舞臺機械控制中虛擬現(xiàn)實技術的應用

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摘要虛擬現(xiàn)實技術尚未被全面知曉應用，然而它在一定領域中卻有著不可替代的作用，尤其是在模擬現(xiàn)實場景實時動態(tài)這些領域中，應用非常廣泛，且起到了非常有效的效果。比如說在舞臺機械控制的應用。本文通過對虛擬現(xiàn)實技術和舞臺機械這兩方面內(nèi)容作了一個基本介紹，而后闡述了虛擬現(xiàn)實技術在舞臺機械控制中所產(chǎn)生的功能及應用。

關鍵詞虛擬現(xiàn)實技術；舞臺機械控制；應用；功能

舞臺是在某個場地內(nèi)指利用相應的設施設備，為歌舞、戲曲的演出之類提供一個活動場所，在現(xiàn)代藝術表演中起著重要作用。而如今，人們越來越重視精神文化生活，舞臺表演藝術的內(nèi)容也就越加多樣化。因此，對于舞臺及舞臺設備的安全性也有了更高的要求。舞臺機械設備控制的復雜性、多樣性、安全性和精準性，要求在操作者在控制時要盡量保持無誤差，否則，可能會得不到想要的演出效果，甚至于出現(xiàn)安全事故。在今年，虛擬現(xiàn)實技術的應用為舞臺機械控制提供了一個新的方向。比如說，在舞臺機械控制中，可以利用QpenGL和DirectX這兩種較為關鍵的技術。使得操作者能夠在計算機里去處理三維圖形圖像，從而模擬現(xiàn)實場景的實時動態(tài)以及更好地完成逼真的三維圖形，對舞臺機械進行有效的控制。

1虛擬現(xiàn)實技術與舞臺機械控制

所謂虛擬現(xiàn)實技術是指一種能夠在計算機中創(chuàng)建和體驗虛擬世界的仿真系統(tǒng)，可以讓用戶沉浸在一種根據(jù)現(xiàn)實場景和多源信息融合的模擬壞境中。它起源于20世紀30年代，但由于當時的科學技術的限制，真正新興于20世紀80年代，到如今，已經(jīng)被采用在包括醫(yī)學、文化娛樂、軍事航天、室內(nèi)設計、房產(chǎn)開發(fā)等行業(yè)。虛擬現(xiàn)實技術主要模擬的內(nèi)容有環(huán)境、自然、感知和傳感等多種方面，由計算機輔助生成的具有實時動態(tài)性的三維立體逼真圖像。虛擬現(xiàn)實技術具有多感知性、存在感、交互性和自主性這4個特征。其中多感知性是指除了平時一般計算機所擁有的視覺感知外，甚至可以有聽覺、觸覺、嗅覺等其他感知。最為理想的虛擬現(xiàn)實技術是真正如同三維世界中一樣具有人類所具有的全部感知功能。而存在感是指用戶能夠在虛擬環(huán)境中發(fā)現(xiàn)自己的真實性，甚至有現(xiàn)實虛擬難以分辨的感覺。交互性是指用戶對于虛擬環(huán)境中的物體的可操作性以及從環(huán)境中獲得的反饋程度。自主性是指在虛擬環(huán)境中存在的物體能夠依據(jù)現(xiàn)實世界的物理運動規(guī)律的程度。虛擬現(xiàn)實技術是多種技術的綜合體，它的關鍵技術包括有實時三維計算機圖形技術、廣角立體顯示技術、以及語音輸入輸出技術等等。但它在舞臺場景和機械的應用仍然處于初級應用當中，并沒有將光、聲、電燈在舞臺場景中所存在的真實效果還原到虛擬場景當中。隨著虛擬現(xiàn)實及時的不斷發(fā)展和進步，相信在今后的紀念，虛擬現(xiàn)實技術在舞臺技術控制住會發(fā)展其更加強大的功能作用。

