一种课堂内容实时直播方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及教育软件领域，且特别涉及一种课堂内容实时直播方法及系统。
【背景技术】
[0002] 随着信息技术迅速发展，特别是从互联网到移动互联网，创造了跨时空的生活、工 作和学习方式，使知识获取的方式发生了根本变化。教与学可以不受时间、空间和地点条件 的限制，知识获取渠道灵活与多样化。
[0003] 远程教育是学生与教师、学生与教育组织之间主要采取多种媒体方式进行系统教 学和通信联系的教育形式，是将课程传送给校园外的一处或多处学生的教育。现代远程教 育则是指通过音频、视频（直播或录像）以及包括实时和非实时在内的计算机技术把课程 传送到校园外的教育。现代远程教育是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方 式。计算机技术、多媒体技术、通信技术的发展，特别是互联网的迅猛发展，使远程教育的手 段有了质的飞跃，成为高新技术条件下的远程教育。现代远程教育是以现代远程教育手段 为主，兼容面授、函授和自学等传统教学形式，多种媒体优化组合的教育方式。
[0004] 在目前的远程教育相关系统中，对于虚拟课堂直播的解决方案通常是将整个虚拟 课堂的音视频内容在本地或者服务端使用摄影录音装置进行实时视频拍摄，同时实时同步 传输给其他客户端的方式来实现的。
[0005] 视频文件作为课堂直播的形式，存在着几个明显的缺点：
[0006] 1.文件过大：视频是高数据量和计算量要求的呈现形式，对于存储的开销很大。 无论在本地或者服务器上，上课次数越多，上课时间越长，对本地存储或网络流量会相应有 更大的开销，而且这种情况对于移动设备而言会更加明显。
[0007] 2.屏幕适配性差，举例来说，一个按照1080P标准进行采集的虚拟课堂视频直播， 在PC或者电视上播放时，效果会很好，但是在4:3的显示设备或者平板、手机等小屏幕设备 上播放时，效果就差强人意了。
[0008] 3.版权保护风险，无论何种视频文件，作为一个独立的文件形式数据，相比于其他 私有型数据而言，要更加容易传播和侵权。在远程教育情境下，教育机构或教师对于上课过 程是否公开或可传播都有不同的考量，而视频文件的保密性不能覆盖这些不同的需求。
【发明内容】
[0009] 本发明提出一种课堂内容实时直播方法及系统，能够将教师及学生端的音视频数 据、上课素材数据及操作数据分别独立传输，上课素材数据独立加载，上课操作指令采用脚 本形式与音视频流数据分离，对下载带宽要求较低并且有效提高了播放的流畅性。
[0010] 为了达到上述目的，本发明提出一种课堂内容实时直播的方法，包括下列步骤：
[0011] 获取服务端配置数据并初始化客户端，所述客户端包括教师客户端和学生客户 端；
[0012] 获取课程开始时间并开始课程直播；
[0013] 获取教师客户端显示数据并同步给其他学生客户端；
[0014]根据教师客户端或授权学生客户端的请求开始或停止获取音视频数据；
[0015]将获取的音视频数据实时传输给其他客户端；
[0016] 获取教师客户端及授权学生客户端操作数据并实时传输给其他客户端；
[0017] 获取客户端输入的聊天记录数据并实时传输给其他客户端；
[0018] 获取课程结束时间并结束课程直播。
[0019]进一步的，若教师在上课开始时间之前登陆教师客户端并进入课堂，那么直播的 课程开始时间为该课堂的开始时间；若教师在上课开始时间之后登陆教师客户端并进入课 堂，那么直播的课程开始时间为教师登陆时间。
[0020] 进一步的，若教师在上课结束时间之前结束上课并且离开课堂，那么直播的课程 结束时间为该堂课的结束时间；若教师在上课结束时间之后依然继续上课，那么直播的课 程结束时间为教师下线并且5分钟之内未登陆课堂的时间。
