本实用新型属于幕课录制系统领域，具体涉及一种可以实时控制虚拟植入和同步记录的幕课系统。
背景技术：
在幕课学习过程中，主要通过视频来传播课程内容，讲授知识，而观看课程视频也是学生最关键的一个学习环节。如何录作一个丰富多彩，适合受众的慕课，一直是幕课的研究方向。
摄像机传统录制模式可分为实景录制、虚拟演播室录制或抠像录制及场景式实景录制。一般硬件需配置高清摄像机、无线话、灯光、非编，并配有演播室及相应道具或蓝箱或绿屏或所讲课程相对适应的场景(室内外)环境等。现在的慕课录制系统除了使用大量设备外，还需要众多工作人员参与工作，一般需要3个以上摄像，一个导播切换以及画面处理技术人员，花费大量的人力成本。在进行拍摄时，靠摄像人员进行角度变换拍摄，也不易得到最佳的拍摄画面，在现有的虚拟现实幕课录制系统中通过渲染机合成虚拟画面，老师讲课时不能自己对虚拟物体进行控制，也会影响虚拟物体与人之间关联的真实感。
老师在讲课时，需要对着镜头讲课，面对摄像机镜头讲课拍摄出来的画面会更好，而现场拍摄摄像机较多，不知道哪一个摄像机是主画面，时常需要摄像师的提示，过程交流不方便，老师转换不及时也会影响效果。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于：解决目前慕课录制系统人力成本高，导播切换拍摄不易得到最佳拍摄效果和老师不能控制虚拟物体的问题，提供了有提示指示灯，多个摄像机同步拍摄，不需要导播切换，可合成拍摄画面，老师可控制虚拟物体，真实感更强的一种基于同步记录的幕课系统。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种基于同步记录的幕课系统，包括蓝箱，电视屏，渲染主机，控制主机，控制交互设备，4个有轨摄像机，摄像机数据跟踪装置，收音装置和指示灯；
电视屏位于蓝箱的前方，与澶染主机连接，用于让教学人员实时看到录制画面；
渲染主机与控制主机连接；
4个有轨摄像机分布在蓝箱的前方，4个有轨摄像机与控制主机连接，可操作控制4个有轨摄像机的拍摄；
控制交互设备与控制主机信号连接；
摄像机数据跟踪装置设置在4个有轨摄像机上，摄像机数据跟踪装置与澶染机连接，将跟踪的摄像机数据传送给渲染机；
指示灯安装在4个有轨摄像机上，指示灯与控制主机信号连接；
收音装置安装在虚拟蓝箱内墙上。
进一步，所述的控制交互设备为触摸式屏、手机和ipad中的一种，控制显示不同的教学内容，实现交互。
进一步，所述系统还包括监看屏，监看屏与渲染机连接。
进一步，所述有轨摄像机包括云台，摄像机，摄像机支架，电动轨道车和和半圆形轨道，摄像机支架安装在电动轨道车上在半圆形轨道上移动，云台安装在摄像机支架上，摄像机安装在云台上。
进一步，所述蓝箱内可放置教学中所需要的实物和教学材料播放屏。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型中，通过大屏和虚拟蓝箱将老师教课内容更加丰富，使幕课系统更加丰富多彩，数据跟踪让慕课虚拟场景更加真实；
2、本实用新型中，使用多个摄像机的同步记录，可以实现窗口的变化及背景的变化，将不同角度的画面合成交叉，呈现所需要的特定画面，并且可以后期对同一时间节点的画面进行选择，得到最优画面，也可继续增加虚拟植入，提高了慕课画面质量；
3、本实用新型中，可以让老师直接看到虚实结合的画面，并能实现老师直接控制教学画面和交互功能；
4、本实用新型中，4个有轨摄像机通过后台控制，同步拍摄，不需导播切换，现场也不需大量摄像，节省了大量人力成本，有提示指示灯可以方便有效地提示老师面对的镜头方向，拍摄更高效。
附图说明
图1是本实用新型装置示意图；
图中标记：1-蓝箱，2-电视屏，3-渲染主机，4-控制主机，5-控制交互设备，6-有轨摄像机，7-摄像机数据跟踪装置，8-收音装置，9-指示灯；
图2是本实用新型连接关系图；
图3是本实用新型红外指示灯信号发射接收电路。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
