CN112616216A - 一种灯光控制方法、灯光照明系统、终端设备 - Google Patents

一种灯光控制方法、灯光照明系统、终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种灯光控制的获取方法、灯光照明系统、终端设备，其中方法包括：获取自然环境中的360度全景高动态范围的图像；对所述图像进卷积处理，得到卷积处理后的图像；构建虚拟灯光矩阵，将所述卷积处理后的图像映射到所述虚拟灯光矩阵上；获取映射后的图像在虚拟灯光矩阵上的uv坐标，对所述uv坐标处的亮度和颜色进行计算，得到光照信息数据，根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的光照亮度和颜色；所述光照信息数据包括亮度和颜色的积分数据。通过获取的光照信息数据，对LED灯光矩阵中的LED灯进行控制，该控制方法具有控制速度快，控制效率高的特点。

Description

一种灯光控制方法、灯光照明系统、终端设备
技术领域
本发明涉及灯光控制技术领域，尤其涉及一种灯光控制方法、灯光照明系统、计算机可读存储介质及终端设备。
背景技术
在现行的影视拍摄照明工作过程中，行业内使用的方法是凭借灯光师的经验和技术，人工布置各种类型的灯光，达到模拟真实光线的照明效果。这种方法灯光师劳动强度大，速度慢，工作效率低，工作环境差，而且照明效果人为的痕迹比较明显。
因此，如何提高灯光控制的效率是亟需解决的问题。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种灯光控制方法、灯光照明系统、计算机可读存储介质及终端设备，旨在解决现有的灯光控制尤其是对影视拍摄时的灯光照明控制效率低的问题。
本发明实施例第一方面，提供了一种灯光控制方法，其中，应用于基于高动态图像的灯光照明系统，所述灯光照明系统包括LED灯光矩阵，所述方法包括：
获取光照信息数据，根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色；所述光照信息数据包括亮度和颜色的积分数据。
可选地，所述的方法，其中，所述获取光照信息数据，具体包括：
获取自然环境中的360度全景高动态范围的图像；
对所述图像进卷积处理，得到卷积处理后的图像；
构建虚拟灯光矩阵，将所述卷积处理后的图像映射到所述虚拟灯光矩阵上；
获取映射后的图像在虚拟灯光矩阵上的uv坐标，对所述uv坐标处的亮度和颜色进行计算，得到光照信息数据。
可选地，所述的方法，其中，所述LED灯光矩阵包括半球形LED灯光矩阵；所述虚拟灯光矩阵为虚拟球体；所述根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色，具体包括：
获取所述半球形LED灯光矩阵中每支LED灯的位置坐标；
将所述位置坐标同所述虚拟球体上的uv坐标相对应，对所述uv坐标处的亮度和颜色进行积分，得到光照信息数据；
根据所述光照信息数据控制所述半球形LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色。
可选地，所述的方法，其中，将所述获取自然环境中的360度全景高动态范围的图像以32位深度的浮点图格式进行存储。
可选地，所述的方法，其中，所述卷积处理包括：球谐面卷积采样和重要性采样。
第二方面，本发明提供一种基于高动态图像的灯光照明系统，其中，还包括：
高动态范围图像采集装置，用于获取光照信息数据；
灯光中控装置，根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色。
可选地，所述的灯光照明系统，其中，所述LED灯光矩阵包括：半球形支架以及固定在所述半球形支架上的LED照明灯。
可选地，所述的灯光照明系统，其中，所述灯光中控装置通过DMX512协议控制所述LED灯光矩阵。
第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介
质存储有灯光控制程序，所述灯光控制程序被处理器执行，以实现如上所述的灯光控制方法中的步骤。
第四方面，本发明提供一种终端设备，其中，所述终端设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的灯光控制程序，所述处理器执行所述灯光控制程序时，实现如上所述的灯光控制方法中的步骤。
有益效果：本发明提供一种灯光控制方法，通过获取的光照信息数据，对LED灯光矩阵中的LED灯进行控制，该控制方法具有控制速度快，控制效率高的特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不符创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种灯光照明系统结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种灯光控制方法流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种灯光照明系统具体应用场景流程示意图；
图4为本发明实施例提供的半球形LED灯光矩阵局部示意图；
图5为本发明实施例提供的终端设备结构原理图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
