碟机等播放设备，采用交互方式在电脑或电视上(需通过机顶盒)，自由点播视频服务器节目库中的视频节目。视频点播系统按传输方式可分为基于有线电视(CATV)的视频点播系统、基于计算机网络(Internet／Intranet)的视频点播系统。

(二)数字教育电视的教育应用方式

1．课堂教学

将传统教学录像带经数字化压缩后放到视频服务器中，教师可在与互联网或校园网相连的多媒体教室中，通过客户端统一的点播界面，自由点播这些课件，也可自制多媒体课件作为点播节目源。

2．自主学习

可实现在任何时间，任何与互联网、校园网、电子图书馆相连接的地方，任何年级的学生，点播视频服务器上的适合自身学习需求的教学节目，从而为学生自主学习创造条件。例如视频点播系统中配置光盘塔、光盘库或虚拟光碟，便可成为网上电子阅览室，学生或教师可在网上任意点播教学或文化娱乐光盘节目，从而满足全校师生的教学和文化娱乐需求。

3．广播教学

在课堂教学中，通过摄像机和话筒，将主讲教师的图像、声音采集到视频广播服务器中，利用视频广播系统实时广播课堂教学实况，凡在与校园网相连的电脑终端上都可进行收看。

4．远程教学

数字教育电视节目可通过广域网络，实现跨地域的远程教学。远程接收站点可以首先将远端视频服务器上的电视节目下载到本地服务器上，然后在当地的局域网范围内点播；也可以通过互联网，利用标准的网络浏览器，例如IE或Netscape及插件，点播远端服务器中的教学课件或实时收看远端广播服务器传送的教学内容。

(三)IP和VBI数据广播的教育应用

中国教育卫星宽带多媒体传输平台从2000年10月31日开始起用。这—平台的开通，改变了中国卫星电视教育只能单纯传输电视节目的状况，代之以同时传输数字电视、多媒体信息、IP数据广播、VBI数据广播、语音广播等十几个不同速率频道的节目。

该系统开展的因特网接入服务，可将卫星通讯网与地面的中国教育科研网高速连接，它标志着中国现代远程教育步人一个天地合一、远程双向交流的新阶段。

VBI数据广播是利用电视节目的场逆程进行传输，而IP数据广播则是利用场正程进行传输。但IP数据广播不属于搭载传输，它需要占用专门的卫星通道，与VBI数据广播相比，IP数据广播传输的数据文件图像质量更高。接收IP数据广播的方法和接收VBI数据广播一样，只要在计算机中插入一块PC卡即可接收到相应的数据广播。IP和VBI数据广播的教育节目主要有三个方面：教育资源信息、交互式多媒体远程教学、实时学术活动。

1．教育资源信息

目前，IP和VBI数据广播的教育资源信息有下列内容：电子报刊，可以查阅到20多种国内主要报刊的电子版；由国家信息中心主办的“星空放送”的信息，主要是传播教育、经贸、新闻、科技、中央电大教学信息、计算机教学等内容；绿色出版物，由西安交大通视公司与中国教育电视台合办的绿色出版系统，是利用VBI技术传播多媒体出版物的专门数据广播项目，通过它可以选择收视音乐和录像节目。

2．交互式多媒体远程教学

IP和VBI数据广播能将广播电视实时传递视听信息的特点与网络交互传播的特点相结合，形成一种崭新的交互式多媒体远程教学方式。可以在计算机屏幕画面左上角为主讲教师讲课播出录像画面，声音也伴随播出。右半面为当前板书内容，以超链接的文本同步出现，左下角画面为当前IP和VBI工作状态显示。学习者在学习过程中，可根据自己的情况，通过操作左窗滚动条或操作右半窗的进度按钮，调整本节进度或重复学习本节内容。节间选择可通过操作左边上下窗间的下拉式列表框进行。学习者在学习过程中碰到的关键概念、公式、原理或实验内容，可通过超链接调出进一步深入学习。

3．实时的学术活动

IP和VBI数据广播可以将计算机屏幕上的视音频信号源窗口的录像信号改为摄像信号，远距离实时广播学术活动，它既能将活动的现场信息以传统的视音频的形式直播，又同时传播了相关的文字及其他多媒体信息。