專利名稱：一種三維軟件控制演出的系統的制作方法
技術領域：
本實用新型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。 技術背景如今由于人力成本的增加，很多傳統手藝都被高科技取代了，就如木偶戲皮影戲 都已經被電腦制作的動畫帶來的競爭慢慢地消失在人們的視線中。但是這種演出方式也有其獨特的魅力，如果能用機械控制完成木偶的演出，那么 演出成本和場地限制將會大幅降低。有利于這種藝術形式的發(fā)展。

實用新型內容有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種三維軟件控制演出的系統，用于解決 上述問題。為了達到上述目的，本實用新型提供一種三維軟件控制演出的系統，其由以下部 分組成舞臺形象，所述舞臺形象具有多個采樣點和關節(jié)點；虛擬模型，所述虛擬模型建立 在計算機三維軟件中，具有與所述舞臺形象關聯的采樣點和關節(jié)點；計算機，根據三維軟件 獲取所述虛擬模型采樣點的光強度數據和關節(jié)點的角度變化；光陣，由一系列燈光組合而 成；伺服電機，連接在所述舞臺形象的關節(jié)點上，用于根據角度控制指令改變舞臺形象的各 關節(jié)的角度；控制電路，連接在所述光陣上，用于根據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算機，用于將從所述計算機獲得的燈光信息發(fā)送給控制 電路和將從所述計算機獲得的虛擬模型關節(jié)點的角度變化轉換成角度控制指令，發(fā)送給伺 服電機。優(yōu)選地，所述舞臺形象為木偶或皮影。優(yōu)選地，所述光陣為舞臺燈光。本實用新型采用Maya同步演出系統，可以直接通過在Maya里制作動畫，然后同步 驅動外部光陣，摒棄了原來估計燈光的方法，使得燈光控制變得非常容易；同時還同步控制 木偶做動作，實現了整個演出的無人操作。

圖1是本實用新型一種三維軟件控制演出的系統一個具體實施例的原理框圖。
具體實施方式
請參看圖1所示，本實用新型提供了一種三維軟件控制演出的系統，其包括以下 部分。舞臺形象，所述舞臺形象具有多個采樣點和關節(jié)點。虛擬模型，所述虛擬模型建立在計算機三維軟件中，具有與所述舞臺形象關聯的 采樣點和關節(jié)點。
3[0013]在一個具體的實施例中，所述舞臺形象為木偶或皮影。所述虛擬模型與舞臺形象 等比例，具有相同數量的關節(jié)點，且所述采樣點等比例分布。所述虛擬模型與舞臺形象具有相同的尺寸或者等比例。這樣控制起來會比較方 便，不至于出現錯誤；而關聯虛擬模型和舞臺形象的采樣點可以讓測光更加準確。采樣點越 密集相對結果更加精確，但是必然計算量會增加很多，實時性變差。計算機，根據三維軟件獲取所述虛擬模型采樣點的光強度數據和關節(jié)點的角度變 化。伺服電機，連接在所述舞臺形象的關節(jié)點上，用于根據角度控制指令改變舞臺形 象的各關節(jié)的角度；在一個具體的實施例中，所述舞臺形象由伺服電機控制，所述伺服電機接收到三 維模型發(fā)送的變化的角度數據后，控制對應的關節(jié)點旋轉對應的角度。所述伺服電機由微 控制器驅動，所述微控制器接收三維軟件輸出的變化的角度數據后轉換成伺服電機接受的 數據格式。在一個具體的實施例中，所述三維軟件為Maya，其包括一個可供調用的通訊端口。 所述舞臺形象為伺服電機控制的機械，其機械結構中的活動關節(jié)點與所述虛擬模型的關節(jié) 點對應。所述伺服電機受微控制單元控制，微控制單元接收到三維模型發(fā)送的變化的角度 信息后，控制伺服電機對舞臺形象對應的關節(jié)點旋轉對應的角度。所述角度控制可以如機 器人控制每一個關節(jié)，也可以如木偶皮影利用線桿控制。具體過程如下。首先通過函數CapTcpOpen (server_name)打開通訊端口，與 maya建立通訊。然后通過此端口以一定時間間隔向maya發(fā)送mel命令QOms) "getAttr objName. rx”，maya收到此命令后，隨即執(zhí)行此命令，并通過端口以字符串的形式返回結果 至微控制單元，微控制單元記錄此結果，并對其進行相應的數據轉換與處理，得到虛擬的關 節(jié)角度值。最后，微控制單元通過com端口將數據傳送至伺服電機。其格式為#00ΑΧΧΧ! #0IAXXX ！......