在影视拍摄过程中，有时由于环境所限，必须在人工搭建的布景中拍摄，需要给演员和场景建立照明系统。而目前行业内使用的方法大多是凭借灯光师的经验和技术，人工布置各种类型的灯光，达到模拟真实光线的照明效果。这种方法灯光师劳动强度大，速度慢，工作效率低，工作环境差，而且照明效果人为的痕迹比较明显。
为了解决上述问题，在本申请实施例中，构建LED灯光矩阵，利用计算机图像技术，获取自然环境的光照信息数据，根据所述光照信息数据对LED灯光矩阵进行驱动，由于是利用光照信息数据来控制灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色，从而提升了控制效率。
下面结合附图，通过对实施例的描述，对申请内容作进一步说明。
本实施例提供了一种灯光控制方法，结合图1，该方法可以应用于基于高动态图像的灯光照明系统，所述灯光照明系统包括LED灯光矩阵、控制所述LED灯光矩阵的灯光中控装置以及高动态范围图像采集装置，所述方法包括：
获取光照信息数据，根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色；所述光照信息数据包括亮度和颜色的积分数据。
在本实施例中，所述LED灯光矩阵包括一个半球形支架10，以及在半球形支架上均匀分布的LED照明灯具20；所述LED照明灯具形成一个半球形分布的灯光阵列。其中，所述LED照明灯具的型号和规格在此不做要求，其可以根据所应用的场景大小进行设置。所述高动态范围图像采集装置包括一个图像处理系统，所述图像处理系统预处理并计算所述高动态范围图像在不同球面坐标位置的像素颜色值；并输出数据给所述灯光中控装置。其中，所述灯光中控装置通过DMX512协议控制所述LED灯光阵列。
需要说明的是，所述高动态范围图像是一种记录了真实世界中光亮度值的全部动态范围的图像，包含了客观世界中人眼所见的绝大部分光照信息。所采集的图像可以是一天中不同时间段内的某个公园内的图像，如可以是早上、中午或者傍晚。当然也可以是春季、夏季、秋季、冬季的自然图像，如可以是天气晴朗的春季早上8点半，一个空旷草地上的高动态范围图像。
在本实施例中，结合图2，获取光照信息数据的步骤具体包括：
S100、获取自然环境中的360度全景高动态范围的图像；
S200、对所述图像进卷积处理，得到卷积处理后的图像；
S300、构建虚拟灯光矩阵，将所述卷积处理后的图像映射到所述虚拟灯光矩阵上；
S400、获取映射后的图像在虚拟灯光矩阵上的uv坐标，对所述uv坐标处的亮度和颜色进行计算，得到光照信息数据。
具体来说，由高动态范围图像采集装置，采集真实环境的360度全景高动态范围图像，所述图像以32位深度的浮点图格式保存，以最大程度保存所要采集的环境光照信息；对所采集到的高动态范围图像做预处理，所述预处理包括球谐面卷积采样和重要性采样，从而得到所述高动态范围图像的卷积处理后图像；构建一个虚拟球体，将所述处理后的图像作为环境贴图映射到虚拟球体上；根据半球形LED灯光矩阵中球面分布的LED阵列中不同的灯光位置，对应到虚拟球体不同位置的uv坐标，计算处理后的高动态范围图像在相应uv坐标处的亮度和颜色的积分。
示例性地，构建如图1所示的半球形LED灯光矩阵，半球的直径为15m，高度为5m，构成半球的支架可以看作是经线和纬线，结合图3至图4，在经线和纬线的交点上布设LED灯具，形成LED灯阵列。容易理解的是所述支架为金属材质如钢材。通过导线将LED灯阵列与程控系统相连接。需要说明的是，程控系统中包括高动态范围图像采集装置以及灯光中控装置，其中所述高动态范围图像的采集可以是摄像装置将正常拍照模式切换为高动态范围图像模式进行拍照，拍摄公园一角早上8至9点的图像，将该图像作为参考图像，并将该图像以32位深度的浮点图格式进行保存，将保存下来的图像借助图像处理软件，进行预处理，即，对图像进行球谐面卷积采样和重要性采样，得到所述高动态范围图像的卷积处理后图像。根据半球形LED灯阵列在计算机上利用建模软件构建出一个虚拟的球体，并将处理后的图像作为环境贴图映射到虚拟球体上，接着根据球面分布的LED阵列中不同的灯光位置，对应到虚拟球体不同位置的uv坐标，计算处理后的高动态范围图像在相应uv坐标处的亮度和颜色的积分；根据计算结果，通过灯光中控系统驱动LED灯光阵列，照亮位于半球球心处的演员和场景。
在本实施例中，可以实时变换和调整照明效果，速度快，效率高；利用本发明可以高度还原客观现实世界的照明效果，因而真实感更强。
基于上述的离线密码的获取方法，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有灯光控制程序，灯光控制程序可被处理器执行，以实现步骤：获取光照信息数据，根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色；所述光照信息数据包括亮度和颜色的积分数据。
在本实施例中，计算机可读存储介质存储有灯光控制程序，灯光控制程序可被处理器执行，进一步实现步骤：获取自然环境中的360度全景高动态范围的图像；对所述图像进卷积处理，得到卷积处理后的图像；构建虚拟灯光矩阵，将所述卷积处理后的图像映射到所述虚拟灯光矩阵上；获取映射后的图像在虚拟灯光矩阵上的uv坐标，对所述uv坐标处的亮度和颜色进行计算，得到光照信息数据。
在本实施例中，计算机可读存储介质存储有灯光控制程序，灯光控制程序可被处理器执行，进一步实现步骤：获取所述半球形LED灯光矩阵中每支LED灯的位置坐标；将所述位置坐标同所述虚拟球体上的uv坐标相对应，对所述uv坐标处的亮度和颜色进行积分，得到光照信息数据；根据所述光照信息数据制所述半球形LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色。
