軟件項目策劃書解讀

1、“粉筆殺手”項目策劃書用智能手機實現(xiàn)視頻展示臺西安郵電大學計算機學院“軟件之翼”創(chuàng)新團隊2014年12月2日星期二1. 項目概述在多媒體教室進行教學時，盡管可以通過 PC機和投影儀來演示大部分的授 課內(nèi)容，但教師進行推理性教學時還需要在黑板上板書，或者需要臨時板書或 者畫圖解釋PPT演示的內(nèi)容。黑板板書最大的問題就是造成教室內(nèi)粉筆灰污染， 給師生健康造成潛在的危害。同時粉筆的消耗也增加了教學成本。本項目的試圖利用現(xiàn)代智能手機的攝像頭解決粉筆灰污染問題。解決途徑是 讓教師在白紙上使用中性筆或者鋼筆書寫，通過手機攝像頭對教師的書寫攝像 并實時傳輸?shù)浇淌抑械腜C機，再通過投影儀進行顯示。本項目的目標

2、是利用智能手機的攝像頭實現(xiàn)視頻展示臺( Visual Presente) 的功能。由于利用了智能手機中現(xiàn)有的攝像頭，本項目組的主要任務(wù)是開發(fā)出 An droid手機上攝像和實時傳輸視頻信息至 PC機的手機應(yīng)用App ；并在PC機 上開發(fā)出接收視頻并播放視頻的應(yīng)用程序。本項目計劃的活動包括：上述 An droid手機上的應(yīng)用開發(fā)和PC機上的應(yīng)用 開發(fā)；將應(yīng)用上傳到百度軟件中心和其他應(yīng)用商店供用戶下載；如果時間允許， 還考慮做應(yīng)用推廣工作。預(yù)計的成果就是上述的應(yīng)用軟件，能有效解決粉筆灰污染問題。由于現(xiàn)在智 能手機普及程度相當高，教師應(yīng)用該系統(tǒng)就沒有硬件限制。我們將盡量優(yōu)化系 統(tǒng)，使得該系統(tǒng)簡單易用

3、。當用戶數(shù)量達到一定規(guī)模后，還可以考慮嵌入廣告 獲得收益。我們項目組開發(fā)的手機應(yīng)用和 PC機上的應(yīng)用軟件還有可能形成軟 件著作權(quán)。2. 項目的研究目的及意義(1) 項目的必要性、目的及意義傳統(tǒng)的黑板加粉筆的課堂教學方式有如下的弊病：黑板信息容量小，老師板書的內(nèi)容有限；擦黑板耗費時間，影響教學進 度。學生們忙于記筆記，不能集中注意力理解課堂內(nèi)容，聽課效率低下。 最嚴重的是，擦黑板時所產(chǎn)生的大量粉塵直接危害了師生的身體健康。 為了克服上述弊病，人們一直在探索取代黑板加粉筆的新模式，例如白 板加白板筆方式。令人遺憾的是：白板方式不但成本明顯高于黑板，而且市 場上大部分白板筆散發(fā)出令人惡心的刺鼻氣味。

4、這是由于白板筆墨水生產(chǎn)廠 家因技術(shù)或成本問題，通常會加入部分低毒性的苯類、醇類有機溶劑，所以 聞起來有股刺鼻臭味。長期使用此類墨水，師生會吸入低毒性有機溶劑，對 呼吸道有一定危害。擦除白板上的字跡還是會浪費時間，學生還是忙于記筆 記。近些年交互式電子白板的出現(xiàn)，是對沿襲已久的“黑板 +粉筆+板擦”三 位一體”的教學模式的一場革命性突破，順應(yīng)了信息化發(fā)展的趨勢。交互式 電子白板作為一種功能強大的高科技教學工具，它整合了現(xiàn)代多媒體教學的 優(yōu)勢，又保持了傳統(tǒng)的普通黑板的優(yōu)點，豐富了課堂教學方式，提高了課堂 教學效率，為教師提供了一個便捷的信息化教學平臺。但是，電子白板價格 昂貴，目前大部分的中國學校

5、不能接受。我們的項目專注于解決多媒體教室中粉筆灰的污染問題。我們的方案是 利用現(xiàn)有的資源，讓教師在白紙上使用中性筆或者鋼筆書寫，通過手機攝像 頭對教師的書寫攝像并實時傳輸?shù)浇淌抑械?PC機，再通過投影儀進行顯示。 既可以利用無線 WiFi傳輸視頻，也可以采用USB連線傳輸。我們的方案不但可以完全克服黑板加粉筆的方式弊病，而且還可以降低日常教學成本。(2) 項目主要內(nèi)容、技術(shù)水平及應(yīng)用范圍將教學過程中教師書寫的內(nèi)容攝像，再使用大屏幕電視或者投影儀進行 顯示，完全可以替代傳統(tǒng)的黑板加粉筆的方式。其實攝像方式在30多年前都有應(yīng)用，但是由于成本高昂，只有極少數(shù)學校在使用。本項目巧妙地利用了 現(xiàn)代智能手

