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1、(10)申请公布号 CN 102930132 A (43)申请公布日 2013.02.13 CN 102930132 A *CN102930132A* (21)申请号 201210355610.4 (22)申请日 2012.09.21 G06F 19/00(2006.01) (71)申请人 重庆大学 地址 400044 重庆市沙坪坝区沙坪坝正街 174 号 (72)发明人 林景栋 秦玉龙 王雪 廖孝勇 林湛丁 (74)专利代理机构 北京同恒源知识产权代理有 限公司 11275 代理人 赵荣之 (54) 发明名称 基于 3D 演示效果的音乐灯光表演方案评价 方法 (57) 摘要 本发明公开了一种。
2、基于 3D 演示效果的音乐 灯光表演方案评价方法， 具体包括以下步骤 ：（1） 根据音乐灯光表演实际灯具的光学特性建立光照 的 3D 数学模型 ；（2） 分析表演灯具 DMX512 数据与 实际光柱空间位置之间的关系， 建立光柱的运动 数学模型 ；（3） 分析 DMX512 数据与光柱色彩之间 的关系， 建立光柱色彩的数学模型 ；（4） 提取模型 中的关键参数作为评价音乐灯光表演方案优劣的 指标参数 ；（5） 采用指标参数与预设参数对比， 评 价表演方案的优劣。本发明能够准确评价音乐灯 光表演方案的优劣。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 15 页 附图 2 页 (19)中华。
3、人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 3 页 说明书 15 页 附图 2 页 1/3 页 2 1. 基于 3D 演示效果的音乐灯光表演方案评价方法， 其特征在于 ： 包括以下步骤 ： S1 ： 获取灯具地址数据以及控制灯具实际控制数据 ； S2 ： 建立灯光的 3D 数学模型， 提取相关的评价指标参数， 依据实际控制数据生成物理 模型 ； S3 ： 获取灯具规定指标参数的取值范围以及制定评价规则 ； S4 ： 采用自动打分制原理对实际指标参数值与规定指标参数进行比较 ； S5 ： 根据步骤S4中的比较结果对音乐灯光表演方案的优劣进行单项评价S(Q)和整体评 价 S ； S。
4、6 ： 输出单项评价 S(Q)和整体评价 S 的评价方案。 2. 根据权利要求 1 基于 3D 演示效果的音乐灯光表演方案评价方法， 其特征在于 ： 所述 步骤 S2 中的评价指标参数包括以下数据 ： S21 ： 根据音乐灯光表演实际灯具的光学特性建立光柱照度的数学模型， 提取指标参数 照度 I(Q) ； S22 ： 分析表演灯具 DMX512 数据与实际光柱空间位置之间的关系， 建立光柱的运动数 学模型， 提取指标参数运动速度 V(Q)和光柱在 XOY 平面的指标参数映射斜率 LXOY、 在 YOZ 平 面的指标参数映射斜率 LYOZ、 在 XOZ 平面的指标参数映射斜率 LXOZ； S23。
5、 ： 分析 DMX512 数据与光柱色彩之间的关系， 建立光柱的色彩数学模型， 提取色彩利 用率 M(Q) ； S24 ： 将音乐进行划分， 记录划分乐句的特征要素， 提取情感因素指标参数 X(Q) ； S25 ： 将灯光动作抽象得出数学公式， 提取动作重复率指标参数 W(Q)。 3. 根据权利要求 1 基于 3D 演示效果的音乐灯光表演方案评价方法， 其特征在于 ： 所述 步骤 S4 中自动打分评价执行过程包括如下步骤 ： S41 ： 将控制数据转换为模型数据， 生成相应的物理模型 ； S42 ： 提取模型数据中所需的特征数据存入到中间数据库中 ； S43 ： 将特征数据与相应的既定规则作比。
6、较， 按照如下打分规则进行打分 ： 其中， SQ为每项规则对应的分数 ； 所述实际值是通过实际控制数据对应到所建立 3D 数 学模型求出实际的指标参数 ； 所述设定值是通过预先设定的指标参数适宜取值范围。 4. 根据权利要求 1 基于 3D 演示效果的音乐灯光表演方案评价方法， 其特征在于 ： 所述 步骤 S2 中 3D 数学模型建立包括光柱照度的数学模型建立和光柱运动的数学模型建立 ； 所述光柱照度的数学模型通过以下公式来建立 ： 其中， I(Q)为 M 点光强数学模型， r 为点光源球面半径， 表示点光源球面坐标系统的 水平方向角 ； 表示点光源球面坐标系统的垂直方向角 ； 表示单个点光源。
