CN102726124A

CN102726124A - 交互式照明控制系统和方法

Info

Publication number: CN102726124A
Application number: CN2011800074048A
Authority: CN
Inventors: D.V.R.恩格伦; A.C.J.M.科塞尔斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2010-01-29
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2031-01-19
Also published as: JP5825561B2; CN102726124B; EP2529596A1; US20120293075A1; RU2557084C2; BR112012018511A2; WO2011092609A1; RU2012136846A; EP2529596B1; US10015865B2; JP2013518382A

Abstract

用于控制和创建光效的交互式照明控制系统（和方法），比如基于从输入设备接收的地点指示来调整光场景。所要求保护的系统的基本思想是通过将地点指示和照明控制中的光效驱动方法相结合而提供一种交互式照明控制以便改进光效的创建，例如尤其是利用大而多样的照明基础结构调整光场景。所要求保护的交互式照明控制系统（10）包括接口（12），其用于从适于通过指向真实环境中的地点而检测该地点的输入设备（18）接收指示真实环境中的真实地点（16）的数据（14），并且用于接收与真实地点处希望的光效（32）有关的数据，以及-光效控制器（20），其用于将真实地点映射到真实环境的虚拟视图的虚拟地点并且确定虚拟地点处可用的光效。

Description

交互式照明控制系统和方法

技术领域

本发明涉及交互式照明控制，尤其涉及光效的控制和创建，例如基于从输入设备接收的地点指示调整光场景，更具体而言，涉及用于利用地点指示设备进行光效控制和创建的交互式照明控制系统和方法。

背景技术

未来家庭和当前专业环境将包含大量不同性质和类型的光源：白炽灯、卤素灯、放电灯或者基于LED（发光二极管）的灯，用于外界照明、气氛照明、重点照明或者任务照明。每个光源具有不同的控制可能性，比如调光水平、冷/暖照明、RGB或其他方法，其改变光源对环境的效果。

照明中的几乎所有的控制范例都是灯驱动的：用户选择灯，并且通过修改调光值或者通过操作灯的RGB（红绿蓝）通道而直接操作灯的控制。尽管可能非常自然的是通过寻找负责地点上的效果的灯而直接调节地点上的照明效果并且不费事。

当光源数量大于20时，可能难以将地点上的效果向后追踪到光源。而且，效果可能是来自不同性质的光源（例如外界TL（任务照明）和墙壁泛光照明LED灯）的不同光效的组合的结果。在这种情况下，用户必须把弄（play with）不同灯的照明控制并且必须评估改变它们的效果。在一些情况下，该效果确切地说是全局性的（例如用于外界照明），在一些情况下，该效果是非常局部的（例如聚光灯）。因此，用户必须找出哪种控制与哪种效果有关，并且必须找出效果的大小以便接近希望的光设置。

发明内容

本发明的目的是改进照明基础结构的控制。

这个目的是通过独立权利要求的主题来解决的。从属权利要求示出了另外的实施例。

本发明的基本思想是通过将地点指示设备和照明控制的光效驱动方法相结合而提供一种交互式照明控制以便改进光效的创建，例如尤其是利用大而多样的照明基础结构调整光场景。照明控制中的效果驱动方法可以通过计算机模型来实现，该计算机模型包括具有照明基础结构的真实环境的虚拟表示。虚拟视图可以用来将真实地点映射到虚拟环境中的虚拟地点。真实地点处可用的照明效果可以在虚拟视图中检测和建模。然后，虚拟地点和可用光效可以用来向用户指示用于选择的光效，并且计算用于照明基础结构的控制设置。这种自动和光效驱动的方法可以改进特别复杂的照明基础结构的控制并且提供更加自然的交互，因为用户只需指向真实环境的地点，在该地点处，他们想要改变由照明基础结构创建的光效。

本发明的一个实施例提供了一种交互式照明控制系统，该系统包括

- 接口，其用于从适于通过指向真实环境中的地点而检测该地点的输入设备接收指示真实环境中的真实地点的数据，并且用于接收与真实地点处希望的光效有关的数据，

- 光效控制器，其用于将真实地点映射到真实环境的虚拟视图的虚拟地点并且确定虚拟地点处可用的光效。

所述系统可以进一步包括光效创建器，该光效创建器用于计算用于照明基础结构的控制设置以便基于虚拟地点处可用的光效在真实地点上创建希望的光效。光效创建器可以例如实现为软件模块，其将虚拟视图中选择的光效转变成真实环境中的光效。例如，当用户选择真实环境中的特定地点以用于改变光效并且借助于虚拟视图改变光效时，光效创建器可以通过计算用于创建真实环境中的光效的适当控制设置而自动地处理虚拟视图中的改变的光效。光效创建器也可以在创建光效时考虑真实环境中照明基础结构的任何限制。

