【摘要】：虚拟教学场景匹配原理如图3－22所示。在图3－22中，左边方框所包围的范围是摄像机处于初始位置时所显示出来的背景。因此，在教育数字媒体内容制作系统中，虚拟教学背景应该根据摄像机的上下左右等运动而作相应方向的移动，以达到逼真的制作效果。此外，在摄像机的焦距发生变化时，摄像机拍摄到的背景内容一般会有放大和缩小的变化。
3．5 虚拟教学场景匹配与跟踪技术
要制作出内容丰富、生动有趣、真实自然的优质教育数字媒体资源，教育数字媒体内容制作系统不仅要将虚拟教学场景与现场教师视频进行实时融合，更重要的是使教师的教学活动能够与虚拟教学背景达到同步变化，实现前景（教师活动画面）与虚拟教学背景的完美结合，从而模拟出在进行真实教学环境拍摄时的逼真效果。虚拟教学场景匹配原理如图3－22所示。
在图3－22中，左边方框所包围的范围是摄像机处于初始位置时所显示出来的背景。当摄像机向右平动时（即人眼开始向右看时），在真实教学环境下所拍摄到的背景应该逐渐变为右边方框所包围的图像。摄像机作其他方向运动时情况与此类似。因此，在教育数字媒体内容制作系统中，虚拟教学背景应该根据摄像机的上下左右等运动而作相应方向的移动，以达到逼真的制作效果。
此外，在摄像机的焦距发生变化时（模拟人眼在不同距离观看真实教学活动时），摄像机拍摄到（人眼观察到）的背景内容一般会有放大和缩小的变化。因此，教育数字媒体内容制作系统提供的虚拟教学背景应根据摄像机焦距变化作相应的调整，以
图3－22 虚拟教学场景匹配原理
符合真实教学环境拍摄下的人眼视觉感知规律。
要实现虚拟教学场景与前景的同步变化，关键技术是虚拟教学场景匹配技术，即首先获取摄像机的摇移、俯仰以及镜头的变焦等参数，然后根据这些参数来控制虚拟场景的视点、位置、方向等，最后通过图像融合设备（抠像机）将教师活动前景和虚拟场景实时合成并输出。这样，教师就如同置身于真实的教学场景中一样，其效果如图3－23所示。
图3－23 虚拟教学场景匹配与同步合成（摄像机变焦情况下）
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