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特别报道|国外这家大学如何将视听技术应用到牙科教学中

特别报道|国外这家大学如何将视听技术应用到牙科教学中

来源：PAA 微信分享
引言

Richard Lawn探索了一个非传统的视听集成领域，在该领域里，精心设计的视听系统正发挥着越来越重要的作用。

专业音视频（AV）集成早已打破了昔日泾渭分明的行业边界，在交通、博物馆、企业、教育、医疗等细分领域，基于标准模块的定制化产品，已逐渐让位于完全量身打造的解决方案。随着越来越多的软件和网络解决方案的涌现，这些界限逐渐进一步消融，音视频技术如今已渗透到一些难以被简单归类的实际应用场景中。从拉筹伯大学（LTU）位于本迪戈的区域校区的案例中，我们可以窥见音视频顾问在满足客户需求方面能做到何等深入的程度。

有志于在澳大利亚偏远地区执业的牙科专业学生，会就读于维多利亚州的拉筹伯大学本迪戈校区（LTU Bendigo）。该校区距离墨尔本约两小时车程。学生在完成基础科学和公共卫生相关课程后，便可进入临床模拟实验室进行牙科实践。这些课程旨在为学生未来在牙科诊所、社区卫生中心、医院和原住民健康机构的职业生涯做好准备。

拉筹伯大学所有教育临床空间的升级改造从谢珀顿校区开始。设计规划蓝图显示，本迪戈主校区现有的口腔保健诊所将被改造成护理和助产教学设施。因此，新建的专用牙科教学设施需要采用最先进的视听技术来满足学生的学习需求。拉筹伯大学的视听项目经理Adriano Salutari清楚地认识到自己需要经验丰富的专业人士的协助，由于UT咨询公司（UT Consulting）和Citadel在提案中展示出丰富经验，他们分别被任命为视听顾问和视听系统集成商。

张开嘴——每个舱室都配备了一个用于牙科练习的假人头部

“牙科和口腔健康所用的视听系统包含一些非常独特的组件，使其有别于其他教学设施中的视听系统，”Salutari解释道。“规划中的牙科教学环境需要采用最新且面向未来的视听实践、技术和系统。我过去曾与UT咨询公司的Daniel Knoche在多个拉筹伯大学的多个项目中合作，由于我们深谙彼此的工作方式，我对他的专业能力充满信心。”

正是牙科治疗意外地将UT咨询公司的合伙人兼教育部门负责人Knoche带入了视听技术的世界。“当时我正在拔智齿，无法进行训练或打板球，所以我的学校让我为本地电视台的一档节目提供视听技术支持，”他回忆道。“毕业后，我在精英体育领域工作了12年。我曾在澳大利亚橄榄球联盟（AFL）的四家不同的俱乐部任职，然后在一家广播公司从事数据统计工作，之后才进入医疗保健、教育和咨询行业。这些不同的工作经历帮助我更好地理解如何解读客户的需求。”

每只音箱都配备定制的水平垂直安装支架

为澳大利亚橄榄球联盟的卡尔顿（Carlton）、布里斯班 (Brisbane)、圣基尔达（St Kilda）和埃森登（Essendon）等俱乐部工作的经历对Knoche来说大有裨益，帮助他将客户的视听需求转化为实际的解决方案。Knoche曾指导工作人员和球员运用视频和计算机技术，以提高训练和比赛的效率和能力。他还需要将场上的统计数据整理成工作人员和球员都能理解的格式进行分析。

UT咨询公司于2023年6月被任命负责该项目后，Knoche希望更深入地了解教学人员的需求：“视听系统必须能够提升教育工作者的工作效率，使他们能够以最高效的方式传授知识。在与客户进行初步沟通后，我们与建筑师、教育工作者和教师举办了两次研讨会，对流程进行了梳理。我们需要的是一份突出功能需求的方案，而不是技术组件和规格清单。通常，学术需求很难直接转化为视听技术语言。”

这处综合教学设施包括一个平面教室、若干会议室、口腔修复室、临床前技能训练室和牙科诊室。其中临床前技能训练室设有86个独立实训舱，每个实训舱都配备了牙科器械、仿真人头模型、无影灯、可调节治疗椅、漱口水槽以及连接到本地电脑的显示屏。该空间可以分成三个区域，两侧分区设有固定的教学点。由于空间较大， 教学内容会从教学点传输到每个学生的独立显示器上，学生可以在各自的实训舱对仿真人头模型进行牙科操作练习。

