开发舞台灯光模拟系统对于舞台灯光设计工作有着重要的意义,舞台模型是多种多样的,对于不同的舞台,需要相应的灯光设计。这样,在舞台灯光设计工作过程中便会有许许多多的不确定因素。在本篇文章中,厦门乐扬文化传播有限公司通过舞台灯光效果的模拟,可以降低能源和时间的投入。接下来我们一起来看看厦门音响出租专业供应商乐扬的演示效果。
舞台灯光虚拟效果设计与实现
通过使用ogre引擎的架构,能够更加方便的模拟逼真的三维舞台灯光环境,虚拟技术本身所具有的临场感和交互能力不仅可以将静态的设计和创作转化为动态形式的再现,而且还可以及时地捕捉和展现设计者的构思、创意和灵感,一个成熟而完善的虚拟设计系统平台无论是对于灯光设计师、演出导演、灯光控制操作者,还是对于灯光美术教学和做灯光效果演示等都是一个非常专业且实用的设计工具和得力助手。而实时方便的可交互性功能,则使得系统更加具有实时性和可操作性。本系统提供一个实时可交互的操作环境,满足了用户的需求。
一、系统架构
1. 逻辑架构
无论是游戏还是虚拟现实,为了表现其逼真性,虚拟场景大多比较复杂,所以虚拟场景的创建大多由3d 建模工具生成,然后对场景实时渲染输出。舞台灯光设计由3dmax 提供基本的场景文件,通过dom (document object model) 接口进行解析,并进行资源的导入和场景的组织。进入ogre
系统进行渲染。
光照模型是多种多样的,需要在场景中分别实现它们的效果。同时用户也要能够通过ui 界面进行各种各样的操作。系统要求操作复杂度高,计算量大,可扩展性强。需要设计与建立一个数据处理与计算效率高、可扩展性强、功能模块松搞合强内聚的总体实现架构(如图1所示),系统分为资源层,接口层,渲染层。
资源层:由3dmax + ofusion插件导出,生成场景组织,材质,实体,贴图等系统所需的资源文件。
接口层:负责将这些资源文件导入场景中。
渲染层:实现舞台场景和灯光的渲染,系统资源的管理,用户交互的实时响应等。
二、系统实现关键技术研究
1. 场景的组织和形成
系统所需的资源文件由3dmax通过ofusion插件导出。导出的场景组织文件是xml格式的,记录着舞台的一些基本的参数和每一个舞台实体的位置,朝向等各个方面的信息。场景节点是以树状形式组织的每个节点都有相应的父节点,因此我们可以通过对父节点的操作,方便的使多个子节点同时移动和旋转。
2. 三维坐标变换
要把三维的渲染结果展现到二维的屏幕上,需要进行从三维坐标到平面坐标的转换。首先,需要建立一个三维坐标系,我们创建一个三维的斜二轴侧坐标系,其中x轴方向为水平向左,z轴方向为竖直向上,y轴的方向为与水平方向成45°角。在该坐标系中显示图形时,x轴和z轴方向的长度取图形实际长度,而y 轴方向的长度则取实际长度的一半。
接下来,需要将图形的三维坐标转化为屏幕上的设备坐标,在透视窗口中,坐标原点位于屏幕的左上角,向右的方向为x轴的正方向,向下的方向为y轴的正方向。
3. 粒子系统效果模拟
粒子是用四边形来表示的。它有长宽、方向、颜色、寿命、数量、材质、重量和速率等属性。粒子的属性由粒子发射器(particle emitter) 和粒子影响器(particle affector) 共同决定。粒子发射器负责粒子的发射,给出粒子在发射时的一些属性,包括运动速率、颜色、生命期等;粒子影响器负责粒子从发射后到消亡前这一阶段粒子属性的改变,可以用来模拟重力、拉力、颜色衰变等特殊效果。当粒子发射器不停地喷发出大量粒子时,就可以形成烟、火和爆炸等效果。
ogre提供了粒子系统脚本语言,可以在脚本中设置粒子的各种属性。
本文中,通过粒子系统描述了舞台烟花,下雨和云雾的效果。结合ogre 的动画效果,可以实现更加逼真的场景粒子效果。系统界面及总结
三、系统界面
系统可以实现舞台的切换,舞台中各种场景效果,也可以与舞台场景和各种灯光进行实时交互。