移动投影式精品课录像视线引导系统的制作方法

1.本发明涉及录播设备技术领域，尤其涉及一种移动投影式精品课录像视线引导系统。


背景技术：

2.随着在线教育的迅速发展，近年来精品课程、慕课等网上课程大量涌现，因此需要制作大量的视频课程，在大部分视频课程中，教师需要出现在视频画面中，用于增加师生的交流感，提高教学效果，但是目前由于教师普遍缺乏在摄像机面前讲课的训练，同时视频课程的录制现场多数是没有学生的，所以不可避免的造成了视频课程一些普遍的缺憾：
3.1、精品课录制现场大部分是没有学生的，很多教师非常不习惯，无法找到讲课的感觉，不知道视线该往哪里看，常常会感到手足无措，目光呆滞，导致录制效果较差。
4.2精品课录制和平时上课不同，需要内容精炼，讲课流畅，所以在录制时，所以很多讲课老师会在对面安装一个显示课件字幕的屏幕，起到提示讲课内容的作用，但是此种方式，因为屏幕的位置时固定不变的，在老师授课过程中，往往一直观看一个方向，画面效果显得不自然，观众很容易看出老师在看提词字幕，影响教学效果。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题是提供一种可以引导教师视线方向的移动投影式精品课录像视线引导系统，能引导授课教师保持视线交流的自然状态，提高精品课录像的授课质量。
6.为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：移动投影式精品课录像视线引导系统，包括投影屏幕、课件电脑、投影机、电控云台以及控制台；
7.投影屏幕，设置在讲台对面，用于显示课件字幕；
8.课件电脑，用于生成课件字幕；
9.投影机，安装在所述电控云台上，与所述课件电脑连接且位于所述投影屏幕的前方，所述课件电脑上生成的课件字幕通过所述投影机投射至所述投影屏幕上，在所述投影屏幕上显示课件字幕，所述投影屏幕的尺寸大于所述投影屏幕上显示的课件字幕所占区域的尺寸；
10.控制台，包括与所述电控云台信号连接的视线引导控制模块，所述控制台上还设置有与所述视线引导控制模块连接的云台控制摇杆，所述云台控制摇杆通过所述视线引导控制模块控制所述电控云台运动，从而控制所述投影机的运动方向和运动速度；
11.所述控制台上还设置有与所述视线引导控制模块连接的目标位置快捷键，所述视线引导控制模块可以预设所述电控云台的目标位置数据，当按下所述目标位置快捷键时，所述视线引导控制模块按照预设的所述目标位置数据控制所述电控云台转动至相应位置。
12.作为优选的技术方案，所述投影屏幕上设置有透光反光区，所述透光反光区由透光反光单元阵列组成；
13.所述透光反光单元包括透光孔，所述透光孔的外周设置有透光孔边框，所述透光孔的上部设置有安装在所述透光孔边框上的遮光反光部，所述遮光反光部的外侧设有一个向下倾斜的反射面，所述反射面上设置有漫反射材料，来自所述投影机的光经所述反射面反射至讲台方向，可以使授课教师看到投影图像，所述投影机照射至所述遮光反光部形成的阴影完全覆盖所述透光孔；所述透光反光单元除了所述反射面之外的其余部分表面均由吸光材料构成，任一所述透光反光单元的长宽均小于1mm。
14.作为优选的技术方案，所述视线引导系统还包括分别与所述课件电脑、所述控制台、所述投影机连接的信号叠加器；
15.所述控制台还包括媒体播放模块，所述媒体播放模块播放的媒体信号与所述课件电脑输出的课件字幕分别传输至所述信号叠加器上，所述信号叠加器将所述媒体播放模块上的媒体信号与所述课件电脑的课件字幕叠加后传输至所述投影机。
16.作为优选的技术方案，所述视线引导系统还包括用于测量教师头部转动角度的转动角度检测器，所述转动角度检测器包括陀螺仪、角度检测电路和无线发射电路，所述角度检测电路用于检测所述陀螺仪的转动角度数据信号，并将所述转动角度数据信号传输至所述无线发射电路；
17.所述控制台还包括与所述无线发射电路对应的无线接收电路，所述无线接收电路接收所述无线发射电路发射的所述转动角度数据信号并传输至所述视线引导控制模块，所述视线引导控制模块驱动所述电控云台运动，从而控制所述投影机的运动方向和运动速度；
18.所述控制台上还设置有用于切换主动引导模式与被动跟踪模式的主被动切换按键，当按下所述主被动切换按键时，所述视线引导控制模块可以在所述主动引导模式与被动跟踪模式之间切换，当所述视线引导控制模块处于所述主动引导模式时，所述视线引导控制模块接收所述云台控制摇杆与所述目标位置快捷键的控制信号；当所述视线引导控制模块处于所述被动跟踪模式时，所述视线引导控制模块接收所述无线接收电路接收的转动角度数据信号。
19.作为优选的技术方案，所述投影屏幕设置为圆弧型屏幕，所述投影机安装在所述圆弧型屏幕的中心的上方位置。
20.由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：授课过程中，所述控制台可以控制所述电控云台运动，从而来调整所述投影机的运动，使得在所述投影屏幕上显示的课件字幕可以运动至所述投影屏幕的不同区域，课件字幕移动过程中，教师的视线可以跟随课件字幕移动，使得教师授课过程中，视线不会一直集中在某处，视线可以做到自然移动，使得所呈现出的课程视频画面更加自然，并且不会被发现是在观看课件字幕，提高授课效果。