6、機中的攝像頭、多媒體教室中現(xiàn)有的 PC機和投影機，不需要增 加額外的硬件開銷。通過手機攝像頭對教師的書寫的內(nèi)容攝像并實時傳輸?shù)?教室中的PC機，再通過投影儀進行顯示，并且可以在 PC機上保存教學錄像。本項目完全采用現(xiàn)有的成熟技術(shù)，來實現(xiàn)課堂教學內(nèi)容的播放和錄制。 我們需要開發(fā)手機端攝像和傳輸視頻的應(yīng)用軟件，同時需要開發(fā)PC端接收視頻和播放視頻、錄制視頻的應(yīng)用軟件。凡是有PC機和投影儀的多媒體教室都可以采用，本系統(tǒng)可以廣泛應(yīng)用 于全國的大、中、小學的多媒體教室。(3) 實施該項目所具備的基礎(chǔ)、優(yōu)勢和風險現(xiàn)在國內(nèi)很多學校的教室都有多媒體教室，有的高端配置的多媒體教室 還有1個視頻展臺和1臺網(wǎng)絡(luò)攝像

7、機。實際上本項目的目標類似于視頻展臺 和網(wǎng)絡(luò)攝像機實現(xiàn)的功能。但是，大部分學校的多媒體教室都沒有配備視頻 展臺和網(wǎng)絡(luò)攝像機。一般的多媒體教室只有 PC機、大屏幕、投影機、音響 等設(shè)備。關(guān)于我國學校里的多媒體教室的普及程度缺少具體的數(shù)字，但是從 我們接觸到的大、中、小學的情況來看，多媒體教室還是常見的。幾乎所有 的多媒體教室中除了大屏幕，還有傳統(tǒng)黑板。實施本項目只需智能手機和多媒體教室中的 PC機、大屏幕和投影機。 現(xiàn)在智能手機普及率很高，在我們學校幾乎人手一機。本項目的硬件基礎(chǔ)已 經(jīng)完全具備，現(xiàn)在只需要開發(fā)所需的應(yīng)用軟件。實施本項目的最大優(yōu)勢是避免了粉筆灰污染，保護了教室環(huán)境和師生的身體健康。

8、除此之外，還有下列優(yōu)勢：教師可以節(jié)省擦黑板的時間，提高課堂教學效率。教師在書寫教學內(nèi)容時可以面對學生，有利于師生交互，及時看到 學生的反應(yīng)，有助于提高教學質(zhì)量?？梢砸曨l展示實物，例如嵌入式系統(tǒng)開發(fā)板，電子元器件等。教學過程可以輕松保存成教學錄像發(fā)給學生，學生不再忙于做課堂 筆記，提高了聽課效率。教師之間也可以相互交流和研究教學錄像，共同提高教學水平。實施本項目的主要風險可能有：智能手機電池的續(xù)航能力不夠，導(dǎo)致教師不愿采用手機攝像。其實 這個問題也好解決，在多媒體教室配備一根 USB連線，通過PC機 的USB端口就可以給手機供電。在攝像過程中可能有電話呼入，可以事先將手機設(shè)置成靜音狀態(tài)。 年齡大

9、的老教師使用黑板幾十年了，已經(jīng)習慣粉筆加黑板的方式， 不愿使用手機攝像。這種教學方式完全取代了粉筆和黑板，損害了粉筆和黑板廠商的利 益，可能會引發(fā)利益沖突和矛盾。導(dǎo)致粉筆工廠倒閉，工人失業(yè)。這需要社會提供失業(yè)保險，還需要政府的相關(guān)部門積極疏導(dǎo)，鼓勵 創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，讓失業(yè)工人盡快找到新工作。3. 項目目標本項目的目標是利用智能手機的攝像頭實現(xiàn)視頻展示臺的功能。視頻展示臺(Visual Presente)是國內(nèi)、外通行的一個正式名稱，在中國市 場，有時也被叫做實物展示臺、實物演示儀、實物投影機、實物投影儀等，在國 外市場還被稱作文本攝像機(Document Camera從功能上可以給視頻展示臺下 這樣

