非编技术在微课后期编辑中的应用
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摘 要 微课是教师在授课过程中围绕重点、难点、或技能等单一教学任务进行教学的一种教学方式，具有目标明确、针对性强和教学时间短的特点。“微课”的核心组成内容是课堂教学视频，非线性编辑技术在微课制作中的应用使教学过程中的重点、难点能以生动活泼的视频、动画形式展现出来成为可能。
1 引言
2010年后，由于计算机图像图形技术的迅猛发展，非辑技术被全面应用于各类职业院校微课的后期制作，在标准非编环境中，除了能对教学镜头做基本的剪辑，还能加入多层合成等功能和数字特技动、画教学模型，这样非编系统成为微课制作者充分发挥想像力和创造力的利器。
总体上说，微课制作的非编辑技术包括下面4点：
（1）颜色和绘画的修饰：有对比度、亮度、色彩、色调、伽玛、 饱和度等校正；
（2）教学素材的编辑：含有拖放、滚动、剪切拖动、替换、覆盖以及插入等；
（3）教学短片特效的形成：含有几何变换、滤波效果、三维效果和运动效果等；
（4）讲解字幕的映入：含有3D 和2D 文字的重叠等。
下面，介绍非编平台的技术细节和工作流程， 简述非编平台及其硬软件系统。
2 非编技术及应用
第1步：教学素材的捕获：DC或DV将不同方位拍摄的教学素材作为3D模型参数输入到“图像模型”软件中，此软件会通过运算得到对象的多维立体结构；然后微课教师根据此框架制作出3D模型；3D模型创建完毕后，光学捕获模块将从现场拍摄的场景中提取出运动参数β输入到“匹配移动”软件中从而实现3D动画的效果；最终为了为了实现逼真的效果，使用玛雅软件对全部动画进行渲染。
第2步：微课片段的合成（使用苹果公司的“蛇” 后期制作软件）数字视频的合成是通过阿尔法通道来实现，主要包括以下几种技术。
2.1 Color key
Color key 把前景中的主题素材从环境色中取出，这个进程即为遮罩的生成过程。在遮罩上 素材里面每一个像素β=1 素材外面每一个像素β=0。 用β把前景和背景结合，在β=1处显示前景中的素材，在β=0 处显示背景， 最后形成把前景中的素材抠出和背景合成的效果。该方法已经应用与仿真课堂。
2.2 外键
取决素材的某一部分进行重合。这时把遮罩单另外保存为一个image文件，把此帧画面作用于任何两个素材之上，如果β 值在β=1 时显示一个素材；而当 β=0 时显示第二个素材。
2.3 抗混叠（Anti-aliasing）
通过使遮罩中素材边缘像素的β 值介于0和1之间，即生成-β 效果，在此之上像素介于0和1之间变化可消除colorkey里面被抠素材边界的不规则方块，或去掉外键中素材结合部的马赛克。
第3步：微课素材的剪切和教学特技的呈现使用Adobe 公司的premiere 等非编工具，实现对微课素材进行粘贴，剪切，复制，时间延长，冻结画面，等操作，在这个过程中，微课教师可以结合自己的实际情况插入视频特效。
第4步：字幕叠加及颜色校正，颜色校正也就是对微课素材的色度至进行纠正。字幕叠加有Hard方法和soft方式。soft字幕使用作图软件将字幕看成图形处理，生成带β键的BMP文件，把它插到编辑轨中对其中一层图像实施抠像贴图，实现字幕功能；硬件字幕包括图文帧和图形加速器两个部分组成，图形加速器主要用于对单个像素，专用像素和像素组等图形部件管理，它可以绘制各种类型的线段和图形。
第5步：微课的最后输出，现在非编辑软件全部在无损模式下进行进行理的，数据量巨大。所以，大部分非编软件都有输出压缩算法，把微课时评直接压缩为mp4、rmvb 等编码格式输出 从而大大降低了存储的数据量。