附图说明
21.以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
22.图1是本发明实施例俯视角度的结构布置图；
23.图2是本发明实施例透光反光区的透光反光区；
24.图3是本发明实施例透光反光区的结构示意图；
25.图4是本发明实施例透光反光区的正视图；
26.图5是本发明实施例的模块示意图；
27.图中：1
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投影屏幕；11
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透光反光区；12
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透光孔；13
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透光孔边框；14
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遮光反光部；2
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课件电脑；3
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投影机；4
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电控云台；5
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控制台；6
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摄像机；7
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信号叠加器；8
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转动角度检测器。
具体实施方式
28.下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。毋庸置疑，本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。
29.实施例一：
30.如图1和图5所示，移动投影式精品课录像视线引导系统，包括投影屏幕1、课件电脑2、投影机3、电控云台4以及控制台5。
31.其中，所述投影屏幕1设置在讲台对面，用于显示课件字幕；所述课件电脑2用于生成课件字幕；所述投影机3安装在所述电控云台4上，所述电控云台4作为所述投影机3的安装基体，使得所述投影机3可以随着所述电控云台4运动，所述投影机3与所述课件电脑2连接且位于所述投影屏幕1的前方，一般位于前方上侧，用于避免对教师视线造成阻挡，所述投影机3由上方向下方倾斜投影至所述投影屏幕1上，所述课件电脑2上生成的课件字幕通过所述投影机3投射至所述投影屏幕1上，在所述投影屏幕1上显示课件字幕，所述投影屏幕1的尺寸大于课件字幕所占区域的尺寸。
32.所述控制台5包括与所述电控云台4信号连接的视线引导控制模块，所述电控云台4为数字云台，所述视线引导控制模块通过数字信号控制所述电控云台4，所述控制台5上还设置有与所述视线引导控制模块连接的云台控制摇杆，所述云台控制摇杆通过所述视线引导控制模块控制所述电控云台4运动，从而控制所述投影机3的运动方向和运动速度。所述云台控制摇杆可以根据其方向和幅度来控制所述投影机3的运动方向和速度，工作人员可以根据需要灵活控制所述电控云台4的运动。
33.所述控制台5上还设置有与所述视线引导控制模块连接的目标位置快捷键，所述视线引导控制模块可以预设所述电控云台的目标位置数据，当按下所述目标位置快捷键时，所述视线引导控制模块按照预设的所述目标位置数据控制所述电控云台4转动至相应位置。所述目标位置数据可以为某个具体位置和方向的数据，即教师最常注视的方向，当按下所述目标位置快捷键后，所述视线引导控制模块会按照预设的所述目标位置数据控制所述电控云台4运动至教师最常注视的方向，而教师的视线也会自然跟随；所述目标位置数据也可以为某种运动方式，例如扫视移动、注意点转移移动等，扫视移动一般在上课的开始、下课以及中间提问时同学思考问题时出现，平时上课时，教师一般会在上课开始或结束时，与所有的同学有一个眼神的交流，采用视线眼神平稳扫过所有同学的方式，实现移动速度均匀；注意点转移移动一般是有学生提问采用，特点是运动速度较快。只要按下快捷键就能按照所述目标位置数据进行运动，不再通过所述云台控制摇杆控制，控制方式更加方便。所述电控云台4具有全自动方式模式，就是把课程中教师的视线转移做成一个自动程序，自动程序可以智能的控制所述投影机3的投影方向，自动程序编制可以参照讲课比较自然的教
师的视线转移的规律编制，转移媒体的时间和方向速度都是可以有一定的随机变化范围，不是一成不变的。
34.本实施例的工作原理为：
