專利名稱：基于3d演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3D數(shù)學(xué)建模領(lǐng)域，尤其涉及一種如何建立音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)規(guī)貝U，再運(yùn)用打分原則對(duì)樂(lè)燈光表演方案進(jìn)行優(yōu)劣評(píng)價(jià)。
背景技術(shù)：
基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，就是指能根據(jù)燈具控制數(shù)據(jù)進(jìn)行3D效果的演示，通過(guò)提取控制數(shù)據(jù)生成的3D數(shù)學(xué)模型中的特征數(shù)據(jù)與相應(yīng)的既定規(guī)則作比較，按照打分制原則進(jìn)行針對(duì)每項(xiàng)規(guī)則打分和整體方案打分。根據(jù)最后得分進(jìn)行評(píng)判方案的優(yōu)劣。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城市建設(shè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)外大型的戶外音樂(lè)燈光表演越來(lái)越多，基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法也正處于開始探索 階段。由于現(xiàn)在并沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的評(píng)價(jià)規(guī)則去評(píng)價(jià)燈光表演方案的優(yōu)劣，所以現(xiàn)在對(duì)音樂(lè)燈光表演方案的優(yōu)劣評(píng)價(jià)必須依靠個(gè)人喜好去評(píng)定，但是仁者見仁智者見智，不同的評(píng)價(jià)人員對(duì)同一方案的評(píng)價(jià)往往會(huì)出現(xiàn)很大的不同。目前，針對(duì)現(xiàn)有一些音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，主要是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和邀請(qǐng)不同的人員觀看實(shí)際的燈光表演然后通過(guò)意見反饋總結(jié)來(lái)評(píng)價(jià)這套音樂(lè)燈光表演方案的優(yōu)劣。但是由于觀看人員的文化背景和審美觀的不同反饋回來(lái)的意見也是具有很大的出入，通常采用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法將意見分類，然后針對(duì)提出人數(shù)占總觀看人數(shù)一半以上的意見進(jìn)行修改，這種方法在一定的程度上能夠反映該音樂(lè)燈光表演方案的優(yōu)劣性。這種方法耗時(shí)較長(zhǎng)，需要找出各類具有代表性的人群對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)，在實(shí)際的操作過(guò)程中具有一定的難度，并且既耗時(shí)又不節(jié)能，很難具有說(shuō)服力。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供的基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟SI :獲取燈具地址數(shù)據(jù)以及燈具實(shí)際指標(biāo)參數(shù)值；S2 :建立燈光的3D數(shù)學(xué)模型，提取相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)，依據(jù)實(shí)際控制數(shù)據(jù)生成物理模型；S3 :獲取燈具規(guī)定指標(biāo)參數(shù)的取值范圍以及制定評(píng)價(jià)規(guī)則；S4 :采用自動(dòng)打分制原理對(duì)實(shí)際指標(biāo)參數(shù)值與規(guī)定指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行比較；S5 :根據(jù)步驟S4中的比較結(jié)果對(duì)音樂(lè)燈光表演方案的優(yōu)劣進(jìn)行單項(xiàng)評(píng)價(jià)S(Q)和整體評(píng)價(jià)S ；S6 :輸出單項(xiàng)評(píng)價(jià)S(Q)和整體評(píng)價(jià)S的評(píng)價(jià)方案。進(jìn)一步，所述步驟S2中的評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)包括以下數(shù)據(jù)
