專(zhuān)利名稱(chēng)：一種三維軟件控制演出的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種演出控制方法，特別是一種利用三維軟件控制演出的方法。
背景技術(shù)：
如今由于人力成本的增加，很多傳統(tǒng)手藝都被高科技取代了，就如木偶戲皮影戲 都已經(jīng)被電腦制作的動(dòng)畫(huà)帶來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)慢慢地消失在人們的視線(xiàn)中。但是這種演出方式也有其獨(dú)特的魅力，如果能用機(jī)械控制完成木偶的演出，那么 演出成本和場(chǎng)地限制將會(huì)大幅降低。有利于這種藝術(shù)形式的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種三維軟件控制演出的系統(tǒng)，用于解決上述 問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種三維軟件控制演出的系統(tǒng)，其由以下部分組 成舞臺(tái)形象，所述舞臺(tái)形象具有多個(gè)采樣點(diǎn)和關(guān)節(jié)點(diǎn)；虛擬模型，所述虛擬模型建立在計(jì) 算機(jī)三維軟件中，具有與所述舞臺(tái)形象關(guān)聯(lián)的采樣點(diǎn)和關(guān)節(jié)點(diǎn)；計(jì)算機(jī)，根據(jù)三維軟件獲取 所述虛擬模型采樣點(diǎn)的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度變化；光陣，由一系列燈光組合而成； 伺服電機(jī)，連接在所述舞臺(tái)形象的關(guān)節(jié)點(diǎn)上，用于根據(jù)角度控制指令改變舞臺(tái)形象的各關(guān) 節(jié)的角度；控制電路，連接在所述光陣上，用于根據(jù)指令控制光陣的燈光亮度和顏色；微控 制單元，鏈接所述控制電路和計(jì)算機(jī)，用于將從所述計(jì)算機(jī)獲得的燈光信息發(fā)送給控制電 路和將從所述計(jì)算機(jī)獲得的虛擬模型關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度變化轉(zhuǎn)換成角度控制指令，發(fā)送給伺服 電機(jī)。優(yōu)選地，所述舞臺(tái)形象為木偶或皮影。優(yōu)選地，所述三維軟件為Maya。優(yōu)選地，所述虛擬模型與舞臺(tái)形象等比例，具有相同數(shù)量的關(guān)節(jié)點(diǎn)，且所述采樣點(diǎn) 等比例分布。優(yōu)選地，所述光強(qiáng)度數(shù)據(jù)為RGB光強(qiáng)度分量。優(yōu)選地，所述光陣為舞臺(tái)燈光。優(yōu)選地，所述控制電路改變光陣上燈光的亮度和顏色采用脈寬調(diào)制，通過(guò)調(diào)制脈 沖占空比控制燈光亮度。本發(fā)明采用Maya同步演出系統(tǒng)，可以直接通過(guò)在Maya里制作動(dòng)畫(huà)，然后同步驅(qū)動(dòng) 外部光陣，摒棄了原來(lái)估計(jì)燈光的方法，使得燈光控制變得非常容易；同時(shí)還同步控制木偶 做動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)演出的無(wú)人操作。


圖1是本發(fā)明一種三維軟件控制演出的系統(tǒng)一個(gè)具體實(shí)施例的原理框圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參看圖1所示，本發(fā)明提供了一種三維軟件控制演出的系統(tǒng)，其包括以下部分。舞臺(tái)形象，所述舞臺(tái)形象具有多個(gè)采樣點(diǎn)和關(guān)節(jié)點(diǎn)。虛擬模型，所述虛擬模型建立在計(jì)算機(jī)三維軟件中，具有與所述舞臺(tái)形象關(guān)聯(lián)的 采樣點(diǎn)和關(guān)節(jié)點(diǎn)。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述舞臺(tái)形象為木偶或皮影。所述虛擬模型與舞臺(tái)形象 等比例，具有相同數(shù)量的關(guān)節(jié)點(diǎn)，且所述采樣點(diǎn)等比例分布。所述虛擬模型與舞臺(tái)形象具有相同的尺寸或者等比例。這樣控制起來(lái)會(huì)比較方 便，不至于出現(xiàn)錯(cuò)誤；而關(guān)聯(lián)虛擬模型和舞臺(tái)形象的采樣點(diǎn)可以讓測(cè)光更加準(zhǔn)確。采樣點(diǎn)越 密集相對(duì)結(jié)果更加精確，但是必然計(jì)算量會(huì)增加很多，實(shí)時(shí)性變差。