全球牙科设备供应商Henry Schein受委托为拉筹伯大学的新学院设计并安装教学产品和器械。“在Henry Schein团队提供的牙科基础设施周围安装视听设备需要非常精细的集成方案，”Salutari继续说道。“每个实训舱都配备全套牙科诊所标准器械，不仅包括液压系统和活动部件，还有供水、排水和抽吸管道系统。Henry Schein出品的牙科教学产品非常出色，但精密集成的视听技术彻底提升了我们设施的现代化水平。”

面对这一复杂挑战，Citadel采取了分阶段建造模拟实训舱的方案。在主框架搭建完成后，工程团队依次进行电气工程、液压系统、电力、数据、管道和视听设备的安装。“在为一个实训舱安装视听设备的同时，Citadel公司也在同步进行下一个实训舱的安装工作，”Salutari回忆道。“待视听系统调试完毕且计算机完成预编程后，整体安装即告完成。临床前技能训练室的施工过程需要与总承包商进行极为精细的协调，因此我们对Citadel公司的工作表示由衷的赞赏。”

Citadel公司通过分阶段施工的方式，确保拉筹伯大学对项目推进过程全程保持放心。“供水点必须依据牙科治疗椅的位置精准安装，容差不得超过5毫米，”Knoche解释道。“连接86个实训舱的布线网络必须避开供排管道和其他管线。此外，每个工位都必须安装用于控制屏幕的视频解码器，所有解码器必须在系统调试前完成标识、接线与编程。”

86个实训舱的其中一个

在每个实训工位，学生登录个人学习管理系统（LMS），熟悉当天的学习任务。教师则使用安装在教学点的可视化设备或电脑进行目标讲解。教学演示舱配备了两台专用摄像机。首先，学生可以通过嵌入在教学舱无影灯中的Solana视觉摄像头观察患者的口腔。其次，作为教学工具包的一部分，连接到器械上的微型Samia口内摄像头可以突出显示人体仿真口腔中的特定细节。领夹式麦克风则提供音频传输。

为了进行更全面的视觉演示，Q-SYS NC系列PTZ摄像机精准覆盖每个教学区域。如果学生分组进行不同的实操训练，视频信号可以传输到每个显示器或指定区域的实训舱，教师团队每节课可以同时开展多达四种不同的教学模块。根据配置，授课内容可以针对单间、双间或三间教室内的独立实训舱进行定向投放。Crestron AirMedia技术使教师能够以独立模式将笔记本电脑上的内容共享到中间区域。

为了确保拉筹伯大学与最新科技同步，标准升级势在必行。“在如此复杂的环境中部署如此众多的终端设备，很难确定最具成本效益且面向未来的解决方案，”Knoche解释道。“由于需要向86个实训工位传输专属的的视听信号，拉筹伯大学根据以往经验判断现有网络将会出现严重拥堵。视听数据流在部分网络环境中可能存在传输不稳定的问题，因此需要精细化的管理方案，因此我们选择通过专用音视频网络交换机来传输音视频信号。”

过去，向86个实训工位传输信号通常会采用128×128规格的音视频（AV）矩阵切换器。但如今，借助Q-SYS和专用的音视频网络交换机，系统具备了近乎无限的扩展潜力。为了便于维护，系统通过单点连接到传统的IT网络。Netgear的AVLine M4300网络交换机由于具有高带宽和光纤互连功能而被选中，它可以将音视频数据流与传输网络电话（VoIP）、互联网和业务服务的传统IT信号分开。根据UT咨询公司的建议，该系统在设计时充分考虑了冗余性，AV网络堆栈中采用三台Netgear AVLine M4350交换机，并配备冗余电源。这些交换机安装在专门建造的中央通信机房内，里面集中了所有AV设备，其中包括为遍布整个场地的分区QSC吸顶扬声器供电的QSC CX-Q系列功放，以及编码器和解码器。Knoche坦言，房间之间复杂的布线基础设施需要与建筑商和电气承包商进行细致的协调。

