CN110727292A - 一种舞台三维动态环系统运动的控制方法 - Google Patents

一种舞台三维动态环系统运动的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种舞台三维动态环系统运动的控制方法，包括如下步骤，S1、输入理想的演出轨迹文件；S2、分别获取各个LED圆环上的各个吊点的空间位置坐标以及与其相应的卷扬机的空间位置坐标；S3、根据各个吊点的位置坐标以及与其相应的卷扬机的空间位置坐标，获取相应的缆绳的长度；S4、根据各个缆绳的长度，获取各个缆绳在收放时的速度；S5、根据吊点的空间位置坐标、卷扬机的空间位置坐标、缆绳的长度以及缆绳在收放时的速度，将各个LED圆环运行到与理想的演出轨迹文件相同的空间坐标上。优点是：通过提早规划好每个LED圆环与缆绳之间长度，速度及时间之间的关系式，为多层动态环提供更有吸引力的造型设置。

Description

一种舞台三维动态环系统运动的控制方法
技术领域
本发明涉及舞台表演技术领域，尤其涉及一种舞台三维动态环系统运动的控制方法。
背景技术
目前观众对舞台视觉审美效果的需求日渐增长，新媒体技术的发展，促使舞台视觉效果变换发展成为了一大改革趋势。在不同的剧场演出，秀场表演，展馆展示等公众场合中，魅力的灯光与震撼的效果已成为吸引观众视觉的重要因素之一。因此，利用特殊的机械装置，与特有的控制方法结合，驱动PLC控制器来推动机械装置的变换，以此来实现不同场景，不同时间段的舞台表演效果，从而实现观众视觉效果的需求。
在目前的技术中，利用控制器驱动多轴的动态矩阵造型，是一种漂浮在空中的圆球来组成的，其个数确定，每个圆球都在系统的控制下有序地运动着，组成各种各样不同的造型，具有明确的数据点阵。
然而，目前市场上大多数装置都是单一的，无变化造型而言的，且得到的形状也是固定的，无法达到高层次的感官需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种舞台三维动态环系统运动的控制方法，从而解决现有技术中存在的前述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种舞台三维动态环系统运动的控制方法，所述动态环系统包括至少一组动态环，每组动态环包括六个直径互不相同的LED圆环，各所述LED圆环上设置有至少三个吊点，各吊点分别经缆绳连接在不同的卷扬机上，各所述卷扬机分别连接有一收揽器；所述控制方法包括如下步骤，
S1、输入理想的演出轨迹文件；
S2、分别获取各个LED圆环上的各个吊点的空间位置坐标以及与其相应的卷扬机的空间位置坐标；
S3、根据各个吊点的位置坐标以及与其相应的卷扬机的空间位置坐标，获取相应的缆绳的长度；
S4、根据各个缆绳的长度，获取各个缆绳在收放时的速度；
S5、根据吊点的空间位置坐标、卷扬机的空间位置坐标、缆绳的长度以及缆绳在收放时的速度，将各个LED圆环运行到与理想的演出轨迹文件相同的空间坐标上。
优选的，步骤S3中，在获取缆绳的长度后，需要根据约束条件对缆绳的长度进行约束变形，以获取任意时刻的缆绳长度表达式。
优选的，所述约束条件为，在同一LED圆环中，卷扬机与与其相应的吊点之间在空间位置上x方向与y方向上的投影距离相等。
优选的，步骤S2中，任意时刻t，一组动态环中的第一LED圆环上各个吊点的空间位置坐标分别为a(xa,ya,za)，b(xb,yb,zb)，c(xc,yc,zc)；该LED圆环上各个吊点相连的卷扬机的空间位置坐标分别为A(xA,yA,zA)，B(xB,yB,zB)，C(xC,yC,zC)，则获取与连接各吊点和相应的卷扬机的缆绳的长度如下，
Figure BDA0002228252110000021
优选的，根据约束条件得知
Figure BDA0002228252110000024
因此各缆绳的长度经约束条件进行约束变形之后获取的任意时刻的缆绳长度表达式如下，
Figure BDA0002228252110000025
Figure BDA0002228252110000026
Figure BDA0002228252110000027
优选的，任意时刻各个缆绳的收放速度为，
Figure BDA0002228252110000031
Figure BDA0002228252110000032
优选的，同一组动态环中的其他LED圆环使用与所述第一LED圆环相同的计算过程，获取缆绳长度以及在任意时刻下的缆绳收放速度。
本发明的有益效果是：1、通过对缆绳长度的变化控制，通过对不同的LED圆环进行时间速度与位移的设置，来达到动态环不同的变换效果，以此来达到表演需求。2、通过提早规划好每个LED圆环与缆绳之间长度，速度及时间之间的关系式，为多层动态环提供更有吸引力的造型设置。
附图说明
图1是本发明实施例中控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中一个LED圆环的空间几何示意图；
