CN116507006A - 一种舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及舞台灯光布置技术领域，尤其涉及一种舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，包括：步骤S1，获取舞台整体三维图模型；步骤S2，获取可供安装的各种类灯具的预设参数；步骤S3，确定主照明灯位置与种类；步骤S4，根据主照明灯位置与种类依次确定各辅照明灯的位置与种类；步骤S5，重复步骤S3与步骤S4确定若干组照明方案，虚拟调试系统在若干组照明方案中选取其一作为实际照明方案。本发明通过在虚拟设备中对舞台灯光进行虚拟测试，能够快速的确定舞台灯光的位置与选取灯具的种类，在实际的安装调试的过程中仅仅需要较少的人为干预，大大缩短舞台灯光安装调试所用时间。

Description

一种舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法

技术领域

本发明涉及舞台灯光布置技术领域，尤其涉及一种舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法。

背景技术

随着文化生活的日益丰富，人们对演出活动中舞台效果的要求越来越高，现代多种大型演出场地等，为了使表演艺术产生异乎寻常的特殊效果，安装了多种型式的舞台机械设备，在剧目的舞台演出中起到画龙点睛、神来之笔的作用。舞台灯光是演出空间构成的重要组成部分，是根据情节的发展对人物以及所需的特定场景进行全方位的视觉环境的灯光设计，并有目的将设计意图以视觉形象的方式再现给观众的艺术创作。为了到达这种演出效果在现代化舞台设计中，往往需要安装数量庞大的舞台灯。

中国专利公开号：CN206932446U，公开了一种集LED光源和激光光源于一体的新型舞台灯。它包括主控制器、LED光源、激光光源、带动LED光源进行光照角度调整的第一步进电机驱动装置、带动激光光源进行光照角度调整的第二步进电机驱动装置、驱动LED光源进行启闭或光线变换调整的LED检测驱动模块、驱动激光光源进行启闭或光线变换调整的激光检测驱动模块及通过主控制器进行电压分配的开关电源稳压模块。

当前舞台灯光光源需要进行安装测试，测试过程繁琐，安装时间长。

发明内容

为此，本发明提供一种舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，用以克服现有技术中当前舞台灯光光源需要进行安装测试，测试过程繁琐，安装时间长的问题。

为实现上述目的，一种舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，包括，

步骤S1，获取舞台整体三维图模型；

步骤S2，获取可供安装的各种类灯具的预设参数；

步骤S3，确定主照明灯位置与种类；

步骤S4，根据主照明灯位置与种类依次确定各辅照明灯的位置与种类；

步骤S5，重复步骤S3与步骤S4确定若干组照明方案，虚拟调试系统在若干组照明方案中选取其一作为实际照明方案；

所述虚拟调试系统将舞台地面区域平面图进行抽象图形化，抽象图形化后的图形记为P，根据图形P的中心位置所需的照明亮度确定主照明灯位置，选取主照明灯的种类，并根据主照明灯的照明区域范围与图形P的边缘位置，确定第一辅照明灯的位置，并根据第一辅照明灯的选择方案依次确定后续照明灯的位置与种类，在确定过程中对于多种灯具均能满足选取方案的，虚拟调试系统依次将满足方案的灯具作为主照明灯或辅照明灯，生成若干选取方案，并根据需求确定最佳方案。

进一步地，所述虚拟调试系统中设置有灯具预设参数矩阵组H,H=[A1,A2,...,An],其中，

A1为第一类灯具预设参数矩阵，A2为第二类灯具预设参数矩阵，An为第N类灯具预设参数矩阵，对于第i类灯具预设参数矩阵Ai，i=1,2,...,n，Ai=[Bi1,Bi2,Ci,Di],其中，Bi1表示第i类灯具最低照明亮度，Bi2表示第i类灯具最高照明亮度，Ci表示第i类灯具照明范围，Di表示第i类灯具可旋转角度，在对照明灯具进行选区时，要求照明灯具对应照明位置的所需灯照强度位于选取灯具的最低照明亮度与最高照明亮度之间。