所述地点输入设备可以包括以下设备中的一个或多个：

- 第一输入设备，其适于从红外LED的检测的位置导出所述地点；

- 第二输入设备，其适于从编码信标的检测的位置导出所述地点；

- 光炬，其由照相机检测；

- 激光指向器，其由照相机检测。

典型地，在本发明的上下文中，适当的输入设备是指向设备，即用于检测用户利用该设备指向的地点的设备。

所述系统可以进一步包括照相机和视频处理单元，该视频处理单元适于处理从照相机接收的视频数据且适于检测输入设备指向的真实环境中的地点，并且将检测的真实地点输出到映射单元以供进一步处理。

所述接口可以适于从光效输入设备接收与真实地点处希望的光效有关的数据。

所述光效控制器可以适于基于虚拟视图中的虚拟地点指示真实地点处可用的光效并且适于将可用光效发送到输入设备、显示设备和/或音频设备以便向用户指示。

可以控制显示设备，从而显示具有光效的静态或动态内容以便利用光效输入设备进行选择。

与真实地点处希望的光效有关的数据可以包括以下一个或多个：

- 关于应当在其处创建希望的光效的真实地点的大小的数据；

- 关于利用输入设备拖动到第二真实地点的第一真实地点处的光效的数据，在第二真实地点处也应当创建所述光效；

- 关于利用输入设备拖动到第二真实地点的第一真实地点处的光效的数据，所述光效应当移动到该第二真实地点；

- 关于特定区域或斑块（spot）中的分级或淡化效果的数据。

所述光效创建器可以适于基于虚拟地点追溯到照明基础结构的影响真实地点的光的灯并且计算用于被追溯的灯的控制设置。

本发明的另一实施例涉及一种用于依照本发明且如上所述的系统的输入设备，其中该输入设备包括

- 指向地点检测器，其用于检测输入设备指向的真实环境中的地点，以及

- 发送器，其用于发送指示检测的地点的数据。

该输入设备可以进一步包括

- 光效输入装置，其用于输入该输入设备指向的地点处希望的光效，其中与希望的输入的光效有关的数据由发送器发送。

本发明的又一实施例涉及一种交互式照明控制方法，该方法包括以下动作

- 从适于通过指向真实环境中的地点而检测该地点的输入设备接收指示真实环境中的真实地点的数据，并且接收与该真实地点处希望的光效有关的数据，以及

- 将该真实地点映射到真实环境的虚拟视图的虚拟地点并且确定虚拟地点处可用的光效。

本发明的一个实施例提供了一种计算机程序，其使得处理器能够执行依照本发明且如上所述的方法。该处理器可以例如在照明控制系统中实现，例如在照明系统的中央控制器中实现。

依照本发明的另一实施例，可以提供一种存储依照本发明的计算机程序的记录载体，例如CD-ROM、DVD、存储卡、磁盘、互联网存储设备或者适合存储计算机程序以供光学或电子访问的类似数据载体。