10、一個定義：視頻展示臺是通過 CCD攝像機以光電轉(zhuǎn)換技術(shù)為基礎(chǔ)，將實物、 文稿、圖片、過程等信息轉(zhuǎn)換為圖像信號輸出在投影機、監(jiān)視器等顯示設(shè)備上 展示出來的一種演示設(shè)備。專業(yè)的視頻展示臺價格昂貴，大部分學校不能接受其作為多媒體教室的基 本配置。一般的專業(yè)的視頻展示臺體積較大，不易攜帶，也不便保管。利用智能手機中的攝像頭實現(xiàn)視頻展示臺的功能。主要工作是開發(fā)出應(yīng)用 軟件。我們將在2015年3月30日前完成開發(fā)An droid手機上攝像和實時傳輸 視頻信息至PC機的手機應(yīng)用App;并在PC機上開發(fā)出接收視頻并播放視頻的 應(yīng)用程序。本項目應(yīng)用軟件的主要性能要求如下：智能手機端的應(yīng)用App能流暢運行在An

11、droid 2.3以上的手機。PC端的應(yīng)用程序能穩(wěn)定運行在微軟 WindowXP、Windows7和Windows 8平臺上。應(yīng)用界面友好，簡單便于操作，做到用戶無需培訓(xùn)即會操作。4. 技術(shù)論證本系統(tǒng)實現(xiàn)所需要的硬件設(shè)備包括：移動終端：An droid智能手機，手機支持100W象素的攝像頭，內(nèi)置 WiFi。PC機：WindowXP Windows 7 或 Windows 8 操作系統(tǒng)，1G 以上 RAM 連 入局域網(wǎng)。本項目將用到下列開發(fā)工具：(1) 手機端App應(yīng)用軟件開發(fā)工具An droid 平臺：Java 集成開發(fā)工具 Eclipse、JDK An droid-SDK、An droidN

12、DK、An droid 模擬器等。開發(fā)環(huán)境：JDK An droid NDK,Eclipse.(2) PC端應(yīng)用軟件開發(fā)工具Microsoft Visual Studio 2013集成開發(fā)環(huán)境。An droid手機端App的主要功能包括：1、錄制視頻 MediaRecorder2、LocalSocket發(fā)送本地流3、H.264 編碼4、RTP打包5、UDPg送An droid端視頻采集使用An droid多媒體系統(tǒng)中提供的MediaRecorder、AudioRecorder , Camera類，直接獲取原始的視頻數(shù)據(jù)并存入緩沖區(qū)，并采用 H.264編碼技術(shù)對緩存數(shù)據(jù)進行編碼，然后調(diào)用 RTP

13、數(shù)據(jù)封裝模塊將編碼后的 數(shù)據(jù)進行RTP打包處理。采集端有多個任務(wù)包括（系統(tǒng)程序和設(shè)備調(diào)用、視頻數(shù) 據(jù)采集、視頻編碼、RTP數(shù)據(jù)包封裝）多任務(wù)之間并發(fā)進行。視頻采集線程負責不斷從攝像頭獲取視頻數(shù)據(jù)流，然后發(fā)送給視頻編碼線 程，編碼線程完成后，發(fā)送到 RTP數(shù)據(jù)封裝線程中，RTP數(shù)據(jù)封裝線程不斷從 視頻線程獲取數(shù)據(jù)，發(fā)送給本地 Socket和Socket Server，由本地Socket通 過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到PC端。手機應(yīng)用App與PC端應(yīng)用的通信模型如下圖所示：視頻播放視頻采集RTP包UDP數(shù)據(jù)報議視頻采集UDP數(shù)據(jù)報網(wǎng)絡(luò)層IP數(shù)據(jù)報物理層字節(jié) 流網(wǎng)絡(luò)層IP數(shù) 據(jù)報物理層字節(jié) 流IP協(xié)議無線網(wǎng)絡(luò)圖

14、1手機應(yīng)用App與PC端應(yīng)用的通信模型PC端服務(wù)器主要功能包括:1、UDP接收2、RTP接收3、H.264 解碼4、播放5、視頻錄制（保存為視頻文件，供以后使用）PC機端應(yīng)用程序主要完成視頻流的接收和播放，也具有多個任務(wù)同時并發(fā) 執(zhí)行的特點。具體的流程圖如下所示：初始化RTP接收線程啟動是結(jié)束所有線程解碼播放線程 啟動是否結(jié)束退出圖2 PC端應(yīng)用程序執(zhí)行流程5. 可行性論證利用智能手機中的攝像頭實現(xiàn)視頻展示臺的功能。主要工作是開發(fā)出應(yīng)用軟件。該項目由三個人完成，兩個人負責 An droid手機端App的開發(fā)，一人負責PC端應(yīng)用軟件的開發(fā)。我們小組現(xiàn)有3臺筆記本電腦，3臺An droid手機。已