S21 :根據(jù)音樂(lè)燈光表演實(shí)際燈具的光學(xué)特性建立光柱照度的數(shù)學(xué)模型,提取指標(biāo)參數(shù)照度I (Q);S22:分析表演燈具DMX512數(shù)據(jù)與實(shí)際光柱空間位置之間的關(guān)系，建立光柱的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，提取指標(biāo)參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度V(Q)和光柱在XOY平面的指標(biāo)參數(shù)映射斜率Lxot、在YOZ平面的指標(biāo)參數(shù)映射斜率Lym、在XOZ平面的指標(biāo)參數(shù)映射斜率L皿；S23:分析DMX512數(shù)據(jù)與光柱色彩之間的關(guān)系，建立光柱的色彩數(shù)學(xué)模型，提取色彩利用率M(Q)；S24 :將音樂(lè)進(jìn)行劃分，記錄劃分樂(lè)句的特征要素，提取情感因素指標(biāo)參數(shù)X(Q)；S25 :將燈光動(dòng)作抽象得出數(shù)學(xué)公式，提取動(dòng)作重復(fù)率指標(biāo)參數(shù)W(Q)。進(jìn)一步，所述步驟S4中自動(dòng)打分評(píng)價(jià)執(zhí)行過(guò)程包括如下步驟 S41 :將控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模型數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的物理模型；S42 :提取模型數(shù)據(jù)中所需的特征數(shù)據(jù)存入到中間數(shù)據(jù)庫(kù)中；S43 :將特征數(shù)據(jù)與相應(yīng)的既定規(guī)則作比較，按照如下打分規(guī)則進(jìn)行打分
位-設(shè)定值I
O一 1 ΠΛ J_I
f —-說(shuō)定僮 ，其中，Sq為每項(xiàng)規(guī)則對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)；所述實(shí)際值是通過(guò)實(shí)際控制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)到所建立3D數(shù)學(xué)模型求出實(shí)際的指標(biāo)參數(shù)；所述設(shè)定值是通過(guò)預(yù)先設(shè)定的指標(biāo)參數(shù)適宜取值范圍。進(jìn)一步，所述步驟S2中3D數(shù)學(xué)模型建立包括光柱照度的數(shù)學(xué)模型建立和光柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型建立；所述光柱照度的數(shù)學(xué)模型通過(guò)以下公式來(lái)建立
Ι(β) = I0 (cos β sin a cos f sinf + sin β8 ηφ + cos β cos a cos φ cos γψ ()其中，I(Q)為M點(diǎn)光強(qiáng)數(shù)學(xué)模型，r為點(diǎn)光源球面半徑，α表示點(diǎn)光源球面坐標(biāo)系統(tǒng)的水平方向角；β表不點(diǎn)光源球面坐標(biāo)系統(tǒng)的垂直方向角；Θ表不單個(gè)點(diǎn)光源光線OM與光軸OL的夾角；Φ表示點(diǎn)光源光軸OL與其在xy平面投影的夾角；Y表示點(diǎn)光源光軸OL在xy平面投影與Y軸的夾角；所述光柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型通過(guò)以下公式來(lái)建立
360 , 360「00311 λ =-mb=-η
255 , 255 (2)
XYZRcma Jisina Jisinb (})其中，a，b分別為燈頭實(shí)際的水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)角度，m, η分別為控制燈頭水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)的DMX512數(shù)據(jù)，所述公式(3)為以點(diǎn)光源為坐標(biāo)原點(diǎn)得到空間坐標(biāo)系光柱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。進(jìn)一步，所述指標(biāo)參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算
rnmRl V - °1 ~ ° V -
L0035-I r(§)l ~ f f CO)2 —,其中，V(m, V(Q)2分別為水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，t為運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
所述指標(biāo)參數(shù)映射斜率通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算
r cos α, — cos clF sin α, — sin α0, cos — cos所述色彩利用率通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算Mm,⑷其中，&為1 U G U B = 255的時(shí)間，T為總表演時(shí)間的T，RGB根據(jù)燈具自身設(shè)定的RGB通道確定，當(dāng)R=255時(shí)為紅色，G=255時(shí)為綠色，B=255時(shí)為藍(lán)色。
進(jìn)一步，所述S3中燈具規(guī)定指標(biāo)參數(shù)的取值范圍及評(píng)價(jià)規(guī)則包括光照數(shù)學(xué)模型的評(píng)價(jià)、音樂(lè)特征匹配度評(píng)價(jià)、燈具使用率評(píng)價(jià)、色彩使用率評(píng)價(jià)、映射斜率評(píng)價(jià)和燈光動(dòng)作數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)；所述光照數(shù)學(xué)模型的評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)
I實(shí)值-設(shè)定值IS — 100--_L
卿)設(shè)定僨.
