JP4173091B2 - 制御信号を発生するシステム及び方法 - Google Patents
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Description
本発明は、2001年6月6日に出願された「制御信号を発生するシステム及び方法(Systems and Methods of Generating Control Signals)」という表題の米国特許仮出願第60/296344号明細書、2001年6月28日に出願された「LED照明システムをネットワーク化するシステム及び方法(Systems and Methods for Networking LED Lighting Systems)」という表題の米国特許仮出願第60/301692号明細書、2001年10月12日に出願された「LED照明システムをネットワーク化するシステム及び方法(Systems and Methods for Networking LED Lighting Systems)」という表題の米国特許仮出願第60/328867号明細書、および2001年10月30日に出願された「LED照明のためのシステム及び方法(Systems and Methods for LED Lighting)」という表題の米国特許仮出願第60/341476号明細書の特権を米国特許法第119条(e)に基づき主張する。
前記の出願はそれぞれ、参照により本明細書に組み込まれている。
出現するさまざまな照明条件に対応するため、ネットワーク接続型照明制御が次第に普及してきている。Color Kinetics Incorporatedでは、ネットワーク化された照明システムだけでなくコントローラおよびライトショーのオーサリング・ツールを各種揃えている。一般に、照明システム用制御信号が、発生され、ネットワーク経由で複数の照明システムに通信される。いくつかの照明システムを照明ネットワーク構成とし、各照明デバイスに関係する情報をネットワーク経由で通信することができる。各照明デバイスまたはシステムは、特定のアドレスを宛て先とする情報のみを読み出し、反応するように一意的な識別子またはアドレスを有することができる。
本明細書では、照明システム用の制御信号を発生する方法およびシステムを提供する。この方法およびシステムは、複数の照明システムの位置をマッピングするためのライト管理機構を設けるステップと、複数の照明システムの位置をマッピングするマップ・ファイルを発生するステップと、コンピュータ・アプリケーションを使用して効果を発生するステップと、照明システムの特性にコンピュータ・アプリケーションのためのコードを関連付けるステップと、照明システムを制御するための照明制御信号を発生するステップとを含む。
以下の説明は、本発明のいくつかの例示的な図に示した実施形態に関するものである。当業者であれば本発明について多くの変形を思いつくことができるが、そのような変形および改良は本開示の範囲内にある。そこで、本発明の範囲はいかなる点でも以下の開示によって制限されないものとする。
最初に読まなければならない重要事項。
組織
アプリケーション(例えば、3D表示ゲーム)は、その3D世界の中に仮想光を生成することができる。DirectLightによって、これらの光が現実世界のColor Kinetics全スペクトルディジタル光にマッピングされ、色および明度の設定はゲーム内の仮想光の位置と色に対応する。
動的光。最も一般的な形式の仮想光は位置と色の値を持つ。この光は、必要なだけ、移動とその色の変更を繰り返すことができる。動的光は、光を放つ星雲、ロケットから吹き出される炎、企業のロゴを照らして過ぎてゆく黄色のスポットライト、または飢えた突然変異のアイスいたち(ice−weasel)の赤く輝く目を表現することができる。
これらすべての光により必要な回数だけ色を変更することができる。
DirectLight SDKのインストール方法
Setup.exeファイルを実行するとインストールされる内容:
/Windows/System/に、3つのdllファイル、つまりDirectLight用のファイル1つと、DMXを介した現実世界の光との低レベル通信用のファイル2つがインストールされる。
DMXIO.dll
DLPORTIO.dll
DirectLight.dsp
DirectLight.dsw
など。
DirectLight.h
DirectLight.cpp
Real_Light.h
Real_Light.cpp
Virtual_Light.h
Virtual_Light.cpp
など。
FX_Library.lib
DirectLight.lib
DMXIO.lib
および、構成ファイル:
my_lights.h
light_definitions.h
GUI_config_file.h
Dynamic_Localized_Strings.h
FX_Librariesには、DirectLightsによってアクセスできる照明効果が格納されている。
Real Light Setupには、実際のライトに関する情報を変更するためのグラフィカル・エディタが格納されている。
Sample Programには、DirectLightの使用法を説明する注釈が多数記述されたプログラムが格納されている。