进一步地，所述舞台整体三维图模型包括舞台地面区域平面图和房顶灯架区立体图，将房顶灯架区立体图进行平面二维展开，获取房顶灯架区虚拟二维图；建立一个能将舞台地面区域平面图完全覆盖且面积最小的椭圆P，用椭圆P代替舞台地面区域平面图进行灯具选取与位置确定。

进一步地，对于存有一个主照明灯的对房顶灯架区虚拟二维图进行分析，获取椭圆P中心，并将椭圆P中心对应的房顶灯架区立体图中的位置作为主照明灯安放位置，将主照明灯虚拟安设在房顶灯架区立体图中，获取其在椭圆P内的主照明区域范围，并对未落入主照明区域范围的区域进行标定；

将未落入区域根据辅照明灯的照明参数进行区域划分，确定辅照明灯数量，并反推辅照明灯在房顶灯架区立体图中的位置；

根据主照明灯与辅照明灯选取的不同，辅照明灯数量与位置不同。

进一步地，当选取第i类灯具作为主照明灯时，将主照明灯进行角度调节使得照明中心点与椭圆P中心点重合，此时启动主照明灯时的照明区域作为主照明区域范围；

在确定辅照明灯位置时，以椭圆P为圆心，根据主照明区域范围生成第一基准圆形区域，要求生成的第一基准圆形区域完全落入主照明区域范围且面积最大,第一基准圆形区域半径为Ri。

进一步地，计算所有椭圆P边缘点到第一基准圆形区域圆心的距离，选取其中距离最大值Lzi作为第一辅照明灯确定基线，计算距离最大值Lzi与第一基准圆形区域半径为Ri的差值Eci，确定第一辅照明灯的照明范围，并在灯具预设参数矩阵组H内选取符合照明范围的灯具作为第一辅照明灯；所述第一辅照明灯的安装位置满足第一辅照明灯的照明中心距所述第一基准圆形区域圆心距离为（Lzi+Ri）÷2；

若选取第j1类灯具作为第一辅照明灯，要求Cj1≥k1×Eci，其中，k1为第一辅照明灯选取辅助参数，k1＞1，j1=1,2,...，n。

进一步地，在确定完成后所述第一辅照明灯的灯具种类后，对第二辅照明灯的灯具种类进行选取，以所述第一辅照明灯的照明中心作为圆心，建立第二基准圆形区域，要求生成的第二基准圆形区域完全落入第一辅照明灯的照明区域范围且面积最大,第二基准圆形区域半径为Rj1，第二基准圆形区域与第一基准圆形区域的右侧交点记为x1，连接第二基准圆形区域的圆心与第一基准圆形区域的圆心生成直线l1，连接交点x1与第一基准圆形区域的圆心生成直线lz1，直线lz1与直线l1的夹角为θ1，确定第二辅照明灯照明中心所在直线l2，要求直线l2与直线l1夹角为2θ1；

确定直线l2与椭圆P边缘点的交点，记为y2，根据交点y2、第一基准圆形区域圆心与交点x1的位置关系，确定第二辅照明灯的照明中心位置与照明范围；

记所述第二辅照明灯的照明中心为Z2，交点y2到第一基准圆形区域圆心的距离为L2，建立参考圆心点z2，z2在直线l2上且z2到第一基准圆形区域圆心的距离为（L2+Ri）÷2，所述参考圆心点z2到交点x1距离为M2,

若（L2+Ri）÷2≥M2，则参考圆心点z2为第二辅照明灯的照明中心Z2；

若（L2+Ri）÷2＜M2，所述虚拟调试系统在直线l2上位于参考圆心点z2与第一基准圆形区域圆心之间寻找点位z2’，z2’到交点y2的距离与到交点x1的距离相等，点位z2’为第二辅照明灯的照明中心Z2；

根据照明中心Z2的位置选取第二辅照明灯的种类，若选取第j2类灯具作为第二辅照明灯，要求Cj2≥k2×E2，其中，k2为第二辅照明灯选取辅助参数，k2＞1，j2=1,2,...，n，E2为第二辅照明灯的照明中心Z2到交点y2的距离。