S其中，S(I(Q))表示指標(biāo)參數(shù)光照度I(Q)的評(píng)價(jià)得分值，實(shí)際值I(Q)通過(guò)實(shí)際控制數(shù)據(jù)帶入光照數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到，所述設(shè)定值是通過(guò)實(shí)際情況設(shè)定的指標(biāo)參數(shù)；所述音樂(lè)特征匹配度評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)
I t— —
S (T)=T.其中，t表示比對(duì)表演方案控制數(shù)據(jù)體現(xiàn)的動(dòng)作、色彩、運(yùn)動(dòng)速度表演特征記錄符合音樂(lè)特征的表演時(shí)間，T表示整體方案表演時(shí)間；所述燈具使用率評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)G=^其中，G表示整個(gè)表演過(guò)程中燈具的使用率，I(Q)表示控制數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出每個(gè)燈具光照度不為O的時(shí)間長(zhǎng)度t2;所述色彩使用率評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)首先提取不同的顏色使用的時(shí)間t。，通過(guò)以下公式計(jì)算得到不同的顏色使用時(shí)間占總的表演時(shí)間T的比例實(shí)際色彩使用率a =^7Xl00%，然后通過(guò)得出的音樂(lè)情感對(duì)應(yīng)上表得到對(duì)應(yīng)的設(shè)定值，依據(jù)以下公式計(jì)算單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S (c)S (c) = 100-1實(shí)際值-(設(shè)定值)(邊界值)I X 100 ；最后，根據(jù)計(jì)算得出單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S(。)進(jìn)行分級(jí)，當(dāng)Stt)>80時(shí)，表明實(shí)際色彩使用與音樂(lè)情感十分符合；當(dāng)單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分60〈S⑹〈80時(shí)，表明實(shí)際色彩使用與音樂(lè)情感較為符合；當(dāng)單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分Stt)〈60時(shí)，表明實(shí)際色彩使用不符合音樂(lè)情感；所述映射斜率評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)
實(shí)際映射率的平均值Lxot〈Lxot’且每隔IS采樣的實(shí)際映射率低于設(shè)定值的時(shí)間總
和t 6與整個(gè)表演時(shí)間T的比值I>90%則這項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S (L) >80 ;實(shí)際映射率的平均值
LXQY〈LXOT’且每隔IS采樣的實(shí)際映射率低于設(shè)定值的時(shí)間總和與整個(gè)表演時(shí)間T的比值
S0%<|<90%則這項(xiàng)評(píng)價(jià)得分60〈s (L) <80 ;實(shí)際映射率平均值LXOT>LXOT’則這項(xiàng)評(píng)價(jià)得I
分 S (L)〈60 ；所述燈光動(dòng)作數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)
L
Η = γ其中，H表示整個(gè)表演過(guò)程中動(dòng)作重復(fù)率，t3表示動(dòng)作相同的時(shí)間總和；H〈10%則單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S (H)>80 ； 10%〈H〈15%則單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分60〈S (H)<80 ；H>15%則單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S OO〈60。進(jìn)一步，所述S3中燈具規(guī)定指標(biāo)參數(shù)的取值范圍及評(píng)價(jià)規(guī)則包括整體方案評(píng)價(jià)；所述整體方案評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)S44 :將音樂(lè)燈光表演方案對(duì)應(yīng)的每項(xiàng)規(guī)則得分匯總?cè)∑骄档贸稣妆硌莘桨傅恼w得分S
V,VS =
W ,其中，Sq表示每個(gè)單項(xiàng)的評(píng)價(jià)得分，m表示所使用的評(píng)價(jià)規(guī)則數(shù)；S45 :將所得的整體得分與預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行對(duì)比并分級(jí)評(píng)價(jià)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明根據(jù)音樂(lè)燈光表演實(shí)際燈具的光學(xué)特性建立光照的3D數(shù)學(xué)模型；然后分析表演燈具DMX512數(shù)據(jù)與實(shí)際光柱空間位置之間的關(guān)系，建立光柱的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型；分析DMX512數(shù)據(jù)與光柱色彩之間的關(guān)系，建立光柱色彩的數(shù)學(xué)模型；最后提取模型中的關(guān)鍵參數(shù)作為評(píng)價(jià)音樂(lè)燈光表演方案優(yōu)劣的指標(biāo)參數(shù)；并將指標(biāo)參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比，評(píng)價(jià)表演方案的優(yōu)劣。本發(fā)明可以快速判斷音樂(lè)燈光表演方案的優(yōu)劣，通過(guò)單項(xiàng)以及整體的評(píng)價(jià)可以給方案設(shè)計(jì)者一個(gè)直觀且客觀的參考意見，發(fā)現(xiàn)方案的不足之處及時(shí)修正，極大的節(jié)省方案的設(shè)計(jì)時(shí)間。本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其它優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。


