本發明涉及一種模塊化虛擬舞臺，包括舞臺建模單元，三維仿真單元，舞臺數據提取輸出單元，數據協同單元，其中舞臺建模單元用于將舞臺設計人員設計的舞臺分解成舞臺模塊，設置舞臺模塊的參數，實現舞臺建模；三維仿真單元用于對舞臺模型進行三維渲染，生成舞臺隨時間變化的動畫；舞臺數據提取輸出單元用于根據舞臺動畫，提取出每個舞臺模塊的時間相關運動數據，并對數據進行格式轉換，輸出到實際舞臺機械的控制系統；數據協同單元用于定義各個單元之間的接口和數據交換標準格式，并實現各個單元之間的同步。本發明提出虛擬舞臺可以簡化舞臺建模過程，有利于舞臺模塊的重用，輔助實現實際舞臺的自動化控制。

技術領域

本發明涉及一種舞臺，特別涉及一種模塊化虛擬舞臺。

背景技術

舞臺為表演提供空間。一場文藝表演是否能夠達到預期的效果，舞臺是基礎。現代化舞臺，特別是多媒體動態舞臺，將多媒體技術、機械控制技術、計算機科學和仿真技術集成到舞臺的設計和制作中。由于實物舞臺搭建需要耗費大量人力物力，在舞臺搭建之前，對于舞臺設計的創意進行預覽和評估，是舞臺設計人員的迫切需求。

現代舞臺設計人員已經開始利用計算機仿真技術輔助舞臺創意，通過在虛擬世界中建立舞臺模型，為舞臺舞美設計的整個流程提供一整套預演和輔助工具。舞美設計人員在制作過程中，可隨時根據預演反饋來修改創意方案，對舞臺創意設計人員提供了極大的支持；虛擬舞臺源于虛擬世界，在設計出最終方案之前不需要建立實物舞臺，節約了大量的人力、物力和財力。

現有技術中的虛擬舞臺，通常是對舞臺的整體造型提供仿真。這樣需要對每個舞臺臺型進行建模和渲染，而且無法實現模型的重用。隨著舞臺技術的發展和升降臺技術的使用，舞臺的變化越來越復雜，往往每個節目都有一個專門設計的舞臺，虛擬舞臺需要進行大量的舞臺建模和渲染工作。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種模塊化虛擬舞臺，通過構建虛擬舞臺模塊，以組件化的方式像搭積木一樣實現虛擬舞臺造型，而且能夠從舞臺動畫中提取舞臺機械控制數據，輔助實現實際舞臺的自動化控制。

為實現以上目的，本發明提供了一種模塊化虛擬舞臺，包括舞臺建模單元，三維仿真單元，舞臺數據提取輸出單元，數據協同單元，其中

舞臺建模單元用于將舞臺設計人員設計的舞臺分解成舞臺模塊，設置舞臺模塊的參數，并通過舞臺模塊實現舞臺建模；

三維仿真單元用于對舞臺模型進行三維渲染，并根據舞臺設計人員的創意生成舞臺隨時間變化的動畫；

舞臺數據提取輸出單元用于根據舞臺動畫，提取出每個舞臺模塊的時間相關運動數據，并根據實際舞臺機械控制系統的要求對數據進行格式轉換，輸出到實際舞臺機械的控制系統；

數據協同單元用于定義各個單元之間的接口和數據交換標準格式，并實現各個單元之間的同步。

優選地，所述通過舞臺模塊實現舞臺建模是通過組件化的方式實現的，每個舞臺模塊初始化為一個組件，組件內部封裝本模塊的三維渲染數據，負責實現本模塊的三維場景繪制，虛擬舞臺通過加載、卸載組件以及在組件間切換的方式實現對舞臺模塊的管理，通過消息分發的方式通知選中的舞臺模塊實現三維場景繪制。

優選地，所述舞臺建模單元將使用舞臺模塊生成虛擬舞臺的過程映射為對舞臺模塊進行加載、卸載、切換的操作序列，根據操作序列進行自動化舞臺建模。

優選地，所述舞臺數據提取輸出單元從舞臺動畫中提取出關鍵位置點，即舞臺模塊運動狀態改變的點所對應的時間以及每個舞臺模塊的速度和位置數據，并輸出到舞臺機械控制系統。

優選地，所述舞臺數據提取輸出單元還包括數據處理子單元，用于對舞臺模塊的運動數據進行誤差控制。

優選地，所述虛擬舞臺還包括舞臺監測與評估單元，用于接收實際舞臺的運動狀態數據，并對舞臺進行安全評估。