計(jì)算機(jī)，根據(jù)三維軟件獲取所述虛擬模型采樣點(diǎn)的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度變 化。伺服電機(jī)，連接在所述舞臺(tái)形象的關(guān)節(jié)點(diǎn)上，用于根據(jù)角度控制指令改變舞臺(tái)形 象的各關(guān)節(jié)的角度；在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述舞臺(tái)形象由伺服電機(jī)控制，所述伺服電機(jī)接收到三 維模型發(fā)送的變化的角度數(shù)據(jù)后，控制對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的角度。所述伺服電機(jī)由微 控制器驅(qū)動(dòng)，所述微控制器接收三維軟件輸出的變化的角度數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換成伺服電機(jī)接受的 數(shù)據(jù)格式。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述三維軟件為Maya，其包括一個(gè)可供調(diào)用的通訊端口。 所述舞臺(tái)形象為伺服電機(jī)控制的機(jī)械，其機(jī)械結(jié)構(gòu)中的活動(dòng)關(guān)節(jié)點(diǎn)與所述虛擬模型的關(guān)節(jié) 點(diǎn)對(duì)應(yīng)。所述伺服電機(jī)受微控制單元控制，微控制單元接收到三維模型發(fā)送的變化的角度 信息后，控制伺服電機(jī)對(duì)舞臺(tái)形象對(duì)應(yīng)的關(guān)節(jié)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的角度。所述角度控制可以如機(jī) 器人控制每一個(gè)關(guān)節(jié)，也可以如木偶皮影利用線(xiàn)桿控制。具體過(guò)程如下。首先通過(guò)函數(shù)CapTcpOpen(server_name)打開(kāi)通訊端口，與 maya建立通訊。然后通過(guò)此端口以一定時(shí)間間隔向maya發(fā)送mel命令(20ms) "getAttr objName. rx”，maya收到此命令后，隨即執(zhí)行此命令，并通過(guò)端口以字符串的形式返回結(jié)果 至微控制單元，微控制單元記錄此結(jié)果，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理，得到虛擬的關(guān) 節(jié)角度值。最后，微控制單元通過(guò)com端口將數(shù)據(jù)傳送至伺服電機(jī)。其格式為#00AXXX! #01AXXX ！……其中#為起始標(biāo)記，00A為通道數(shù)，XXX代表關(guān)節(jié)角度制，！為結(jié)束符。而在另一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述虛擬模型為骨骼模型。因?yàn)橐萌S軟件控 制待拍攝的實(shí)體物體并不需要讓虛擬模型跟實(shí)體物體完全一致。只需要虛擬模型具有跟實(shí) 體物體一致的結(jié)構(gòu)即可。一致的結(jié)構(gòu)包括一致的關(guān)節(jié)位置、等比例的關(guān)節(jié)點(diǎn)之間的距離等。 在虛擬模型制作的過(guò)程中，應(yīng)盡可能與舞臺(tái)形象成等比例，這樣控制起來(lái)會(huì)比較方便，不至 于出現(xiàn)錯(cuò)誤。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，舞臺(tái)形象并不是每時(shí)每刻都有動(dòng)作，也不是每次動(dòng)作的 時(shí)候所有關(guān)節(jié)點(diǎn)都有動(dòng)作變化。因此只需要記錄那些有動(dòng)作變化的操作點(diǎn)的變化角度就可 以復(fù)現(xiàn)整個(gè)動(dòng)作過(guò)程。光陣，由一系列燈光組合而成；控制電路，連接在所述光陣上，用于根據(jù)指令控制光陣的燈光亮度和顏色；
4
微控制單元，鏈接所述控制電路和計(jì)算機(jī)，用于將從所述計(jì)算機(jī)獲得的燈光信息 發(fā)送給控制電路和將從所述計(jì)算機(jī)獲得的虛擬模型關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度變化轉(zhuǎn)換成角度控制指 令，發(fā)送給伺服電機(jī)。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述光強(qiáng)度數(shù)據(jù)為RGB光強(qiáng)度分量，所述光陣為舞臺(tái)燈 光，所述光陣由控制電路控制，所述控制電路接收到三維模型發(fā)送的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)后，改變光 陣上燈光的亮度和顏色。