CN105320012A - 一种多媒体动态舞台控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多媒体动态舞台控制方法及系统。该方法包括：根据舞台的外观特征和机械性能指标建立舞台模型；采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画；根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令；根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。本发明操作简单，利用机械控制指令对舞台进行集中控制，实现了虚拟舞台动画和真实舞台的数据交换和协同，节省时间和人力成本。

Description

一种多媒体动态舞台控制方法及系统

技术领域

本发明涉及虚拟现实与机械控制领域，尤其涉及一种多媒体动态舞台控制方法及系统。

背景技术

随着科技的发展，舞台技术日新月异，现代化的舞台已经从静止的状态变为动态的多媒体舞台。多媒体动态舞台是现代舞台的代表。多媒体技术的综合运用，实现了舞台场景的快速切换，增强了时间表现力。大规模舞台机械的使用，使得舞台造型和变化形式多种多样，拓展了空间表现形式，增强了艺术效果。相对于传统舞台，现代多媒体动态舞台不仅能够拓展舞台的时空表现力，有效的辅助表演，而且逐渐成为了表演的一部分，能够直接参与表演。一场演出由十几个或几十个不同的节目组成，每个节目都需要根据其独特的主题进行布置和舞台机械的运动控制。升降台、吊顶、车台、机械臂等大规模舞台机械的使用，不仅加大了控制人员的操作复杂度，而且使得参与节目制作的各个部门在运作中，出现了许多由于协调不当而引起的问题。

大量的舞台机械使操控变得极为复杂，传统的由人工根据演出手册来进行操作的方式已经不能满足大规模舞台机械操控的要求。除了控制问题，由于舞台机械实现了舞台空间的巨大变化，灯光、摄像、舞台背景视频播控等部门都要根据舞台变化进行动态的调整，各部门协调一致才能完成节目的制作和播出。多媒体动态舞台是节目的重要组成部分，不能独立于内容而存在。这就要求动态舞台机械控制系统与机械仿真不能脱离演艺节目的制作方式，仅仅按照工程师的思维来进行设计和实施已经满足不了动态舞台的需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：现有的多媒体动态舞台的控制方式操作复杂，缺少集中的控制导致协调不当的问题。

为解决上述技术问题，本发明一方面提出了一种多媒体动态舞台控制方法，该方法包括：

根据舞台的外观特征和运动特征建立舞台模型；

采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画；

根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令；

根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。

可选地，在所述采集舞台的运动数据之前，还包括：

修正舞台模型，以使舞台模型的外观特征和运动特征与舞台的外观特征和运动特征相同。

可选地，在根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令之前，还包括：

根据舞台的机械性能指标判断虚拟舞台动画是否达到舞台的运动状态，若否，则重新制作虚拟舞台动画。

可选地，所述舞台的机械性能指标包括舞台位置和舞台运动状态。

可选地，所述根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画，包括：

将采集到的舞台的每一时刻的运动数据进行平滑处理；

根据平滑处理后的运动数据制作虚拟舞台动画。

可选地，所述根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令，包括：

利用关键帧技术对虚拟舞台动画进行分段，根据舞台的机械性能指标和物理特性对运动数据的时间误差进行控制，获取舞台的机械控制指令，所述机械控制指令包括运动状态的开始时间、运动速度和终止位置。

可选地，所述舞台的外观特征包括：外部形状和控制点；

所述舞台的运动特征包括：运动行程控制指标、运动维度和运动基点。

另一方面，本发明还提出了一种多媒体动态舞台控制系统，该系统包括：

舞台模型建立模块，用于根据舞台的外观特征和运动特征建立舞台模型；

虚拟舞台动画制作模块，用于采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画；

机械控制指令获取模块，用于根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令；

动态舞台控制模块，用于根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。

可选地，该系统还包括：

舞台模型修正模块，用于修正舞台模型，以使舞台模型的外观特征和运动特征与舞台的外观特征和运动特征相同。

可选地，该系统还包括：

虚拟舞台动画验证模块，用于根据舞台的机械性能指标判断虚拟舞台动画是否达到舞台的运动状态，若否，则重新制作虚拟舞台动画。

本发明提供的多媒体动态舞台的控制方法及系统通过舞台外观特征和机械性能指标建立舞台模型；采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画，根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令，根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。该多媒体动态舞台的控制方法及系统操作简单，利用机械控制指令对舞台进行集中控制，实现了虚拟舞台动画和真实舞台的数据交换和协同，节省时间和人力成本。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明一个实施例的多媒体动态舞台的控制方法示意图；

