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一种可视化3D舞台渲染系统的制作方法

2022-06-01 05:56:21 来源:中国专利 TAG:
一种可视化3d舞台渲染系统
技术领域
1.本发明涉及一种舞台渲染系统(ipc分类号:f21s8/00),尤其涉及一种可视化3d舞台渲染系统。


背景技术:

2.随着科技的发展,数字技术突飞猛进,在新技术日新月异的发展下,数字技术不仅改变着我们的日常生活,也大大影响了我们的思维方式和生活文化,催生出更多的新事物、新形势。越来越多的新技术被应用到舞台设计中,丰富了舞台艺术的表达手段,提高了舞台设计工作的效率和最终质量。
3.传统的特效交互手段是预先通过设计软件设计并制作好视频,通过投影仪或者led显示屏进行显示,演员需要严格配合显示画面以达到协调一致的舞台效果,营造出一种人机相互配合的感觉。这种传统的手段严重限制了交互剧情设定与演员的临场发挥,且极易出现不同步的情况,所以一般少有实时交互性强的舞台节目。
4.因此,本发明提供的可视化3d舞台渲染系统,从数据获取模块,特效系统模块,三维渲染模块,用户控制模块的协同作用,实现了营造出了传统舞台无法实现的梦幻效果,又通过将涂有长效防雾涂层的光学玻璃应用到可视化3d舞台渲染系统中,并且结合顶幕切换到3d幕的播放次序及景象,营造出多种舞台环境,带来更多舞台效果,从而实现了3d的视觉效果。


技术实现要素:

