CN111346392A - 一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，包括观看区和表演区，所述观看区位于表演区的一侧，该表演区包括红外舞台、高处舞台和台口阶梯，其中，高处舞台上站立戏曲成员；红外舞台上搭建有透明全息膜；红外舞台上架设后部投影屏，并在后部投影屏上架设大功率投影仪；本发明的有益效果是：全息戏曲将三维画面悬浮在实景的半空中成像，营造了亦幻亦真的氛围，效果奇特，科技感十足，且更容易让观众接受；集合类声像、文字与色彩的全息投影舞台为推广传统戏曲提供了无限的想象空间，为新科技技术的传播提供了大众化的平台。

Description

一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统

技术领域

本发明属于数字戏曲演示技术领域，具体涉及一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统。

背景技术

数字戏曲在内容制作和舞台表现形式上有别于传统的戏曲演绎。基于全息投影技术的戏曲产品化建设项目突破了传统戏曲表演的局限，舞台表现时，不仅可以产生立体的空中幻像，还可以让幻像与表演者产生互动。全息技术不仅解决了舞台设计中的难以实现的场景，丰富了舞台剧的表现形式，而且能更好的使观众与演员、舞台达成互动，使观众更加深刻的体会到舞台剧故事的内涵。舞台剧中，它能展现一些现实中很难重复再现的物体、大型场景效果，或是为某些特定的情节营造配套环境，从而更好更快的将演员、观众带入故事规定的环境中。

数字戏曲突破了“说”和“演”对观众视听范围的限制；全息可以实现场景的任意变化与转换、场面的延续与间断、演出的速度与节奏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，以解决上述背景技术中提出的突破传统戏曲表演的局限，舞台表现时，不仅可以产生立体的空中幻像，还可以让幻像与表演者产生互动。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，包括观看区和表演区，所述观看区位于表演区的一侧，该表演区包括红外舞台、高处舞台和台口阶梯，其中，

高处舞台上站立戏曲成员；

红外舞台上搭建有透明全息膜；

红外舞台上架设后部投影屏，并在后部投影屏上架设大功率投影仪。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述红外舞台内嵌入设置有LED地幕。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述透明全息膜与LED地幕倾斜设置。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述大功率投影仪的个数为六台。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述台口阶梯的垂直高度为50-60公分，略高于观众视线。

作为本发明的一种优选的技术方案，所述表演区周围用黑布遮挡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)全息戏曲将三维画面悬浮在实景的半空中成像，营造了亦幻亦真的氛围，效果奇特，科技感十足，且更容易让观众接受；

(2)集合类声像、文字与色彩的全息投影舞台为推广传统戏曲提供了无限的想象空间，为新科技技术的传播提供了大众化的平台。

附图说明

图1为本发明的全息影像原理图一；

图2为本发明的全息影像原理图二；

图3为本发明的全息投影技术原理图；

图4为本发明的全息影像再现示意图；

具体实施方式

一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，包括观看区和表演区，所述观看区位于表演区的一侧，该表演区包括红外舞台、高处舞台和台口阶梯，其中，

高处舞台上站立戏曲成员；

红外舞台上搭建有透明全息膜，红外舞台内嵌入设置有LED地幕，透明全息膜与LED地幕倾斜设置；

红外舞台上架设后部投影屏，并在后部投影屏上架设六台大功率投影仪；

台口阶梯的垂直高度为50-60公分，略高于观众视线，表演区周围用黑布遮挡。

舞台形式采用投幕式全息投影成像技术采用光源折射45度成像在幻影全息膜上，进而形成全息影像。原理如下：

环境要求：光线尽量较暗，避免强光高亮度，若要效果更好可设置灯光效果；

全息投影膜角度的倾斜是为了更好的反射呈现下方LED屏幕的影像，而最终角度的确认则取决于幕后演出人员和全息投影幕上反射的影像协调性；

首先是全息膜的搭建角度，它与地面LED屏的角度不见得是固定的45°，要根据呈现出来的人物视频影像与真人高度要一致的准则进行调整；

其次是灯光，为了呈现影像凭空出现，或者瞬移、造型突变的效果，现场真人与影像需要不时进行切换，这就需要灯光的完美配合，全息投影幕后的演讲人会通过舞台灯光的调节，使其可以透过全息幕出现在全息演绎中与影像互动或是完全从观众的视野中消失，当然影像需要提前录制，演讲者也要经过多次彩排，每一个动作都要精确到秒，以达到与影像的同步匹配；

从观众的角度考虑整体舞台的效果，全息舞台搭建不要太高，推荐50-60公分，比观众视线稍高一点，因为本身全息影像就是视觉的混淆，为了让舞台上的戏曲表演者显得更真实，让人感觉是真实站在那里，舞台不能太高，太低的话，观众看到地面上的LED屏幕就穿帮了；

为了效果更好，全息幕的周围也要用黑布遮的密不透风，这样一关灯，观众集中在舞台全息幕上的目光，就不会看不到幕旁的铁架和缝隙。

全息投影技术也称虚拟成像技术是利用干涉和衍射原理记录并再现物体真实的三维图像的记录和再现的技术；其第一步是利用干涉原理记录物体光波信息，此即拍摄过程：被摄物体在激光辐照下形成漫射式的物光束；另一部分激光作为参考光束射到全息底片上，和物光束叠加产生干涉，把物体光波上各点的位相和振幅转换成在空间上变化的强度，从而利用干涉条纹间的反差和间隔将物体光波的全部信息记录下来；记录着干涉条纹的底片经过显影、定影等处理程序后，便成为一张全息图，或称全息照片；