為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，其中圖I為點(diǎn)光源光照分布示意圖；圖2是本發(fā)明應(yīng)完成的基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)系統(tǒng)的框架圖；圖3是本發(fā)明所采用的打分評(píng)價(jià)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述；應(yīng)當(dāng)理解，優(yōu)選實(shí)施例僅為了說(shuō)明本發(fā)明，而不是為了限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I圖I為點(diǎn)光源光照分布不意圖；以點(diǎn)光源為球面中心坐標(biāo)為(0,0,0),半徑為r, α表示點(diǎn)光源的水平方向角；β表示點(diǎn)光源的垂直方向角；Θ表示單個(gè)點(diǎn)光源光線OM與光軸OL的夾角；Φ表示點(diǎn)光源光軸OL與其在xy平面投影的夾角；Y表示點(diǎn)光源光軸OL在xy平面投影與Y軸的夾角。圖2是本發(fā)明應(yīng)完成的基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)系統(tǒng)的框架圖；圖3是本發(fā)明所采用的打分評(píng)價(jià)的示意圖，如圖所示本發(fā)明提供的基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟SI :獲取燈具地址數(shù)據(jù)以及燈具實(shí)際指標(biāo)參數(shù)值；·
S2 :建立燈光的3D數(shù)學(xué)模型，提取相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)，依據(jù)實(shí)際控制數(shù)據(jù)生成物理模型；S3 :獲取燈具規(guī)定指標(biāo)參數(shù)的取值范圍以及制定評(píng)價(jià)規(guī)則；S4 :采用自動(dòng)打分制原理對(duì)實(shí)際指標(biāo)參數(shù)值與規(guī)定指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行比較；S5 :根據(jù)步驟S4中的比較結(jié)果對(duì)音樂(lè)燈光表演方案的優(yōu)劣進(jìn)行單項(xiàng)評(píng)價(jià)S(Q)和整體評(píng)價(jià)S ；S6 :輸出單項(xiàng)評(píng)價(jià)S(Q)和整體評(píng)價(jià)S的評(píng)價(jià)方案。所述步驟S2中的評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)包括以下數(shù)據(jù)S21 :根據(jù)音樂(lè)燈光表演實(shí)際燈具的光學(xué)特性建立光柱照度的數(shù)學(xué)模型,提取指標(biāo)參數(shù)照度I (Q)；S22:分析表演燈具DMX512數(shù)據(jù)與實(shí)際光柱空間位置之間的關(guān)系，建立光柱的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，提取指標(biāo)參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度V(Q)和光柱在XOY平面的指標(biāo)參數(shù)映射斜率Lxot、在YOZ平面的指標(biāo)參數(shù)映射斜率Lym、在XOZ平面的指標(biāo)參數(shù)映射斜率L皿；S23 :分析DMX512數(shù)據(jù)與光柱色彩之間的關(guān)系，建立光柱的色彩數(shù)學(xué)模型，提取色彩利用率M(Q)；S24 :將音樂(lè)進(jìn)行劃分，記錄劃分樂(lè)句的特征要素，提取情感因素指標(biāo)參數(shù)X(Q)；S25 :將燈光動(dòng)作抽象得出數(shù)學(xué)公式，提取動(dòng)作重復(fù)率指標(biāo)參數(shù)W(Q)。所述步驟S4中自動(dòng)打分評(píng)價(jià)執(zhí)行過(guò)程包括如下步驟S41 :將控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模型數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的物理模型；S42 :提取模型數(shù)據(jù)中所需的特征數(shù)據(jù)存入到中間數(shù)據(jù)庫(kù)中；S43 :將特征數(shù)據(jù)與相應(yīng)的既定規(guī)則作比較，按照如下打分規(guī)則進(jìn)行打分
I實(shí)值-設(shè)定值丨
Q — I ΛΛ . IOri 一 IUU"*-—一~一-—-
0設(shè)定值 ，其中，Sq為每項(xiàng)規(guī)則對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)；所述實(shí)際值是通過(guò)實(shí)際控制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)到所建立3D數(shù)學(xué)模型求出實(shí)際的指標(biāo)參數(shù)；所述設(shè)定值是通過(guò)預(yù)先設(shè)定的指標(biāo)參數(shù)適宜取值范圍。所述步驟S2中3D數(shù)學(xué)模型建立包括光柱照度的數(shù)學(xué)模型建立和光柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型建立；所述光柱照度的數(shù)學(xué)模型通過(guò)以下公式來(lái)建立