5.本发明提供了一种可视化3d舞台渲染系统,能够营造出传统舞台无法实现的梦幻效果。
6.上述目的主要靠以下技术方案实现:
7.一种可视化3d舞台渲染系统,包括数据获取模块,特效系统模块,三维渲染模块,用户控制模块。
8.作为一种优选的方案,所述数据获取模块是根据摄像头获取图像数据并实时处理。
9.作为一种优选的方案,所述数据获取模块的摄像头为安装有红外光滤波片的广角镜头的工业摄像头,可视范围大,图像质量高的优点。
10.作为一种优选的方案,所述特效系统模块包括舞台,舞台灯,光学玻璃,副舞台,副舞台灯。
11.作为一种优选的方案,所述舞台上设有背投影成像的舞台背景幕,舞台正前方的顶幕,以及顶幕后可升降的3d金属幕。
12.作为一种优选的方案,所述舞台和副舞台关于光学玻璃镜面对称。
13.作为一种优选的方案,所述光学玻璃为50~70
°
倾斜设置的透明的光学玻璃。
14.作为一种优选的方案,所述光学玻璃的表面均涂有长效防雾涂层。
15.作为一种优选的方案,所述长效防雾涂层,按重量份,原料主要包括:钛酸酯类化合物2~5份,2~4个烷氧基的硅烷化合物60~70份,疏水硅溶胶2~3份,表面活性剂0.5~2份,乙醇100~120份。
16.作为一种优选的方案,所述钛酸酯类化合物为双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯、钛酸四正丁酯的一种或多种。
17.作为一种优选的方案,所述钛酸酯类化合物为双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯,可市售,例如武汉卡米克科技有限公司。
18.作为一种优选的方案,所述2~4个烷氧基的硅烷化合物为甲基二烷氧基硅烷、甲基三烷氧基硅烷的混合物。
19.作为一种优选的方案,所述甲基二烷氧基硅烷、甲基三烷氧基硅烷的重量比为(2~4):1。
20.作为一种优选的方案,所述疏水硅溶胶为疏水改性的纳米二氧化硅溶液,其中疏水改性的纳米二氧化硅尺寸为20~200nm,可市售,例如济南泉星新材料有限公司。
21.作为一种优选的方案,所述低沸点醇类溶剂是指甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、叔丁醇的一种或多种。
22.作为一种优选的方案,所述表面活性剂为含羟基、氨基、碳碳双键或羧基的表面活性剂的一种或多种。
23.作为一种优选的方案,所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚的一种或多种。
24.作为一种优选的方案,所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚,可市售,例如济南乾洲化工有限公司。
25.作为一种优选的方案,所述2~4个烷氧基的硅烷化合物,疏水硅溶胶的重量比为(24~28):1。
26.作为一种优选的方案,所述钛酸酯类化合物,2~4个烷氧基的硅烷化合物,表面活性剂的重量比为(2~5):(60~70):(0.5~2)。
27.作为一种优选的方案,所述长效防雾涂层的制备方法:
28.(1)将钛酸酯类化合物缓慢的加入到重量体积为1/2的乙醇中,持续搅拌30~60min,得到亲水性溶液;
29.(2)2~4个烷氧基的硅烷化合物,疏水硅溶胶,表面活性剂缓慢加入到剩余的乙醇中,得到疏水层溶液;
30.(3)将步骤(2)的疏水层溶液涂覆在光学玻璃上,50~70℃预热处理蒸除去乙醇,得到疏水层;
31.(4)将步骤(1)的亲水性溶液喷涂在步骤(3)的疏水层,然后在120~150℃下持续加热50~200min,得到长效防雾的光学玻璃。
32.作为一种优选的方案,所述光学玻璃的高度、宽度与所述舞台一致。
33.作为一种优选的方案,所述特效系统模块是利用光控过程和成像过程实现影像突变和影像特效。
34.作为一种优选的方案,所述光控过程是根据节目自动控制舞台灯和局部舞台对应的部分舞台灯的各自光强和明灭。
35.作为一种优选的方案,所述成像过程是所述光学玻璃反射或全反射来自副舞台方向的光以及舞台的光透过光学玻璃。
36.作为一种优选的方案,所述三维渲染模块包括视频解析模块,音频投放模块,灯光控制模块。
37.作为一种优选的方案,所述视频解析模块用于将设计人员设计的需要在舞台模块表面显示的视频转换为舞台模块的动态纹理。
38.作为一种优选的方案,所述视频解析模块包括视频切割转换子模块和视频映射子模块。
39.作为一种优选的方案,所述视频切割转换子模块包括将原始视频按照舞台的大小进行切割,并按照舞台的分辨率进行转换。
40.作为一种优选的方案,所述视频映射子模块根据舞台模块和视频快对应关系,作为纹理输出。
41.作为一种优选的方案,所述音频播放模块用于实时播放舞台采集的音频以及设计人员设计需要在舞台展现的音频。
42.作为一种优选的方案,所述灯光控制模块包括彩灯模块,普通灯具模块和数据分析模块。
43.作为一种优选的方案,所述彩灯模块,普通灯具模块均和数据分析模块进行连接。当舞台不需要彩灯时,数据分析模块会将指令传递给普通灯具模块,从而普通灯具进行发光。当舞台需要彩灯时,数据分析模块会将指令传递给彩灯,从而彩灯进行发光,便于舞台灯光能够达到更好的效果。
44.作为一种优选的方案,所述用户控制模块用于控制舞台背景幕,顶幕,3d金属幕及投影到各块幕布所需要的的位置偏移和显示尺寸的数据,所有的操作都可以通过鼠标键盘进行,大大减轻了幕后人员的工作压力,节约了彩排的时间。
45.在本发明中通过双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯形成的亲水层与2~4个烷氧基的硅烷化合物,疏水硅溶胶形成的疏水层的协同作用,并且当双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯,2~4个烷氧基的硅烷化合物,聚氧乙烯脂肪醇醚的重量比为(2~5):(60~70):(0.5~2)时,提高了光学玻璃的防雾效果。在特定条件下通过化学键合方式在光学玻璃上得到牢固的防雾膜层,其中双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯的亲水性官能团排列在外表面,由此产生防雾效果,同时以聚氧乙烯脂肪醇醚作为疏水层的铺展剂,并且聚氧乙烯脂肪醇醚与2~4个烷氧基的硅烷化合物有着良好的相容性,促进了2~4个烷氧基的硅烷化合物在玻璃基底表面的铺展反应,提高了疏水层与光学玻璃的结合力,同时制备的防雾光学玻璃具有良好的透光率,防止水汽的存在阻碍了光学玻璃在成像过程中的不稳定性。
