一种用于舞蹈教室的多媒体系统的制作方法

本发明属于多媒体技术领域，特别是涉及一种用于舞蹈教室的多媒体系统。

背景技术：

随着舞蹈文化的普及，舞蹈教学与练习中对配套设施的要求也逐渐提高。一方面，舞蹈教学过程中教师需要指导学生舞蹈动作，还要控制音乐、视频播放，课后还可能需要录制随堂教学视频；另一方面，学生在练习时也经常需要观看教师的示范视频作为对照。这都需要将多媒体及其控制技术更好地融入舞蹈教室中，为师生提供更为便利的教学环境。

舞蹈教室的主要硬件设备包括墙面镜子、木质地板、音响、灯光和舞蹈把杆等，其中音响为最常用的多媒体设备。而目前音响大多接入手机或电脑等播放设备，通过播放端按钮进行控制。

现有技术中，很多方案采用显示屏或投影仪配合摄像头来完全取代传统镜面，然而为了保证足够的显示空间，摄像头只能安装在高于舞者头部的位置，因此拍摄到的图像为带有一定角度的俯视图像，无法提供正面视角。另一方面，当舞者横向移动时，摄像头所拍摄图像将进一步产生偏移。

对于职业舞者而言，看镜子是最常用也是最实用的练习方式，正面视角能够为动作提供最良好的展示，是绝大部分练习的基准视角。正面视角的缺失将严重影响舞者的练习效果，因此现有的利用摄像头拍摄来替代传统镜面的方案并不完全符合职业舞者习惯，难以满足舞蹈教学与练习的需求。

在显示设备上，一些方案采用投影仪作为显示输出。为了保证显示效果，投影仪通常不能离墙面太远，高度不可过高。然而在舞蹈动作中经常有跳跃、伸展等动作，部分舞种还经常需要抛、接手中道具，均有可能误碰投影仪；另一方面舞者不可距离显示区域过近，否则会遮挡投影仪射出光线；部分方案需要在镜面上额外附加投影膜或幕布，影响镜面原本的使用效果。因此投影仪的设置严重压缩了室内空间，并有可能对舞蹈教学与练习带来不必要的干扰。

还有部分方案采用全息投影、ar、vr等技术，该类技术需要复杂的硬件支持，部分需要在固定位置安装特殊投影设备，部分则需要舞者佩戴额外设备，均可能为舞者带来额外负担，实用性有待提高。

在控制方法上，因为舞蹈教室中需要经常播放音乐，语音控制易受干扰，并不是最适合的方式。

综上，现有技术在实用性上仍然有待提高，需要一种更为符合舞者习惯及应用需求的多媒体应用方案。

技术实现要素：

本发明目的是为了解决现有技术中的问题，提供了一种用于舞蹈教室的多媒体系统。该教室具备音、视频录制与播放、视频后期处理、信息显示等多项多媒体功能，各项功能可用手势进行控制，同时系统支持外接设备的数据传输与控制，为舞者提供更好的教学及练习环境。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提出一种用于舞蹈教室的多媒体系统，包括系统主机、主练习屏、控制台、视频处理单元和受控设备；

所述系统主机用于整个系统中的计算及处理任务，并且是整个系统的控制中心，所述系统主机能够对用户输入进行分析，做出响应，同时对相应受控设备进行通信，发出控制信号，所述系统主机还具备数据处理能力，能够支持其上搭载的视频处理单元对音、视频数据进行后期合成处理；