7、光线 OM 与光 轴 OL 的夹角 ； 表示点光源光轴 OL 与其在 xy 平面投影的夹角 ； 表示点光源光轴 OL 在 xy 平面投影与 Y 轴的夹角 ； 所述光柱运动的数学模型通过以下公式来建立 ： 权 利 要 求 书 CN 102930132 A 2 2/3 页 3 其中， a， b 分别为灯头实际的水平旋转和垂直旋转角度， m,n 分别为控制灯头水平运动 和垂直运动的 DMX512 数据， 所述公式 （3） 为以点光源为坐标原点得到空间坐标系光柱运动 数学模型。 5. 根据权利要求 1 基于 3D 演示效果的音乐灯光表演方案评价方法， 其特征在于 ： 所述 指标参数运动速度通过以下公式。
8、来计算 ： 其中， V(Q)1,V(Q)2分别为水平旋转和垂直旋转的运动速度， t 为运动时间 ； 所述指标参数 映射斜率通过以下公式来计算 ： 映射斜率映射斜率 所述色彩利用率通过以下公式来计算 : 其中， t1为 R G B 255 的时间， T 为总表演时间， RGB 根据灯具自身设定的 RGB 通道确定， 当 R=255 时为红色， G=255 时为绿色， B=255 时为蓝色。 6. 根据权利要求 1 基于 3D 演示效果的音乐灯光表演方案评价方法， 其特征在于 ： 所述 S3 中灯具规定指标参数的取值范围及评价规则包括光照数学模型的评价、 音乐特征匹配度 评价、 灯具使用率评价、 。
9、色彩使用率评价、 映射斜率评价和灯光动作数学模型评价 ； 所述光照数学模型的评价通过以下方式来确定并进行分级 ： 其中， S(I(Q)表示指标参数光照度 I(Q)的评价得分值， 实际值 I(Q)通过实际控制数据带 入光照数学模型计算得到， 所述设定值是通过实际情况设定的指标参数 ； 所述音乐特征匹配度评价通过以下方式来确定并进行分级 ： 其中， t 表示比对表演方案控制数据体现的动作、 色彩、 运动速度表演特征记录符合音 乐特征的表演时间， T 表示整体方案表演时间 ； 所述灯具使用率评价通过以下方式来确定并进行分级 ： 其中， G 表示整个表演过程中灯具的使用率， I(Q)表示控制数据统计出。
10、每个灯具光照度 不为 0 的时间长度 t2； 所述色彩使用率评价通过以下方式来确定并进行分级 ： 权 利 要 求 书 CN 102930132 A 3 3/3 页 4 首先提取不同的颜色使用的时间 tc， 通过以下公式计算得到不同的颜色使用时间占总 的表演时间 T 的比例实际色彩使用率 ： 然后通过得出的音乐情感对应上表得到对应的设定值， 依据以下公式计算单项评价得 分 S（C）： S（C） 100-| 实际值 -（设定值） （边界值）|100 ； 最后， 根据计算得出单项评价得分 S(C)进行分级， 当 S(C)80 时， 表明实际色彩使用与音 乐情感十分符合 ； 当单项评价得分 6080 。
11、； 实际映射率的平均值 LXOYLXOY 则这项评价得 分 S（L） 80 ； 10%15% 则单项 评价得分 S（H）80 时， 表明实际色彩使用 与音乐情感十分符合 ； 当单项评价得分 6080 ； 实际映射率的平均值 LXOYLXOY 则这项评价得 分 S（L） 80 ； 10%15% 则 单项评价得分 S（H）80 表明实际色彩使用与音乐情感十分符合。单项 评价得分 6080 ； 实际映射率的平均值 LXOYLXOY 则这项评价 得分 S（L） 80 ； 10%15% 则 单项评价得分 S（H）80 6080 表明实际光照度符合人观赏要求， 实际值的平均值处于 适宜取值范围内， 且取的。
12、适宜值的时间 t 占整个表演时间 T 的比例单项评价得分 60V0， 此时灯头会出现 抖动极大的影响音乐灯光表现方案的优劣性。 0182 通过实际控制数据带入到灯具运动的数学模型计算得到速度实际值 V(Q) ， 对每个 时间点 V(Q) 的取平均得到 V(Q) 平均, 设定值为 V(Q)。 0183 单项评价得分 S（V(Q)）80 表明实际灯具运动速度 V(Q) 平均V(Q)且实 际灯具运动速度低于设定值的时间 t 与整个表演时间 T 的比值 0184 根据控制数据统计出每个灯具光照度 I(Q)不为 0 的时间长度 t2， 计算得到整个表 演过程中灯具的使用率 G ： 0185 单项评价得分。