DirectLight DLLは、DirectLight機能をカプセル化したCOMオブジェクトを実装する。DirectLightオブジェクトは、クライアント・プログラムによって使用されるDirectLightインターフェースを所有する。
CoInitialize(NULL)
この場合、戻り値は気にしなくてよい。
// COMオブジェクトを終了する。
pDirectLight->Release();
// COMに、未使用COMサーバのアンロードを依頼する。
CoFreeUnusedLibraries();
// このアプリケーションを終了し、COMライブラリをシャットダウンする。
CoUninialize();
DirectLightクラスは、APIのコア機能を含む。周囲光値、すべてのライトの大域的明度(ガンマ)の設定、および仮想光の追加および削除を行う機能が含まれる。
種類:
パブリックメンバ関数:
Stir_Lightsは、DirectLights内に作成されているライトバッファに基づいて現実世界のライトにライト情報を送る。DirectLight DLLは、自動的に光のかき回しを処理する。この関数は、通常、アプリケーションからは呼ばれない。
Virtual_Lightインスタンスへのポインタが与えられると、Remove_Virtual_Lightにより仮想光が削除される。
Set_Gamma関数は、Direct Lightデータ構造体のガンマ値を設定する。すべての仮想光は実際のライト上に投射される前にガンマ値を乗算されるので、すべての光の値を全体として制御する場合にこの値を使用することができる。
Set_Cutoff_Rangeは、カメラからのカットオフ距離を設定する。仮想光は、この距離を超えると、現実世界のライトに影響しなくなる。値を高い値に設定して、仮想光が遠く離れたところから現実世界のライトに影響を及ぼすようにする。この値が小さい場合には、効果を生じさせるために仮想光をカメラに近づける必要がある。値は、アプリケーション空間座標で指定しなければならない。
Clear_All_Lightsはすべての実際のライトを破壊する。
Project_All_Lightsは、現実世界のすべてのライトに対するすべての効果を計算するが、その際に、ガンマ、周囲光、および動的光の関与、位置および投射モード、カットオフ角度およびカットオフ範囲を考慮し、値をすべての現実世界のライトに送る。
指定された値を持つインジケータへのポインタを返す。
int Get_Real_Light_Count( void );
実際のライトの個数を返す。
ディレクトリ内を探索し「my_lights.h」ファイルへのパスを見つける。
void Load_Real_Light_Configuration( char * fullpath = NULL );
「my_lights.h」ファイルをレジストリで決められているデフォルトの場所からロードする。DirectLightは、このファイル内の情報に基づいて実際のライトのリストを作成する。
void Remove_Real_Light( Real_Light * dead_light );
実際のライトのインスタンスを安全に削除する。
周囲光へのポインタを返す。
bool RealLightListEmpty ( void );
実際のライトのリストが空であれば真を返し、そうでなければ偽を返す。
周囲光はライトとして定義されている。Lightクラスは、Virtual LightsとReal Lightsの親クラスである。メンバ変数:
static const int Max_LIGHT_BRIGHTNESS. 255と定義されている。
ColorRGB m_color. ライトはすべて、色が設定されていなければならない。ColorRGBはColorRGB.hで定義されている。
新しい照明効果をこの仮想光に付加する。
void Detach_FX( LightingFX * old_FX )
古い照明効果をこの仮想光から削除する。
Real Lightは、Lightクラスからの継承である。実際のライトは、仮想世界内のライトを表す。メンバ変数:
static const int NOT_AK_INDICATOR_LIGHT. −1と定義されている。
float m_add_dynamicは、このライトの色に対する動的光の寄与の程度を示す。範囲は0〜1である。
float m_cutoff_angleは、ライトが周囲の仮想光の寄与にどの程度敏感かを決定する。値が大きいと、ほとんどの仮想光から情報を受け取る。値が小さいと、実際のライトと同じアークの仮想光からの寄与分のみを受け取る。
SCALE_BY_VIRTUAL_DISTANCE_TO_CAMERA_ONLY。この実際のライトは、仮想座標系の原点から仮想光の位置までの距離にのみ基づき仮想光からの寄与分を受け取る。仮想光の寄与分は、原点からの距離がカットオフ範囲に近づくにつれ直線的に減少する。
float m_ypos
float m_zpos
インジケータが負の場合、ライトはインジケータではない。非負の場合、そのインジケータ番号に送られた色のみを受け取る。
Virtual Lightsは、現実世界のColor Kineticsライトにマッピングされるゲームまたはその他のリアルタイムアプリケーション内の光源を表す。Virtual Lightsは、作成、移動、破壊が可能で、その色は、アプリケーション内で可能な限り何回でも変更することができる。
