工商大学影视技术实验室教学网扩容方案建议书Word格式.docx

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第二节网络管理系统9

1.栏目、帐号管理10

2.使用权限管理10

3.素材自动管理10

4.事件信息管理10

5.设备使用统计管理11

6.设备使用及节目监控管理11

第七节教学网络编辑系统11

1.功能特点11

2.系统工作流程13

3.系统安全性设计13

4.互动教学设计14

第一章

前言

科学技术的发展促进了电视节目制作技术的发展，使得电视制作的手段日益强大；

特别是计算机技术的飞速发展，IT和电视节目制作的深入结合，电视节目制作设备的IT化越来越显著；

如编辑设备由传统的录像机编辑向非线性编辑/非线性网络编辑转化、记录介质由磁带向光盘和半导体存储转化、传输接口由模拟接口/数字接口向各种IT接口（LAN接口、1394接口、SCSI接口等）转化等等。

正是由于电视节目制作的设备发生了巨大的变更，使得传统编辑手段和方法也同样发生了巨大的变化，新的编辑手段和编辑方式为电视节目制作提供了更加丰富的编辑功能，使得编辑节目的质量和效果也更加优秀和丰富。

作为电视节目制作人员的培养摇篮，为了能够培养出优秀的电视节目制作人员，在教学手段和教学设备上必须跟上时代的发展。

非线性编辑教学网络为电视节目制作学习人员提供了一个非常优秀的教学和学习平台，通过这个平台，教师能够更加有效的进行电视节目制作的教学和有效的检查学员的学习情况，学员通过这个平台能够学习和掌握当今最先进的节目制作设备的工作原理和最新的编辑手段。

鉴于目前影视传媒实验室非编影视教学的实际需要，需要新增加30台学生机。

为了更大化的利用现有设备资源，方便教学管理，更好的进行教学，根据现有设备的实际使用情况，对非编教学网络扩容确定了技术方案。

第二章影视节目制作教学网络的现状

电视节目制作教学网络不同于真正的节目制作网络，但又和真正的节目制作网络有着极大的相似性；

由于在该网络上学习的学员将来都有可能将是各级电视台的节目制作人员，因此，他们在该网络上所学习的内容都必须符合电视节目制作的规律，同时在该网络上学习到的节目编辑模式也必须是代表当今最新编辑技术的编辑模式。

只有这样，学校培养出来的节目制作人员才能真正成为优秀的制作人员。

根据和贵校影视技术实验室的相关人员交流具体提出了非编网络扩容的具体措施。

目前在节目制作上，由于采用先进的非编教学网络，整个教学过程在网络中运行，所有学生机都处于教师的统一管理下，教师可以在教学过程中不必离开讲台，随时掌握学生在编辑课堂上的实际作业情况，操作过程的每一步操作，并实际进行指导，交流方便了很多。

学生每次完成作业后，可以通过网络发送给教师，教师实时进行审看并评分。

同时由于所有学生机都可以使用同一段素材进行节目编辑，方便以同一标准对学生进行考核。

所有学生都有属于自己的账号，在实验室中任何一台学生机上都可以通过账号进入系统，继续自己为完成的节目编辑，彻底摆脱了以前必须固定在一台机器上把节目做完的情况，一方面方便了教学使用，另一方面也极大的节约了教学资源，可以用同样数量的设备，满足更多的教学任务，更重要的是学生可以有更多的时间熟练编辑设备，掌握编辑技巧，毕业后比其他学校的学生具备更强的技能，

由于采用了先进的教学设备，学生可以掌握最前沿的编辑理念，通过对电视台实际情况的模拟演练，可以培养学生一专多能的素质，更好的磨练学生的能力，适应将来复杂多变的工作环境。

第三章影视节目制作教学网络的要求

鉴于目前非编教学网络的使用情况，目前学生在该网络上所学习的内容都符合电视节目制作的规律，同时在该网络上学习到的节目编辑模式也是代表当今最新编辑技术的编辑模式。

为了更大化的利用现有设备资源，方便教学管理，提供更优的教学手段，以更好的为教学服务，同时在网络扩容后，保证功能技术上至少达到非编网络现有的技术水平，我们对非编网络扩容提出了以下几点技术要求：