基于上述的灯光控制的获取方法，本发明还提供一种终端设备，如图5所示，其包括至少一个处理器(processor)30以及存储器(memory)31，还可以包括通信接口(CommunicationsInterface)32和总线33。其中，处理器30、存储器31和通信接口32可以通过总线33完成相互间的通信。通信接口32可以传输信息。处理器30可以调用存储器31中的逻辑指令，以执行上述实施例中的方法。此外，上述的存储器31中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个可读取存储介质中。存储器31作为一种可读存储介质，可设置为存储软件程序，如本发明实施例中的方法对应的程序指令或模块。处理器30通过运行存储在存储器31中的软件程序、指令或模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的方法。存储器31可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器31可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。例如，U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。此外，上述存储介质以及终端中的多条指令处理器加载并执行的具体过程在上述方法中已经详细说明，在这里就不再一一陈述。
综上所述，本发明提供一种灯光控制方法、灯光照明系统、计算机可读存储介质及终端设备，其中方法包括：获取自然环境中的360度全景高动态范围的图像；对所述图像进卷积处理，得到卷积处理后的图像；构建虚拟灯光矩阵，将所述卷积处理后的图像映射到所述虚拟灯光矩阵上；获取映射后的图像在虚拟灯光矩阵上的uv坐标，对所述uv坐标处的亮度和颜色进行计算，得到光照信息数据，根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色；所述光照信息数据包括亮度和颜色的积分数据。通过获取的光照信息数据，对LED灯光矩阵中的LED灯进行控制，该控制方法具有控制速度快，控制效率高的特点。
应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种灯光控制方法，其特征在于，应用于基于高动态图像的灯光照明系统，所述灯光照明系统包括LED灯光矩阵，所述方法包括：
获取光照信息数据，根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的光照亮度和颜色；所述光照信息数据包括亮度和颜色的积分数据。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取光照信息数据，具体包括：
获取自然环境中的360度全景高动态范围的图像；
对所述图像进卷积处理，得到卷积处理后的图像；
构建虚拟灯光矩阵，将所述卷积处理后的图像映射到所述虚拟灯光矩阵上；
获取映射后的图像在虚拟灯光矩阵上的uv坐标，对所述uv坐标处的亮度和颜色进行计算，得到光照信息数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述LED灯光矩阵包括半球形LED灯光矩阵；所述虚拟灯光矩阵为虚拟球体；所述根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色，具体包括：
获取所述半球形LED灯光矩阵中每支LED灯的位置坐标；
将所述位置坐标同所述虚拟球体上的uv坐标相对应，对所述uv坐标处的亮度和颜色进行积分，得到光照信息数据；
根据所述光照信息数据控制所述半球形LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述获取自然环境中的360度全景高动态范围的图像以32位深度的浮点图格式进行存储。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述卷积处理包括：球谐面卷积采样和重要性采样。
6.一种基于高动态图像的灯光照明系统，其特征在于，还包括：
高动态范围图像采集装置，用于获取光照信息数据；
灯光中控装置，根据所述光照信息数据控制所述LED灯光矩阵中LED灯的亮度和颜色。
7.如权利要求6所述的灯光照明系统，其特征在于，所述LED灯光矩阵包括：半球形支架以及固定在所述半球形支架上的LED照明灯。
8.如权利要求6所述的灯光照明系统，其特征在于，所述灯光中控装置通过DMX512协议控制所述LED灯光矩阵。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有灯光控制程序，所述灯光控制程序被处理器执行，以实现如权利要求1-5任意一项所述的灯光控制方法中的步骤。
10.一种终端设备，其特征在于，所述终端设备包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的灯光控制程序，所述处理器执行所述灯光控制程序时，实现如权利要求1-5任意一项所述的灯光控制方法中的步骤。
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