图2示出了本发明另一个实施例的多媒体动态舞台的控制方法示意图；

图3示出了本发明一个实施例的多媒体动态舞台的控制系统的结构示意图；

图4示出了本发明一个实施例的多媒体动态舞台的控制系统的双向数据流示意图；

图5示出了本发明一个实施例的多媒体动态舞台的控制方法的应用示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

图1示出了本发明一个实施例的多媒体动态舞台控制方法示意图。如图1所示，本实施例的多媒体动态舞台控制方法包括：

S1：根据舞台的外观特征和运动特征建立舞台模型；

S2：采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画；

S3：根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令；

S4：根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。

本实施例的多媒体动态舞台的控制方法通过舞台外观特征和机械性能指标建立舞台模型；采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画，根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令，根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。该多媒体动态舞台的控制方法及系统操作简单，利用机械控制指令对舞台进行集中控制，实现了虚拟舞台动画和真实舞台的数据交换和协同，节省时间和人力成本。

图2示出了本发明另一个实施例的多媒体动态舞台的控制方法示意图。如图2所示，本实施例的多媒体动态舞台控制方法包括：

S21：根据舞台的外观特征和运动特征建立舞台模型；

S22：修正舞台模型，以使舞台模型的外观特征和运动特征与舞台的外观特征和运动特征相同；

S23：采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画；

S24：根据舞台的机械性能指标判断虚拟舞台动画是否达到舞台的运动状态，若否，则重新制作虚拟舞台动画；

S25：根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令；

S26：根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。

在一种可选的实施方式中，所述舞台的机械性能指标包括舞台位置和舞台运动状态。

进一步地，所述根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画，包括：

将采集到的舞台的每一时刻的运动数据进行平滑处理；

根据平滑处理后的运动数据制作虚拟舞台动画。

所述根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令，包括：

利用关键帧技术对虚拟舞台动画进行分段，根据舞台的机械性能指标和物理特性对运动数据的时间误差进行控制，获取舞台的机械控制指令，所述机械控制指令包括运动状态的开始时间、运动速度和终止位置。

所述舞台的外观特征包括：外部形状和控制点；

所述舞台的运动特征包括：运动行程控制指标、运动维度和运动基点。

在实际应用中，在AutodeskMaya或Autodesk3dsMax等三维软件中，使用程序进行数据化舞台的建模，主要包括舞台机械的外部形状，控制点，运动行程控制指标，运动维度，运动基点，规范化命名等，具有建模速度快、建模精确、易于修改的特点。在数据化建模的得到的舞台模型的基础，保留舞台模型基本属性的前提下，对模型的外观进行修改，克服数据建模在复杂模型建立和模型外观设计上的不足。并验证舞台模型几何数据特征、外观特征是否和真实机械舞台的参数一致。

按照机械控制程序采集的运动数据，制作虚拟舞台动画。获取真实舞台机械性能指标后，需要用该真实舞台机械性能指标数据检测运动动画的可行性，若未达到真实舞台机械运动状态则需重新设计舞台动画。在AutodeskMaya三维软件中通过数据接口，以准确完整的方式将舞台运动动画数据提取出来。

根据舞台机械运动控制系统的特点采用舞台机械运动关键帧技术，根据舞台机械运动状态改变的关键时间点将数据分段，结合舞台的机械的性能指标、物理特性和运动特性，运用抛物线拟合的线性函数进行时间误差的控制，以分段运动状态的开始时间，运动速度和终止位置的数据格式，表示机械运动情况，进行仿真机械运动的动画数据误差修正与控制并转化成标准的数据文件输出。将标准的数据文件进行处理得到机械控制指令，舞台机械控制器利用机械控制指令来实现对舞台机械的控制。同时，实际舞台机械控制器实时产生的数据，通过按照统一的数据标准处理和输出，可以得到舞台运动标准数据，该反向得到的数据可以为三维舞台动画制作提供数据支撑，实现舞台运动机械仿真和真实舞台的数据交换和协同。