其第二步是利用衍射原理再现物体光波信息，这是成象过程：全息图犹如一个复杂的光栅，在相干激光照射下，一张线性记录的正弦型全息图的衍射光波一般可给出两个象，即原始象(又称初始象)和共轭象，再现的图像立体感强，具有真实的视觉效应，全息图的每一部分都记录了物体上各点的光信息，故原则上它的每一部分都能再现原物的整个图像，通过多次曝光还可以在同一张底片上记录多个不同的图像，而且能互不干扰地分别显示出来。

记录物体发出的光波就是既要记录物光波的振幅，又要记录物光波的相位，而全息照相的记录介质主要仍然是普通的感光片，它只对光强即光振幅敏感，对光的相位没有反应，因此需要采取措施把物光波的相位分布转换为强度分布加以记录。

波前记录：设物体散射的物光波为

另一个与物光波相干的参考光波为

经常把参考光取成平均平面波，即R_o(x,y)为常数，这两个相干光波在记录平面上叠加形成的光强为

假设记录过程是线性的，胶片的复振幅透过率函数t(x,y)正比于光强，则

全息图的复振幅透光率函数，t_b和β是反映胶片属性的两个常数，它是物光和参考光干涉条纹的集合；

波前重构：用一束相干光B(x,y)照明式(1)描述的全息图，从全息图衍射的光波为

如果照明光波就是参考光波，即B(x,y)＝R(x,y)，式(2)中的第三项变成U₃＝βO(x,y)R(x,y)²，(3)由于参考光波是均匀的，|R(x,y)²为常数，所以除了多出一个常数，U₃就是物光波，照明光波是参考光的共轭波，即B(x,y)＝R^*(x,y)，式(2)中第四项为，U₄＝βO^*(x,y)R(x,y)|²，除了多出一个常数，U₄就是物光的共轭波。

全息信息模型分为数据层、通信层和控制层，根据信息在三层之间的传输可以分为：

数据上行信息模型，在数据上行过程，即数据层→通信层→控制层，建立数据层数据到控制层的一个映射。

常数类输入数据，控制层中某些算法要求数据层提供物理设备的相关基础参数，某些参数为固定值常量；周期性量测数据，控制层中的控制算法基于物理设备中的某些量测数据，而这些量测数据存在由多种采样周期造成的时间断面不统一的问题；当采样数据的采样周期与控制所需数据周期匹配时(即控制所需数据周期是采样周期的整数倍)，且时间断面相同时，采样数据可直接传输；当采样数据的采样周期与控制所需数据周期不匹配时，可基于采样历史数据进行数据拟合，从而满足控制所需数据的时间要求；关联类输入数据，控制层所需的某些数据需由多个数据层的量测数据进行简单计算后提供，这类输入数据的存在，使得数据层提供数据维数与控制层所需数据维数不一致。

数据层级交互信息模型：在网络稳态运行时，每一层级间的数据上行过程相似。

数据下行信息模型：在数据下行过程，即控制层→通信层→数据层，控制层发出控制指令后，指令经由通信层直接作用于反应物理设备运行的数据层，通信层中仅存在数据传输过程，且要求实时性，模型较为简单，可建立为控制层信息到数据层的一个简单映射。

全息投影技术应用非常广泛，如：全息影像屏幕可以装在明亮的环境下，还能表现明亮的影像，全屏均亮，色彩逼真，挂在任何有空隙的地方，然后把影像源安装在隐蔽的地方，这样全息影像系统就很自然的成为完整的和高雅的内部设计的一部分；透明屏幕可以使观众看到清晰的影像，而且还可以透过屏幕看到展示的物品，那是一种特殊的透视效果，一种三维的空间感，是独特的投影概念；全息屏是最先进的高科技光学显示屏技术应用的结果，显示屏有先进的棱镜内置结构，和内含特殊的能够吸收周围光线提高对比度的滤镜，光学显示屏控制了光路，观众在屏幕前观看时不会受到人影和周围光线的影响；不透明屏幕含有先进的中灰滤光素，这是其他显示设备所不具有的，所以使屏幕具有高清晰度，高对比度，广视角的特点，适合于演示细腻的图像。前后都可以观看，这也是它区别于其他显示设备所独有的。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，包括观看区和表演区，其特征在于：所述观看区位于表演区的一侧，该表演区包括红外舞台、高处舞台和台口阶梯，其中，

高处舞台上站立戏曲成员；

红外舞台上搭建有透明全息膜；

红外舞台上架设后部投影屏，并在后部投影屏上架设大功率投影仪。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，其特征在于：所述红外舞台内嵌入设置有LED地幕。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，其特征在于：所述透明全息膜与LED地幕倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，其特征在于：所述大功率投影仪的个数为六台。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，其特征在于：所述台口阶梯的垂直高度为50-60公分，略高于观众视线。

6.根据权利要求1所述的一种基于数字全息技术的非遗戏曲演示系统，其特征在于：所述表演区周围用黑布遮挡。

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