MAX_LIGHT_BRIGHTNESSは、ライトに設定可能な最大の値を表す定数である。ほとんどのColor Kineticsライトの場合、この値は255である。ライトは、0から始まるある範囲を持つと仮定される。
int G,
int B );
Set_Color関数は、仮想光の赤色、緑色、および青色の値を、関数に渡す値に設定する。
float y_pos,
float z_pos );
Set_Position関数は、仮想光の位置の値を、関数に渡す値に設定する。位置については、アプリケーション空間座標を使用しなければならない。
float *y_pos,
float *z_pos );
ライトの位置を獲得する。
Lighting FXは、実際のライトまたは仮想光、またはインジケータ、さらには周囲光にさえも付加することができる時間ベースの効果である。照明効果には、子としての別の効果もあり、その場合、子は順次再生される。
static const int START_TIME;
static const int STOP_TIME:
効果を開始および停止する時間。これは仮想の値である。個々の効果は、全体に基づいて再生の時間をスケーリングする。
TRUEを渡した場合、この効果は、現実世界の時間が使用され、Stir_Lightsが呼び出される回数だけ自動的に更新される。FALSE(偽)が渡されると、効果ではアプリケーション時間が使用され、Apply_FXが呼び出される毎に更新される。
TRUE(真)が渡されると、この効果では、Stir_Lightsが呼び出されたときにその値を外挿する。
この効果を渡されたライトに付加する。
void Detach_FX From_Light ( Light * the_light;
bool remove_FX_from_light = true );
ライトに対するこの効果の寄与分を削除する。remove_FX_from_Lightが真の場合、効果はさらに、ライトからも削除される。
bool looping = false );
効果を開始する。loopingが真であれば、効果は終了した後再び開始する。
void Stop ( void );
破壊せずに効果を停止する。
時間切れになってから、効果の再生をループするかまたは停止する。
void Update_Time ( float time_passed );
この効果に関して経過したゲーム時間を変更する。
この効果に関して経過した実時間を調べる。
void Update_Extrapolated_Time (void );
リアルタイムでこれまでに経過したアプリケーション時間の外挿に基づいてFX時間を変更する。
これは、主照明関数である。Lighting FXが継承されている場合、この関数は、時間の経過とともにライトの色値を実際に変更するすべての重要な作業を実行する。既存のライト値に値を追加するか、既存の値を別の値で置き換えるか、またはその2つの組み合わせを行うことを選択できることに注意されたい。このようにして、Lighting効果は既存のライトを指定変更したり、単に取って代わることができる。
すべての効果の時間を更新する。
void Apply_FX_To_All_Virtual_Lights ( void );
この効果を、適切なすべての仮想光、周囲光、およびインジケータ・ライトに適用する。
各効果を、適切なすべての仮想光、周囲光、およびインジケータ・ライトに適用する。
void Apply_ALL_FX_To_Real_Light ( Real_Light * the_real_light );
この効果を単一の実際のライトに適用する。
この効果が子効果を持つ場合、次の操作を開始する。
void Add_ChildFX ( LightingFX * the_child,
float timeshare );
新しい子効果を、この効果が持つ子効果のリストの末尾に追加する。timeshareは、効果が再生される総時間に対する子の時間の割合である。割り当て分合計が効果の実際の再生時間合計に一致するようにスケーリングされるため、timeshareは合計して1になる必要はない。
指定された効果の親になる。
void Inherit_Light_List ( Affected_Lights * our_lights );
この効果を所有し、その子すべてが影響のあるライトのリストを継承する。
ファイル「my_lights.h」には、現実世界のライトに関する情報が格納され、起動時にDirectLightシステムにロードされる。ファイル「my_lights.h」および「light_definitions.h」は、DirectLightsを使用するアプリケーションと同じディレクトリに格納されていなければならない。
「my_lights.h」ファイルの例を以下に示す。
(注1)
// my_lights.h
//
// DirectLightsで使用するColor Kineticsライトの構成ファイル
//
// このファイルは、DireetLights GUI Setup v1.0によって作成された
(注2)
// 基本構造体をロードする
(注3)
// 全体的なガンマ
(注4)
// どのDMXインターフェースを使用するか?