!婦= 4(C_Sinee_Stoy+S_S_+e_ 細(xì)《轉(zhuǎn) _yr ⑴其中，I(Q)為M點(diǎn)光強(qiáng)數(shù)學(xué)模型，r為點(diǎn)光源球面半徑，α表示點(diǎn)光源球面坐標(biāo)系統(tǒng)的水平方向角；β表不點(diǎn)光源球面坐標(biāo)系統(tǒng)的垂直方向角；Θ表不單個(gè)點(diǎn)光源光線OM與光軸OL的夾角；Φ表示點(diǎn)光源光軸OL與其在xy平面投影的夾角；Y表示點(diǎn)光源光軸OL在xy平面投影與Y軸的夾角；所述光柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型通過(guò)以下公式來(lái)建立
360 f 360 「0102] G =-m b =-"
255 , 255 (2)
XY^
「01的1 -—-rr-
R cos a Rsma Rsinh (3)其中，a，b分別為燈頭實(shí)際的水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)角度，m, η分別為控制燈頭水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)的DMX512數(shù)據(jù)，所述公式(3)為以點(diǎn)光源為坐標(biāo)原點(diǎn)得到空間坐標(biāo)系光柱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型。所述指標(biāo)參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算
rnlnr1 γ - aI — A p — -1)。.Vim - - 1 )2 —-其中，V(Q)1，V(Q)2分別為水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，t為運(yùn)動(dòng)時(shí)間；所述指標(biāo)參數(shù)映射斜率通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算
r cosa, -Cosanr sine , — Sina0r cos a. - cos a,,lIOY =—--映射斜率7TOZ= ~"17 映射斜率￡皿=______________I___________________________；______7_______________
sin a,—Siria0 v JsmA, ^sinA0 乂、,sin ot - sm O0 .所述色彩利用率通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算Mm = T …
.1 (4)其中，&為1 U G U B = 255的時(shí)間，T為總表演時(shí)間的T，RGB根據(jù)燈具自身設(shè)定的RGB通道確定，當(dāng)R=255時(shí)為紅色，G=255時(shí)為綠色，B=255時(shí)為藍(lán)色。所述S3中燈具規(guī)定指標(biāo)參數(shù)的取值范圍及評(píng)價(jià)規(guī)則包括光照數(shù)學(xué)模型的評(píng)價(jià)、音樂(lè)特征匹配度評(píng)價(jià)、燈具使用率評(píng)價(jià)、色彩使用率評(píng)價(jià)、映射斜率評(píng)價(jià)、燈光動(dòng)作數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)；所述光照數(shù)學(xué)模型的評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)
I實(shí)際值-設(shè)記值I
V—■ 100-寒*
設(shè)趟·其中，S(I(Q))表示指標(biāo)參數(shù)光照度I(Q)的評(píng)價(jià)得分值，實(shí)際值I(Q)通過(guò)實(shí)際控制數(shù)據(jù)帶入光照數(shù)學(xué)模型計(jì)算得到，所述設(shè)定值是通過(guò)包括視覺(jué)光學(xué)、審美學(xué)、音樂(lè)識(shí)別理論知識(shí)和燈具設(shè)計(jì)參數(shù)以及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)從而設(shè)定的指標(biāo)參數(shù)適宜取值范圍的中間值得到；所述音樂(lè)特征匹配度評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)￡ J_g (-}=-；其中，t表示比對(duì)表演方案控制數(shù)據(jù)體現(xiàn)的動(dòng)作、色彩、運(yùn)動(dòng)速度表演特征記錄符合音樂(lè)特征的表演時(shí)間，T表示整體方案表演時(shí)間。所述燈具使用率評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)
/</ = —其中，G表示整個(gè)表演過(guò)程中燈具的使用率，I(Q)表示控制數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)出每個(gè)燈具光照度不為O的時(shí)間長(zhǎng)度t2;·
所述色彩使用率評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)提取不同的顏色使用的時(shí)間tc，計(jì)算得到不同的顏色使用時(shí)間占總的表演時(shí)間T的比例β=|χ οο%即實(shí)際色彩使用率，通過(guò)得出的音樂(lè)情感對(duì)應(yīng)上表得到對(duì)應(yīng)的設(shè)定值，依據(jù)S (c) = 100-I實(shí)際值-(設(shè)定值)(邊界值)I X100 ；計(jì)算得出單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S (C) >80表明實(shí)際色彩使用與音樂(lè)情感十分符合。單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分60〈s (C)〈80表明實(shí)際色彩使用與音樂(lè)情感較為符合。單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S (C) <60表明實(shí)際色彩使用不符合音樂(lè)情感。所述映射斜率評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)實(shí)際映射率的平均值Lxot〈Lxot’且每隔IS采樣的實(shí)際映射率低于設(shè)定值的時(shí)間總和t總與整個(gè)表演時(shí)間T的比值I>90%則這項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S (L 80 ;實(shí)際映射率的平均值LX0Y<LX0/且每隔IS采樣的實(shí)際映射率低于設(shè)定值的時(shí)間總和t總與整個(gè)表演時(shí)間T的比值80% <,<90%則這項(xiàng)評(píng)價(jià)得分60〈S (!^“(^實(shí)際映射率平均值!^·〉!^/則這項(xiàng)評(píng)價(jià)得分 S (L)〈60。所述燈光動(dòng)作數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)