[0021] 进一步的，所述服务端配置数据包括：课堂ID、角色类型及数量、角色ID、角色的 音视频播放状态和系统时间。
[0022] 进一步的，所述获取音视频数据的步骤包括：教师客户端或授权学生端向服务端 发起音视频连接，连接成功后所述教师客户端或授权学生端生成信令数据并发送给所述服 务端，所述服务端收到信令数据后请求音视频直播服务开始获取音视频流数据；当教师客 户端或授权学生端结束音视频直播时，所述教师客户端或授权学生端向服务端发起关闭音 视频操作，并生成信令数据发送给服务端，所述服务端收到信令数据后请求音视频直播服 务停止获取音视频流数据。
[0023]进一步的，所述信令数据为根据客户端的角色类型、角色ID和客户端当前时间生 产的rtmp串数据。
[0024]进一步的，所述音视频直播服务通过RTMP流抓取模块获取音视频流数据。
[0025]进一步的，所述获取音视频数据的步骤还包括：所述服务端收到信令数据后请求 音视频录制服务开始或停止录制从所述音视频直播服务获取音视频流数据，录制结束后将 录制的音视频流数据生成flv或mp4文件同时添加课程ID并传输到数据存储端保存。
[0026]进一步的，所述教师客户端显示数据包括：教师打开的黑板或者课件信息，所述黑 板信息包括黑板位置信息、切换黑板及相关操作数据，所述课件信息包括教师打开课件的 文件地址以及开启、关闭及相关操作数据。
[0027]进一步的，所述教师客户端显示数据还包括多媒体数据，所述多媒体数据包括教 师开启音视频的文件地址以及开启、关闭及相关操作数据。
[0028]进一步的，所述教师客户端的操作数据包括：黑板操作数据、课件操作数据、点名 或要求学生发言，其中，所述黑板操作数据包括教师在黑板上描绘的数据与清理黑板的操 作数据，其位于黑板上层的描绘层，所述课件操作数据包括教师在课件上的描绘数据以及 翻页的操作数据，其位于课件上层的描绘层，所述授权学生客户端的操作数据包括：签到、 提问或授权发言。
[0029]进一步的，所述教师客户端或授权学生客户端将所述操作数据结合消息信令类型 生成结构化数据并发送给服务端，所述服务端将所述结构化数据重新解析为操作数据，所 述服务端再将所述操作数据封装成广播结构化数据并转发给其他客户端。
[0030] 进一步的，所述结构化数据包括操作类型、操作数据、位置信息和消息信令类型。
[0031] 进一步的，其他客户端接收到广播结构化数据后将其解析为操作数据，并将黑板 操作数据或课件操作数据绘制到黑板或课件上层的描绘层，将点名签到、要求学生发言、提 问或授权发言数据发送到交互服务处理。
[0032] 进一步的，所述服务端将解析后的操作数据添加该数据的触发时间信息和课程ID 后传输到数据存储端保存。
[0033] 为了达到上述目的，本发明还提出一种课堂内容实时直播系统，包括：服务端、教 师客户端、学生客户端和数据存储端，所述教师客户端或授权学生端获取课堂数据后发送 给服务端处理，所述服务端将处理后的课堂数据转发到其他客户端，同时将课堂数据发送 到数据存储端并添加课程ID后保存。
[0034] 进一步的，所述课堂数据包括课程开始时间、课程结束时间、音视频数据、服务器 配置数据、教师客户端显示数据、教师客户端和授权学生客户端操作数据、课堂内聊天记 录。
[0035] 进一步的，所述服务端配置数据包括：课堂ID、角色类型及数量、角色ID、角色的 音视频播放状态和系统时间。
[0036] 进一步的，所述服务端包括实时上课服务端、数据服务端和录像课程服务端，其 中，所述实时上课服务端用于获取课堂数据，所述数据服务端用于提供课件数据服务及音 视频数据服务，所述录像课程服务端用于录像回放服务。
[0037] 进一步的，所述实时上课服务端包括授课信令服务模块、录像脚本保存服务模块 和音视频录制服务模块，其中，所述授课信令服务模块用于获取教师客户端或授权学生客 户端的信令数据，并