第一节影视节目制作功能要求

在电视节目制作教学网络上，学生需要学习电视节目制作过程中所需要的所有编辑方式，如：

编辑素材的采集、素材剪辑、素材组接编辑、素材插入编辑、转场过渡特技制作、二维特技制作、三维特技制作、多层图像制作、字幕制作、节目输出等等各种节目编辑过程中所需要的所有方法和技巧；

因此，该教学网络所提供的节目编辑功能绝对不能亚于真正的节目制作网络。

第二节影视节目网络化编辑功能要求

非编教学网络化编辑给我们的教学带来了非常大的改变，具体情况我们在前面的现状中已经提到，因此非编节目能够实现网络编辑功能是必须实现的。

目前的实验室有25台学生机，扩容新增30台学生机，从总体教学需要上来看，并不是十分充裕的，这就要求需要通过一些手段，以使实验室能通过这些手段，通过有限的教学资源，满足日益增加的教学任务。

2.1网络化设计

必须采用网络化结构，利用现有网络资源，搭建千兆以太网络，与现有教学网络实现无缝连接。

2.2统一数据库管理

目前实验室已经累积了大量的数据信息，新增学生机都需要能使用这些数据信息，即都必须处于统一数据库管理下。

2.3数据共享

上载的教学素材必须进入统一存储设备，由统一数据库管理，所有学生机都能自由调用编辑同一段素材。

2.4节目时间线共享

能实现时间线级别的节目共享，学生在任意一间教室上课，都能通过自己的帐户进入时间线工程，继续未完成的作业。

2.5原有设备利用

新增设备必须与原有设备使用同一数据库服务器、磁盘阵列、教师机，不必再增加新的设备。

以保证实验室在充分利用现有资源的基础上，可以买到好的非编学生机。

第三节影视节目制作流程要求

作为节目制作教学网络，在节目制作流程管理上虽然没有真正的节目制作网络的严格要求，但是，具备良好的流程管理的节目制作教学网络必将提高教师对学员学习情况的全面实时监控和了解。

第四节影视节目制作管理要求

作为电视节目制作教学网络，相信在大多数情况下，学员在网络上需要制作完成的节目名称和内容是相同的，但是作为教师，怎样才能够准确的识别每个学员所完成的是哪个节目？

这决定了教师给是否能够准确的给学员练习进行评分。

因此，在电视节目教学网络中，对于节目的管理有着极高的要求，要求能够准确的记录每个学员所制作完成的节目，即要求学员——制作节目具备唯一对应性。

也只有具备这样的唯一对应性，教师才能够快速准确的识别和评判学员的学习成绩。

第五节影视节目制作管理要求

作为电视节目制作教学网络，在网络上进行学习和实习学员人数比较多，合理安排和控制学员的上机时间和上机人员，使其能够按照计划安排有序的进行教学和上机练习，这将成为电视节目制作教学网络的必备管理手段之一。

因此，我们认为作为教学网络，在对学员的管理方面应该具备如下几个方面：

其一：

学员统一管理。

对于学员在校期间的所有上机练习和制作节目具备统计和查询功能。

其二：

上机时间管理。

对于学员上机练习和制作节目时间进行统一管理，即能够控制每个学员的上机时间段，不在上机时间段的学员不能上机。

第六节互动教学的要求

目前实验室在教师和学生在课堂上编辑过程中交流上通过网络互动，学生每次完成作业的制作后，教师直接通过教师机对制作完成后的机器上进行审看，这样学生机再多，教师和与学生沟通上都能实时的监看和审查。

