哈佛大學 CS50 2020 秋季課程即将面世，在家也可以共享「撕書教授」David Malan 的 4k 超高清神課了。
提到美國 CS 四大名校，很多人都知道：斯坦福（Stanford）、加州伯克利（UC-Berkeley）、麻省理工（MIT）、卡内基梅隆(CMU)。但是，全美最著名的一門計算機課程，卻出自以人文學科見長的哈佛大學。許多美國大學的計算機課程設計都參考過這門課程，耶魯大學甚至在 2015 年與哈佛大學計算機科學專業建立了從未有過的合作關系，将該課程通過視訊串流技術共享。它就是 CS50（計算機科學導論）。在哈佛大學曆年的課程調查中，CS50 都是最受學生歡迎的課程之一。在哈佛大學，CS50 擁有自己的展會，學生們可以在那裡展示自己的程式設計作品，并與來自 Facebook 和谷歌等企業的技術招聘人員交流。這門課程甚至還有自己的周邊，比如壓力球和印着 「I TOOK CS50」 的 T 恤。這門課程所錄制的公開課也風靡全球，其賬号在 YouTube 頻道上擁有超過 51 萬名關注者，主講老師 David Malan 也成為了學生群體中有名的網紅教授。David Malan 在哈佛大學度過了本碩博生涯，并在 2007 年開始接管 CS50，迄今為止這門課程的入學率增長了 468%。
很多學生對他的課堂内容印象深刻：Malan 有着一頭飄逸的黑發，神采奕奕。他喜歡選擇某位學生上台配合示範，也喜歡播放 YouTube 視訊來引入學習内容。在第一堂課上，他就用撕電話簿的形式來示範二分查找算法，邀請一位學生上台尋找 Mike Smith 這個名字，首先打開到一個随機的位置，撕掉沒有該姓名的那一半，然後重複這個過程，直到隻剩下要找的那一頁。
硬軟體加持，打造 4K 超高清網課疫情之下，大學校園紛紛關閉。David Malan 也将更多的精力放在了網課之上。最近，他在 Medium 上撰寫了一篇長文，介紹自己在家錄制網課的「特别體驗」。Zoom 也成為了他線上授課的工具。
Zoom 雖然可以使人們在任何情況下進行授課，但僅靠 MacBook Pro 内置的攝像頭和麥克風，課堂效果總是不盡如人意。是以他從硬體和軟體兩方面着手，想法設法提升課程品質和感官體驗，使學生感受如真實課堂般的氛圍。最終，David Malan 選擇房高最高的廚房為授課場所，為學生們獻上了一場 4K 高清的「饕餮盛宴」。關注公衆号 逆鋒起筆，回複 pdf，下載下傳你需要的各種學習資料。接下來我們來看 David Malan 精心打造這門課程時用到了哪些硬體和軟體。硬體David Malan 廚房的櫥櫃上有一個站立式可調節書桌（standing desk converter），這可以讓他坐下來參加會議和上課。David Malan 表示：他發現即使是隻能在相機的拍攝範圍内走動，但隻要他站起來，就能帶給課堂更多活力。可調節書桌上放置了他的 MacBook Pro，它通過 Wifi 和 Cat6 連接配接到家用路由器。筆記本上方是一個通過 USB-C 連接配接的 4K 網絡攝像頭 Logitech BRIO，并使用柔性長臂移動架（gooseneck stand）把它固定在了書桌上。這樣以來，無論是站着還是坐着，David Malan 可以随時調整攝像頭的角度。通過 USB-C 連接配接的還有無線接收器（wireless receiver），這樣 David Malan 可以佩戴頸挂式 mic，音頻效果要比電腦内置的 mic 好得多。此外，為了使接收器不多占用 USB-C 端口，David Malan 還使用到了擴充卡（dongle）。所有裝置的左右兩側都立着一對帶有短支架的 LED 燈。最後，David Malan 身後還布置了一個白色背景闆（還有綠色、藍色和灰色背景），背景闆前方還有另一對帶有較高支架的 LED 燈。以下為 David Malan 使用裝置的展示圖：
最終，學生能夠看到高分辨率的授課視訊，并且由于背景闆的原因，螢幕的畫面也更加突出。你甚至可以将白色背景闆替換成綠色，以加深色度，生成更逼真的虛拟背景。軟體David Malan 承認他自己對 Zoom 的螢幕共享并不是很「感冒」，因為授課者不可避免地被擠到了螢幕的側面，如下圖所示。在幻燈片或者代碼非常多的課程中，下圖可能就是學生一直以來看到的螢幕視圖。從感官的角度來看，這對學生不是很友好。
當然，學生可以自己調整幻燈片 / 代碼和授課者本人的顯示大小。但為何要讓學生做授課者本該做的事情呢？此外，調整後也依然浪費螢幕空間。針對這些情況，David Malan 使用到了 OBS Studio 這款免費開源的直播錄屏軟體，借此可以使用相機和視窗來展示更真實的「場景」。靜态展示效果如下圖所示：
多虧了适用于 macOS、Windows 和 Linux 等系統的開源插件，你可以像 Zoom 設定中的「虛拟相機」一樣輸出這些動态場景，學生看到的動态展示畫面如下圖所示：
使用 OBS Studio 作為虛拟相機的 Zoom 展示效果圖。課程介紹CS50 課程旨在教授學生算法知識和高效解決問題的能力。主題包括抽象、算法、資料結構、封裝、資源管理、安全性和軟體工程，語言包括 C、Python、SQL、HTML、CSS 和 JavaScript。另外，本課程完全免費，也不需要購買任何書籍。但 David Malan 也推薦了三本有趣的書，分别是《Hacker’s Delight（第二版）》、《How Computers Work（第十版）》和《Programming in C（第四版）》。
無程式設計經驗的學生也可以選擇這門課程作為入門指導，以往參與 CS50 的學生中有三分之二都沒有計算機專業學習經曆。相關課程資源在 YouTube 和國内的哔哩哔哩平台上都能很容易地找到。不久之後，CS50 2020 秋季課程即将推出。對于大多數無法返校學習的學生，這也許是他們人生中第一門印象深刻的 4K 網課了。你的手邊準備好電話薄了嗎？