所述控制台为交互平台，为用户提供所有设备的完整控制接口；

所述主练习屏设置在教室主镜位置，具备视频、音频的播放、采集及控制功能，同时还能通过显示设备为用户提供视觉反馈，在设备控制的优先权上低于控制台；

所述受控设备包括控制台接入设备和其他受控外设，所述其他受控外设包括除以上设备外的受系统控制的其他设备。

进一步地，所述多媒体系统还包括一个或多个副练习屏，副练习屏设置在教室副镜位置，功能与主练习屏相同，在设备控制的优先权上低于主练习屏。

进一步地，所述系统主机还具备数据存储与传输能力，能够存储由受控设备捕获或导入的音、视频数据，也能够将已存储的数据经由受控设备展示或播放。

进一步地，所述控制台包括外部数据传输及控制接口、输入设备和输出设备；

所述外部数据传输及控制接口用于将外部设备接入控制台，从而播放设备内的数据内容，同时所述接口支持对接入设备的反向控制，用户能够通过系统控制接入设备状态；

所述输入设备包括键盘、鼠标、触控板、触摸屏、手势捕获或其他具备高精度输入功能的设备；

所述输出设备选用lcd、led显示器或其他具备图形显示功能的设备，同时设备表面覆盖双面镜，当输出设备无信号输入时，可当作正常镜面使用，当输出设备点亮时，可以看到显示内容。

进一步地，所述输出设备作为消息展示装置，展示内容包括日程、课表和当前设备状态信息，所述展示内容能够由用户自定义设置。

进一步地，所述主练习屏包括显示输出设备、手势捕获设备和音、视频采集设备，当调用其他设备时，在控制优先级上低于控制台。

进一步地，所述显示输出设备包括主屏、副屏和屏幕前方的双面镜，其中双面镜的作用与控制台中所用双面镜相同，主屏用于视频播放，副屏用于显示音、视频的播放状态及手势操作提示；所述手势捕获设备用于捕获用户的手势动作，经过处理分析后转化为相应的控制指令，操作距离为近场或近、中场限定区域以避免正常舞蹈中发生误触；所述音、视频采集设备用于录制舞蹈视频，并可传输至视频处理单元进一步处理。

进一步地，所述视频处理单元包括属性调节模块、剪辑模块、特效制作模块和视频编码模块；

所述属性调节模块用于对视频的各种属性进行调节，所述属性包括视频亮度、对比度、色温和音量；

所述剪辑模块用于对视频进行剪辑；

所述特效制作模块用于对视频进行特效制作；

所述视频编码模块用于将视频格式编码为能够播放或输出到外部设备的视频格式。

进一步地，所述其他受控外设包括音响和灯光。

进一步地，所述主、副屏采用lcd、led显示器或其他具备图形显示功能的设备，所述手势捕获设备采用基于电磁感应的传感器或深度传感器，所述音、视频采集设备利用高清麦克风和摄像头进行。

本发明的有益效果：

1、本发明所提出的多媒体系统具备音、视频录制与播放、录制视频后期处理、信息显示等多项多媒体功能，为舞蹈教学与练习提供便利。

2、系统支持手机、平板电脑等外部设备接入，可进行数据传输及设备控制。

3、交互方式上，支持键盘、鼠标等传统输入方式，也具备手势控制功能，方便舞者进行操作，并且通过距离限定避免正常舞蹈过程中造成误触。

4、将传统镜面替换为双面镜，所有设备安装在镜后，不占用室内空间，不影响舞者正常练习。

5、舞者练习过程中，可通过练习屏播放舞蹈视频进行对照，方便练习。

6、可录制随堂舞蹈视频，并可进行后期制作。

7、系统高度可定制，适应性强。

附图说明

图1是本发明所述一种用于舞蹈教室的多媒体系统结构图；

图2为视频处理单元框图；

图3为教室硬件设置结构图；

图4为控制台设备安装方式图；

图5为主练习屏设备安装方式图；

图6为副练习屏设备安装方式图；

图7为视频处理示例图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种用于舞蹈教室的多媒体系统，包括系统主机、主练习屏、副练习屏、控制台、视频处理单元和其他受控外设等。各部分连接方式如图1所示。其中，系统主机为主要计算及处理单元，同时也是系统的控制中心；控制台为系统的主要交互平台，为用户提供所有单元及设备的完整控制接口；主练习屏设置在教室主镜位置，具备视频、音频的播放、采集及控制功能，同时还能通过显示设备为用户提供视觉反馈，在设备控制的优先权上低于控制台；副练习屏设置在教室副镜位置，功能与主练习屏相似，在设备控制的优先权上低于主练习屏；视频处理单元用于对采集到的视频进行后期处理，该单元为软件单元，运行于系统主机上；其他受控外设包括除上述设备外的受系统控制的其他设备，例如音响和灯光等，音响用于播放音频信号，灯光可由控制台进行调节，其他设备依此类推。