作为非线性教学网，在互动教学方式上必须具备以下几个主要功能。

教师能够将在教师机上的所有教学操作映射到所有学生机屏幕上，供所有学生实时观看教师的教学操作。

教师能够将学生在学生机上进行的实际操作过程实时映射到教师机本地屏幕上进行观看和指导。

并在教师机上远程控制操作学生机，学生进行节目制作的联系。

教师能够将学生在学生机上的所有操作在教师机上进行实时录制，供教学过程中作为案例分析使用。

第四章系统结构设计

系统采用标准化的设计模式进行设计，这样的设计无论是在系统安装、系统维护、系统管理等方面均十分方便，更重要的一点在于标准化的设计能够大幅度提高整体系的性能和稳定性。

下图为整体系统结构图。

第五章系统功能设计

第一节系统整体功能特点

1.千兆以太网的中心存储和传输技术

编辑工作站在采集和播放过程中需要保持实时的数据读写速度，而以太网的网络数据包交换方式具有传输时延抖动的特性，尽管无论是1000Mbps的理论带宽还是400Mbps的利用率下限带宽都远远超过编辑工作站的传输速度要求，但当网络传输出现数据包冲突，仍然有可能出现传输抖动，在某一时刻带宽突然下降并很快恢复，反映在编辑系统里就是采集或者播放过程中出现丢帧。

为了避免由于这种传输抖动所引起的丢帧发生，需要有以下技术支撑：

【帧缓冲机制】

帧缓冲技术是类似于流媒体技术的一种网络高速缓存机制。

以播放过程为例：

开始播放时，编辑软件在工作站端建立一个缓冲区，当网络传输产生抖动导致带宽降低时，缓冲区起到数据缓存的作用，直到带宽恢复。

在这个过程中，只要帧缓冲区不发生下溢，缓冲区中所保存的数据就可以保证播放保持持续稳定的数据传输，从而避免播放丢帧。

播放缓冲区的大小需要根据网络的实际情况进行调整。

采集过程与之类似，并且在网络带宽抖动比较严重时可以通过改变缓冲区的大小避免上溢发生。

【网络存储服务器】

网络存储服务器是网络化编辑的核心设备，目前网络中已经有了该设备，网络扩容后，整个网络依然以这个服务器作为核心，以保证网络结构和有效管理。

文件服务器作为网络存储的核心，所能够提供的最大有效带宽决定了网络的规模和网络传输性能。

因此需要对网络中心存储服务器的参数进行进一步的优化和调整。

千兆以太网每秒钟传输的数据为1,000,000,000bits，标准尺寸的以太帧为1538Bytes（12304bits），按照这样的计算，在全带宽传输情况下千兆以太网卡每秒钟需要传输81000个以太帧。

如果每个以太帧产生一次中断，那么每秒将产生高达81000个中断。

如此之高的中断必然造成CPU对中断处理程序多层嵌套执行，严重降低了数据的传输性能，这是制约以太网利用率的重要原因之一。

通过在存储服务器中选用支持InterruptModeration和NAPI技术的服务器级网卡并对网卡参数进行调整，从而降低网卡产生的中断数量，提高CPU的处理能力，增加网络带宽利用率。

标准的以太网卡通过软件处理TCP/IP数据流，这些处理都需要消耗主机的CPU资源，尤其在千兆以太网传输的条件下，TCP/IP数据的处理给系统带来了庞大开销，同时增加事务处理的延时。

事实上，与典型的FC块传输相比，TCP/IP协议需要更多的I/O处理。

通过选择带有TOE（TCP/IPOff-loadingEngine）的前兆以太网卡可以将全部四层网络协议的处理转移到板卡上的TOE芯片处理，有效的降低处理器负载，提高网络效率。

目前主流的交换机大多支持链路聚合技术。

利用链路聚合技术，通过在存储服务器中增加多个千兆以太网卡进行绑定，可实现理论上几倍的传输带宽。

2.无限的升级空间

编辑设备采用CPU+GPU的核心技术，使用软件编解码器进行节目素材的编解码，使得编辑节目的格式多样化，在同一时间线上实现多格式、多码率素材的混合复杂编辑。

同时也正是由于采用软件编解码器，增加编辑格式易如反掌，只需要增加相应格式的编解码器即可实现编辑格式的升级。

因而，采用CPU+GPU的核心技术的编辑系统，具备无限的编辑格式升级空间。

3.低廉的后期维护成本和维护周期

采用CPU+GPU+I/O通道卡技术的非线性编辑系统，I/O通道卡的作用仅仅是完成编辑节目素材的上载和完成节目的下载，在进行节目编辑过程中，完全不依赖I/O通道卡。