13、 S（G）80 表明实际灯具使用率 70% G 90%。单项评价得分 6050% 60% 50% 80% 70% 70% 0189 单项评价得分 S(C)80 表明实际色彩使用与音乐情感十分符合。单项评价得分 6080 表明实际动作重复率 H15%。 0192 根据光柱空间运动数学模型中的映射斜率 LXOY、 LYOZ、 LXOZ， 通过之前总结的动作数 学模型以及灯具运动的最大速度得到灯具运动最大映射斜率 LXOY 、 LYOZ 、 LXOZ 。如果运动过 程中出现 LXOYLXOY 或者 LYOZLYOZ 或者 LXOZLXOZ 则灯具会出现抖动， 动作不流畅的现象。 0193 单项评价得。
14、分 S（L)80 表明实际映射率 LXOYLXOY 且实际灯具运动速度大于设定值的时间 t 与整个表演时间 T 的比值 0194 音乐灯光表演分为静态动作 （变色、 频闪、 切光） 和动态动作 （画圆、 波浪、 摆手） 由 6） 计算得出灯光静态动作时间 tj和动态动作时间 td。如果静态动作时间 60%T60%T， 音乐灯光表演方案认为差。 0195 9） 整体方案得分 S 划分为三个等级如下表 7 所示 ： 0196 表 7 ： 单项评价 S(Q)和整体评价 S 的等级划分 0197 说 明 书 CN 102930132 A 16 13/15 页 17 优 一般 差 S80 6080 表明。
15、该指标参数实际值符合人观赏要求， 实际值的平均值 处于适宜取值范围内， 且取的适宜值的时间 t 占整个表演时间 T 的比例整体评价 得分 S80 表明整体方案设计达到很好的艺术效果， 具有很高的观赏性， 存在的不足之处是 6080 表明 该指标参数实际值符合人观赏要求， 实际值的平均值处于适宜取值范围内， 且取的适宜值 的时间 t 占整个表演时间 T 的比例整体评价得分 S80 表明整体方案设计达到很 好的艺术效果， 具有很高的观赏性， 存在的不足之处是 60S(Q)80 的单项指标。 0222 实施例 4 0223 本实施例与实施例 2 的区别仅在于 ： 0224 步骤一 ： 通过 3D 仿。
16、真软件摆放灯具， 设定灯具地址码以及灯具自身的技术参数。 0225 某大型灯光表演项目， 灯具安装分布区域数量以及相应场景记录如下表 3 所示 ： 0226 表 1 0227 区域编号 区域名称 区域灯具数量 1 山坡第一排 （s1） 12 2 山坡第二排 （s2） 12 3 山坡第三排 （s3） 12 4 湖边 10 0228 步骤 2 ： 依据光学知识以及实际控制数据与表演方案优劣的关系经验总结建立灯 光的 3D 数学模型， 提取相关的评价指标参数， 依据实际控制数据生成物理模型。有 7 个指 标参数， 如上所述。 0229 步骤 3 ： 根据视觉光学和音乐情感对人审美的影响以及灯具使用率。
17、等的角度制定 相应指标参数的适宜取值范围， 制定评价规则有 8 个具体的评价规则如上所述。 0230 步骤 4 ： 用打分制原理通过比较实际指标参数值与规定的适宜取值范围进行比 较， 对音乐灯光表演方案的优劣进行单项评价 S(Q) 和整体评价 S， 说 明 书 CN 102930132 A 18 15/15 页 19 0231 表 2 0232 0233 0234 以上所述仅为本发明的优选实施例， 并不用于限制本发明， 显然， 本领域的技术人 员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样， 倘若本发明的 这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内， 则本发明也意图包含这些 改动和变型在内。 说 明 书 CN 102930132 A 19 1/2 页 20 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102930132 A 20 2/2 页 21 图 3 说 明 书 附 图 CN 102930132 A 21 。