图3是本发明实施例中两个LED圆环的空间几何示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图1至图2所示，本实施例中提供了一种舞台三维动态环系统运动的控制方法，所述动态环系统包括至少一组动态环，每组动态环包括六个直径互不相同的LED圆环，各所述LED圆环上设置有至少三个吊点，各吊点分别经缆绳连接在不同的卷扬机上，各所述卷扬机分别连接有一收揽器；所述控制方法包括如下步骤，
S1、输入理想的演出轨迹文件；
S2、分别获取各个LED圆环上的各个吊点的空间位置坐标以及与其相应的卷扬机的空间位置坐标；
S3、根据各个吊点的位置坐标以及与其相应的卷扬机的空间位置坐标，获取相应的缆绳的长度；
S4、根据各个缆绳的长度，获取各个缆绳在收放时的速度；
S5、根据吊点的空间位置坐标、卷扬机的空间位置坐标、缆绳的长度以及缆绳在收放时的速度，将各个LED圆环运行到与理想的演出轨迹文件相同的空间坐标上。
本实施例中，步骤S3中，在获取缆绳的长度后，需要根据约束条件对缆绳的长度进行约束变形，以获取任意时刻的缆绳长度表达式。
本实施例中，所述约束条件为，在同一LED圆环中，卷扬机与与其相应的吊点之间在空间位置上x方向与y方向上的投影距离相等。
本实施例中，步骤S2中，如图2所示，任意时刻t，一组动态环中的第一LED圆环上各个吊点的空间位置坐标分别为a(xa,ya,za)，b(xb,yb,zb)，c(xc,yc,zc)；该LED圆环上各个吊点相连的卷扬机的空间位置坐标分别为A(xA,yA,zA)，B(xB,yB,zB)，C(xC,yC,zC)，则获取与连接各吊点和相应的卷扬机的缆绳的长度如下，
Figure BDA0002228252110000041
Figure BDA0002228252110000043
本实施例中，根据约束条件得知因此各缆绳的长度经约束条件进行约束变形之后获取的任意时刻的缆绳长度表达式如下，
Figure BDA0002228252110000045
Figure BDA0002228252110000046
Figure BDA0002228252110000051
本实施例中，任意时刻各个缆绳的收放速度为，
Figure BDA0002228252110000052
Figure BDA0002228252110000053
Figure BDA0002228252110000054
本实施例中，同一组动态环中的其他LED圆环使用与所述第一LED圆环相同的计算过程，获取缆绳长度以及在任意时刻下的缆绳收放速度。
本实施例中，通过控制各个LED动态环使其按照理想的演出轨迹文件进行位置变换，以完成舞台演出要求。
实施例二
本实施例中，以任意时刻的同一组动态环中的两个LED圆环之间的变换形式为例，进行说明，如图3所示，实线环和虚线环分别为第一LED圆环和第二LED圆环，所述第二LED圆环上的各个吊点的空间位置坐标为a1(xa1,ya1,za1)，b1(xb1,yb1,zb1)，c1(xc1,yc1,zc1)；第二LED圆环上各个吊点相连的卷扬机的空间位置坐标分别为A1(xA1,yA1,zA1)，B1(xB1,yB1,zB1)，C1(xC1,yC1,zC1)，则获取与连接各吊点和相应的卷扬机的缆绳的长度如下，
Figure BDA0002228252110000055
Figure BDA0002228252110000056
Figure BDA0002228252110000057
本实施例中，在约束条件下，得知
Figure BDA0002228252110000058
Figure BDA0002228252110000061
因此各缆绳的长度经约束条件进行约束变形之后获取的任意时刻的缆绳长度表达式如下，
Figure BDA0002228252110000062
Figure BDA0002228252110000063
本实施例中，获取第一LED圆环和第二LED圆环在任意时刻t的缆绳长度后，根据时间与位移的关系式，便可以获的两个LED圆环上六条缆绳收放的速度表达式，分别为
Figure BDA0002228252110000065
Figure BDA0002228252110000066
Figure BDA0002228252110000067
Figure BDA0002228252110000068
Figure BDA0002228252110000069
Figure BDA00022282521100000610
那么在理想状态下，其速度的表达式为，
Figure BDA0002228252110000071
Figure BDA0002228252110000072
Figure BDA0002228252110000073
Figure BDA0002228252110000074
Figure BDA0002228252110000075
本实施例中，同一组动态环中的剩余的LED圆环均按照第一LED圆环和第二LED圆环的计算公式进行计算。
实施例三
本实施例中，当同一LED圆环上的三个吊点的高度位于相等的坐标时，即在数学数字意义上，A的高度坐标点数值＝B的高度坐标点数值＝C的高度坐标点数值，也就是说，