所述控制電路由微控制器驅(qū)動(dòng)，所述微控制器接收三維軟件輸出的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)后 轉(zhuǎn)換成控制電路接受的數(shù)據(jù)格式。具體步驟包括，微控制器通過(guò)類(lèi)似soket的方式與Maya通訊，向Maya發(fā)送獲取每 個(gè)采樣點(diǎn)位置的RGB光強(qiáng)度分量的mel命令。當(dāng)接收到Maya計(jì)算完畢的返回值后，微控制 器將其轉(zhuǎn)化為特定編碼通過(guò)接口發(fā)送到控制電路上。在一個(gè)具體的實(shí)施例中，所述控制電路改變光陣上燈光的亮度和顏色采用脈寬調(diào) 制，通過(guò)調(diào)制脈沖占空比控制燈光亮度。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種三維軟件控制演出的系統(tǒng)，其由以下部分組成舞臺(tái)形象，所述舞臺(tái)形象具有多個(gè)采樣點(diǎn)和關(guān)節(jié)點(diǎn)；虛擬模型，所述虛擬模型建立在計(jì)算機(jī)三維軟件中，具有與所述舞臺(tái)形象關(guān)聯(lián)的采樣點(diǎn)和關(guān)節(jié)點(diǎn)；計(jì)算機(jī)，根據(jù)三維軟件獲取所述虛擬模型采樣點(diǎn)的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度變化；光陣，由一系列燈光組合而成；伺服電機(jī)，連接在所述舞臺(tái)形象的關(guān)節(jié)點(diǎn)上，用于根據(jù)角度控制指令改變舞臺(tái)形象的各關(guān)節(jié)的角度；控制電路，連接在所述光陣上，用于根據(jù)指令控制光陣的燈光亮度和顏色；微控制單元，鏈接所述控制電路和計(jì)算機(jī)，用于將從所述計(jì)算機(jī)獲得的燈光強(qiáng)度數(shù)據(jù)發(fā)送給控制電路和將從所述計(jì)算機(jī)獲得的虛擬模型關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度變化轉(zhuǎn)換成角度控制指令，發(fā)送給伺服電機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述舞臺(tái)形象為木偶或皮影。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述三維軟件為Maya。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述虛擬模型與舞臺(tái)形象等比例，具有相 同數(shù)量的關(guān)節(jié)點(diǎn)，且所述采樣點(diǎn)等比例分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光強(qiáng)度數(shù)據(jù)為RGB光強(qiáng)度分量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光陣為舞臺(tái)燈光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制電路改變光陣上燈光的亮度和 顏色采用脈寬調(diào)制，通過(guò)調(diào)制脈沖占空比控制燈光亮度。
全文摘要
本發(fā)明提供一種三維軟件控制演出的系統(tǒng)，其由以下部分組成舞臺(tái)形象，虛擬模型，所述虛擬模型建立在計(jì)算機(jī)三維軟件中，具有與所述舞臺(tái)形象關(guān)聯(lián)的采樣點(diǎn)和關(guān)節(jié)點(diǎn)；計(jì)算機(jī)，根據(jù)三維軟件獲取所述虛擬模型采樣點(diǎn)的光強(qiáng)度數(shù)據(jù)和關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度變化；光陣，由一系列燈光組合而成；伺服電機(jī)，連接在所述舞臺(tái)形象的關(guān)節(jié)點(diǎn)上，用于根據(jù)角度控制指令改變舞臺(tái)形象的各關(guān)節(jié)的角度；控制電路，連接在所述光陣上，用于根據(jù)指令控制光陣的燈光亮度和顏色；微控制單元，用于將從所述計(jì)算機(jī)獲得的燈光信息發(fā)送給控制電路和將從所述計(jì)算機(jī)獲得的虛擬模型關(guān)節(jié)點(diǎn)的角度變化轉(zhuǎn)換成角度控制指令，發(fā)送給伺服電機(jī)。
文檔編號(hào)H05B37/02GK101995835SQ20101026212
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者許亞敏 申請(qǐng)人:北京水晶石數(shù)字科技有限公司