46.同时将涂有长效防雾涂层的光学玻璃应用到可视化3d舞台渲染系统中,观众通过涂有长效防雾涂层的光学玻璃的透射光看到舞台的实像,然后通过光学玻璃的反射光看到副舞台的虚像,并且通过调节或打开舞台灯光和副舞台的灯光控制投射光和反射光的强度,使得观众的视觉发生变化。
47.此外,又可以通过设置顶幕和3d幕,结合顶幕切换到3d幕的播放次序及景象,营造出多种舞台环境,带来了更多舞台效果,从而实现了3d的视觉效果。
48.有益效果:
49.1.本技术通过限定双(乙酰基丙酮基)二异丙基钛酸酯,2~4个烷氧基的硅烷化合物,聚氧乙烯脂肪醇醚的重量比为(2~5):(60~70):(0.5~2)提高了光学玻璃的防雾效果,以及耐使用次数,从而提高了成像的稳定性,达到了3d的视觉效果。
50.2.本技术通过采用安装有红外光滤波片的广角镜头的工业摄像头,更好的去除了光照变化的影响,并满足系统的实时性,并且可视范围大,图像质量高。
51.3.本技术通过视频解析模块,音频投放模块,灯光控制模块组成的三维渲染模块,营造出了传统舞台无法实现的梦幻效果,从3d幕的播放切换到舞台的表演,具有三维视觉的延伸的感觉。
52.4.本技术中通过数据获取模块作为整个系统的驱动中心,为后面的特效渲染提供了可靠准确的数据流,从而可以满足现实和技术强交互的特性。
具体实施方式
53.实施例
54.实施例1
55.本实施例1提供了一种可视化3d舞台渲染系统,通过以下技术方案实现:
56.一种可视化3d舞台渲染系统,包括数据获取模块,特效系统模块,三维渲染模块,用户控制模块。
57.所述数据获取模块是根据摄像头获取图像数据并实时处理。
58.所述数据获取模块的摄像头为安装有红外光滤波片的广角镜头的工业摄像头,可视范围大,图像质量高的优点。
59.所述特效系统模块包括舞台,舞台灯,光学玻璃,副舞台,副舞台灯。
60.所述舞台上设有背投影成像的舞台背景幕,舞台正前方的顶幕,以及顶幕后可升降的3d金属幕。
61.所述舞台和副舞台关于光学玻璃镜面对称。所述光学玻璃为60
°
倾斜设置的透明的光学玻璃。
62.所述光学玻璃的高度、宽度与所述舞台一致。
63.所述特效系统模块是利用光控过程和成像过程实现影像突变和影像特效。
64.所述光控过程是根据节目自动控制舞台灯和局部舞台对应的部分舞台灯的各自光强和明灭。
65.所述成像过程是所述光学玻璃反射或全反射来自副舞台方向的光以及舞台的光透过光学玻璃。
66.所述三维渲染模块包括视频解析模块,音频投放模块,灯光控制模块。
67.所述视频解析模块用于将设计人员设计的需要在舞台模块表面显示的视频转换为舞台模块的动态纹理。
68.所述视频解析模块包括视频切割转换子模块和视频映射子模块。
69.所述视频切割转换子模块包括将原始视频按照舞台的大小进行切割,并按照舞台的分辨率进行转换。
70.所述视频映射子模块根据舞台模块和视频快对应关系,作为纹理输出。
71.所述音频播放模块用于实时播放舞台采集的音频以及设计人员设计需要在舞台
展现的音频。
72.所述灯光控制模块包括彩灯模块,普通灯具模块和数据分析模块。
73.所述彩灯模块,普通灯具模块均和数据分析模块进行连接。
74.所述用户控制模块用于控制舞台背景幕,顶幕,3d金属幕及投影到各块幕布所需要的的位置偏移和显示尺寸的数据。
75.实施例2
76.实施例2的具体实施方式同实施例1;不同的是,实施例2中所述光学玻璃的表面均涂有长效防雾涂层。所述长效防雾涂层,按重量份,原料包括:钛酸酯类化合物4份,2~4个烷氧基的硅烷化合物65份,疏水硅溶胶2份,表面活性剂1份,乙醇110份。所述钛酸酯类化合物为双乙酰基丙酮基二异丙基钛酸酯购买自武汉卡米克科技有限公司。
77.所述2~4个烷氧基的硅烷化合物为甲基二烷氧基硅烷、甲基三烷氧基硅烷的混合物。所述甲基二烷氧基硅烷、甲基三烷氧基硅烷的重量比为3:1。
78.所述疏水硅溶胶为疏水改性的纳米二氧化硅溶液,购买自济南泉星新材料有限公司。
79.所述表面活性剂为聚氧乙烯脂肪醇醚,购买自济南乾洲化工有限公司。
80.所述长效防雾涂层的制备方法:
81.(1)将钛酸酯类化合物缓慢的加入到重量体积为1/2的乙醇中,持续搅拌40min,得到亲水性溶液;
82.(2)2~4个烷氧基的硅烷化合物,疏水硅溶胶,表面活性剂缓慢加入到剩余的乙醇中,得到疏水层溶液;
83.(3)将步骤(2)的疏水层溶液涂覆在光学玻璃上,60℃预热处理蒸除去乙醇,得到疏水层;
84.(4)将步骤(1)的亲水性溶液喷涂在步骤(3)的疏水层,然后在130℃下持续加热100min,得到长效防雾光学玻璃。
85.对长效防雾光学玻璃进行透光率,防雾性,耐久性进行如下测试。
86.采用玻璃透光率测试仪测试可见光波长范围的透光率,性能结果显示透光率为95%;
87.将防雾涂层玻璃置于25℃、60%湿度环境下1小时,然后将含防雾涂层的一面至于60℃的温水上方(距离水面10cm),测定从开始到确认起雾为止的时间(s),性能结果显示初始起雾时间为134s;
88.将玻璃防雾涂层经1200目砂纸及20g砝码的重量反复摩擦100次,然后再次测试防雾性能,性能结果显示本实施例中的摩擦100次后的起雾时间为128s。
89.对比例1
90.对比例1的具体实施方式同实施例1;不同的是,所述光学玻璃的长效防雾涂层:所述长效防雾涂层中未添加表面活性剂。
91.本对比例1中的长效防雾光学玻璃的透光率88%,初始起雾时间为120s,摩擦100次后的起雾时间为105s。
92.对比例2
93.对比例2的具体实施方式同实施例1;不同的是,所述光学玻璃的长效防雾涂层:所
述2~4个烷氧基的硅烷化合物,疏水硅溶胶的重量比为50:1。
94.本对比例2中的长效防雾光学玻璃的透光率81%,初始起雾时间为115s,摩擦100次后的起雾时间为102s。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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