35.精品课录制过程中，教师站在讲台上，对着讲台上的黑板或电子显示板进行授课，教师讲课过程中，所述课件电脑2上生成的课件字幕通过所述投影机3投射至所述投影屏幕1上，用于为教师提供提示的课件字幕；授课过程中，所述控制台5可以控制所述电控云台4运动，从而来调整所述投影机3的运动，使得在所述投影屏幕1上显示的课件字幕可以运动至所述投影屏幕1的不同区域，课件字幕移动过程中，教师的视线跟随课件字幕移动，使得教师授课过程中，视线不会一直集中在某处，视线可以做到自然移动，使得所呈现出的课程视频画面更加自然，并且不会被发现是在观看课件字幕，提高授课效果。本发明所述的视线引导系统，主要用于教师需要面向同学的讲课的情况，并不影响讲课教师回头观看、指示黑板和讲台屏幕内容。
36.参见图2至图4，所述投影屏幕1上设置有透光反光区11，所述透光反光区11由透光反光单元阵列组成。
37.所述透光反光单元包括透光孔12，所述透光孔12的外周设置有透光孔边框13，所述透光孔12的上部设置有安装在所述透光孔边框13上的遮光反光部14，所述遮光反光部14外侧设有一个向下倾斜的反射面，所述反射面上设置有漫反射材料，来自所述投影机3的光经所述反射面反射至讲台方向，可以使授课教师看到投影图像，所述投影机3照射至所述遮光反光部14形成的阴影完全覆盖所述透光孔12；所述透光反光单元除了所述反射面之外的其余部分表面均由吸光材料构成，任一所述透光反光单元的长宽均小于1mm。所述投影机3发出的光照射在所述遮光反光部14的反射面，所述反光材料反射的光可以被授课教师看到，所述投影机3照射至所述遮光反光件形成的阴影完全覆盖所述透光孔12，即不会经过所述透光孔12，此时摄像机可以通过所述透光反光区11进行录像，照射到所述投影屏幕的另一面。
38.所述视线引导系统还包括戴在授课教师头部用于测量教师头部转动角度的转动角度检测器8，所述转动角度检测器8包括陀螺仪、角度检测电路和无线发射电路所述角度检测电路用于检测所述陀螺仪的转动角度数据信号，并将所述转动角度数据信号传输至所述无线发射电路。
39.所述控制台5还包括与所述无线发射电路对应的无线接收电路，所述无线接收电路接收所述无线发射电路发射的所述转动角度数据信号并传输至所述视线引导控制模块，所述视线引导控制模块驱动所述电控云台4运动，从而控制所述投影机3的运动方向和运动速度。
40.所述控制台5上还设置有用于切换主动引导模式与被动跟踪模式的主被动切换按键，当按下所述主被动切换按键时，所述视线引导控制模块可以在所述主动引导模式与被动跟踪模式之间切换。
41.当所述视线引导控制模块处于所述主动引导模式时，所述视线引导控制模块接收所述云台控制摇杆与所述目标位置快捷键的控制信号；具体为：此时后台人员可以通过控制所述云台控制摇杆和所述目标位置快捷键来控制所述视线引导控制模块，使得所述电控云台4和安装在所述电控云台4上的投影机3运动，课件字幕在所述投影屏幕1上运动，教师
授课过程中，视线跟随课件字幕的移动而转移；
42.当所述视线引导控制模式处于所述被动跟随模式时，所述视线引导控制模块接收所述无线接收电路接收的转动角度数据信号；具体为：教师授课过程中头部转动，所述角度检测电路检测到转动角度数据信号，并将信号传输至所述无线发射电路，所述无线发射电路将所述转动角度数据信号传递至所述无线接收电路，并传输至所述视线引导控制模块，使得所述电控云台4和安装在所述电控云台4上的投影机3运动，课件字幕在所述投影屏幕1上运动，课件字幕会跟随教师头部转动角度而发生相应转移。
43.所述视线引导控制模块还可以具有头部转动角度检测器8的校准功能，在授课教师上课前，授课教师分别面向屏幕的中心和四角位置进行角度校准，可以使课件字幕显示位置在被动跟踪时，授课教师的视线方向和课件字幕投射方向对应更加精准。
44.所述视线引导系统还包括与所述课件电脑2、所述控制台5、所述投影机3连接的信号叠加器7；所述控制台5还包括媒体播放模块，所述媒体播放模块播放的媒体信号与所述课件电脑2输出的课件字幕分别传输至所述信号叠加器7上，所述信号叠加器7将所述媒体播放模块上的媒体信号与所述课件电脑2的课件字幕叠加后传输至所述投影机3。所述媒体播放模块可以播放符合教师教课内容的学生图像，大学课程就播放大学生上课的各种图像，小学课程就播放小学生的图像，并且可以根据课堂的内容，分别播放学生不同表情如认真听讲、相互讨论、跃跃欲试等表情的图像，更好的帮助教师进入的讲课状态。在有课件字幕的时候，可以作为课件字幕的背景图像出现。
45.所述投影屏幕1设置为圆弧型屏幕，所述投影机3安装在所述圆弧型屏幕的中心的上方位置。
46.实施例二：
47.本实施例是在实施例一的基础上增设了摄像机6，所述摄像机6设置在暗室内，所述投影屏幕1的透光反光区11是暗室的一个面，此时摄像机6可以通过所述透光反光区11进行录像，当投影机3向下投射的角度为30
°
时，讲台方向光线经过透光反光区11到达摄像机3的光线透光率，可以做到40％以上，照度降低大致相当于摄像缩小一级光圈多一点的水平，所以只要保持良好的照明，就不会产生摄像质量下降的问题。从教师方向来看，通过所述透光孔12的阵列区域反射的课件字幕会和其他区域反射的课件字幕质量不太一致，影响一定的观看效果，但是观看课件字幕内容的目的是可以实现的。
48.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。