进一步地，在确定完成后所述第二辅照明灯的灯具种类后，对第三辅照明灯的灯具种类进行选取，以所述第二辅照明灯的照明中心作为圆心，建立第三基准圆形区域，要求生成的第三基准圆形区域完全落入第二辅照明灯的照明区域范围且面积最大,第三基准圆形区域半径为Rj2，第三基准圆形区域与第一基准圆形区域的右侧交点记为x2，连接交点x2与第一基准圆形区域的圆心生成直线lz2，直线l2与直线lz2的夹角为θ2，确定第三辅照明灯照明中心所在直线l3，要求直线l3与直线l2夹角为2θ2；参考所述第二辅照明灯的照明中心位置与照明范围的确定步骤确定第三辅照明灯的照明中心位置与照明范围，并对第三辅照明灯的灯具进行选取；

参考对所述第三辅照明灯的照明中心位置、照明范围与灯具种类选取的方案，对剩余的灯具进行选取；

若对第X+1辅照明灯进行选取时，第X+1辅照明灯照明中心所在直线lx与直线l1的夹角小于θ1则判定选取完成，辅照明灯的数量为X。

进一步地，依次将符合椭圆P圆心照明亮度的灯具作为主照明灯，并将符合未落入主照明区域范围的区域照明亮度的灯具作为辅照明灯，确定若干组照明方案，对比各照明方案的数据确定最佳照明方案。

进一步地，所述照明方案有Q组，分别记为第一照明方案T1,第二照明方案T2,...，第Q照明方案Tq,对于任一照明方案Tm,m=1，2，...，q，计算该照明方案评价值Fm，Fm=Xm×f1+Sm×f2+Wm×f3,其中，Xm为第m照明方案辅照明灯数量，Sm第m照明方案重复照明区域面积，Wm为第m照明方案经济支出，f1为辅照明灯数量对照明方案评价值的计算补偿参数，f2为重复照明区域面积对照明方案评价值的计算补偿参数，f3为照明方案经济支出对照明方案评价值的计算补偿参数，各计算补偿参数数值根据实际需求确定；

所述虚拟调试系统计算所有照明方案的照明方案评价值，并选取其中最小值作为实际照明方案。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过在虚拟设备中对舞台灯光进行虚拟测试，能够快速的确定舞台灯光的位置与选取灯具的种类，在实际的安装调试的过程中仅仅需要较少的人为干预，大大缩短舞台灯光安装调试所用时间。

进一步地，通过将舞台抽象成椭圆，增加了本方案的通用性，保障本方案能够在不同样式的舞台中使用，在实际的舞台布置中，舞台中心区域的光照需求高于边缘区域，通过先确定主照明灯的位置，再依次确定周围区域的照明，使得本方案能够更加贴合实际，同时减少后期若干可实施方案的数量，加快计算速度，缩短舞台灯光确定所需时间。

进一步地，通过获取可安装灯具的预设参数，并通过各类参数进行模拟安装，保障了安装灯具的多样性，也使得后续可选方案数量提升。

进一步地，通过先确定主照明灯的位置，再依次确定周围区域的照明，使得本方案能够更加贴合实际，同时灯光照射的范围在舞台上会呈现近似圆形，通过将照射区域看似一个圆，能够更快速的分析出辅照明灯的位置，在确定辅照明灯种类时，选择照明范围路大于所需照明直径的，使得辅照明灯与主照明灯之间能够有一定交叉，满足舞台灯光要求。同时，到第一基准圆形区域圆心的距离最长的位置需要的照明灯理论上要求更高，通过先确定要求最高的辅照明灯的位置，为其他辅照明灯的位置确定打下基础。

进一步地，在确定第二辅照明灯的照明中心时，通过将其到第一基准圆形区域圆心的距离与到第二基准圆形区域与第一基准圆形区域的右侧交点的距离进行对比，确定其位置，保障了对舞台所有区域能够照到。

进一步地，当有预设的辅照明灯照明中心所在直线与第一辅照明灯中心所在直线的角度小于θ1时，所述该照明灯的照明区域大部分落入第一辅照明灯的照明区域，判定上一个照明灯的标号值为待安装照明灯地数量，即保障了对舞台所有区域能够照到，又防止灯光浪费。

