视频公开课中投影屏幕信息的拍摄的策略分析

　引言
　　国家精品课程的建设方兴未艾，大学视频公开课的建设就已如火如荼地展开了。上线不到半年，中国大学视频公开课这一新生事物就已吸引数百万人上网观看、学习，并得到高校主办单位和受众的一致青睐。通过对大量的已上线课程的观看、总结，笔者发现其画面信息大致雷同：最多呈现的教师镜头，偶尔穿插的学生镜头、教师与学生互动镜头或者PPT课件插图。这些信息与精品课程中教学录像的画面信息儿乎无异，只是受视频公开课制作技术条件的严格限制，视频成品质量比较好。
　　美国心理学家艾伯特·梅拉别恩实验研究出，信息的效果=7%的文字+38%的音调+55%的面部表情及动作。这里的面部表情及动作也即是我们所说的肢体语言，由此可以看出肢体语言在教学中的重要性。部分教师上课时喜欢用教鞭或者激光笔定位、移动鼠标光标、画线、手势指引当前讲解点，这就是“视觉注意引导信息”。“教师发出视觉注意引导信息第一个作用是增加所授信息点的刺激强度。……第二个作用是帮助学生从PPT画面上数量繁多的信息点中尽快找到所讲授的信息点。”我们知道，在实际课堂中，无论是教师的肢体语言还是其发出的视觉注意引导信息，都是整个教学过程必不可少的且是非常重要的教学信息。所以在制作视频公开课时不仅要传递教师的语言、板书或者PPT演示等教学信息，更要注重教师的肢体语言及视觉注意引导信息等教学信息的传递。
　　《精品视频公开课拍摄制作技术标准》在多媒体课件录制方而的规定是“在拍摄时应针对实际情况选择适当的拍摄方式，确保成片中的多媒体演示及板书完整、清晰”。但由于实际视频课程拍摄中遇到投影屏幕内容模糊、色彩暗淡等问题，大多制作者都避开直接拍摄出现的问题，采取图片插入法来展示讲义内容。即在后期剪辑中将PPT课件以图片的格式插入到视频里，并覆盖原视频。这种方式制作出的视频公开课的大部分画面是单独的教师形象，PPT讲义内容也是在某些节点以独立镜头出现且持续时间较短。在学习之初，教师形象的展示可消除学习者的陌生感，但是随着陌生感的消失，“在后面的教与学中，这一板块如果始终是教师的头像的话，对学习者来说已无太多信息可言”，学习者的关注点就转移到屏幕投影信息上来了。图片插入法可清晰地呈现PPT课件内容，但是在持续时间上满足不了学习者的观看需求。若插入时机与课堂节奏不配合，则令观众受惑。关键是由于PPT图片的覆盖，视频丢失了教师在讲解这些内容时的肢体语言，尤其对于课件中有图像、动画及视频等媒体的课程来说，用图片插入法因表达不出教师对这些内容做细节解释的视觉注意引导信息而显得比较蹩足。而且这种教师与课件内容分立的画面不符合学习者已有的学习习惯。
　　随着视频公开课制作技术的进步，图片插入法也有了不同的表现方式。不管是全屏插入PPT图片，或是在投影屏幕区域内插入（如南京航空航天大学的“物理与艺术”），还足小画面插入（如南开大学的“心理学与生活”），都存在缺失视觉注意引导信息或遮盖教师肢体语言的问题，都不是最佳的解决方案。如果我们解决了拍摄的缺陷，不仅能够清晰呈现PPT投影内容，还可以把教师的肢体语言、视觉注意引导信息等一并摄入，既节省了其他视频信号转换设备，又能表达真实完整的课堂。
　　一 摄像机直接拍摄存在缺陷的原因
　　现有的视频公开课的画面内容大多数是教师镜头，PPT课件内容以图片插入的方式呈现。从信息熵的角度来看，这种一成不变的视频形式很容易造成视觉疲劳，且限制了学习者的个性需求。针对这个问题，我们在设计视频公开课画面构图的时候，把教师与PPT投影屏幕收入一个画面，学习者既可以从教师的语言及肢体语言获得学习信息，又能从PPT投影屏幕观看教学内容，同时可以从教师发出的视觉注意引导信息迅速定位当前讲解内容，提高学习效率。但是要把教师和PPT投影屏幕摄入同一幅画面，就出现待摄物亮度反差过大的状况了。
　　我们知道摄像机在拍摄同幅画面既有教师又有投影屏幕时，摄像机往往无法拍摄出教师与投影屏幕信息兼顾清晰的画面。但是很多人都不知道为何会出现这种情况。