15、經(jīng)下載了集成開發(fā) 工具 Eclipse、JDK An droid-SDK、An droid NDK、An droid 模擬器等。我們將 于微軟陜西創(chuàng)新中心取得聯(lián)系，免費獲得 Microsoft Visual Studio 2013集成 開發(fā)工具。我們將按照下列進度實現(xiàn)本項目的目標：表1項目開發(fā)進度表時間任務(wù)2014年11月28日至2014年12月8日完成項目策劃書；并米用系統(tǒng)集成方式實現(xiàn) 一個視頻展示臺的原型系統(tǒng)。我們項目組已 經(jīng)采用環(huán)宇飛揚（北京）數(shù)碼科技有限公司 生產(chǎn)的環(huán)宇飛揚（UniFly）灰太狼V8攝像 頭和天津市中格科技有限公司開發(fā)的攝像 頭錄像大師10.50版（家庭免費版）實現(xiàn)了

16、視頻展示臺的原型。2014年12月8日至2015年3月15日完成An droid手機上攝像和實時傳輸視頻信 息至PC機的手機應(yīng)用App開發(fā)；并在PC 機上開發(fā)出接收視頻并播放視頻的應(yīng)用程序。2015年3月16日至2015年7月10日在西安郵電大學內(nèi)部試用，收集用戶意見， 對系統(tǒng)進行維護、改進。與學校多媒體教室 管理部門協(xié)商，在多媒體教室的 PC機上安 裝部署“粉筆殺手”的應(yīng)用軟件。并給多媒 體教室配備手機支架，以便攝像時使用。期 間通過西安郵電大學微信公眾號宣傳該應(yīng)用 軟件并與本校教師交流。2015年7月15日將應(yīng)用上傳到百度軟件中心和其他應(yīng)用 商店供用戶下載。6.創(chuàng)新性通過百度、Google

17、搜搜和必應(yīng)等搜索引擎搜索，沒有發(fā)現(xiàn)通過智能手機實 現(xiàn)視頻展示臺的方案或者相關(guān)應(yīng)用。巧妙利用智能手機的攝像頭來實現(xiàn)視頻展 示是本項目的主要創(chuàng)新點。由于智能手機普及率相當高，我校師生幾乎人人具備。本項目的推廣使用 不存在硬件上的障礙。只是有些教師使用蘋果手機或者Win dows Phone,我們后續(xù)將繼續(xù)開發(fā)支持iOS和Windows Phone版本的手機應(yīng)用。本項目的形成的產(chǎn)品能有效解決多媒體教室中粉筆灰污染問題，并能提高 教學效率和質(zhì)量。同時也實現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保，具有可持續(xù)開發(fā)的價值。7.市場分析我們項目組開發(fā)的手機應(yīng)用和PC端的“粉筆殺手”應(yīng)用能夠形成產(chǎn)品，競 爭對手就是專業(yè)的視頻展示臺生產(chǎn)廠家

18、。從目前的情況來看，為多媒體教室購 置專業(yè)的視頻展示臺只有極少數(shù)經(jīng)濟實力雄厚的學校，大部分學校都沒有購置?！胺酃P殺手”與市場現(xiàn)有同類設(shè)備的比較：表2 “粉筆殺手”與視頻展臺的比較性能參數(shù)名稱粉筆殺手視頻展臺價格費用基本為01000元以上（根據(jù)清晰度等條 件不等）體積手機大小一臺PC的大小清晰度高，基本在300W象素以上（與手機攝像頭相關(guān)）視價格而定，通常在100W象素左右便攜度方便不方便，笨重不便于放置其他不牽扯硬件損壞修復(fù)問題硬件損壞修復(fù)較難從表格可以看出，“粉筆殺手”符合了現(xiàn)代人們的生活習慣、生活理念一 簡潔、快捷、高效；“粉筆殺手”相比于使用粉筆而言，對人體不會造成健康 危害。相比之下，“粉筆殺手”有著非常好的市場潛力。我們可以將應(yīng)用軟件提交到應(yīng)用商店或者百度軟件中心供廣大教師免費下 載使用，當下載量超過1萬次以上，就開始嵌入廣告。通過廣告獲得收益。8.預(yù)期成果、知識產(chǎn)權(quán)形成及經(jīng)濟、社會效益我們項目組開發(fā)的手機應(yīng)用和pc機上的“粉筆殺手”應(yīng)用軟件都有可能 形成軟件著作權(quán)?！胺酃P殺手”應(yīng)用軟件滿足節(jié)省環(huán)保的要求