实施例一：

系统主机

系统主机承担多媒体系统中的的主要计算及处理任务，并且是各设备控制中心。系统主机能够对用户输入进行分析，做出响应，同时对相应受控设备进行通信，发出控制信号。系统主机也具备数据存储与传输能力，能够存储由受控设备捕获或导入的音、视频数据，也可将已存储的数据经由受控设备展示或播放。系统主机还具备数据处理能力，能够支持其上搭载的视频处理单元对音、视频数据进行后期合成。

控制台

控制台为系统的主要人机交互接口，包含完整的输入/输出组件，用户可以通过控制台控制所有系统设备。

控制台包含外部数据传输及控制接口，用户可将手机、平板电脑、u盘等外部设备接入控制台，从而播放设备内的音乐、视频等；同时该接口也支持对接入设备的反向控制，用户可以通过系统控制接入设备状态，如暂停音乐播放、切换曲目等。

硬件上，输入设备可采用键盘、鼠标、触控板、触摸屏、手势捕获或其他具备高精度输入功能的设备，数据传输及控制接口可采用usb、type-c或其他具备数据传输及控制功能的接口。

输出设备可选用lcd、led显示器或其他具备图形显示功能的设备，同时设备表面覆盖双面镜，当显示设备无信号输入时，可当作正常镜面使用，当显示器点亮时，可以看到显示内容。此外，控制台还可通过系统主机调用其他外设实现其他信号的输出，如调用音响播放音乐等。

控制台除了作为交互控制设备，所使用的显示设备还可作为消息展示装置，显示日程、课表、当前设备状态等信息，并且显示内容可由用户设置。

主练习屏

主练习屏是舞蹈教学与练习中最常用的设备。练习屏包括显示输出、手势捕获和音、视频采集等主要组成部分，具备音、视频的播放、采集及相关控制功能，同时还能通过显示设备为用户提供视觉反馈。当调用其他设备时，在控制优先级上低于控制台。

显示输出设备包括主屏、副屏和屏幕前方的双面镜，其中双面镜的作用与控制台中所用双面镜相同，主屏用于视频播放，副屏用于显示音、视频的播放状态及手势操作提示。手势捕获设备用于捕获用户的手势动作，经过处理分析后转化为相应的控制指令，操作距离为近场或近、中场限定区域以避免正常舞蹈中发生误触。音、视频采集用于录制舞蹈视频，并可传输至视频处理单元进一步处理。

硬件上，主、副屏可采用lcd、led显示器或其他具备图形显示功能的设备，手势捕获设备可采用基于电磁感应的传感器或深度传感器，音、视频采集则利用高清麦克风、摄像头进行。

副练习屏

副练习屏结构与功能与主练习屏相似，显示设备尺寸相对较小，控制优先级上低于主练习屏。副练习屏可以方便多人练习，系统中可以不安装副练习屏，也可以有多个副练习屏。

视频处理单元

结合图2，所述视频处理单元包括属性调节模块、剪辑模块、特效制作模块和视频编码模块；所述属性调节模块用于对视频的各种属性进行调节，所述属性包括视频亮度、对比度、色温和音量；所述剪辑模块用于对视频进行剪辑；所述特效制作模块用于对视频进行特效制作；所述视频编码模块用于将视频格式编码为能够播放或输出到外部设备的视频格式。视频处理单元可对采集到的视频进行后期处理。该单元为软件单元，搭载于系统主机上。该单元可对包括视频亮度、对比度、色温和音量在内的多种属性进行调节，还可进行简单视频剪辑及特效制作。处理后视频可导出为常用视频格式，并可利用练习屏、控制台播放或传输至外部设备。