其中#為起始標記，OOA為通道數，XXX代表關節(jié)角度制，！為結束符。而在另一個具體的實施例中，所述虛擬模型為骨骼模型。因為要利用三維軟件控 制待拍攝的實體物體并不需要讓虛擬模型跟實體物體完全一致。只需要虛擬模型具有跟實 體物體一致的結構即可。一致的結構包括一致的關節(jié)位置、等比例的關節(jié)點之間的距離等。 在虛擬模型制作的過程中，應盡可能與舞臺形象成等比例，這樣控制起來會比較方便，不至 于出現錯誤。在一個具體的實施例中，舞臺形象并不是每時每刻都有動作，也不是每次動作的 時候所有關節(jié)點都有動作變化。因此只需要記錄那些有動作變化的操作點的變化角度就可 以復現整個動作過程。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算機，用于將從所述計算機獲得的燈光信息 發(fā)送給控制電路和將從所述計算機獲得的虛擬模型關節(jié)點的角度變化轉換成角度控制指 令，發(fā)送給伺服電機。在一個具體的實施例中，所述光強度數據為RGB光強度分量，所述光陣為舞臺燈 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)送的光強度數據后，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動，所述微控制器接收三維軟件輸出的光強度數據后 轉換成控制電路接受的數據格式。具體步驟包括，微控制器通過類似soket的方式與Maya通訊，向Maya發(fā)送獲取每 個采樣點位置的RGB光強度分量的mel命令。當接收到Maya計算完畢的返回值后，微控制 器將其轉化為特定編碼通過接口發(fā)送到控制電路上。在一個具體的實施例中，所述控制電路改變光陣上燈光的亮度和顏色采用脈寬調 制，通過調制脈沖占空比控制燈光亮度。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本 實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本實用新型的保護 范圍之內。
權利要求1.一種三維軟件控制演出的系統，其特征是由以下部分組成 舞臺形象，所述舞臺形象具有多個采樣點和關節(jié)點；虛擬模型，所述虛擬模型建立在計算機三維軟件中，具有與所述舞臺形象關聯的采樣 點和關節(jié)點；計算機，根據三維軟件獲取所述虛擬模型采樣點的光強度數據和關節(jié)點的角度變化； 光陣，由一系列燈光組合而成；伺服電機，連接在所述舞臺形象的關節(jié)點上，用于根據角度控制指令改變舞臺形象的 各關節(jié)的角度；控制電路，連接在所述光陣上，用于根據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算機，用于將從所述計算機獲得的燈光強度數據 發(fā)送給控制電路和將從所述計算機獲得的虛擬模型關節(jié)點的角度變化轉換成角度控制指 令，發(fā)送給伺服電機。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述舞臺形象為木偶或皮影。
3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述光陣為舞臺燈光。
專利摘要本實用新型提供一種三維軟件控制演出的系統，其由以下部分組成舞臺形象，虛擬模型，所述虛擬模型建立在計算機三維軟件中，具有與所述舞臺形象關聯的采樣點和關節(jié)點；計算機，根據三維軟件獲取所述虛擬模型采樣點的光強度數據和關節(jié)點的角度變化；光陣，由一系列燈光組合而成；伺服電機，連接在所述舞臺形象的關節(jié)點上，用于根據角度控制指令改變舞臺形象的各關節(jié)的角度；控制電路，連接在所述光陣上，用于根據指令控制光陣的燈光亮度和顏色；微控制單元，用于將從所述計算機獲得的燈光信息發(fā)送給控制電路和將從所述計算機獲得的虛擬模型關節(jié)點的角度變化轉換成角度控制指令，發(fā)送給伺服電機。
文檔編號H05B37/02GK201845196SQ201020504059
公開日2011年5月25日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權日2010年8月24日
發(fā)明者許亞敏 申請人:北京水晶石數字科技有限公司