本发明的另一实施例提供了一种被编程为执行依照本发明的方法的计算机，例如PC（个人计算机）。该计算机可以例如实现照明基础结构的中央控制器。

本发明的这些和其他方面根据以下描述的实施例将是清楚明白的，并且将参照这些实施例进行阐述。

在下文中，将参照示例性实施例更详细地描述本发明。然而，本发明并不限于这些示例性实施例。

附图说明

图1示出了依照本发明的交互式照明控制系统的实施例；

图2示出了依照本发明的交互式照明控制系统的第一使用案例，其中利用依照本发明的输入设备将光效从一个地点拖动到另一个地点；

图3示出了依照本发明的交互式照明控制系统的第二使用案例，其中利用依照本发明的输入设备将来自可重定向灯的斑块从一个地点拖动到另一个地点；

图4示出了依照本发明的交互式照明控制系统的第三使用案例，其中依照本发明在虚拟视图中提供增强交互的功能；

图5示出了依照本发明的交互式照明控制系统的第四使用案例，其中提供了地点吸引器；

图6示出了依照本发明的交互式照明控制系统的第五使用案例的第一实施例，其中显示设备显示静态调色板；以及

图7示出了依照本发明的交互式照明控制系统的第五使用案例的第二实施例，其中显示设备显示动态调色板。

具体实施方式

在下文中，功能相似或相同的元件可以具有相同的附图标记。术语“灯”、“发光体（light）”和“照明器”描述了同一事物。

图1示出了一种交互式照明控制系统10，该系统包括：接口12，例如适于无线地接收来自输入设备18的数据的无线收发器；光效控制器20；光效创建器22；以及视频处理单元26，其用于处理利用连接到交互式照明系统10的照相机24捕获的视频数据。交互式照明控制系统10被提供用于控制包括若干安装在真实环境中的灯36的照明基础结构34，所述真实环境例如具有墙壁30的房间。系统10可以通过执行软件的计算机实现，该软件实现系统10的模块20、22和26。于是，接口12可以例如为该计算机的Bluetooth™或WiFi收发器。系统10可以进一步与诸如计算机监视器或电视机之类的显示设备28连接。

利用照明基础结构34创建的照明的交互式控制可以通过使用输入设备18而执行，该输入设备可以由用户38持有。希望在墙壁30上的真实地点16处创建特定照明效果的用户38简单地利用输入设备18指向该地点16。为了检测用户38所指向的地点16，输入设备18适于检测该地点16。

输入设备18可以例如为uWand™直观指向器以及来自申请人的3D控制设备。uWand™控制设备包括检测来自编码的IR信标的信号的IR（红外）接收器，所述信标可以位于电视机旁边的墙壁30处。根据接收的信号和信标的位置，uWand™控制设备可以导出其指向位置并且经由无线2.4 GHz通信链路将导出的指向位置发送至接口12。uWand™控制设备使得2D和3D位置检测成为可能。例如，也可以检测输入设备的旋转。

再者，来自Nintendo有限公司的WiiMote™输入设备可以用于本发明的目的。WiiMote™输入设备通过利用内置的照相机捕获来自IR LED的IR辐射并且根据检测的IR LED的位置导出指向位置而允许2D指向位置检测。与检测的指向位置有关的数据的发送例如利用接口12经由Bluetooth™通信链路而发生。

此外，当与用于检测真实环境（例如墙壁30上）的指向位置的照相机结合时，激光指向器或者光炬可以用作输入设备。与检测的指向位置有关的数据通过利用照相机捕获的图片的视频处理而产生。类似于WiiMote™输入设备，照相机可以集成到输入设备中。可替换地，照相机可以是与视频处理单元结合的用于检测指向位置的外部设备。包括照相机的外部设备可以连接至交互式照明控制系统10或者集成到该系统中，例如系统10的视频处理单元26和照相机24。

输入设备18无线地将指示它指向的真实环境30中的地点16的数据14发送至交互式照明控制系统10的接口12。

交互式照明控制系统10的光效控制器20如下处理接收的数据14：将地点16的真实位置映射到真实环境的虚拟视图的虚拟地点。虚拟视图可以是诸如图1中所示墙壁30之类的真实环境的2D表示。虚拟视图可以例如通过利用照相机24捕获真实环境而创建。虚拟视图也可以例如通过利用数字照相机拍摄墙壁30的图片并且将拍摄的图片传输至系统10而已经存储在交互式照明控制系统10中。

光效控制器20确定虚拟地点处可用的光效。这可以例如借助于安装在真实环境中的照明基础结构34的模型而执行，其中该模型将照明基础结构34的控制与真实环境的虚拟视图中的地点和光效相联系。

所述模型可以通过所谓的暗室校准（DRC）方法来创建，在该方法中，测量每个照明控制的效果和地点，例如DMX通道。然后，可以将利用DRC检测的光效分配给虚拟视图中的虚拟地点以形成所述模型。例如，可以将目标照度分布表示为离散点中的目标集合，例如工作表面的一些点上的500lux，表示为2D视图中的多色彩分布，例如墙壁上测量的分布，或者由照相机或比色设备接收的分布，或者更抽象地表示为将光效与地点相联系的函数。

由光效控制器20确定为在地点16处可用的光效可以在显示设备28上显示，或者经由接口12发送至输入设备18或单独的光效输入设备40，该光效输入设备例如可以例如通过PDA（个人数字助理）、智能电话、键盘、PC（个人计算机）、例如电视机的遥控器来实现。

希望的光效的用户选择从输入设备18或光效输入设备40传输至系统10，并且经由接口12传输至光效控制器20，光效控制器将选择的光效和地点16发送至光效创建器22。创建器22追溯到照明基础结构34的影响地点16中的光的灯36，计算用于被追溯的灯36的控制设置，并且将计算的控制设置发送至照明基础结构34，使得地点16处的灯36创建用户希望的光效32。