一种基于同步记录的幕课系统，如图1所示，包括蓝箱1，电视屏2，渲染主机3，控制主机4，控制交互设备5，4个有轨摄像机6，摄像机数据跟踪装置7，收音装置8和指示灯9。各模块连接关系如图2所示。
电视屏位于蓝箱的前方，与渲染主机连接，用于让教学人员实时看到录制画面。
渲染主机与控制主机连接。
4个有轨摄像机分布在蓝箱的前方，对应有4个半圆形轨道，4个有轨摄像机与控制主机连接，可操作控制4个有轨摄像机的拍摄。
控制交互设备通过路由器与控制主机信号连接。
摄像机数据跟踪装置设置在4个有轨摄像机上，摄像机数据跟踪装置与渲染机连接，将跟踪的周围数据传送给渲染机。
指示灯安装在4个有轨摄像机上，指示灯与控制主机信号连接。
收音装置安装在蓝箱内墙上。
所述的控制交互设备为触摸式屏、手机和ipad中的一种，控制显示不同的教学内容，实现交互。
所述系统还包括监看屏，监看屏与渲染机连接。
所述有轨摄像机包括云台，摄像机，摄像机支架，电动轨道车和半圆形轨道，摄像机支架安装在电动轨道车上在半圆形轨道上移动，云台安装在摄像机支架上，摄像机安装在云台上。
所述蓝箱内可放置教学中所需要的实物和教学材料播放屏。
当老师走进蓝箱，打开所有设备开关，蓝箱前方的有轨摄像机开始记录蓝箱内老师讲课的画面，此时摄像机的画面由老师和纯蓝色的背景组成。4个有轨摄像机拍摄的画面信息经控制主机处理后传输至至渲染主机的SDIin，由渲染主机进行抠像，同时将虚拟场景和扣过像老师的画面进行合并，由渲染主机的DVIout接口将合并后的画面输出给电视屏同时进行保存，此时老师就可以在蓝箱前的电视屏上面看到虚拟植入与现实结合的画面，老师可以根据电视屏的画面清晰看到虚拟物体的位置信息，可以直接地控制虚拟物体，使虚拟出来的教学内容跟人物之间的关联更加真实。通过电动有轨摄像拍摄速度均匀，拍摄更平稳，在启动和停止时也不会产生很大的惯性。
老师在教学过程中，可通过使用控制交互设备显示不同的教学内容及虚拟合成的物体，并通过设备触摸控制虚拟合成的物体，例如使用手机或ipad点击选择和控制教学画面和虚拟植入物体，路由器将信息传递到控制主机，控制主机控制渲染机进行虚拟植入。
在对蓝箱中老师教学情景进行拍摄时，只需一个人操作控制主机，控制有轨摄像机在轨道上移动和云台旋转，从而控制4个有轨摄像机的拍摄角度和位置，同时进行拍摄，形成4 个同步的记录，无需进行导播切换，一个时间节点同时记录下来4个影像，通过可以实现窗口的变化及背景的变化，将不同角度的画面合成交叉，呈现所需要的特定画面，并可将合成交叉后的画面由控制主机传输给渲染机渲染。4个摄像机记录下来画面之后也可以反复来回看，慢慢选择同一时间段内最佳的一个画面，有足够时间进行二次创作，一个时间节点同时记录下来4个影像，某个时间想用哪个画面就输出哪个画面，另外可以在录像的画面上再进行二次包装，再增加一些虚拟植入，丰富画面，变换虚拟场景等。使用
摄像机上的指示灯受控制主机信号控制，指示灯可为红外信号控制灯，不同的摄像机上的红外信号控制灯的控制红外信号不同，控制主机上找到最佳画面和主摄像机位，对相应的摄像机上的指示灯发出相应的红外信号，主摄像机位的指示灯亮起，可提示老师应该面对指示灯亮起的摄像机讲课。图3为红外信号发射和接收电路。
摄像机数据跟踪装置随着摄像机的拍摄进行采集摄像机的位置及透视数据。当变焦环或聚焦环发生位置变化时，摄像机数据跟踪装置测量焦距变化信息，镜头编码器摄像机数据跟踪装置测量摄像机上下左右运动的角度得到其位置参数，将数据传送至渲染机进行处理，使虚拟出来的场景跟人物之间的关联更加真实，场景的焦点焦距在变化当中更加真实。
安装在蓝箱内的收音装置对老师教学过程进行录音，由调音台将声音进入到音频延时器把声画统一再录制到摄像机中，形成完整的慕课。
在蓝箱外部可放置监看屏，学生可通过监看屏观看直播的课程，工作人员也可通过监看屏对录制画面进行实时调整。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。