按照机械控制程序采集的运动数据，制作虚拟舞台动画，用于仿真舞台预览展示和舞台背景视频制作。机械控制程序采集的数据往往是某一刻的运动状态，运动状态中只有本时刻的时间和本时刻的机械状态，不具有连续性，无法直接制作舞台动画。舞台动画制作分为两个阶段，第一个阶段进行数据的处理和合成，将每个时刻的理算数运动时间重新平滑和计算，形成带有运行速度的数据；第二个阶段根据重新计算和平滑后的数据在AutodeskMaya中进行动画Mel脚本的合成，或在Autodesk3dsMax中进行动画MaxScpipt脚本的合成。

本实施例通过采用真实舞台机械性能指标包括舞台的运动速度和位置等，来验证舞台动画设计的可行性，若未达到真实舞台机械运动状态则需要重新设计舞台动画。

本实施例具有以下优点及有益效果：

第一，本实施例舞台模型建立速度快，模型准确性高，模型易修改，既能服务于舞台台型和运动的设计，又能用于舞台机械仿真和数据提取。

第二，本实施例利用关键帧技术，数据量大大压缩，不仅加快了数据的传输，而且缓解了舞台机械控制系统接收和处理数据的压力；充分考虑舞台机械的特点和使用方式，适用于绝大部分舞台机械控制器，并且在数据层面减小机械运动的时间误差。

第三，本实施例将舞台机械的运行数据进行整合和处理，通过三维舞台动画制作方法进行仿真呈现，形成设计与实施的双向数据流。利用双向数据流产生的数据，不仅为舞台的多媒体制作，舞台安全检测，舞台三维仿真等现代多媒体动态舞台模块提供统一准确的数据基准，而且改善了其制作流程，缩短了制作周期。

第四，本实施例在三维仿真和舞台机械协同控制领域提高了一个新的层次，该方法在未来的大型广场排演、数字电影的制作、机械仿真等中具有广泛的应用前景和商业价值。

图3示出了本发明一个实施例的多媒体动态舞台的控制系统的结构示意图。如图3所示，本实施例的多媒体动态舞台控制系统包括：

舞台模型建立模块，用于根据舞台的外观特征和运动特征建立舞台模型；

虚拟舞台动画制作模块，用于采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画；

机械控制指令获取模块，用于根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令；

动态舞台控制模块，用于根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。

在一种可选的实施方式中，该系统还包括：

舞台模型修正模块，用于修正舞台模型，以使舞台模型的外观特征和运动特征与舞台的外观特征和运动特征相同。

进一步地，该系统还包括：

虚拟舞台动画验证模块，用于根据舞台的机械性能指标判断虚拟舞台动画是否达到舞台的运动状态，若否，则重新制作虚拟舞台动画。

本实施例所述的多媒体动态舞台控制系统可以用于执行上述方法实施例，其原理和技术效果类似，此处不再赘述。

图4示出了本发明一个实施例的多媒体动态舞台的控制系统的双向数据流示意图。如图4所示，本实施例的多媒体动态舞台的控制系统，舞台模型建立模块根据动态舞台控制模块采集的舞台的外观特征和运动特征建立舞台模型，虚拟舞台动画制作模块，用于根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画，机械控制指令获取模块据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令；动态舞台控制模块根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。

本实施例利用从三维虚拟舞台到真实的机械舞台的数据流，实现了对大量舞台机械精准自动的控制，利用从真实的机械舞台到三维虚拟舞台的数据流，实现对舞台运动设计的快速修改。本实施例不仅实现了舞台动作设计模块与舞台机械控制模块的分离，而且可以应用于动态舞台制作的其它各个部门，有效的解决的多部门之间的数据交换与协同的问题。