　　由于摄像机有一个曝光宽容度，也就是说，如果要清晰呈现较亮的物体，就必然会导致较暗的物体丢失细节；如果要呈现较暗的物体，较亮的部分则会丢失细节。所以同一个画幅内如果要呈现的物体在亮度上反差较大，将不能使这两种物体同时正常曝光。在“大学物理的生活震撼”视频公开课的拍摄中，我们选择的是普通的多媒体教室。该多媒体教室中的投影仪发出的光亮度很强，其发出的光投射到投影屏幕上产生漫反射，这种漫反射使得投影屏幕在摄像机中看起来像是一个发光体，也即是光源。由于光源本身是亮度非常强的物体，摄像机如果在自动条件下就需要尽量降低光圈和曝光度，来将光源纳入可呈现的范围，这样就会导致相对较暗的教师区域因曝光不足而变得更暗，影响画面质量。相反，如果要保持教师区域的亮度，必然要牺牲掉较亮的投影屏幕上物体的细节，这样拍出的效果是教师区域清晰明亮，但是PPT投影内容却是一片模糊，使学习者茫然。
　　如何拍摄出教师与PPT投影信息均曝光正常的视频，问题可以简化为如何降低被摄物的亮度反差。原则上可从两个途径进行改变：一是提高除PPT投影屏幕以外的区域，尤其是教师区域的灯光亮度，这就需要给教师区域补光；二是保持教师区域的亮度不变，降低PPT投影仪的亮度。第一种情况尝试在灯光条件好的录影棚拍摄，教师区域补足光线。这种条件下拍得的画面效果比较好，教师区域清晰明亮，但是PPT投影屏幕内容也只是隐约可见，字体比较大的汉字可以辨认，课件中的图像或者动画细节，比如线条、字母、符号等，都无法辨别。就本制作单位的设备及场地条件而言，这不是一个完善的方法。从操作的简约性及设备、技术的有限性等条件考虑，我们选择了后者。下面谈一下这个调整过程。
二 如何克服直接拍摄的缺陷
　　降低多媒体教室中教师与PPT投影屏幕的亮度反差不是一蹴而就的，需要很多个步骤的协同配合。在拍摄前对课件的用色设计，对投影仪亮度、对比度以及色温的调整，拍摄中对摄像机的手动操作和参数的调整，以及拍摄后通过AdobePremiere Pro CS4软件对视频亮度效果进行调节，经过这一系列的步骤，就能在拍摄设备及拍摄条件比较差的情况下制作出比较令人满意的视频画面。
　　1 拍摄前的准备
　　拍摄前的准备主要从两个方面入手：一是对课件的精心设计，二是对多媒体教室拍摄环境的科学布置。这是降低敦师区域与PPT投影区域亮度反差的关键一步。
　　同样的拍摄条件，不一样的课件内容，拍出来的效果截然不同。在制作课件时要先考虑到拍摄出来的效果。据经验，尽管在摄像机中白色背景和蓝色背景的PPT课件投影都反光，都看作光源的话，蓝色拍摄出来却清晰很多。常用的PPT课件背景与前景配色方案有白底黑字、黑底白字、监底白字以及蓝底黄字。为了降低反光强度，选择黑色或者深蓝色作为底色比较好。当然，如果PPT内容大多是图片、动画、视频等，背景色也可以没有这些局限，但在这些素材的背景色选择上也要遵循同样的规律。在工作中我们知道，利刖软件设置数据计算得出的图像一般是以黑色和深蓝色作为背景色的。我们以它为参照，在制作PPT内容的多媒体素材时把背景颜色设置为黑色或者深蓝色，一方面可以清晰呈现细节，另一方面在拍摄时它的光反射小。课件制作结束后再增加这些素材的亮度和对比度，这个操作可使在同等条件下拍摄出比调整亮度、对比度前更加清晰的效果。
　　在拍摄环境的布置中，以多媒体教室所有灯打开的亮度为基准，这是要满足教师和学生画面的亮度需要。然后调整投影仪的亮度与对比度，这是拍摄前至关重要的一步。有在不同多媒体教室拍摄经验的人知道，在投影仪亮度比较低的教室拍摄，能很好地兼顾教师与PPT投影的清晰度，这是教师区域与PPT投影屏幕区域的亮度反差小的缘故所致。但是在投影仪亮度比较高的多媒体教室拍摄出来的效果正如我们前面所提到的——教师与PPT投影不能兼顾清晰。这两者的对比给我们以启示，就是把投影仪的亮度调低，适当增加对比度（但不可太大，太大了屏幕亮度又会增大），适当提高色温，使投射出来的光线呈现清冷调而柔和一些。这个调整要与拍摄中的操作相配合，使PPT投影屏幕内容能够在摄像机里辨认出来为好。对投影仪参数的调整不可太过，否则会出现偏色，影响画面美观。