进一步地，对于存在的若干照明方案，通过计算各自的照明方案评价值，直观的反应所需的选择的方案，快速的确定舞台灯光的位置与选取灯具的种类，在实际的安装调试的过程中仅仅需要较少的人为干预，大大缩短舞台灯光安装调试所用时间。同时，根据需求不同，对计算照明方案评价值时的计算补偿参数权重值设置不同，包括但不限于：对于需要快速安装的，照明灯数量应尽可能少，此时，辅照明灯数量对照明方案评价值的计算补偿参数的数值加大；对于灯光需求严格的，应尽可能满足照明的前提减少灯光交叉，此时，重复照明区域面积对照明方案评价值的计算补偿参数的数值加大；对于希望节约成本的，经济支出尽可能小，此时，照明方案经济支出对照明方案评价值的计算补偿参数的数值加大。

附图说明

图1为实施例中舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，图1为实施例中舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法的流程图。

本发明公布一种舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，包括，

步骤S1，获取舞台整体三维图模型；

步骤S2，获取可供安装的各种类灯具的预设参数；

步骤S3，确定主照明灯位置与种类；

步骤S4，根据主照明灯位置与种类依次确定各辅照明灯的位置与种类；

步骤S5，重复步骤S3与步骤S4确定若干组照明方案，虚拟调试系统在若干组照明方案中选取其一作为实际照明方案；

所述虚拟调试系统将舞台地面区域平面图进行抽象图形化，抽象图形化后的图形记为P，根据图形P的中心位置所需的照明亮度确定主照明灯位置，选取主照明灯的种类，并根据主照明灯的照明区域范围与图形P的边缘位置，确定第一辅照明灯的位置，并根据第一辅照明灯的选择方案依次确定后续照明灯的位置与种类，在确定过程中对于多种灯具均能满足选取方案的，虚拟调试系统依次将满足方案的灯具作为主照明灯或辅照明灯，生成若干选取方案，并根据需求确定最佳方案。

本发明通过在虚拟设备中对舞台灯光进行虚拟测试，能够快速的确定舞台灯光的位置与选取灯具的种类，在实际的安装调试的过程中仅仅需要较少的人为干预，大大缩短舞台灯光安装调试所用时间。

具体而言，所述舞台整体三维图模型包括舞台地面区域平面图和房顶灯架区立体图，将房顶灯架区立体图进行平面二维展开，获取房顶灯架区虚拟二维图；建立一个能将舞台地面区域平面图完全覆盖且面积最小的椭圆P。

获取椭圆P中心，并将椭圆P中心对应的房顶灯架区立体图中的位置作为主照明灯安放位置，将主照明灯虚拟安设在房顶灯架区立体图中，获取其在椭圆P内的主照明区域范围，并对未落入主照明区域范围的区域进行标定。

将未落入区域根据辅照明灯的照明参数进行区域划分，确定辅照明灯数量，并反推辅照明灯在房顶灯架区立体图中的位置。

根据主照明灯与辅照明灯选取的不同，辅照明灯数量与位置不同。

通过将舞台抽象成椭圆，增加了本方案的通用性，保障本方案能够在不同样式的舞台中使用，在实际的舞台布置中，舞台中心区域的光照需求高于边缘区域，通过先确定主照明灯的位置，再依次确定周围区域的照明，使得本方案能够更加贴合实际，同时减少后期若干可实施方案的数量，加快计算速度，缩短舞台灯光确定所需时间。

具体而言，所述虚拟调试系统中设置有灯具预设参数矩阵组H,H=[A1,A2,...,An],其中，

A1为第一类灯具预设参数矩阵，A2为第二类灯具预设参数矩阵，An为第N类灯具预设参数矩阵，对于第i类灯具预设参数矩阵Ai，i=1,2,...,n，Ai=[Bi1,Bi2,Ci,Di],其中，Bi1表示第i类灯具最低照明亮度，Bi2表示第i类灯具最高照明亮度，Ci第i类灯具照明范围，Di第i类灯具可旋转角度；