Figure BDA0002228252110000076
Figure BDA0002228252110000077
假设同一组动态环中的相邻两LED圆环之间的固定高度为H，则第二LED圆环用第一LED圆环表示为
Figure BDA0002228252110000078
也就是说
Figure BDA0002228252110000081
Figure BDA0002228252110000082
则同一组动态环中的其余LED圆环的表达式分别为，
Figure BDA0002228252110000083
Figure BDA0002228252110000084
Figure BDA0002228252110000086
在增加固定高度获取其他LED圆环的水平位置后，可以同时操控6个LEDF圆环，达到同升同降的演示效果。
通过采用本发明公开的上述技术方案，得到了如下有益的效果：
本发明提供了一种舞台三维动态环系统运动的控制方法，该控制方法通过对缆绳长度的变化控制，通过对不同的LED圆环进行时间速度与位移的设置，来达到动态环不同的变换效果，以此来达到表演需求；通过提早规划好每个LED圆环与缆绳之间长度，速度及时间之间的关系式，为多层动态环提供更有吸引力的造型设置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种舞台三维动态环系统运动的控制方法，所述动态环系统包括至少一组动态环，每组动态环包括六个直径互不相同的LED圆环，各所述LED圆环上设置有至少三个吊点，各吊点分别经缆绳连接在不同的卷扬机上，各所述卷扬机分别连接有一收揽器；其特征在于：所述控制方法包括如下步骤，
S1、输入理想的演出轨迹文件；
S2、分别获取各个LED圆环上的各个吊点的空间位置坐标以及与其相应的卷扬机的空间位置坐标；
S3、根据各个吊点的位置坐标以及与其相应的卷扬机的空间位置坐标，获取相应的缆绳的长度；
S4、根据各个缆绳的长度，获取各个缆绳在收放时的速度；
S5、根据吊点的空间位置坐标、卷扬机的空间位置坐标、缆绳的长度以及缆绳在收放时的速度，将各个LED圆环运行到与理想的演出轨迹文件相同的空间坐标上。
2.根据权利要求1所述的舞台三维动态环系统运动的控制方法，其特征在于：步骤S3中，在获取缆绳的长度后，需要根据约束条件对缆绳的长度进行约束变形，以获取任意时刻的缆绳长度表达式。
3.根据权利要求2所述的舞台三维动态环系统运动的控制方法，其特征在于：所述约束条件为，在同一LED圆环中，卷扬机与与其相应的吊点之间在空间位置上x方向与y方向上的投影距离相等。
4.根据权利要求3所述的舞台三维动态环系统运动的控制方法，其特征在于：步骤S2中，任意时刻t，一组动态环中的第一LED圆环上各个吊点的空间位置坐标分别为a(xa,ya,za)，b(xb,yb,zb)，c(xc,yc,zc)；该LED圆环上各个吊点相连的卷扬机的空间位置坐标分别为A(xA,yA,zA)，B(xB,yB,zB)，C(xC,yC,zC)，则获取与连接各吊点和相应的卷扬机的缆绳的长度如下，
Figure FDA0002228252100000011
Figure FDA0002228252100000012
Figure FDA0002228252100000013
5.根据权利要求4所述的舞台三维动态环系统运动的控制方法，其特征在于：根据约束条件得知
Figure FDA0002228252100000021
因此各缆绳的长度经约束条件进行约束变形之后获取的任意时刻的缆绳长度表达式如下，
Figure FDA0002228252100000022
Figure FDA0002228252100000023
Figure FDA0002228252100000024
6.根据权利要求5所述的舞台三维动态环系统运动的控制方法，其特征在于：任意时刻各个缆绳的收放速度为，
Figure FDA0002228252100000025
Figure FDA0002228252100000026
Figure FDA0002228252100000027
7.根据权利要求6所述的舞台三维动态环系统运动的控制方法，其特征在于：同一组动态环中的其他LED圆环使用与所述第一LED圆环相同的计算过程，获取缆绳长度以及在任意时刻下的缆绳收放速度。
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Pledgee: Haidian Beijing science and technology enterprise financing Company limited by guarantee

Pledgor: BEIJING BETTE SHENGDI TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co.,Ltd.

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