IH =考
』I其中，H表示整個(gè)表演過(guò)程中動(dòng)作重復(fù)率，t3表示動(dòng)作相同的時(shí)間總和。H〈10%則單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S (H)>80 ；10%<H<15%則單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分60〈S (H)<80 ；H>15%則單項(xiàng)評(píng)價(jià)得分S OO〈60。所述S3中燈具規(guī)定指標(biāo)參數(shù)的取值范圍及評(píng)價(jià)規(guī)則包括整體方案評(píng)價(jià)；所述整體方案評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)S44 :將音樂(lè)燈光表演方案對(duì)應(yīng)的每項(xiàng)規(guī)則得分匯總?cè)∑骄档贸稣妆硌莘桨傅恼w得分S S = A±JL
m ,其中，Sq表示每個(gè)單項(xiàng)的評(píng)價(jià)得分，m表示所使用的評(píng)價(jià)規(guī)則數(shù)；S45 :將所得的整體得分與預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行對(duì)比并分級(jí)評(píng)價(jià)。實(shí)施例2
本發(fā)明提供的實(shí)施例2基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟步驟一通過(guò)3D仿真軟件擺放燈具，設(shè)定燈具地址碼以及燈具自身的技術(shù)參數(shù)；步驟二 依據(jù)光學(xué)知識(shí)結(jié)建立燈光的3D數(shù)學(xué)模型，提取相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)，依據(jù)實(shí)際控制數(shù)據(jù)生成物理模型。主要包含以下幾個(gè)方面I)根據(jù)音樂(lè)燈光表演實(shí)際燈具的光學(xué)特性建立光柱照度的數(shù)學(xué)模型，提取指標(biāo)參數(shù)照度I(Q)。2)分析表演燈具DMX512數(shù)據(jù)與實(shí)際光柱空間位置之間的關(guān)系，建立光柱的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，提取指標(biāo)參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度V(Q)和光柱在XOY平面的映射斜率LXOT、在YOZ平面的映射斜率Ltcz、在XOZ平面的映射斜率L皿。
3)分析DMX512數(shù)據(jù)與光柱色彩之間的關(guān)系，建立光柱的色彩數(shù)學(xué)模型，提取色彩
利用率M(q)。4)將音樂(lè)進(jìn)行劃分，記錄劃分樂(lè)句的特征要素，提取情感因素指標(biāo)參數(shù)X(Q)。5)將燈光動(dòng)作抽象得出數(shù)學(xué)公式，提取動(dòng)作重復(fù)率指標(biāo)參數(shù)W(Q)。步驟三根據(jù)視覺(jué)光學(xué)和音樂(lè)情感對(duì)人審美的影響以及燈具使用率等的角度制定相應(yīng)指標(biāo)參數(shù)的適宜取值范圍,制定評(píng)價(jià)規(guī)則；步驟四采用自動(dòng)打分制原理通過(guò)比較實(shí)際指標(biāo)參數(shù)值與規(guī)定的適宜取值范圍進(jìn)行比較，對(duì)音樂(lè)燈光表演方案的優(yōu)劣進(jìn)行單項(xiàng)評(píng)價(jià)S(Q)和整體評(píng)價(jià)S。在步驟二中，3D數(shù)學(xué)模型建立包括光柱照度的數(shù)學(xué)模型建立、光柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型建立、光柱色彩的數(shù)學(xué)模型建立，以及音樂(lè)特征要素劃分，音樂(lè)情感要素劃分，燈光動(dòng)作數(shù)學(xué)模型。I)光柱照度的數(shù)學(xué)模型建立以單個(gè)點(diǎn)光源為例建立光柱照度數(shù)學(xué)模型，以點(diǎn)光源為球面中心坐標(biāo)為(0，0，0)，半徑為1·，α表示點(diǎn)光源的水平方向角；β表示點(diǎn)光源的垂直方向角；Θ表示單個(gè)點(diǎn)光源光線OM與光軸OL的夾角；Φ表示點(diǎn)光源光軸OL與其在xy平面投影的夾角；Y表示點(diǎn)光源光軸OL在xy平面投影與Y軸的夾角。則點(diǎn)光源的光軸對(duì)應(yīng)的單位坐標(biāo)為(cos Φ sin y , cos Φ cos y , sin Φ),探測(cè)球面上M點(diǎn)的坐標(biāo)(rcos β sin α ,rcos β cos α , rsin β )。所得的M點(diǎn)光強(qiáng)數(shù)學(xué)模型I(Q)為