当选取第i类灯具作为主照明灯时，将主照明灯进行角度调节使得照明中心点与椭圆P中心点重合，此时启动主照明灯时的照明区域作为主照明区域范围。

通过获取可安装灯具的预设参数，并通过各类参数进行模拟安装，保障了安装灯具的多样性，也使得后续可选方案数量提升。

在确定辅照明灯位置时，以椭圆P为圆心，根据主照明区域范围生成第一基准圆形区域，要求生成的第一基准圆形区域完全落入主照明区域范围且面积最大,第一基准圆形区域半径为Ri。

计算所有椭圆P边缘点到第一基准圆形区域圆心的距离，选取其中距离最大值Lzi作为第一辅照明灯确定基线，计算距离最大值Lzi与第一基准圆形区域半径为Ri的差值Eci，确定第一辅照明灯的照明范围，并在灯具预设参数矩阵组H内选取符合照明范围的灯具作为第一辅照明灯；所述第一辅照明灯的安装位置满足第一辅照明灯的照明中心距所述第一基准圆形区域圆心距离为（Lzi+Ri）÷2；

若选取第j1类灯具作为第一辅照明灯，要求Cj1≥k1×Eci，其中，k1为第一辅照明灯选取辅助参数，k1＞1，j1=1,2,...,n。

通过先确定主照明灯的位置，再依次确定周围区域的照明，使得本方案能够更加贴合实际，同时灯光照射的范围在舞台上会呈现近似圆形，通过将照射区域看似一个圆，能够更快速的分析出辅照明灯的位置，在确定辅照明灯种类时，选择照明范围路大于所需照明直径的，使得辅照明灯与主照明灯之间能够有一定交叉，满足舞台灯光要求。同时，到第一基准圆形区域圆心的距离最长的位置需要的照明灯理论上要求更高，通过先确定要求最高的辅照明灯的位置，为其他辅照明灯的位置确定打下基础。

具体而言，在确定完成后所述第一辅照明灯的灯具种类后，对第二辅照明灯的灯具种类进行选取，以所述第一辅照明灯的照明中心作为圆心，建立第二基准圆形区域，要求生成的第二基准圆形区域完全落入第一辅照明灯的照明区域范围且面积最大,第二基准圆形区域半径为Rj1，第二基准圆形区域与第一基准圆形区域的右侧交点记为x1，连接第二基准圆形区域的圆心与第一基准圆形区域的圆心生成直线l1，连接交点x1与第一基准圆形区域的圆心生成直线lz1，直线lz1与直线l1的夹角为θ1，确定第二辅照明灯照明中心所在直线l2，要求直线l2与直线l1夹角为2θ1；

确定直线l2与椭圆P边缘点的交点，记为y2，根据交点y2、第一基准圆形区域圆心与交点x1的位置关系，确定第二辅照明灯的照明中心位置与照明范围。

具体而言，记所述第二辅照明灯的照明中心为Z2，交点y2到第一基准圆形区域圆心的距离为L2，建立参考圆心点z2，z2在直线l2上且z2到第一基准圆形区域圆心的距离为（L2+Ri）÷2，所述参考圆心点z2到交点x1距离为M2,

若（L2+Ri）÷2≥M2，则参考圆心点z2为第二辅照明灯的照明中心Z2；

若（L2+Ri）÷2＜M2，所述虚拟调试系统在直线l2上位于参考圆心点z2与第一基准圆形区域圆心之间寻找点位z2’，z2’到交点y2的距离与到交点x1的距离相等，点位z2’为第二辅照明灯的照明中心Z2；

根据照明中心Z2的位置选取第二辅照明灯的种类，若选取第j2类灯具作为第二辅照明灯，要求Cj2≥k2×E2，其中，k2为第二辅照明灯选取辅助参数，k2＞1，j2=1,2,...,n，E2为第二辅照明灯的照明中心Z2到交点y2的距离。