QSC CX-Q系列功放为QSC吸顶扬声器提供电源

与传统部署相比，Knoche发现采用Netgear AVLine M4350交换机大大简化了企业网络的部署流程。“借助AVLine固件，集成商可以使用专为音视频系统而设计的网络图形用户界面（GUI）登录交换机，”Knoche补充道。“这该界面包含各类工具的下拉菜单，其呈现形式直观易懂，方便用户选择正确的端口设置和其他参数。配置完成后，音视频组件就完成连接并可以开始通信。这种设计无需复杂的IT层面操作，让音视频集成商更好地专注于本职工作。Netgear AVLine交换机可以很好地解决IT部门在网络交换方面通常所面临的挑战，包括远程监测、控制和维护更新。在该牙科实训场地的传统教学区域内，所有连接音视频组件的网络线缆都接入到讲台内的 Netgear AV Line交换机。这些交换机预装了Dante和QSC配置文件，开箱即用，各组件间无需任何时钟同步或订阅许可的调试步骤。”

由于本迪戈校区距离墨尔本约两个小时的车程，拉筹伯大学通过Zoom与其他校区进行协作。这给Salutari和Knoche带来了更大的挑战。“在当今高度互联的世界中，视频会议是教育工作者与学生开展协作的理想方式，”Salutari说道。该系统的组成部分包括Q-SYS NC系列摄像机和四台固定在临床前实训区外墙上的四台夏普（Sharp）98英寸显示器，中央区域还配图了一台98英寸显示器。

“拉筹伯大学现在拥有的视听功能远远超过他们之前的系统，旧系统已经使用了大约十年，”他继续说道。“在视听领域，十年堪称相当漫长的时间。由于涉及海量的信号源、接收端、切换设备、控制面板，再加上输入接口、设计考量与音频路由等复杂需求，临床前实训区已经成为拉筹伯大学校内技术配置最复杂的场地之一。我们无法简单升级旧平台——因为该平台已不复存在，即便存在也既无法满足当前需求，更不具备面向未来的扩展能力。”

两个外部区域由固定的教学点提供服务

经过深入调研，校方最终确定选定Q-SYS平台来取代之前安装在45U机架中的128×128切换器，新系统集成了一台Dell商用现成服务器，同时由一台集中式Q-SYS Core 610处理器通过临床前实训区的Netgear AV Line网络分发音频、视频和控制信号。除了提供模拟和网络终端接口外，该处理器还存储用于房间合并功能的DSP设定。

音频、视频和控制信号的输入和输出需要分发到牙科诊室和口腔修复室等较小型的房间。为此，每个房间都配备了专用的Q-SYS 64×64 Core 8 Flex DSP和Netgear交换机。“我们不希望任何单一组件出现单点故障，因此这样的设计提供了冗余备份功能，”Salutari补充道。“我们提出的要在网络上监控视听组件的要求也得到了满足，因为设备的运行状态数据与告警信息会直接传输到Q-SYS Ref lect监控系统中。”

通过使用Q-SYS Shift和AV Bridging集成智能带宽管理，系统可将高达4K60 4:4:4的低延迟网络视频信号分发到Q-SYS网络视频终端。NV-21和NV-32系列视频终端支持无代码部署与自动化配置，无需额外管理即可集成到Q-SYS系统中。“我们邀请了我们的支持和维护部门参与了系统设置的讲解，”Salutari解释道。“打造一个功能强大的空间固然重要，但更关键的是技术人员能够在未来10年内顺畅运维这些场地。我们必须确保Q-SYS的功能表现、质保服务和技术支持能够适配如此复杂的环境，并且可以由本校的音视频支持团队而不是第三方进行管理。”

整个Q-SYS网络系统由来自墨尔本系统集成商Optimal Audio的Matt Vance负责编程，他同时保持与Citadel的密切协作。系统的脚本引擎为音视频控制平台提供核心动力，支持第三方插件集成，并使用Lua编程语言和可视化编程工具编写自定义脚本。这一功能兼具内置系统健康检查作用，能将相关数据以仪表盘形式同步至Q-SYS Reflect监控系统及技术支持团队。“我们希望本校的牙科技术人员和员工能够充分发挥本次投资的最大价值。”Salutari解释说。“Matt坚持与最终用户一起举办工作坊来设计用户界面。由于牙科团队全程参与了触摸屏界面的设计，因此系统上线时，所有员工均已熟悉了系统的操作。”