因此，即使是I/O通道卡出现故障，也完全不影响编辑系统的正常编辑工作，同时在编辑系统中还提供有其它多种类型的输入输出接口，完全能够保证教学网络的正常教学和节目制作。

4.系统稳定性

采用CPU+GPU+I/O通道卡技术的非线性编辑系统由于在系统结构上与采用非线性板卡的非线性系统存在的巨大差别，反应在节目编辑的稳定性上相差巨大，这一点我们在实际教学中已经深有体会。

采用CPU+GPU技术的系统由于在进行节目编辑时完全由计算机本身完成所有的编辑任务处理，没有严重的发热源，因而在系统的稳定性方面得以大幅度的提高。

同时对编辑节目素材的处理也完全由计算机本身完成，无需通过计算机总线进行周转，这一点也使得节目编辑的稳定性大幅度提高。

第二节网络管理系统

教学网络系统需要具备完善的网络管理子系统，提供强大的网络管理功能，使整个网络的教学和使用真正做到管理全面，使用方便，维护简单。

现在网络扩容了，整个网络的编辑设备数量达到56台，这就对网络管理系统的要求更高，需求更明显。

网络管理系统提供对网络的全面管理，其管理内容含盖学校的各个部门、班级、人员的共享范围、存储空间、使用权限等，以及网络使用过程中的各类事件信息记录和查询。

1.栏目、帐号管理

在网络中进行节目的制作编辑时，编辑人员隶属于不同的学院和班级，要对所有的学生进行有效的管理，按学生的学院和班级进行分类将是行之有效的方法。

在教学编辑制作系统中，对所有使用者按照其隶属的院系、班级、身份进行合理的分类管理。

这种管理模式符合电视台目前的行政管理模式，一方面在管理、查询、检索上有着很高的效率，另一方面也使得实验室具备了模拟电视台环境的条件。

2.使用权限管理

在网络中进行节目编辑制作的学生由于属于不同的学院和班级，不同的班级教学任务，教学进度，教学内容，教学时间都有所不同，为了保证网络中节目制作的和节目素材的安全，需要对学生分配不同的网络编辑使用权限，通过网络编辑权限的限制，可以有效的防止在网络编辑中发生意外事故。

由于编辑设备使用的教师，学生隶属于不同的班级，各个班级之间的素材是否需要共享，在什么条件下可以共享？

在什么条件下不允许共享？

在使用网络权限管理后能够非常容易和方便的实现。

3.素材自动管理

网络中编辑节目的素材需要有一定的保存周期，以便于节目的再次修改和重复使用。

但是节目素材的长期存放将占用大量的硬盘空间，从而影响正常节目的制作编辑；

因此对于节目素材的管理成为管理项目中必须考虑和实施的项目之一。

在教学编辑系统中，对于节目素材采取设定保存时间，超过保存时间的节目素材自动删除的策略来完成节目素材的自动管理功能，通过这种对节目素材通过策略的自动管理，所有学生和教师在网络编辑的全过程中无需关心硬盘容量是否够用，免除了需要定时定期删除素材的弊端。

