高质量教育数字媒体内容制作系统功能结构设计

3．2．2 高质量教育数字媒体内容制作系统功能结构设计

高质量教育数字媒体内容制作系统功能方面主要包含三个子系统，分别为硬件控制子系统、虚拟教学背景显示与管理子系统、虚拟教学场景匹配子系统。其中，硬件控制子系统可对系统中主要硬件设备进行控制，包括摄像机控制、切换台控制、抠像机控制；虚拟教学背景显示与管理子系统具有对图像融合设备进行虚拟教学背景显示以及虚拟教学背景管理的功能；虚拟教学场景匹配子系统可对虚拟教学背景与现场活动场景进行匹配，包括前景调整功能、二维虚拟场景匹配和准三维虚拟场景匹配等。高质量教育数字媒体内容制作功能结构图如图3－3所示。

1．硬件控制子系统

1）摄像机控制模块

摄像机控制模块主要使用RS－232串口通信技术，在主控电脑上远程地控制和调整摄像头的景别、方向及其他参数。操作人员无须对摄像机进行直接控制或遥控器控制，而是通过便捷的桌面软件控制摄像机的电源开关、机位选择、白平衡、摇移、变焦及其相应速度，实现参数的获取、保存等。

图3－3 高质量教育数字媒体内容制作功能结构图

2）抠像机控制模块

抠像机控制模块采用RS－232串口通信技术，在主控电脑上控制抠像机的输入、输出设置及抠像参数设置等。抠像机的输入设置主要是在两路摄像机输入之间进行选择和切换；抠像机的输出设置包括设置仅输出背景、仅输出摄像机信号和输出融合信号三种模式；抠像机的抠像参数设置包括抠像密度、级别、色调、亮度、对比度、区域等，可通过抠像参数设置将融合输出结果调整到理想的状态。

3）切换台控制模块

切换台控制模块采用RS－232串口通信技术，控制切换台的信号选择、转场特效及转场速度等。信号选择包括主信号选择和预备信号选择，主信号选择设置当前输出信号为哪一路输入信号，预备信号选择则决定当前信号过渡到哪一路输入信号；转场特效和转场速度可实现主信号与预备信号之间的转场特效设置及速度设置。通过切换台模块，可以实现系统中支持正面、侧面两台摄像机影像的实时融合与切换。

2．虚拟教学背景显示与管理子系统

1）虚拟教学背景显示模块

虚拟教学背景显示模块采用Direct Show技术实现同时播放两路背景视频、一路背景PPT以及三维背景等。视频背景的播放主要依靠主控电脑上安装的两块视频解压卡进行解压播放和显示。虚拟教学背景模块提供背景视频的播放、暂停、停止、循环播放、随机播放等控制功能。背景PPT主要通过主控电脑的显卡输出。三维背景模型的显示主要通过三维渲染软件进行显示和控制，并经显卡输出给图像融合设备。

2）虚拟教学背景管理模块

虚拟教学背景管理模块实现对虚拟教学背景（前景）资源的分类管理，主要可分为图片背景、视频背景、动画背景、PPT背景、三维背景等类别。该模块提供背景资源的单个文件或者批量文件的添加、删除以及修改等操作，实现虚拟背景资源的控制和管理，提高系统管理人员对虚拟背景资源的使用效率。

3．虚拟教学场景匹配子系统

在虚拟摄影过程中，当摄像机的位置发生改变时，如果虚拟背景不作任何变化，就会产生漂移现象，严重影响合成效果的真实感。场景匹配模块即是为了解决这一问题而研究开发的。该模块采用摄像机成像技术、人眼视觉特性，以及二维、三维场景控制技术等实现二维、准三维虚拟教学场景的匹配。