(注5)
// これは、世界内のすべての実際のライトのリストである
モニタの左右の下側のライトは、インジケータ0および2であり、モニタの左側の真ん中のライトはインジケータ1である。
位置の値はメートル単位である。Zはモニタの平面の出入りである。Xは、モニタの平面内で垂直であり、Yは、モニタの平面内で水平である。
OVERALL_GAMMAは、値0〜1を取ることができる。この値は、DirectLightに読み込まれるが、実行時に変更することができる。
Claims (44)
- 空間を照明するための複数のアドレス可能なライトシステムを有する照明システムを制御する方法であって、
少なくともひとつの照明効果を意味する、図、写真、静的イメージ、動的イメージのうちの1つを含むグラフィック情報を供給するステップと、
空間に座標系を設定し、座標系内の位置座標を前記複数のアドレス指定可能なライトシステムに関連付けるステップと、
前記グラフィック情報のピクセルデータ位置を前記空間内の位置座標にマッピングして前記グラフィック情報を前記ライトシステムを制御する信号に変換し、前記グラフィック情報が意味する照明効果を発生するように前記空間を照明するステップとを備える方法。 - 前記ライトシステムがネットワーク化されたライトシステムであり、前記照明制御信号がアドレス指定された情報のパケットにパッケージされる請求項1に記載の方法。
- 前記グラフィック情報がコンピュータのスクリーン上に表示される請求項1に記載の方法。
- グラフィック情報を供給する前記ステップが、コンピュータを使用して前記グラフィック情報を発生するステップを含む請求項1に記載の方法。
- 前記グラフィック情報が、ビットマップ及びベクトル座標のうちの少なくとも1つを使用して発生される請求項4に記載の方法。
- 前記グラフィック情報は3D空間内に描画されたものである請求項4に記載の方法。
- 前記グラフィック情報が関数によって発生される請求項4に記載の方法。
- 前記関数が、室内での光の回転、室内での光のボールの跳ね返り、及び室内の音の跳ね返りのうちの少なくともひとつを含むイメージを表す請求項7に記載の方法。
- 前記関数がランダムに発生される効果を表す請求項7に記載の方法。
- 前記関数が前記システムへの入力に関係する請求項7に記載の方法。
- 前記入力が、情報、ファイル、音楽、信号、データ・ストリーム、ボイス・ストリーム、無線データ・ストリーム、及び感知された状態のうちの少なくとも1つを含む請求項10に記載の方法。
- 前記グラフィック情報は、コンピュータのスクリーン上に表示せずに前記ライトシステムを制御するように変換される請求項1に記載の方法。
- 前記制御信号が、色、光度、範囲、前記ライトシステムを使用して生成された効果の伝搬速度のうちの少なくとも1つを制御する信号を含む請求項1に記載の方法。
- 前記制御信号が前記ライトシステムを制御して前記空間を照明し、事象をシミュレートする効果を発生させる、請求項13に記載の方法。
- 前記事象が、爆発、照明の当たり、ヘッドライト、室内の列車通過、室内を通る弾丸発射、室内を通る光の移動、室内の日の出及びその他の事象の少なくとも1つを含む、請求項14に記載の方法。
- 信号を使用して、前記ライトシステムを制御し、指定された時間に照明を行う請求項1に記載の方法。
- グラフィック情報のピクセルデータ位置を前記空間内の位置座標にマッピングするステップが、グラフィカル・ユーザ・インターフェースを使用して行われる請求項1に記載の方法。
- マッピングが、1つ又は複数のピクセル、ピクセルの群、ベクトル座標情報、波動関数を空間内のライトシステムの位置にマッピングすることを含む請求項17に記載の方法。
- 前記空間が、部屋、廊下、ホール、建物、表示装置、ブース、劇場、小売店、店舗、棚、対象物、及び製品のうちの少なくともひとつを含む請求項18に記載の方法。
- 前記ライトシステムによって照明される表面の表現に対する位置マップを発生するステップを更に備える請求項1に記載の方法。
- 前記位置マップの発生が前記空間内の光のを撮像装置で補足することにより自動的に行われる請求項20に記載の方法。
- 前記ライトシステムを制御するための制御信号を送信する前に効果をスクリーン上に視覚化するための前記スクリーンを設けるステップを更に備える請求項1に記載の方法。