教学网络在一学期教学任务完成后，通过素材管理删除掉无用的素材，马上又可以承担下一学期的教学任务。

4.事件信息管理

在网络上进行节目编辑时，由于使用的学生较多，对于所有学生进行节目编辑时的主要操作过程进行记录，便于事后查询和分析；

这样的记录信息显然是有必要的。

在教学编辑系统中，网络管理系统随时监测网络中的各个编辑站点，同时将在编辑站点进行节目编辑的学生的主要操作步骤进行记录，并将记录信息保存在数据库中。

这样，即使是在网络编辑中发生某些意料之外事件，通过查询记录在数据库中的操作记录，可以方便准确的查询到事件产生的原因和相关人员。

5.设备使用统计管理

为了满足实验教学中心目前或今后发展的需求，同时充分利用利用网络和计算机的优势，在网络管理系统中配备对网络编辑站点记录和统计使用时间的功能。

工作时段可按照正常教学时间、加班时间、周末时间、节假日时间，实验室可按照使用学院、使用班级分别对学生设备使用情况进行统计。

满足实验教学中心对统计的需求。

6.设备使用及节目监控管理

扩容后学生机将分布在两间教室，管理难度加大，作为管理人员，要随时了解和掌握网络中学生机的使用情况难度将会很大，通过网络设备使用监控管理，网络管理员在网络监控管理工作站上就能够实时对网络中的所有学生机的使用状况进行监测，随时了解网络的运行负荷，哪些站点在使用，哪些站点目前空闲等信息，方便教学安排和设备管理。

1第七节教学网络编辑系统

教学网络编辑系统包含教师编辑机和学生编辑机，新增加的学生编辑机功能上需要和教师编辑机相同。

教师通过教师机派发的素材和教学任务，学生在学生编辑机上，可以通过编辑软件直接调用接受指定素材和教学任务。

为了更好的模拟电视台实际使用情况，要求教学网络中需要包含【节目配音模块】、【节目编辑模块】、【节目文稿模块】、【节目审片模块】等功能模块。

1.功能特点

编辑功能特点上具备如下一部分主要特性。

●多格式混编

利用软件编解码器完成节目编辑的编解码任务，实现多图像格式的复杂混编，如多格式的多层视频混编、多格式的复杂特技混编等。

●素材分类管理

高效的编辑素材查询，按照学院、班级对素材的分类管理，常用素材的分类管理，时间线上已使用素材和未使用素材的区分管理，通过这些对素材更加细致的管理，减少素材查询时间，提高了编辑教学效率，教学时间有限，不能将大部分时间浪费在对编辑素材的等待上。

●存储素材直接查询

采用统一数据库管理，任何教师编辑机，学生编辑机可以直接通过编辑软件进行所有素材的查询、检索。

●文稿串联单

由于目前许多老师对学生采取了分组教学的模式，教学小组中的学生分别完成一个节目制作任务中的一部分，完成后再最终串联成一个整体的节目，这就要求系统中具备文稿串联单功能。

系统中文稿和编辑软件需要有机结合，节目制作中的串联单编辑在文稿编辑系统中完成，完成的串联单中的所有文稿均自动和所编辑的节目自动进行关联。

实现直接使用文稿编辑串联单进行节目自动串联的任务。

●CD素材直接转码使用

由于教学节目制作过程中，需要大量使用音乐素材，然而目前常用的优质音源主要还是CD，编辑软件中需要集成自动完成CD音乐转码的功能，并且转码后的音乐素材自动添加到数据库中教学效率。

●图像转场关键帧识别

教学编辑软件中提供的图像转场关键帧识别技术，能够快速的将某断素材中的所有镜头分离出来，并以关键帧图标的方式显示该镜头的实际内容；

便于教学使用。

●多视频轨编辑

在教学网络系统中，配备多视频轨编辑技术和全部功能。

●常用特技模板化编辑

编辑系统中，提供常用特技模板化，方便教学使用。

●二维、三维特技实时编辑

目前二维、三维特技的使用很多，编辑软件必须具备强大的二维、三维特技，方便学生操作使用，编辑完成后能够实时观看到特技的合成效果，提高了节目编辑教学效率，同时也为实验中心节省了购买大量三维特技处理卡的费用。