在下文中，将借助于若干使用案例解释用户38的光效选择。在所示的使用案例中，十字标记输入设备18的指向位置，并且虚线箭头代表利用输入设备18执行的运动，即输入设备18的指向地点在虚拟视图中从一个地点到另一个地点的运动，所述虚拟视图为真实环境（例如墙壁30）的2D表示。

图2-7示出了输入设备18与虚拟视图中存在的效果之间的一些可能的交互。由于虚拟视图的内容可以被认为是目标光效分布，因而照明输出可以相应地改变，使得用户38可以得到即时反馈。这可以导致由照明基础结构34创建的照明气氛的身临其境式的精细调整。

图2示出了一个使用案例，其中从一个地点161选择光效并且将其拖动到另一个地点162。诸如聚光之类的希望的光效首先处于地点161处。用户38可以通过利用输入设备18指向地点161、按压输入设备18上的特定按钮而选择希望的光效，并且将这样选择的光效拖动到其中应当创建该光效的新地点162。在利用十字标记的新地点162处，用户38释放仍然按压的按钮或者再次按压该按钮。输入设备18可以记录第一次按钮按压时的地点161以及释放按钮按压或者第二次按钮按压时的地点162，并且将作为真实地点指示数据的两个地点161和162与和光效有关的数据（即将地点161上的光效拖动到地点162）一起发送至系统10，系统然后在新地点162上创建地点161上的聚光。下文中描述的另一使用案例也执行这种用于检测为一定地点选择希望的光效并且发送与该选择有关的数据的用户交互的技术过程。

图3示出了一个使用案例，其中地点161上的诸如利用可重定向灯（或摇头灯）创建的聚光之类的光效被选择并且被拖动到另一个地点162。该交互与关于图2中所示使用案例解释的相同。在该使用案例中，可能更容易将光效准确地放置在用户希望的新地点162。

图4示出了一个使用案例，其具有增强交互的虚拟视图中的功能。在一些情况下，需要产生更复杂的照明目标（比如梯度）。在该案例中，可以将绿色效果163插入到红色至蓝色梯度164中。绿色效果的地点影响红色->绿色和绿色->蓝色转变的产生。绿色斑块的地点可以利用描述的拖动交互改变。通常，可以在视图中实现若干功能（比如梯度产生），从而可以提供与照明系统的更丰富的交互。这些功能于是对光效的定位做出反应，以便产生更复杂的交互。

图5示出了具有地点吸引器165的另一使用案例。由于系统10知道效果和效果最大值的地点，因而它可以使用这些地点165作为“效果吸引器”。当拖动光效166时，这将从吸引器跳到吸引器。这为用户简化了效果的定位，因为效果仅仅被置于相关的场所。这也增强了到用户的身临其境式的反馈，因为可以通过改变照明本身跟随地点。吸引器的定义并不限于效果最大值；用于功能的敏感输入场所也可能是有关的。

图6和图7示出了将显示设备与调色板167集成的另外的使用案例。如关于图1所描述的，在真实环境中，显示设备28可能存在，其可以显示光效的调色板167。屏幕上的调色板和布置可以由交互式照明控制系统10控制。显示设备28的地点可以集成到虚拟视图中。对于显示设备28上的调色板167的颜色168的指向可以在虚拟视图中被检测，并且在该视图中，在显示设备上的颜色团块与光效之间没有区别。类似于图2中所示且在上面解释的使用案例，这使得交互成为可能：选择效果并且将它拖动到另一个地点。颜色效果从显示设备拖动到环境中，就像它是一种光效。代替具有静态调色板的显示设备，它也可以是具有一定动态内容的显示设备，如图7中所示。该动态内容可以包含多个像素169，并且每个像素可以随着时间而变化。也可以将动态内容中的像素映射到虚拟视图中的地点吸引器上。代替单独的显示设备，也可以在输入设备18或者光效输入设备40上显示和选择调色板和目标颜色。