I(Q) = I0 (cos β sin a cos φ sin y + sin sin φ + cos β cos a cos φ cos γ )m Cl)2)光柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型建立分析燈頭運(yùn)動(dòng)位置與DMX512控制數(shù)據(jù)間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系建立光柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型假設(shè)光柱為無(wú)限細(xì)，m，η分別為控制燈頭水平運(yùn)動(dòng)和垂直運(yùn)動(dòng)的DMX512數(shù)據(jù)，a, b分別為燈頭實(shí)際的水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)角度。則有
Γ 360 360 /.a =-m Jy =-η (2)
255 255以點(diǎn)光源為坐標(biāo)原點(diǎn)得到空間坐標(biāo)系光柱運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型
YY7-· = ·-=( 3 )
R cos a ^sina R sinb指標(biāo)參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度^=H，&;)2其中V(Q)1,V(Q)2分別為水平旋轉(zhuǎn)和
^ ^ T cos a, - cos
垂直旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)速度，t為運(yùn)動(dòng)時(shí)間。指標(biāo)參數(shù)映射斜率，映射斜率
,' Sma1^smo0, —cos ^cosa0
Lmx — —,-—r，映射斜率1 οζ - _~7——7 °
Sm P1 — sin Λ sin Λ, — sin b(i3)光柱色彩的數(shù)學(xué)模型建立燈具自身設(shè)定的RGB通道，R=255時(shí)為紅色，G=255時(shí)為綠色，B=255時(shí)為藍(lán)色。指標(biāo)參數(shù)色彩利用率M(q)為R U G U B = 255的時(shí)間&與總表演時(shí)間的T的比值即Mm = i (4)· 、 I4)對(duì)于粗情感域中的音樂(lè)情感分類，選用最具有普適性的兩大音樂(lè)特征量，即強(qiáng)度、節(jié)奏。根據(jù)音樂(lè)強(qiáng)度和節(jié)奏的不同將音樂(lè)情感劃分為神圣、悲傷、向往、抒情、輕盈、歡快、熱情、生動(dòng)八種形式對(duì)于音樂(lè)燈光表演方案中燈具動(dòng)作特征包含單燈動(dòng)作方法(動(dòng)作通道、動(dòng)作方式、動(dòng)作參數(shù))、多燈變化方式(分組、動(dòng)作進(jìn)行方向、動(dòng)作依次間隔時(shí)間)。5)通過(guò)對(duì)控制數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到燈光動(dòng)作軌跡數(shù)學(xué)表達(dá)式概括如下表I所示表I燈光動(dòng)作數(shù)學(xué)表達(dá)式
_________ Μ_________Wni^IΓΓΓΤ7.......................................................
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(溫O腳通道『.剛“滅丨丨麵》肌則丨膩0Β0, τ， __I Ti ti__^_表中，W表示頻率，T表示周期，A表示直徑，Wl表示通道切換頻率，SI表示切光數(shù)值1，SO表示切光數(shù)值2，Dl調(diào)光數(shù)值I表示，DO表示調(diào)光數(shù)值2。步驟三中具體包括以下步驟I)根據(jù)視覺(jué)光學(xué)可以得到人眼對(duì)光照度舒適度范圍如下表2所示
表2人眼對(duì)光照度舒適度對(duì)照表
權(quán)利要求
1.基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，其特征在于包括以下步驟 51:獲取燈具地址數(shù)據(jù)以及控制燈具實(shí)際控制數(shù)據(jù)； 52:建立燈光的3D數(shù)學(xué)模型，提取相關(guān)的評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)，依據(jù)實(shí)際控制數(shù)據(jù)生成物理模型； 53:獲取燈具規(guī)定指標(biāo)參數(shù)的取值范圍以及制定評(píng)價(jià)規(guī)則； 54:采用自動(dòng)打分制原理對(duì)實(shí)際指標(biāo)參數(shù)值與規(guī)定指標(biāo)參數(shù)進(jìn)行比較； 55:根據(jù)步驟S4中的比較結(jié)果對(duì)音樂(lè)燈光表演方案的優(yōu)劣進(jìn)行單項(xiàng)評(píng)價(jià)S(Q)和整體評(píng)價(jià)S ; 56:輸出單項(xiàng)評(píng)價(jià)S(Q)和整體評(píng)價(jià)S的評(píng)價(jià)方案。
2.根據(jù)權(quán)利要求I基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述步驟S2中的評(píng)價(jià)指標(biāo)參數(shù)包括以下數(shù)據(jù) 521:根據(jù)音樂(lè)燈光表演實(shí)際燈具的光學(xué)特性建立光柱照度的數(shù)學(xué)模型,提取指標(biāo)參數(shù)照度I (Q)； 522:分析表演燈具DMX512數(shù)據(jù)與實(shí)際光柱空間位置之間的關(guān)系，建立光柱的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型，提取指標(biāo)參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度V(Q)和光柱在XOY平面的指標(biāo)參數(shù)映射斜率Lxot、在YOZ平面的指標(biāo)參數(shù)映射斜率Lym、在XOZ平面的指標(biāo)參數(shù)映射斜率L皿； 523:分析DMX512數(shù)據(jù)與光柱色彩之間的關(guān)系，建立光柱的色彩數(shù)學(xué)模型，提取色彩利用率M(Q)； 524:將音樂(lè)進(jìn)行劃分，記錄劃分樂(lè)句的特征要素，提取情感因素指標(biāo)參數(shù)X(Q)； 