●多层实时字幕编辑

要求具备多层字幕的适时编辑，具有好的实时性能和回放流畅度。

●所有字幕文字独立修改

编辑系统中，字幕文字需要具备独立修改功能，使学生可以更好的掌握字幕编辑修改功能。

●多节目拼接

教学中需要采用分组教学，每组学生需要完成节目的一部分，最后拼接成完整节目。

这就具备多节目拼接功能。

只需将节目的不同部分按照节目的顺序直接拖拉到时间线即完成节目的拼接任务。

这一点尤其适用于分组教学模式，各个小组的学生可以根据不同的分工，同时完成一个节目的各个部分，在最后将整个节目拼接在一起就可以了。

●在设计的教学网络系统中，节目配音软件提供如下配音功能：

1.在配音软件中直接打开节目对应的文稿稿件，配音人员观看文稿内容进行节目配音。

2.配音软件提供节目前配音和后配音功能，在进行节目后配音时，实现实时观看节目图像进行配音工作。

3.配音软件提供配音预卷功能，且预卷时间可自行设定。

2.系统工作流程

在教学网络系统中进行节目编辑时，节目编辑制作总体工作流程框图如下，网络编辑制作系统以节目文稿为基础，提供了节目前配音和后配音功能，完善节目教学审查机制，制作完成的节目通过教师机统一合成下载，完全符合和满足实验教学中心节目制作流程管理的实际情况和需要。

3.系统安全性设计

重庆工商大学非线性编辑教学网络系统扩容后规模更加庞大，对网络工作的安全性要求更高。

现在的非编网络对系统的安全性设计方面做了以下几个方面考虑，新增的学生非编机，需在与这些设备和功能实现无缝衔接。

1）专用服务器

采用DELL企业级服务器作为系统服务器，专门负责系统的管理和磁盘阵列存取服务，增强了该系统的可管理性，降低了教师机在网络中的负荷，提高了教师机的工作效率，保证了整个教学系统的流畅安全。

2）数据库安全性设计

整个教学网络素材及节目的共享，完全基于数据库，使素材和节目的安全性和共享的方便性得到了最大的保证，采用美国Microsoft公司的SQLServer数据库，从数据库结构上充分保障了数据库存储数据的安全性。

新增加的学生非编机，也必须使用统一数据库管理，以增加整个系统的安全性和数据共享。

3）网络带宽设计

整个网络系统采用千兆以太网技术，同时为网络的扩充留下足够的空间。

帧缓冲技术的应用，保障网络带宽抖动比较严重时可以通过改变缓冲区的大小避免上溢发生。

新增加的学生非编机，基于现有千兆以太网技术，实现灵活的网络扩容。

必须具备帧缓冲技术，保障网络稳定运行

4.互动教学设计

采用国际知名的多媒体教学管理软件NetOpSchool，软件界面为全中文界面，提供了完善的教学互动管理功能。

其主要功能如下：

Ø

全球最高销量的教室系统NetOpSchool是一个不可多得的世界级教学软件。

它是一套先进的教室示范及遥控系统，在欧美早已广泛使用。

它可运行于任何LAN及WAN上，把教师的电脑示范画面在各同学的电脑中显示，又可在教师的电脑观看各同学的画面，甚或遥控任何同学的画面，或把任一同学的画面向其他同学展示。

此系统的优点是功能强大而且操作简易，不需任何设定，每部机的安装只需一分钟即可启用。

使用这套教室系统，您不必顾虑教室灯光的明暗度。

而且对于学生而言，即便是坐在最后排和侧面的同学也可清晰地看到老师的电脑示范，同时能够更加集中注意力，专心听讲。

而且还有不少只有此软件才有的互动教学功能，均是昂贵的器材也不能提供的，如：

老师画面广播

可任意锁住全班学生机的键盘及鼠标,以便专心上课

所有学生计算机画面，同时可显示在老师机画面中

可分多组教学，而每组其中一位同学可成为小老师

能设立网上虚拟教室，透过互联网授课上课

图形接口，极易使用，可输入任何语文

全班同时关机或重新启动

档案同时分派及集体回收

强化了全班一起启动软件

摇控接管任何学员的计算机

文字/语音在线对话

标记粉笔

学生暗中求助、电子举手抢答

老师与学生同时使用一计算机等...