当指向某个地点时，显示设备可以给出关于这些地点处的可能性的一定反馈。例如，可以在输入设备或者单独的显示设备上显示可以在所述地点处再现的颜色三角形。

当多个效果存在时，交互式照明控制系统10可以选择用户指向的地点处的最有影响的效果。也可能的是影响效果集合。

最后，像在利用鼠标和指针的已知交互中那样，用户38也可以指示虚拟视图中的区域。这将选择主要存在于该区域中的效果集合。然后，对该效果集合执行调整操作。

选择的区域上可能的调整操作可以例如为

· 改变色温、色调、饱和度和强度；

· 使效果平滑或尖锐：弱化或加强色调/饱和度/强度中的极值。

为了指示选择的区域的大小，具有对该区域的贡献的灯可以开始闪光或者可以由交互式照明控制系统10设置为对比光效。这向用户38提供了关于选择的区域的反馈。

在输入设备18上，若干交互方法可以用于改变光效：

· 改变它指向的效果（集合）的色调、饱和度和强度的按钮。

· 这些参数也可以通过向上或向下移动输入设备18并且通过使用加速度计检测该移动而改变。

· 按钮或其他输入方法可以用来执行“拖动”操作。（需要移动效果或者选择区域）。

· 触摸屏色圈或者其他布置，其显示指向的光效的色调、饱和度和强度并且其使得将色调、饱和度和强度驱动到满足用户的值成为可能。

当选择了一定区域时，所显示的色调、饱和度和强度的值可以是平均值，但是也可以是最小值或最大值。在后一种情况下，交互使得改变极值成为可能。同样可能的是弱化或加强极值的分布以便使效果平滑或尖锐。

本发明可以用在其中存在数量例如超过20个的大量照明器的环境中，用在具有复杂而多样的照明基础结构的未来家庭中，用在其中创建光场景的商店、公共场所、大厅中，用于连锁店（可以考虑单个参考商店，其中针对所有商店创建光场景；当部署了光场景时，可能需要一些精细调整）。所述交互对于调整可重定向斑块的地点也是有用的。这些斑块主要用在商店（人体模型）、艺术画廊中，用在剧院中以及用在音乐会舞台上。

本发明的典型应用例如为从零开始创建光场景（定位区域并且将效果从零增加到希望的值），以及由其他产生方法创建的光场景的身临其境式的精细调整。

本发明的至少一些功能可以由硬件或软件执行。在以软件实现的情况下，单个或多个标准微处理器或微控制器可以用来处理实现本发明的单个或多个算法。

应当指出的是，措词“包括”并没有排除其他元件或步骤，并且措词“一”或“一个”并没有排除复数。此外，权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制了本发明的范围。

Claims

1.一种交互式照明控制系统（10），包括

- 接口（12），其用于从适于通过指向真实环境中的地点而检测该地点的输入设备（18）接收指示真实环境中的真实地点（16）的数据（14），并且用于接收与真实地点处希望的光效（32）有关的数据，以及

- 光效控制器（20），其用于将真实地点映射到真实环境的虚拟视图的虚拟地点并且确定虚拟地点处可用的光效。

2.权利要求1的系统，进一步包括光效创建器（22），该光效创建器用于计算用于照明基础结构（34）的控制设置以便基于虚拟地点处可用的光效在真实地点上创建希望的光效。

3.权利要求1或2的系统，其中输入设备包括以下设备中的一个或多个：

- 光炬，其由照相机检测；

- 激光指向器，其由照相机检测。

4.权利要求1、2或3的系统，进一步包括照相机（24）和视频处理单元（26），该视频处理单元适于处理从照相机接收的视频数据且适于检测输入设备指向的真实环境中的地点，并且将检测的真实地点输出到光效控制器以供进一步处理。

5.前面的权利要求中任何一项的系统，其中接口（12）适于从光效输入设备（40）接收与真实地点处希望的光效有关的数据。

6.前面的权利要求中任何一项的系统，其中光效控制器（20）适于基于虚拟视图中的虚拟地点指示真实地点处可用的光效并且适于将可用光效发送到输入设备、显示设备（28）和/或音频设备以便向用户指示。

7.权利要求6的系统，其中控制所述显示设备，从而显示具有光效的静态或动态内容以便利用光效输入设备进行选择。

8.前面的权利要求中任何一项的系统，其中与真实地点处希望的光效有关的数据包括以下一个或多个：

- 关于特定区域或斑块中的分级或淡化效果的数据。

9.权利要求2-8的系统，其中光效创建器（22）适于基于虚拟地点追溯到照明基础结构的影响真实地点中的光的灯（36）并且计算用于被追溯的灯的控制设置。

10.一种用于前面的权利要求中任何一项的系统的输入设备（18），包括

- 发送器，其用于发送指示检测的地点的数据。

11.权利要求10的设备，进一步包括

12.一种交互式照明控制方法，包括以下动作

- 从适于通过指向真实环境中的地点而检测该地点的输入设备接收指示真实环境中的真实地点（16）的数据（14），并且接收与该真实地点处希望的光效有关的数据，以及

13.一种计算机，被配置成执行权利要求12的方法并且包括用于控制照明基础结构的接口。

14.一种计算机程序，使得处理器能够执行依照权利要求12的方法。

15.一种记录载体，存储依照权利要求14的计算机程序。