525:將燈光動(dòng)作抽象得出數(shù)學(xué)公式，提取動(dòng)作重復(fù)率指標(biāo)參數(shù)W(Q)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述步驟S4中自動(dòng)打分評(píng)價(jià)執(zhí)行過(guò)程包括如下步驟 541:將控制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模型數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的物理模型； 542:提取模型數(shù)據(jù)中所需的特征數(shù)據(jù)存入到中間數(shù)據(jù)庫(kù)中； 543:將特征數(shù)據(jù)與相應(yīng)的既定規(guī)則作比較，按照如下打分規(guī)則進(jìn)行打分 |實(shí)值-設(shè)定值丨 S0 = 100」——————IQ設(shè)定值 ， 其中，Sq為每項(xiàng)規(guī)則對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)；所述實(shí)際值是通過(guò)實(shí)際控制數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)到所建立3D數(shù)學(xué)模型求出實(shí)際的指標(biāo)參數(shù)；所述設(shè)定值是通過(guò)預(yù)先設(shè)定的指標(biāo)參數(shù)適宜取值范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求I基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述步驟S2中3D數(shù)學(xué)模型建立包括光柱照度的數(shù)學(xué)模型建立和光柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型建立； 所述光柱照度的數(shù)學(xué)模型通過(guò)以下公式來(lái)建立Iim = 4 (cos β sin a cos f sinf+sinj0sin<p + cos β cos a cos φ cos γ )m ⑴ 其中，I(Q)為M點(diǎn)光強(qiáng)數(shù)學(xué)模型，r為點(diǎn)光源球面半徑，α表示點(diǎn)光源球面坐標(biāo)系統(tǒng)的水平方向角；β表示點(diǎn)光源球面坐標(biāo)系統(tǒng)的垂直方向角；Θ表示單個(gè)點(diǎn)光源光線OM與光軸OL的夾角；Φ表示點(diǎn)光源光軸OL與其在xy平面投影的夾角；Y表示點(diǎn)光源光軸OL在xy平面投影與Y軸的夾角； 所述光柱運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型通過(guò)以下公式來(lái)建立
5.根據(jù)權(quán)利要求I基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述指標(biāo)參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度通過(guò)以下公式來(lái)計(jì)算
6.根據(jù)權(quán)利要求I基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述S3中燈具規(guī)定指標(biāo)參數(shù)的取值范圍及評(píng)價(jià)規(guī)則包括光照數(shù)學(xué)模型的評(píng)價(jià)、音樂(lè)特征匹配度評(píng)價(jià)、燈具使用率評(píng)價(jià)、色彩使用率評(píng)價(jià)、映射斜率評(píng)價(jià)和燈光動(dòng)作數(shù)學(xué)模型評(píng)價(jià)； 所述光照數(shù)學(xué)模型的評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí)
7.根據(jù)權(quán)利要求I基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，其特征在于所述S3中燈具規(guī)定指標(biāo)參數(shù)的取值范圍及評(píng)價(jià)規(guī)則包括整體方案評(píng)價(jià)； 所述整體方案評(píng)價(jià)通過(guò)以下方式來(lái)確定并進(jìn)行分級(jí) 544:將音樂(lè)燈光表演方案對(duì)應(yīng)的每項(xiàng)規(guī)則得分匯總?cè)∑骄档贸稣妆硌莘桨傅恼w得分S 爾, 其中，Sq表示每個(gè)單項(xiàng)的評(píng)價(jià)得分，m表示所使用的評(píng)價(jià)規(guī)則數(shù)； 545:將所得的整體得分與預(yù)設(shè)規(guī)則進(jìn)行對(duì)比并分級(jí)評(píng)價(jià)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于3D演示效果的音樂(lè)燈光表演方案評(píng)價(jià)方法，具體包括以下步驟(1)根據(jù)音樂(lè)燈光表演實(shí)際燈具的光學(xué)特性建立光照的3D數(shù)學(xué)模型；(2)分析表演燈具DMX512數(shù)據(jù)與實(shí)際光柱空間位置之間的關(guān)系，建立光柱的運(yùn)動(dòng)數(shù)學(xué)模型；(3)分析DMX512數(shù)據(jù)與光柱色彩之間的關(guān)系，建立光柱色彩的數(shù)學(xué)模型；(4)提取模型中的關(guān)鍵參數(shù)作為評(píng)價(jià)音樂(lè)燈光表演方案優(yōu)劣的指標(biāo)參數(shù)；(5)采用指標(biāo)參數(shù)與預(yù)設(shè)參數(shù)對(duì)比，評(píng)價(jià)表演方案的優(yōu)劣。本發(fā)明能夠準(zhǔn)確評(píng)價(jià)音樂(lè)燈光表演方案的優(yōu)劣。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102930132SQ201210355610
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月21日
發(fā)明者林景棟, 秦玉龍, 王雪, 廖孝勇, 林湛丁 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)