牙科诊室配备了16张诊疗椅和显示器，用于显示来自台式电脑、笔记本电脑、文档摄像机或教师电脑的选定内容。为满足演示需求，教学点位配置了与临床前实训区同等规格的预览显示器及Q-SYS触控面板。此外，还专门设置了一台演示诊疗椅，其配备的触控面板可镜像教学点位的所有功能。Q-SYS NC系列摄像机可以通过触摸屏界面进行操作，并根据需要进行变焦。由于使用了防X 光辐射玻璃，导致视线受到限制，因此在南北两侧的墙壁上安装了两台98英寸的视频会议显示器。

这些舱室配备了牙科工具和一个连接到本地电脑的显示屏

下层混合式教学空间的教师通过配备了预览显示器和Q-SYS触控面板的Podion讲台开展教学工作——该配置已成为拉筹伯大学平层教学空间的典型配置。教室前后墙各配备两台75英寸显示器，既可供远程授课教师开展视频会议，也能支持现场授课教师与其他地点进行视频连线。Sennheiser Team Connect Ceiling 2吊顶麦克风为问答环节提供了清晰音质，麦克风的音频信号最终会输出至QSC吸顶扬声器。Q-SYS NC系列摄像机部署于教学点位旁的主演示区域，可通过内置的自动内容识别（ACR）技术，精准识别媒体设备或媒体文件中播放的内容，并同步采集视频流。

由于拉筹伯大学对Shure的可靠性非常认可，也很熟悉这一品牌，因此各校区均采用了Shure的无线领夹式话筒和Beta系列手持话筒。“继续使用Shure品牌可以确保我们的学生和教师对用类似方式配置的设备保持熟悉度，”Salutari解释道。“从技术支持的角度来看，当有人反馈故障时，如果我们知道使用者熟知该设备的操作，我们的处理会更有把握，而且我们还可以减少备件库存。”

在以往的混合式教学空间中，若课堂上有学生提问，教师需要使用手持麦克风重复一遍问题，以便线上观看的学生也能听到。“现在有了吸顶麦克风，学生无需使用手持麦克风即可提问，并且声音可以立即清晰传递至教室内及线上课堂，”Salutari说道。“这样可以即时展开互动，无需在提问学生、授课教师与班级其他成员之间进行存在延迟的三方沟通。同时，摄像机可自动追踪提问学生，让其清晰入镜，授课教师也能因此与学生进行更充分的互动交流。”

尽管红外辅助聆听系统（IR augmentation system）只须符合法律要求，但拉筹伯大学仍要求选用最适配的系统，其覆盖范围远超基本要求。最终，校方安装了Williams AV红外解决方案。“由于视线可能被遮挡，每个房间都部署了多台发射机，”Knoche说道。

Williams AV红外解决方案

决策过程对整个系统的前瞻性做了充分考虑，而不仅仅只是传统视听设备。“项目交付后，我们保留了对Q-SYS核心处理器及触控面板的代码访问权限，”Salutari解释道。“项目竣工后，我方技术支持团队要求这些代码必须留存备用， 以便日后进行编程调整。由于代码在Q-SYS Core上实时运行，我们可以对代码进行修改、进行全面的测试，并将新代码更新到Q-SYS Core。如果校方希望进行诸如字体或标识的修改，只需将代码下载、修改后重新上传即可。”

在设施落成启用前的筹备阶段，校方安排了全面的培训，以帮助相关人员建立整体认知。然而，Salutari发现，由于教师和学生此前参与了触摸屏界面的设计，他们已经积累了高阶的操作技能。尽管如此，当正式启用日来临，第一批来自旧校区的80名学生抵达现场时，他仍然难免心生紧张。“他们在新地点操作新设备，但看起来应付自如，尽管有些设备仍然包裹着塑料膜，他回忆道。“我们打造了一套教育模式，既为师生提供专业视听功能，同时又不影响牙科实操教学的开展。在启用首日，我们全程监测网络并等待要求技术支援的电话，结果发现师生们全完适应新环境。在Daniel、Matt Vance和Citadel的通力合作下，我们避免了传统模式下长达六个月的学习期。”

此前，Salutari之前一直深信视听技术存在局限性，但现在他已经认识到其灵活应变能力。“这一项目突破了技术边界，并实现了预期目标，让我更深刻地认识到我们应该如何在教学空间中采用视听技术，最终使学生受益，他总结道。“视听技术的部署至关重要；即使是最先进的系统也并非放之四海而皆准——它们的有效性取决于具体环境和用户需求。”

www.latrobe.edu.au

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