在确定第二辅照明灯的照明中心时，通过将其到第一基准圆形区域圆心的距离与到第二基准圆形区域与第一基准圆形区域的右侧交点的距离进行对比，确定其位置，保障了对舞台所有区域能够照到。

具体而言，在确定完成后所述第二辅照明灯的灯具种类后，对第三辅照明灯的灯具种类进行选取，以所述第二辅照明灯的照明中心作为圆心，建立第三基准圆形区域，要求生成的第三基准圆形区域完全落入第二辅照明灯的照明区域范围且面积最大,第三基准圆形区域半径为Rj2，第三基准圆形区域与第一基准圆形区域的右侧交点记为x2，连接交点x2与第一基准圆形区域的圆心生成直线lz2，直线l2与直线lz2的夹角为θ2，确定第三辅照明灯照明中心所在直线l3，要求直线l3与直线l2夹角为2θ2；参考所述第二辅照明灯的照明中心位置与照明范围的确定步骤确定第三辅照明灯的照明中心位置与照明范围，并对第三辅照明灯的灯具进行选取。

在本实施例中，k1=k2=1.2。

参考对所述第三辅照明灯的照明中心位置、照明范围与灯具种类选取的方案，对剩余的灯具进行选取；

若对第X+1辅照明灯进行选取时，第X+1辅照明灯照明中心所在直线lx与直线l1的夹角小于θ1则判定选取完成，辅照明灯的数量为X。

当有预设的辅照明灯照明中心所在直线与第一辅照明灯中心所在直线的角度小于θ1时，所述该照明灯的照明区域大部分落入第一辅照明灯的照明区域，判定上一个照明灯的标号值为待安装照明灯地数量，即保障了对舞台所有区域能够照到，又防止灯光浪费。

具体而言，依次将符合椭圆P圆心照明亮度的灯具作为主照明灯，并将符合未落入主照明区域范围的区域照明亮度的灯具作为辅照明灯，确定若干组照明方案，对比各照明方案的数据确定最佳照明方案。

具体而言，所述照明方案有Q组，分别记为第一照明方案T1,第二照明方案T2,...,第Q照明方案Tq,对于任一照明方案Tm,m=1，2，...，q，计算该照明方案评价值Fm，Fm=Xm×f1+Sm×f2+Wm×f3,其中，Xm为第m照明方案辅照明灯数量，Sm第m照明方案重复照明区域面积，Wm为第m照明方案经济支出，f1为辅照明灯数量对照明方案评价值的计算补偿参数，f2为重复照明区域面积对照明方案评价值的计算补偿参数，f3为照明方案经济支出对照明方案评价值的计算补偿参数，各计算补偿参数数值根据实际需求确定；

所述虚拟调试系统计算所有照明方案的照明方案评价值，并选取其中最小值作为实际照明方案。

对于存在的若干照明方案，通过计算各自的照明方案评价值，直观的反应所需的选择的方案，快速的确定舞台灯光的位置与选取灯具的种类，在实际的安装调试的过程中仅仅需要较少的人为干预，大大缩短舞台灯光安装调试所用时间。同时，根据需求不同，对计算照明方案评价值时的计算补偿参数权重值设置不同，包括但不限于：对于需要快速安装的，照明灯数量应尽可能少，此时，辅照明灯数量对照明方案评价值的计算补偿参数的数值加大；对于灯光需求严格的，应尽可能满足照明的前提减少灯光交叉，此时，重复照明区域面积对照明方案评价值的计算补偿参数的数值加大；对于希望节约成本的，经济支出尽可能小，此时，照明方案经济支出对照明方案评价值的计算补偿参数的数值加大。

本发明中各所述计算补偿参数、计算调节参数的作用有两个，一是平衡公式左右纲量，二是调节数值结果，在本实施例中不进行具体赋值，且，本实施例中各计算公式用于直观反应各数值间的调节关系，例如正相关，负相关，权重大小，在无特殊说明的前提下，未具体限定数值的参数数值均取正。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，包括，