其他受控外设

音响可由系统控制播放音频信号。灯光可由系统控制其开关、明暗调节、变色等。当用户将手机、平板电脑等设备接入控制台时，该设备也成为受控设备，系统可根据其通信及控制协议对其进行简单控制，如音乐播放、暂停、曲目切换等。

实施例二：

教室硬件设置

下面通过实施例说明本发明的应用方法。教室硬件设置如图3所示。其中，墙面所有镜子均为双面镜，部分镜子可拆卸以便于设备维护。练习屏和控制台屏幕置于镜后，控制台操作区和音箱置于镜前，系统主机和音源放大器置于操作区下方。教室天花板还装有灯具，为简明起见不在图中标出。

系统主机

系统主机采用intelcorei7同级别或更优处理芯片，16gb以上内存，500gb以上硬盘存储空间，有多个hdmi接口、多个usb接口、音频输入及输出接口，此外主机还包含硬件驱动板，可以对底层硬件进行控制。

系统主机可运行windows、macos、linux等主流操作系统或定制化的操作系统。

控制台

控制台包括显示器、和触控板和外设插槽三个主要部分。显示器通过hdmi接口连接至主机；触控板和外设插槽组成操作区，通过usb接口连接至主机。设备安装方式如图4所示。其中显示器安装于双面镜后方；双面镜前方有一支架，外设插槽安装在支架上，触控板嵌入支架中，上表面与支架上表面平齐。

使用时，用户可将手机、平板电脑等插入外设插槽，通过触控板和显示器与系统交互，显示器实时提供图形界面反馈。通过控制台，用户可以控制系统中的所有设备。

主练习屏

主练习屏包括主屏幕、副屏幕、电磁传感器、高清麦克风、高清摄像头五个主要部分，其中麦克风安装在双面镜顶端，其他设备安装在双面镜后方。主屏幕后配有散热装置。电磁传感器与双面镜后表面有一夹角，使得操作区域位于副屏幕前方。从用户角度观察，操作区与副屏幕重叠。设备安装方式如图5所示。

使用时，主屏幕可播放用户选定的视频。副屏幕显示当前播放状态，以及“播放”、“停止”、“上一个”、“下一个”、“音量增大”、“音量减小”等操作提示，用户在提示位置挥手即可执行相应功能，同时通过对电磁传感器的调试控制作用距离，有效避免误触。高清麦克风和摄像头可以录制舞蹈视频，保存至系统主机以供后续播放及处理。高清摄像头高度适中，可提供较好的录像视角，避免俯仰角度过大，支持4k清晰度视频录制。

副练习屏

副练习屏包括屏幕、深度摄像头、高清摄像头三个主要部分。交互方式上提供选定距离的手势控制。副练习屏作为辅助练习设备，可与主练习屏协同使用。设备安装方式如图6所示。其中深度摄像头安装在双面镜顶端，屏幕和高清摄像头安装在双面镜后方，屏幕配有散热装置。

副练习屏可与主练习屏协同工作，也可独立运行。屏幕用于播放选定视频，高清摄像头可录制舞蹈视频，深度摄像头提供选定距离的手势控制，其作用范围相比主练习屏上的电磁传感器更广，同时具备简单的动作捕获功能。

视频处理单元

视频处理单元用于对通过高清摄像头采集到的视频进行后期处理，包括亮度、对比度、色相等多种属性调节，还可进行简单的视频剪辑，制作后期特效等。还可将视频转码为主流编码格式如h.264等。视频调节示例如图7所示。

其他受控外设

所述其他受控外设包括音响和灯光等设备，所述音响系统包括音箱和音源放大器，音箱连接至音源放大器，音源放大器连接至系统主机。主机发出的音频信号经音源放大器调试后传输至音箱播放。音源放大器可放置在中控台下方。所述灯光包括照明灯组和氛围灯组，均可由系统进行控制。其中照明灯组只可控制开关，氛围灯组还可控制明暗、颜色变化等。

以上对本发明所提供的一种用于舞蹈教室的多媒体系统，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。