2舞臺機械控制中的虛擬現(xiàn)實技術的特點及功能應用

舞臺機械控制中的虛擬現(xiàn)實技術的特點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：首先，在實時渲染部分，其技術運用為技術改進及升級提供了原始支持，并通過接口驅(qū)動設計，使實時渲染效果，更為靈動，更具專業(yè)性。目前，虛擬技術在舞臺機械控制運用中增加了物理引擎模塊部分。這樣有助于更為真實地實現(xiàn)虛擬場景各種物理現(xiàn)象，并能更方便、快捷地實現(xiàn)碰撞檢測。比如說，對Direct以及OpenGL進行的接口提供內(nèi)建支持。而在實時渲染這個部分中中，具體地說分為四個結構：第一根節(jié)點模塊，第二場景管理模塊，第三資源管理模塊，第四渲染模塊。其中根節(jié)點模塊需要負責全部工作的組織和管理，場景管理模塊需要場景的負責人負責全部場景的細節(jié)布置，資源管理模塊需要對所有渲染要應用的資源進行管理和組，最后的渲染模塊則是需要將圖像投射到屏幕上面。其次，VR技術的特點也體現(xiàn)在它的超文本性以及交互性上。例如浙江“大豐公司”在將VR技術引入舞臺機械控制時，便針對它的特點進行了創(chuàng)新設計。VR技術是通過人機界面去對復雜數(shù)據(jù)進行一定程度的可視化操作和交互的形式，在建構作品和與參與者對話中有著極大優(yōu)勢。最后，虛擬現(xiàn)實技術還注重對場景管理方法的運用。比如說“大豐公司”便創(chuàng)建了一種新型的場景管理的方法來解決場景管理所存在問題。這種場景管理方法的使用不僅有助于儲存成本下降，提高儲存容量，還能將實時計算去轉(zhuǎn)換為實時讀取，因此較為適合大量靜態(tài)模型中的場景。舞臺機械控制中的虛擬現(xiàn)實技術的功能有三維仿真、導演編輯預覽、增強型的監(jiān)視及控制界面這三種新的功能。虛擬現(xiàn)實技術利用這三種功能更好地對舞臺機械進行控制。其中三維仿真是指使用者能夠從多個視角以及多個層面去觀察舞臺單個設備、設備之間的位置關系等，使得在第一時間便得到足夠的數(shù)據(jù)。這是傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)的，操作人員不僅可以隨意移動轉(zhuǎn)換界面，更可以隨時觀察任意設備，從而有效的提高舞臺機械控制的靈活性、便捷性。導演編輯預覽是指在演出前，導演不必親自去舞臺現(xiàn)場考察場地、了解舞臺設施設備的情況，只需要通過虛擬現(xiàn)實設備的運行，便可以知曉舞臺場景中現(xiàn)場設備的布置情況、場地環(huán)境信息。從而較少人力資源、較少工作時間，提高效率。還能夠在現(xiàn)場排練不足的情況下，利用虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)了解調(diào)整劇情，實現(xiàn)劇情與設備的完美配合，為演出團隊提供了相當大的便利。增強型的監(jiān)視以及控制界面是指在虛擬技術控制系統(tǒng)中，操作人員可以通過界面進行選擇，能夠隨意的查看相應的設施設備，同時根據(jù)客戶要求，可以為客戶提高設備參數(shù)等。這些虛擬技術舞臺設施設備的運行狀態(tài)都能夠以較為直觀的形式去展現(xiàn)給客戶，增加客戶信任度。

3虛擬舞臺機械控制的技術展望

舞臺機械實現(xiàn)三維可視化控制的重要組成部分之一便是虛擬舞臺機械模式動畫的實現(xiàn)。在一定程度上，只有實現(xiàn)舞臺機械與實際舞臺機械的同步運動，才能夠使操作者能夠隨時觀察實際舞臺在演出時的場景，從而有助于操作者進行相應的操作。同時，由于中國目前的技術限制，使得三維可視化控制系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實技術中的運用讓人處于初期階段，其真實度還有待提高。但隨著我國科技水平的不斷提高，預計在未來幾年內(nèi)，新技術的引用會使得虛擬現(xiàn)實技術會在舞臺機械控制中產(chǎn)生更加靈活、復雜的功能。如此，不僅能夠?qū)⑽枧_機械的綜合性功能不斷開發(fā)運用，還能夠在不使用任務實際設施設備的情況下去模擬現(xiàn)場演出的效果。因而，在未來，虛擬現(xiàn)實技術將具有極大的應用前景，同時會在舞臺機械行業(yè)中發(fā)揮不可代替的重要作用。

4結論

隨著科技的快速發(fā)展，人們生活也逐漸多樣化，方便快捷實用的技術技能能夠幫助人們更好地生活。而在舞臺領域里，運用虛擬現(xiàn)實技術去完全虛擬一個現(xiàn)實舞臺是非常復雜難辦的，需要對舞臺各個細節(jié)都進行虛擬。在這個要求下，虛擬現(xiàn)實技術在舞臺機械控制的應用中還有著很大的提升空間，需要各種新的技術的引用，從而全面發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術的作用。在未來，虛擬現(xiàn)實技術一定能夠在舞臺機械控制中大放光彩。最后，希望論文的研究可以為相關工作者和研究人員提高一定的研究與參考價值。

參考文獻

[1]李玉鵬.虛擬現(xiàn)實技術在舞臺機械監(jiān)控系統(tǒng)中的應用[D].蘭州理工大學，2014.

[2]盛敏.虛擬現(xiàn)實技術與虛擬局域網(wǎng)技術在舞臺機械控制中的應用[J].演藝科技，2012，3：6-8.

作者：謝斌 單位：湖南科興達信息科技有限公司