步骤S1，获取舞台整体三维图模型；

步骤S2，获取可供安装的各种类灯具的预设参数；

步骤S3，确定主照明灯位置与种类；

步骤S4，根据主照明灯位置与种类依次确定各辅照明灯的位置与种类；

步骤S5，重复步骤S3与步骤S4确定若干组照明方案，虚拟调试系统在若干组照明方案中选取其一作为实际照明方案；

所述虚拟调试系统将舞台地面区域平面图进行抽象图形化，抽象图形化后的图形记为P，根据图形P的中心位置所需的照明亮度确定主照明灯位置，选取主照明灯的种类，并根据主照明灯的照明区域范围与图形P的边缘位置，确定第一辅照明灯的位置，并根据第一辅照明灯的选择方案依次确定后续照明灯的位置与种类，在确定过程中对于多种灯具均能满足选取方案的，虚拟调试系统依次将满足方案的灯具作为主照明灯或辅照明灯，生成若干选取方案，并根据需求确定最佳方案。

2.根据权利要求1所述的舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，所述虚拟调试系统中设置有灯具预设参数矩阵组H,H=[A1,A2,...，An],其中，

A1为第一类灯具预设参数矩阵，A2为第二类灯具预设参数矩阵，An为第N类灯具预设参数矩阵，对于第i类灯具预设参数矩阵Ai，i=1,2,...，n，Ai=[Bi1,Bi2,Ci,Di],其中，Bi1表示第i类灯具最低照明亮度，Bi2表示第i类灯具最高照明亮度，Ci表示第i类灯具照明范围，Di表示第i类灯具可旋转角度，在对照明灯具进行选区时，要求照明灯具对应照明位置的所需灯照强度位于选取灯具的最低照明亮度与最高照明亮度之间。

3.根据权利要求2所述的舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，所述舞台整体三维图模型包括舞台地面区域平面图和房顶灯架区立体图，将房顶灯架区立体图进行平面二维展开，获取房顶灯架区虚拟二维图；建立一个能将舞台地面区域平面图完全覆盖且面积最小的椭圆P，用椭圆P代替舞台地面区域平面图进行灯具选取与位置确定。

4.根据权利要求3所述的舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，对于存有一个主照明灯的对房顶灯架区虚拟二维图进行分析，获取椭圆P中心，并将椭圆P中心对应的房顶灯架区立体图中的位置作为主照明灯安放位置，将主照明灯虚拟安设在房顶灯架区立体图中，获取其在椭圆P内的主照明区域范围，并对未落入主照明区域范围的区域进行标定；

将未落入区域根据辅照明灯的照明参数进行区域划分，确定辅照明灯数量，并反推辅照明灯在房顶灯架区立体图中的位置；

根据主照明灯与辅照明灯选取的不同，辅照明灯数量与位置不同。

5.根据权利要求4所述的舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，当选取第i类灯具作为主照明灯时，将主照明灯进行角度调节使得照明中心点与椭圆P中心点重合，此时启动主照明灯时的照明区域作为主照明区域范围；

在确定辅照明灯位置时，以椭圆P为圆心，根据主照明区域范围生成第一基准圆形区域，要求生成的第一基准圆形区域完全落入主照明区域范围且面积最大,第一基准圆形区域半径为Ri。

6.根据权利要求5所述的舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，计算所有椭圆P边缘点到第一基准圆形区域圆心的距离，选取其中距离最大值Lzi作为第一辅照明灯确定基线，计算距离最大值Lzi与第一基准圆形区域半径为Ri的差值Eci，确定第一辅照明灯的照明范围，并在灯具预设参数矩阵组H内选取符合照明范围的灯具作为第一辅照明灯；所述第一辅照明灯的安装位置满足第一辅照明灯的照明中心距所述第一基准圆形区域圆心距离为（Lzi+Ri）÷2；