图5示出了本发明一个实施例的多媒体动态舞台的控制方法的应用示意图。如图5所示，在一个具体的动态舞台控制方法应用中，

(1)在AutodeskMaya三维软件中，利用舞台基本数据，使用程序直接建立舞台模型；

(2)节目设计人员按照节目内容对舞美进行设计，确定机械舞台的运动方法；

(3)按照舞美设计方案，在AutodeskMaya三维软件进行动画的制作；

(4)在AutodeskMaya三维软件中通过MEL脚本语言建立数据接口，以准确完整的方式将舞台运动动画数据提取出来，经过数据的处理，得到标准化的舞台运动数据文件；

(5)通过机械控制指令对舞台机械进行控制；

(6)按照舞美设计方案，制作舞台背景的视频；

(7)按照机械舞台离散的特点，对背景视频进行动态的切割；

(8)按照视频切割的结果，对涉及的LED屏幕进行控制；

(9)利用该系统，在正式演出前进行综合排演，为正式演出提供了充分的可视化依据，降低了人力和时间成本，避免资源浪费；

(10)该系统最终达到预期目的和效果。

本发明提供的多媒体动态舞台的控制方法及系统通过舞台外观特征和机械性能指标建立舞台模型；采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画，根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令，根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。该多媒体动态舞台的控制方法及系统操作简单，利用机械控制指令对舞台进行集中控制，实现了虚拟舞台动画和真实舞台的数据交换和协同，节省时间和人力成本。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种多媒体动态舞台控制方法，其特征在于，包括：

根据舞台的外观特征和运动特征建立舞台模型；

采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画；

根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令；

根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。

2.根据权利要求1所述的多媒体动态舞台控制方法，其特征在于，在所述采集舞台的运动数据之前，还包括：

修正舞台模型，以使舞台模型的外观特征和运动特征与舞台的外观特征和运动特征相同。

3.根据权利要求1所述的多媒体动态舞台控制方法，其特征在于，在根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令之前，还包括：

根据舞台的机械性能指标判断虚拟舞台动画是否达到舞台的运动状态，若否，则重新制作虚拟舞台动画。

4.根据权利要求3所述的多媒体动态舞台控制方法，其特征在于，所述舞台的机械性能指标包括舞台位置和舞台运动状态。

5.根据权利要求1所述的多媒体动态舞台控制方法，其特征在于，所述根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画，包括：

将采集到的舞台的每一时刻的运动数据进行平滑处理；

根据平滑处理后的运动数据制作虚拟舞台动画。

6.根据权利要求1所述的多媒体动态舞台控制方法，其特征在于，所述根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令，包括：

利用关键帧技术对虚拟舞台动画进行分段，根据舞台的机械性能指标和物理特性对运动数据的时间误差进行控制，获取舞台的机械控制指令，所述机械控制指令包括运动状态的开始时间、运动速度和终止位置。

7.根据权利要求1所述的多媒体动态舞台控制方法，其特征在于，所述舞台的外观特征包括：外部形状和控制点；

所述舞台的运动特征包括：运动行程控制指标、运动维度和运动基点。

8.一种多媒体动态舞台控制系统，其特征在于，包括：

舞台模型建立模块，用于根据舞台的外观特征和运动特征建立舞台模型；

虚拟舞台动画制作模块，用于采集舞台的运动数据，根据所述舞台模型和舞台的运动数据制作虚拟舞台动画；

机械控制指令获取模块，用于根据虚拟舞台动画获取舞台的机械控制指令；

动态舞台控制模块，用于根据所述机械控制指令对动态舞台进行控制。

9.根据权利要求8所述的多媒体动态舞台控制系统，其特征在于，还包括：

舞台模型修正模块，用于修正舞台模型，以使舞台模型的外观特征和运动特征与舞台的外观特征和运动特征相同。

10.根据权利要求8所述的多媒体动态舞台控制系统，其特征在于，还包括：

虚拟舞台动画验证模块，用于根据舞台的机械性能指标判断虚拟舞台动画是否达到舞台的运动状态，若否，则重新制作虚拟舞台动画。