　　对投影仪亮度、对比度及色温等参数的调整要视投影仪和摄像机的具体情况而定，没有绝对的数值可以比照。拍摄前的准备做好以后，就可以着手进行拍摄了。
　　2 拍摄中的手动操作
　　在拍摄视频公开课时对摄像机的调整会直接影响视频的质量，我们知道原始视频是最重要的材料，所以拍摄方面万不可马虎。对摄像机使用自动功能还是手动功能以及参数的调整，都需要有大量的实际拍摄经验作支撑，从而达到理想的拍摄效果。
　　对于电视摄影来讲最基本的要求是曝光准确、焦点清晰。在视频公开课的拍摄中这两个基本要点也是影响拍摄效果的关键所在。拍摄视频课程的镜头内容比较单一，而且摇镜头速度要是缓慢的，推、拉镜头的频率也不是很高，这就意味着对焦的操作很简单。对焦可以使用自动对焦（AF）和手动对焦，自动对焦是对画面的中心位置对焦。我们在拍摄视频公开课时，由于投影屏幕面积较大，教师占据1/3的画面篇幅，剩余2/3的篇幅是投影屏幕，所以整个画面的对焦点就是位居中央那1/3面积的投影屏幕。但是在拍摄中如果使用自动对焦，会出现以下缺陷：镜头在移动或者被摄对象在移动，还有教师在PPT翻页时，甚至光强变化的时候，摄像机都会有一个跟踪对焦的过程。由于自动对焦速度跟不上，自动对焦系统无法快速识别场景，图像有一个从模糊到清晰的虚化过程。严重的甚至是在镜头移动结束后或是在PPT翻页完成后很久，摄像机一直都在自动对焦，PPT投影画面持续闪烁，更甚者全幅画面模糊。而且自动对焦有误差，即使是对同一主体对焦都有可能略为不同。这个自动对焦过程使视频错失部分教学信息，而且后期很难弥补。
　　曝光主要通过光圈的调整进行。光圈是摄像机在拍摄时需要进行调整的一个重要的参数，它通过调大或调小光圈孔径来增加或减少进光量，从而达到控制被摄物亮度的目的。光圈的操作有自动光圈调整和手动光圈调整。用自动光圈拍摄是摄像机根据被摄景物的亮度及时跟踪，以被摄景物的平均亮度来自动调整光圈大小，控制镜头的进光量，避免图像的亮处失去灰度层次和破坏彩色平衡，能适应一般条件下的景物亮度变化。但是“自动光圈很难适应同一画面中出现亮度反差过大的情况”。在拍摄中利用自动光圈的缺陷是：当被摄物的亮度发生变化时，光圈也随之改变其大小，这表现在视频上就是图像从明到暗来回过渡且比较明显，降低了画面的质量。在拍摄视频公开课时，由于聚焦点主要有两个，一个是教师，一个是PPT投影屏幕。PPT投影屏幕亮度比较大，要使得拍摄出的PPT内容清晰，摄像机就会自动调节光圈，以最亮部分为基准曝光，从而使得亮度相对较暗的教师区域丢失细节，因曝光不足而显得更暗。相反，如果以教师为中心进行曝光，那么PPT投影屏幕就拍摄不清晰，呈现白茫茫的一片。
　　要克服这两个缺陷，就要使用手动对焦（MF）和手动光圈。手动对焦打开，自动功能就变为关闭状态。我们可以手动设置对焦中心，这样在拍摄时视频画面从模糊到清晰的虚化过渡没有了，没有自动对焦，画面就不再闪烁。同样，手动光圈打开即关闭了自动光圈，拍摄就会以一个恒定的亮度进行，在摇、移镜头时不会出现忽暗忽亮的现象。拍摄时，以囊括教师和PPT投影屏幕的中景为基准，手动调节光圈，使教师与PPT投影屏幕均呈现正常亮度。这里有个小技巧，就是把摄像机先调整为自动光圈，以教师为聚焦点，观察教师区域亮度，记录此时的光圈F值。然后拨为手动光圈，调整光圈值为刚记下的自动光圈值，如果教师区域亮度不够，适当调大光圈，PPT投影内容大致可见即可，后期再做调整。此外，投射到摄像机CCD上的实际亮度还与焦距有关，“在一定的照度下，焦距长则亮度低，焦距短则亮度高。”在镜头焦距改变时，也要适当调节光圈大小来改变画面亮度。如不做调节，在推、拉镜头时，视频画面会有轻微的明暗过渡。　3 拍摄后的后期调整