- 空間を照明するための複数のアドレス可能なライトシステムを有する照明システムを制御するシステムであって、
図、写真、静的イメージ、動的イメージのうちの少なくとも1つを含むグラフィック情報を供給するように適合されているコンピュータ・アプリケーションと、
前記空間内の座標系における位置座標を、前記複数のアドレス指定可能なライトシステムの各々に対応付けるように適合されている関連付けシステムとを含み、
前記グラフィック情報のピクセルデータ位置を、前記座標系における位置座標にマッピングするように適合されているマッピングシステムと、
前記グラフィック情報を、前記ライトシステムを制御するための制御信号に変換して、前記グラフィック情報が意味する照明効果となるように前記空間を照明するように適合されている変換器と
を備えることを特徴とするシステム。 - 前記ライトシステムが、ネットワーク化されたライトシステムであり、前記制御信号が、アドレス指定された情報のパケットにパッケージされる請求項23に記載のシステム。
- 前記グラフィック情報がコンピュータのスクリーン上に表示される請求項23に記載のシステム。
- 前記コンピュータ・アプリケーションが前記グラフィック情報を発生するように適合されている請求項23に記載のシステム。
- 前記グラフィック情報が3D空間で発生される請求項26に記載のシステム。
- 前記グラフィック情報が3D空間内に描画される請求項26に記載のシステム。
- 前記グラフィック情報が関数によって発生される請求項26に記載のシステム。
- 前記関数が、室内での光の回転、室内での光のボールの跳ね返り、及び室内の音の跳ね返りのうちの少なくとも1つのイメージを表す請求項29に記載のシステム。
- 前記関数がランダムに発生される効果を表す請求項29に記載のシステム。
- 前記関数が前記システムへの入力に関係する請求項29に記載のシステム。
- 前記入力が、情報、ファイル、音楽、信号、データ・ストリーム、ボイス・ストリーム、無線データ・ストリーム、及び感知された状態のうちの少なくとも1つを含む請求項32に記載のシステム。
- 前記コンピュータ・アプリケーションが、コンピュータのスクリーンにグラフィック情報を表示せずに、前記グラフィック情報を供給するように適合されている請求項23に記載のシステム。
- 前記制御信号が、色、光度、範囲、及び前記ライトシステムを使用して生成された効果の伝搬速度のうちの少なくとも1つを制御する信号を含む請求項23に記載のシステム。
- 前記制御信号が前記ライトシステムを制御して前記空間を照明し、事象をシミュレートする効果を発生させる、請求項35に記載のシステム。
- 前記事象が、爆発、照明の当たり、ヘッドライト、室内の列車通過、室内を通る弾丸発射、室内を通る光の移動、室内の日の出、及びその他の事象からなるグループから選択される請求項36に記載のシステム。
- 前記制御信号を使用して、前記ライトシステムを制御し、指定された時間に照明を行う請求項23に記載のシステム。
- 前記関連付けシステムが、グラフィカル・ユーザ・インターフェースに関連付けられ、前記グラフィカル・ユーザ・インターフェースを使用して、前記複数のアドレス指定可能なライトシステムを前記環境内の場所に関連付ける請求項23に記載のシステム。
- 前記グラフィカル・ユーザ・インターフェースが空間の表現を含む請求項39に記載のシステム。
- 前記空間が、部屋、廊下、ホール、建物、表示装置、ブース、劇場、小売店、店舗、棚、対象物、及び製品からなるグループから選択される請求項40に記載のシステム。
- 前記ライトシステムによって照明される表面の表現に対する位置マップを発生するように適合されている位置マップ発生器を更に備える請求項23に記載のシステム。
- 前記位置マップの発生が前記空間内の光のを撮像装置で補足することにより自動的に行われる請求項42に記載のシステム。
- 前記ライトシステムを制御するための制御信号を送信する前に効果をスクリーン上に視覚化するための前記スクリーンを更に備える請求項23に記載のシステム。
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