若选取第j1类灯具作为第一辅照明灯，要求Cj1≥k1×Eci，其中，k1为第一辅照明灯选取辅助参数，k1＞1，j1=1,2,...，n。

7.根据权利要求6所述的舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，在确定完成后所述第一辅照明灯的灯具种类后，对第二辅照明灯的灯具种类进行选取，以所述第一辅照明灯的照明中心作为圆心，建立第二基准圆形区域，要求生成的第二基准圆形区域完全落入第一辅照明灯的照明区域范围且面积最大,第二基准圆形区域半径为Rj1，第二基准圆形区域与第一基准圆形区域的右侧交点记为x1，连接第二基准圆形区域的圆心与第一基准圆形区域的圆心生成直线l1，连接交点x1与第一基准圆形区域的圆心生成直线lz1，直线lz1与直线l1的夹角为θ1，确定第二辅照明灯照明中心所在直线l2，要求直线l2与直线l1夹角为2θ1；

确定直线l2与椭圆P边缘点的交点，记为y2，根据交点y2、第一基准圆形区域圆心与交点x1的位置关系，确定第二辅照明灯的照明中心位置与照明范围；

记所述第二辅照明灯的照明中心为Z2，交点y2到第一基准圆形区域圆心的距离为L2，建立参考圆心点z2，z2在直线l2上且z2到第一基准圆形区域圆心的距离为（L2+Ri）÷2，所述参考圆心点z2到交点x1距离为M2,

若（L2+Ri）÷2≥M2，则参考圆心点z2为第二辅照明灯的照明中心Z2；

若（L2+Ri）÷2＜M2，所述虚拟调试系统在直线l2上位于参考圆心点z2与第一基准圆形区域圆心之间寻找点位z2’，z2’到交点y2的距离与到交点x1的距离相等，点位z2’为第二辅照明灯的照明中心Z2；

根据照明中心Z2的位置选取第二辅照明灯的种类，若选取第j2类灯具作为第二辅照明灯，要求Cj2≥k2×E2，其中，k2为第二辅照明灯选取辅助参数，k2＞1，j2=1,2,...，n，E2为第二辅照明灯的照明中心Z2到交点y2的距离。

8.根据权利要求7所述的舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，在确定完成后所述第二辅照明灯的灯具种类后，对第三辅照明灯的灯具种类进行选取，以所述第二辅照明灯的照明中心作为圆心，建立第三基准圆形区域，要求生成的第三基准圆形区域完全落入第二辅照明灯的照明区域范围且面积最大,第三基准圆形区域半径为Rj2，第三基准圆形区域与第一基准圆形区域的右侧交点记为x2，连接交点x2与第一基准圆形区域的圆心生成直线lz2，直线l2与直线lz2的夹角为θ2，确定第三辅照明灯照明中心所在直线l3，要求直线l3与直线l2夹角为2θ2；参考所述第二辅照明灯的照明中心位置与照明范围的确定步骤确定第三辅照明灯的照明中心位置与照明范围，并对第三辅照明灯的灯具进行选取；

参考对所述第三辅照明灯的照明中心位置、照明范围与灯具种类选取的方案，对剩余的灯具进行选取；

若对第X+1辅照明灯进行选取时，第X+1辅照明灯照明中心所在直线lx与直线l1的夹角小于θ1则判定选取完成，辅照明灯的数量为X。

9.根据权利要求8所述的舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，依次将符合椭圆P圆心照明亮度的灯具作为主照明灯，并将符合未落入主照明区域范围的区域照明亮度的灯具作为辅照明灯，确定若干组照明方案，对比各照明方案的数据确定最佳照明方案。

10.根据权利要求9所述的舞台灯光设备安装设计虚拟调试方法，其特征在于，所述照明方案有Q组，分别记为第一照明方案T1,第二照明方案T2,...，第Q照明方案Tq,对于任一照明方案Tm,m=1，2，...，q，计算该照明方案评价值Fm，Fm=Xm×f1+Sm×f2+Wm×f3,其中，Xm为第m照明方案辅照明灯数量，Sm第m照明方案重复照明区域面积，Wm为第m照明方案经济支出，f1为辅照明灯数量对照明方案评价值的计算补偿参数，f2为重复照明区域面积对照明方案评价值的计算补偿参数，f3为照明方案经济支出对照明方案评价值的计算补偿参数，各计算补偿参数数值根据实际需求确定；

所述虚拟调试系统计算所有照明方案的照明方案评价值，并选取其中最小值作为实际照明方案。