　　与PS里的曲线原理相同，PR视频特效里的亮度曲线未作调整时是一个45度的直线，左下角代表视频中最暗的像素点，右上角代表视频中最亮的像素点。曲线图的横坐 标代表原亮度，纵坐标则代表调整后的亮度。所以把整条曲线往下拉，就是把整个视频的亮度同时降低了，这个跟亮度校正里的效果是一样的。亮度校正中的亮度是由一个数值体现的，原素材添加到PR里未作修改前其亮度值为0，如果要提高亮度，就向右拖动双箭头增加数值，降低亮度则向左拖动数值使之变为负数。但这些都是对画面整体亮度做调整。这意味着如果把PPT投影区域亮度降低的话，教师区域的亮度也跟着降低，这不是我们想要的效果。如果要做到只把亮度高的PPT投影区域内亮光部分的亮度降低，其他部分不变，那就要用到亮度曲线了。尽管在亮度校正效果中，可以在色调范围的下拉菜单中选择“高光”，因为PPT投影屏幕是高光部分，但是这个“高光”的范围是软件自定义的，比较笼统，在实际调整中并不是所有亮度的“高光”都需要降低。在亮度曲线中我们可以设置节点进行细微的调整，保留我们想要部分的亮度，降低需要降低部分的亮度。
　　简单了解这些，就可以在后期的视频处理中通过把高光部分的亮度调低来使PPT投影上的文字、图像、动画、视频等教学内容清晰地显现出来。亮度曲线的调整要视原视频的亮度而定，由于PPT投影中白色的部分是整个画面中最亮的部分，如果教师穿着白色的衣服，光照射到教师身上也会产生白色反光，那么降低白色亮度的同时这些人物身上反射的白光也会跟着变暗。这启示我们拍摄视频公开课时，教师最好不要穿纯白色的衣服。为了不致颜色失真，调节亮度曲线的时候要格外的细心和耐心。
　　后期制作上巧用心思，也可产生不一样的视觉效果。这种视觉效果在一定程度上可消除观众的视觉疲劳，吸引学习者继续学习。比如教师讲课中用到的视频，采用后期直接插入该视频的方式，声音依然采用教师的讲解声，但是在插入方式上稍做改变——视频的大小及出现点定位在拍摄的PPT投影中该视频的大小与位置，间隔一段时间后全屏居中，设置关键帧。这样产生的效果就是PPT中的视频慢慢放大并位移到画面中间位置，我们称之为定点入。插入视频的出点再设置为与定点入相反的定点出，即视频从全屏慢慢缩小至出现位置。这个小小的改变，就使得视觉效果大大不同了。还可以做出其他很多特殊效果，既不显花哨，又克服了单一的视觉效果，减少视觉疲劳，为整个视频课程增加亮点。
　　三 结语
　　目前，高端的设备与制作技术已经达到影视剧制作的标准，条件比较好的高校其实已经具备拍摄出教师与PPT投影兼顾清晰的能力，只是意识上还没有注意这些，依然采用后期插入图片的形式展示PPT内容。我校“大学物理的生活震撼”的拍摄条件比较差，但仍尝试在表达投影屏幕信息方面做出探索并取得了良好的效果。通过拍摄前对课件精心的用色设计以及课件与投影仪亮度、对比度的调整，降低教师区域与PPT投影屏幕区域的亮度反差；然后在拍摄中使用手动对焦和手动光圈拍摄课堂过程：最后在后期使用PR亮度曲线特效对亮度进行调整，使得最后的成品视频同幅画面内教师区域亮度正常，PPT投影屏幕内容呈现清晰。这一系列的处理使得直接拍摄出现的投影屏幕内容模糊不清的问题迎刃而解，保证了真实课堂信息的完整表达与传递。有意义的视频课程既要呈现完整的课堂信息，又要发挥技术优势呈现真实课堂中没有的信息，这种视频公开课才能吸引更多受众观看学习。传递真实完整的课堂信息的工作还需要进一步探究，而如何利用教育技术手段表达更多的教学信息，是我国视频公开课继续发展的关键所需，也是我们要努力的方向。
　　参考文献
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　　[2]陈永毅.视觉注意视野下教育视听资源构建模式的审视[J].电化教育研究，2012，（4）：65-74。
　　[3]关于启动2011年精品视频公开课建设工作的通知.精品视频公开课拍摄制作技术标准[Z].北京，2011
　　[4]黄立新.视频教学型网络课程的设计与开发[J].中国电化教育，2004，（24）：68-71
　　[5]摄像机光圈的应用[OL]
 

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