3.1 非编系统
最早的非编系统就是一个增强型的PC系统。它始建于2003年，它可以从任何一摄像机中取出一段素材放到磁带的任意一个位置上。随着计算机技术的不断发展，非辑设备的硬件平台也向不同的方向发展。
3.1.1 基于SGI平台的系统
进入21世纪后，超级（计算机）图形穿创新工作站成为非辑工作环境首选的计算机平台，不仅能够实施脱机剪辑，还能够实施即时剪切。即时剪辑要求能够随机生成特效，所以对中央处理器、内存、显示卡要求很高，但超级（计算机）图形穿创新工作站中央处理器处理能力较强：RAM容量达到8GB以上并配合使用用RAID，此外集成许多专用芯片和扩展插槽。
由于PC机性能价格比的不断提高，以及非编算法的不断进步，非编编辑板卡问世了，使高端的的苹果机和个人电脑都能很很容易地升级为非编编辑系统。2008年Rose 向公众演示了MC-2007可以即时编辑的非编系统，在某一台个人电脑的扩展槽中插一块非编卡就可以实现各种视频素材的后期编辑。同时期DFE公司也推出了带有双通道Fire1394接口的PVR-6700 集视频捕获、编码、回看功能为一体，配和使用Adobe 出品的非线性编辑软件Premiere 在普通的个人电脑上就能够完成几乎所有的非编任务。受限制于一个通道的非编编辑板卡包括最基本的视频捕获-编码-回看功能，特效、KEY、图文等处理全部由软件完成，所以之后慢慢的被双通道和多通道的非线性编辑系统所取代。Canopus公司的EDIUS 和西部数据公司的Digisuite 系列非线性编辑卡是目前比较有代表性的产品。可以提供充沛的即时硬件特效加速功能和通用的的I/O接口，所以，许多国内外企业基于这些板卡开发出了塔门的非编系统 ，慢慢形成了以本土研发非线编软件为主，和海外非线编硬件相结合的产品模式。 它制定了不依赖于计算机的介质流（Media Stream）BUS，其中movie-3 Bus效果最为突出，能够即时传输48路视频和8路音频的数据，对能够即时多层镜头和多音轨传输打下了基础。
3.2 系统软件
非辑平台的软件为非辑系统提供了用户图形交互接口，和internet传输控制功能， 还可以支持视频剪辑 ，文字解说引入、3D动画、视频特效、音频处理， 纹理填充等计算量巨大，但对实即时性要求不高的编辑工作。目前国内外的非线编辑软件按照功能可以将它们分为两大类：
3.2.1 专用型软件
基本上由非编硬件软件生产厂家根据各自所选择的非线编辑卡的特色而专门研发， 可以和板卡接驳，即时进行媒体流的捕获、输入和输出，而且由于可以对微课资料的所在的存储器进行即时控制，这样在编辑和读取这些素材时十分便捷。专用型软件是针对非线性编辑卡的属性而单独研发的，它们可以直接调用非线性卡内已经设置好的硬件特效或专门的特效卡内的硬件特效，而形成实时特效或即时生成的特效，从而大大加提高了微课程后期的编辑效率。现在EDius和Adobe公司研制的系列非线性编辑软件都是基于其数字非线性加速器硬件子系统开发的，都是具有代表性的非线性编辑软件。
3.2.2 通用型软件
把第三方软件也就是该非编硬件平台生产商以外的非线性软件企业出品的软件称为通用型软件。这种类型的软件一般不能直接和非性编辑板卡接驳实现视频数据的捕获和处理，但能够对已存入了RAID的微课程资料进行加工，处理和编辑，或者制作自己的2D或3D素材再和那些视频素材合成，最后由输入输出插件输出。这些软件的种类很多，功能也非常丰富，可作为非线性编辑系统的扩展和补充。期中最有名的就是Adobe公司的Premiere和Canopus公司的EDIUS。
作者单位
武汉职业技术学院 湖北省武汉市 430000